Czym jest hamulec elektrodynamiczny?

O hamulcach

Od lat producenci pojazdów pracują nad produktami, których zadaniem jest nie tylko zwiększenie komfortu pasażerów – coraz częściej na pierwszym miejscu stawiana jest poprawa aktywnego oraz pasywnego bezpieczeństwa. Jednym z takich produktów jest układ hamulca elektrohydraulicznego, który jako pierwsza do seryjnej produkcji wprowadziła niemiecka firma Bosch we współpracy z koncernem DaimlerChrysler.

Dla większości osób stwierdzenie, że można coś jeszcze wymyślić w technice związanej z hamulcami montowanymi w pojazdach jest niewyobrażalne – przecież w większości samochodów obecnie sprzedawanych kierowcę w jego ciężkiej i niebezpiecznej pracy wspomagają takie układy jak ABS, ESP czy ASR, fakt dzięki nim auto prowadzi się o niebo lepiej i co najważniejsze ma coraz krótsze drogi hamowania.

Specjalistom z Boscha to nie wystarczyło, stwierdzili że przyszłością nowoczesnej motoryzacji w przypadku postępującej modernizacji systemów automatycznego sterowania pojazdami jest tendencja do zastępowania układów mechanicznych układami „X-by-Wire”, które polecenia od kierowcy odbierają przy pomocy elektronicznych czujników a następnie po dokonaniu elektronicznej obróbce przekazują polecenia do poszczególnych elementów układu. Pierwszym z układów „X-by-Wire” był elektroniczny pedał gazu nazwany przez specjalistów z Boscha „Drive by Wire”, po niewątpliwym sukcesie tego rozwiązania stwierdzono, że tą technologię można wykorzystać przy konstruowaniu układów kierowniczych czy hamulcowych, które stanowią bazę dla rozwoju nowych funkcji odpowiedzialnych za większe bezpieczeństwo oraz komfort podróżowania. Istota działania układu Brake by Wire jest bardzo prosta. Dzięki zastosowaniu zaawansowanej elektroniki oddzielono mechaniczno-hydrauliczne połączenie pomiędzy pedałem hamowania i hamulcem koła. Czujniki odbierają polecenia kierowcy a następnie przekazują je do centralnej jednostki sterującej, która przy pomocy nastawników wytwarza siłę hamowania w kołach. Niestety w obecnej chwili przepisy homologacyjne większości państw nie zezwalają na takie rozwiązanie, pomimo wszystko nie zraziło to konstruktorów z niemieckiej firmy, dzięki temu w ubiegłym roku zaprezentowano pierwsze pojazdy wyposażone w coś pośredniego pomiędzy modelowym układem Brake by Wire a był to Hamulec Elektrohydrauliczny w skrócie EHB. Jest to system opierający się częściowo na sprawdzonych komponentach hydraulicznych dzięki czemu może być montowany w obecnie produkowanych pojazdach. Niestety ze względu na koszta może być on montowany w pojazdach wyższej klasy a dzięki współpracy Boscha z Mercedesem znajdziemy go m.in. w nowym modelu klasy E oraz Maybachu.

I tu rodzi się pytanie: jak to działa? Spróbuję to wyjaśnić. W konwencjonalnym układzie hamulcowym ciśnienie hamowania wytwarza mechanicznie kierowca za pośrednictwem cylindra głównego, a w przypadku hamowania stabilizującego przez układ ESP. Natomiast układ EHB z wysokociśnieniowego zbiornika doprowadza do zacisków hamulcowych zapas płynu hamulcowego wystarczający nawet na kilka hamowań, a elektromotoryczna pompa ciągle utrzymuje stałe ciśnienie płynu hamulcowego wynoszące od 140 do 160 barów. Podczas hamowania bądź działania układu ESP (wyhamowywania stabilizującego) sterownik systemu EHB oblicza wartości ciśnienia niezbędne do wyhamowania każdego z kół – dostosowując je za pomocą regulatorów ciśnienia do potrzeb każdego z kół. Modulatory zbudowano z elektronicznie sterowanych: zaworu wpustowego i wylotowego. Cały układ łączy z kierowcą jednostka uruchamiająca hamulec, która dzięki wykorzystaniu czujnika drogi hamowania i ciśnienia dokonuje w cylindrze głównym pomiaru siły niezbędnej do wyhamowania auta. Za przetwarzanie danych wychodzących z jednostki odpowiadającej za uruchamianie hamulca odpowiada sterownik generujący sygnały dla modulatorów kół. W normalnych warunkach główny cylinder nie jest sprzężony z układem hamulcowym, a tradycyjny nacisk na hamulec następuje za pomocą symulatora hamulca.

