Systém brzdového systému se zesílením je rychlejší a efektivnější než hydraulika. S elektronickou klínovou brzdou (EWB), kterou vyvinula společnost Siemens VDO, je nyní možné realizovat systém 12V brzdy. Ve srovnání s tradiční hydraulickou brzdou nabízí moderní návrh brzdy „klín“ podstatné výhody v oblastech, jako je bezpečnost a pohodlí.
Princip fungování elektronické klínové brzdy
Když je EWB ovládána, mezi brzdovým třmenem a brzdovým rotorem se tlačí brzdová destička připojená k klínu. Klínový efekt je automaticky zesílen jako výsledek rotace kola, což umožňuje vytvářet různé stupně brzdné síly s malým úsilím. Inteligentně kontrolovaný klín přeměňuje kinetickou energii vozidla přímo na brzdnou sílu.
V důsledku své sebeposilující akce je EWB rychlejší než dnešní hydraulická brzda a vyžaduje pouze jednu desetinu energie k provozu. Vozidlo s EWB má na každém kole samostatný inteligentní brzdový modul. Modul se skládá z brzdové destičky, ložisek klínu a klínů, mechanického přenosu energie mezi dvěma elektrickými motory a senzorovým systémem, který detekuje pohyb a sílu.
Senzory měří rychlost každého kola asi stokrát za sekundu a při ještě větším rozlišení sílu a pozici klínu působícího na brzdu. Anatomie brzdy zahrnuje brzdový rotor (1), který je spojen s podložkou (2), jež se pohybuje kolem elektrických motorů (3, 4) pomocí několika válcových šroubů (5) podél klínových úhlopříčných povrchů (6).
Elektronické řízení a bezpečnost
Když řidič sešlápne brzdový pedál, systém přenáší elektronický brzdový signál do síťových modulů systému. V závislosti na odečtech senzoru a intenzitě přijímaného brzdového signálu elektrické motory posouvají brzdový klín do požadované polohy. Tento pohyb je řízen klínovým tahovým ložiskem, které tlačí brzdovou destičku proti rotoru. Brzdový efekt je „samoobslužný“ a velmi rychle narůstá. Inteligentní ovládací prvky eliminují jakékoli riziko, že by klín neúmyslně uzamkl brzdy. Princip „fuzzy“ řídicí logiky byl převzat z kritických leteckých bezpečnostních systémů a přizpůsoben pro automobilové použití.
Výhody elektronické klínové brzdy
Méně komponent, nižší náklady
Konstrukce EWB eliminuje komponenty, jako jsou hydraulická vedení, brzdové válce, posilovač brzd nebo řídicí jednotka ABS, což nabízí celkové snížení hmotnosti systému - se zjednodušenou údržbou, vyšší spolehlivostí a zvýšenou bezpečností. Odstraněním celého hydraulického brzdového systému lze brzdový systém ekonomicky integrovat do automobilu. Odstranění systému hydraulického brzdového systému také pomáhá snížit dopad automobilů na životní prostředí (eliminace kapalin a vyšší palivová účinnost).
EWB snižuje počet požadovaných systémových komponent ve srovnání s tradičním hydraulickým přístupem. EWB není jen brzdou pro řízení; může také fungovat jako automatická parkovací brzda. Standardní páka ruční brzdy již není potřeba, protože EWB brání budoucím automobilům v neúmyslném rozjetí.
Zlepšená funkčnost a bezpečnost
Mechanické oddělení brzdového pedálu a brzdy lze použít ke snížení nebo dokonce úplnému zrušení často nepochopených pulsací brzdového pedálu při aktivaci konvenčních funkcí protiblokovacího brzdění (ABS). Navíc mechanické oddělení brzdového pedálu a brzdy má potenciál zlepšit ochranu cestujících v oblasti nohou v případě nehody.
EWB je schopen fungovat napájen tradičním 12-voltovým elektrickým systémem. Otevírají se také nové možnosti designu, protože klínová brzda bez hydrauliky vyžaduje méně prostoru v motorovém prostoru a podvozku. Počet dílů a komponentů brzdového systému je snížen, stejně jako doba montáže vozidla. Tento elektronický brzdový systém lze snadněji a rychle přizpůsobit novým modelům vozidel a nabízí úspory času a nákladů na vývoj.
Budoucnost brzdových systémů
Pro Siemens VDO je EWB další rozvojovou a výrobní oblastí pro technologie X-by-Wire, které jsou součástí každodenního podnikání společnosti více než 20 let. Elektronický pedál akcelerátoru je standardním zařízením v milionech vozidel. Každý moderní automobil s elektronicky řízeným systémem vstřikování používá mechanický tlak nohy řidiče na plynový pedál k elektronickému přenosu požadavku řidiče na elektronický systém řízení motoru. Elektronika bude i nadále nahrazovat tradiční mechanické a hydraulické systémy ve snaze snížit náklady, vytvořit nové funkce a zlepšit spolehlivost.
Zkratka EWB označuje nový typ kotoučových brzd vyvinutý společností Siemens VDO. Zkratka EWB vznikla z anglických slov Electronic Wedge Brake, čili elektronická klínová brzda. Společnost Siemens VDO představila první funkční vzorek v roce 2005. Klínová brzda sama o sobě není nic nového; klínové brzdy se používaly již pro brzdění kočárů. Inženýři Siemens VDO tento princip pouze znovu využili a zdokonalili.
Ocelové klíny jsou vtlačovány mezi třmen a brzdové destičky. Ovládání klínových prvků funguje bez hydraulických mechanismů, pouze pomocí rychlých krokových elektromotorů. Každé kolo má vlastní řídicí jednotku. Při sešlápnutí brzdového pedálu dojde k aktivaci elektromotorů, které tlačí destičku s brzdovým obložením mezi třmen a kotouč. Otáčením kola, díky třecí síle, je brzdová destička ještě více tlačena na kotouč. Čím rychleji se kolo točí, tím více se zvyšuje brzdná síla na kotouč. Takto uspořádaná brzdová soustava BBW (brake-by-wire), chcete-li brzdy po drátě, umožňuje brzdění každého kola samostatně. Každé kolo má vlastní řídicí jednotku, která dokáže plynule regulovat brzdnou sílu. BBW nahrazuje tedy ABS i ESP. Ze systému mizí hydraulická část i posilovač, brzdová soustava je tím lehčí. Především v oblasti kol, kde brzda patří mezi tzv. neodpružené hmoty, je každé snížení hmotnosti přínosem.