Η ZF Friedrichshafen και η Brembo είναι οι πρώτοι προμηθευτές που ανακοινώνουν συμβόλαια για συστήματα πέδησης "brake-by-wire", τα οποία αντικαθιστούν σε μεγάλο βαθμό τα υδραυλικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται εδώ και έναν αιώνα.
Ο τρόπος λειτουργίας των φρένων δεν έχει αλλάξει ιδιαίτερα τα τελευταία 100 χρόνια. Ο οδηγός πατάει το πεντάλ φρένου, και ο κύριος κύλινδρος διοχετεύει το υγρό μέσω ενός σωλήνα στις δαγκάνες των δισκόφρενων και στα ταμπούρα, προκαλώντας την πίεση που ενεργοποιεί τα έμβολα και πιέζει τα τακάκια στους δίσκους επιβραδύνοντας το όχημα.
Ωστόσο, πλέον, οι ακριβείς ηλεκτρονικά ελεγχόμενες συσκευές πρόκειται να αντικαταστήσουν τα κατώτερης τεχνολογίας υδραυλικά. Το σύστημα "brake-by-wire" χρησιμοποιεί τεχνητή νοημοσύνη και αλγορίθμους για να βελτιώσει την ασφάλεια, μειώνοντας τις αποστάσεις φρεναρίσματος και διατηρώντας το όχημα πιο σταθερό κατά τη διάρκεια επείγουσας πέδησης.
Το σύστημα Sensify της Brembo, αναμένεται να κυκλοφορήσει το επόμενο έτος, όπως ανακοίνωσε η εταιρεία. Η Brembo, η οποία κατασκευάζει φρένα υψηλών επιδόσεων για μοτοσικλέτες, υπερπολυτελή αυτοκίνητα και αγωνιστικά, δεν έχει αποκαλύψει ποιος είναι ο πελάτης της ή σε ποιον τομέα της αγοράς θα κάνει το ντεμπούτο του το σύστημα.
Η ZF, ο γερμανικός προμηθευτής που είναι πιο γνωστός για τα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων, επίσης δεν έχει αποκαλύψει τον πρώτο πελάτη του για το σύστημα EMB (Ηλεκτρο-Μηχανικά Φρένα), το οποίο αναμένεται το 2028.
Ωστόσο, ο Peter Holdmann, επικεφαλής του τομέα αναρτήσεων της ZF, έδωσε μια ένδειξη κατά τη διάρκεια της έκθεσης CES στο Λας Βέγκας τον Ιανουάριο. Όπως είπε στους δημοσιογράφους, το συμβόλαιο της ZF προβλέπει την τοποθέτηση του EMB σε 5 εκατομμύρια οχήματα. Από αυτά, τα 700.000 θα είναι βαριά φορτηγά.
Πώς λειτουργεί
Υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων brake-by-wire. Ο πρώτος τύπος, που κυκλοφόρησε πριν από περίπου δέκα χρόνια, χρησιμοποιεί υδραυλικά, αλλά διαθέτει έναν ηλεκτρονικό κύριο κύλινδρο, που αξιολογεί παραμέτρους όπως η ταχύτητα και η δύναμη που ασκεί ο οδηγός όταν πατά το πεντάλ.
Η νέα γενιά συστημάτων της Brembo και της ZF είναι "ξηρά" συστήματα. Αντικαθιστούν τις υδραυλικές δαγκάνες με ηλεκτρικές, οι οποίες χρησιμοποιούν κινητήρες για να μετακινούν τα τακάκια των φρένων.
Τα παραδοσιακά συστήματα πέδησης συνδέουν το πεντάλ με τον κύριο κύλινδρο και συνήθως με έναν ενισχυτή λειτουργίας κενού. Το EMB της ZF παρακάμπτει τα περισσότερα από αυτά τα εξαρτήματα.
Αξιολογεί την πρόθεση του οδηγού
"Ο προσομοιωτής του πεντάλ παρακολουθεί την πρόθεση του οδηγού μέσω της διαδρομής του πεντάλ και της δύναμης και μεταφράζει αυτά τα δεδομένα σε ένα σήμα που επεξεργάζεται ένας κεντρικός υπολογιστής", εξήγησε ο Diego Cusi, διευθυντής μηχανικής της ZF. "Στη συνέχεια, αυτό το σήμα θα αποσταλεί στις τέσσερις γωνίες του οχήματος".
Η πρόσφυση των ελαστικών στο δρόμο δημιουργεί μια άλλη σειρά σημάτων. Ο υπολογιστής μπορεί να εφαρμόσει διαφορετική πίεση φρεναρίσματος σε κάθε τροχό, με βάση τις συνθήκες του δρόμου.
"Το σήμα [από κάθε τροχό] θα ερμηνεύεται και θα δίνεται εντολή στον κινητήρα να παραδώσει μια συγκεκριμένη δύναμη", δήλωσε ο Cusi.