Zaletą hamulca elektrohydraulicznego jest wyraźne zwiększenie komfortu hamowania, a dzięki regulacji ciśnienia w układzie bez wiedzy kierowcy, w pojeździe można zamontować inne urządzenia zwiększające komfort jazdy na przykład Adaptive Cruise Control (ACC) – czyli urządzenie automatycznie utrzymujące odległość od poprzedzającego pojazdu. Niewielka siła niezbędna do korzystania z pedału hamulca pozwala kierowcy na maksymalne skrócenie drogi hamowania z udziałem ABS, przy jednoczesnym braku typowych dla ABS-u pulsacji hamulca. Również ESP dzięki wysokiemu ciśnieniu obecnemu przez cały czas w układzie hamulcowym działa bardziej komfortowo – prawie niezauważalnie. Niezaprzeczalnymi zaletami EHB jest łatwość rozbudowy układu hamulcowego o następujące funkcje zwiększające komfort oraz bezpieczeństwo podróżowania:

* Funkcja Soft Stop zapewnia łagodne zatrzymanie auta
* Funkcja hamowania na sucho hamulca EHB pozwala podczas jazdy po mokrej nawierzchni na generowanie regularnych krótkich niezauważalnych dla kierowcy impulsów hamowania, których celem jest zwiększenie skuteczności hamowania. Funkcję aktywuje włączenie wycieraczek.
* Asystent hamowania w korkach wyhamowuje auto ze stałym zdefiniowanym opóźnieniem – gdy kierowca zdejmie nogę z gazu, dzięki czemu nie musi on zmieniać położenia nogi
* Asystent ruszania z miejsca zapobiega staczaniu się auta oraz ułatwia podjazd pod górę. Funkcję aktywuje się gdy auto stoi poprzez energiczne naciśnięcie pedału hamulca, kolejny nacisk na pedał dezaktywuje funkcję
* Funkcja ACC Stop & Go rozszerza działania układu ACC w warunkach jazdy w korkach bądź powolnej jazdy po mieście.
Hamulec EHB dzięki współpracy w dodatkowymi czujnikami wyhamowuje pojazdy aż do całkowitego zatrzymania, przy czym stale uwzględniany jest odstęp od poprzedzającego pojazdu, jeśli auto z przodu przyspieszy to auto wyposażone w EHB i ACC ruszy w ślad za nim.

Jednak za wcześnie się cieszyć z dobrodziejstwa jakim niewątpliwie jest hamulec elektrohydrauliczny gdyż do 2005 roku hamulec EHB będzie montowany jedynie w autach klasy wyższej i średniej, dopiero opracowanie tańszych układów tego typu pozwoli wszystkim producentom na montaż nowego układu w pojazdach niższych klas. Przewiduje się iż kariera rynkowa EHB będzie bardzo podobna do układu ESP, w przypadku którego od chwili wprowadzenia jego do produkcji seryjnej w 1995 roku na wielu rynkach większość nowych aut dostępnych w sieci dilerskiej jest wyposażona w ten system. Hamulec elektrohydrauliczny niewątpliwie jest kolejnym krokiem na drodze do połączenia w sieć wszystkich systemów bezpieczeństwa w aucie.