Σε οχήματα με σύστημα αντιμπλοκαρίσματος (ABS), ο οδηγός νιώθει μια δόνηση όταν ενεργοποιείται το σύστημα. Αυτό θα εξαφανιστεί στα οχήματα με σύστημα brake-by-wire, καθώς οι κινητήρες που πιέζουν τα τακάκια στους δίσκων δεν είναι συνδεδεμένοι με το πεντάλ φρένου.
Πρώτη εφαρμογή σε EV
Το σύστημα Sensify της Brembo, χρησιμοποιεί ηλεκτρονικά εξαρτήματα στους τέσσερις τροχούς, κάτι που υποδεικνύει ότι η πρώτη εφαρμογή του πιθανότατα θα είναι σε ένα ηλεκτρικό όχημα.
Το EMB της ZF, χρησιμοποιεί συνδυασμό υδραυλικών για τα μπροστινά φρένα, τα οποία παρέχουν τη μεγαλύτερη δύναμη πέδησης και ηλεκτρονικά εξαρτήματα για τα πίσω φρένα. Θα ήταν πολύ ακριβό να εξοπλιστεί ένα θερμικό όχημα με ένα σύστημα 12V που διαθέτει εφεδρική παροχή ενέργειας, για να λειτουργήσουν με ασφάλεια οι ξηρές ηλεκτρικές δαγκάνες σε περίπτωση κάποιου σφάλματος στα ηλεκτρικά, δήλωσε ο Cusi.
Επιπλέον, το σύστημα EMB μπορεί να ενεργοποιήσει τα φρένα ταχύτερα από τα υδραυλικά συστήματα, δήλωσε ο Cusi. "Τα σύγχρονα υδραυλικά συστήματα έχουν αυτό που λέμε χρόνο κλειδώματος. Πόσο χρόνο χρειάζεται για να κλειδώσει ο τροχός, για παράδειγμα 150 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτό μπορεί να γίνει γρηγορότερα με το EMB".
Η Bosch έχει ένα διαφορετικό είδος συστήματος brake-by-wire, το οποίο διατηρεί τις υδραυλικές δαγκάνες, αλλά χρησιμοποιεί ηλεκτρονική ενεργοποίηση στον κύριο κύλινδρο, το εξάρτημα που κατευθύνει το υγρό πέδησης στους τροχούς.
Πέρα από την ταχύτερη ενεργοποίηση των φρένων, τα συστήματα brake-by-wire μπορούν να διαχειριστούν και πιο αποτελεσματικά την κατανομή βάρους του οχήματος, κατά τη διάρκεια έντονου φρεναρίσματος, κάτι που ενισχύει την ασφάλεια.
"Σε μια επείγουσα κατάσταση, ίσως έχουμε ένα αυτόνομο σύστημα κάμερας που ενεργοποιεί τα φρένα χωρίς ο οδηγός να πατήσει το πεντάλ. Σε αυτή την περίπτωση, ένα σύστημα που είναι πραγματικά γρήγορο είναι πολύ χρήσιμο", λέει ο Danny Milot, αντιπρόεδρος της ZF για τη μηχανική των φρένων.
Κόστος και βάρος
Μια δαγκάνα EMB που εμφανίστηκε στα κεντρικά γραφεία της ZF στο Μίσιγκαν, ήταν μεγαλύτερη και βαρύτερη από μια τυπική υδραυλική δαγκάνα, κυρίως λόγω των δύο ηλεκτροκινητήρων που είναι τοποθετημένοι στο εξωτερικό της τμήμα.
Αν και το EMB πιθανότατα θα είναι πιο ακριβό από τα υδραυλικά συστήματα, προσφέρει επιπλέον πλεονεκτήματα εκτός από την πιο ασφαλή πέδηση. Το σύστημα εξαλείφει το δίκτυο μεταφοράς υγρού φρένων μέσω των σωλήνων του πλαισίου στους τροχούς, απλοποιώντας την παραγωγή και μειώνοντας το κόστος.
Τα "ξηρά" συστήματα brake-by-wire ενδέχεται επίσης να μειώσουν τα κόστη συντήρησης και καυσίμου. Δεν απαιτούν αλλαγές υγρών φρένων. Τα τακάκια φρένων πιθανότατα θα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και η κατανάλωση καυσίμου αναμένεται να μειωθεί.
Αυτό συμβαίνει επειδή τα υδραυλικά φρένα δεν μπορούν να απομακρύνουν τα τακάκια από τους δίσκους, προκαλώντας μια ελαφριά αντίσταση ακόμη και όταν το πόδι του οδηγού είναι μακριά από το πεντάλ. Τα ηλεκτρικά φρένα απομακρύνουν τα τακάκια εντελώς.