Sistemele tradiționale de frânare nu s-au schimbat foarte mult în ultimul secol, astfel că conceptul de tehnologie de frânare cu fir reprezintă o schimbare de mare pe care producătorii auto și publicul larg le-au reticentat să le accepte. În timp ce sistemele hidraulice tradiționale au probleme, există ceva liniștitor în a avea o legătură directă fizică între picior și plăcuțele de frână sau pantofii situați în cele patru colțuri ale vehiculului. Sistemul de frânare prin cablu rupe această conexiune, motiv pentru care tehnologia este văzută ca fiind în mod inerent mai periculoasă decât controlul electronic al clapetei de accelerație sau chiar direcționarea prin cablu .
Natura comfortabilă a frânelor hidraulice
Modul în care sistemele tradiționale de frânare au funcționat de zeci de ani este faptul că apăsarea pe pedala de frână generează o presiune hidraulică care este utilizată apoi pentru a activa pantofii sau plăcuțele de frână. În sistemele mai vechi, pedala acționează direct pe o componentă hidraulică cunoscută sub denumirea de cilindru principal. În sistemele moderne, un dispozitiv de amplificare a frânelor, alimentat de obicei de vid, mărește forța pedalei și ușurează frânarea.
Când cilindrul principal este activat, acesta generează o presiune hidraulică în liniile de frână. Această presiune acționează ulterior asupra cilindrilor slabi prezenți pe fiecare roată, care fie prinde un rotor între plăcuțele de frână, fie apasă pe pneurile de frână spre exterior într-o tambur.
Sistemele hidraulice de frânare moderne sunt mult mai complicate decât acestea, dar ele încă mai funcționează pe același principiu general. Pompele de frână hidraulice sau de vid reduc cantitatea de forță pe care trebuie să o aplice șoferul și tehnologii precum frânele antiblocare și sistemele de control al tracțiunii pot activa sau elibera automat frânele.
Frânele electrice și electrohidraulice au fost utilizate în mod tradițional numai pe remorci. Deoarece remorcile au deja conexiuni electrice pentru lămpile de frână și semnalele de semnalizare, este simplu să vă conectați într-un cilindru principal electro-hidraulic sau în servomotoarele electrice. Tehnologii similare sunt disponibile de la o serie de producători de echipamente originale, însă natura critică a frânării a dus la o industrie a automobilelor care rămâne ezită să adopte tehnologia frânei cu fir în orice capacitate reală.
Frânele hidraulice se opresc
Culegerea curentă a sistemelor de frânare cu fir utilizează un model electro-hidraulic care nu este complet electronic. Aceste sisteme au în continuare sisteme hidraulice, dar șoferul nu activează direct cilindrul principal prin apăsarea pedalei de frână. În schimb, cilindrul principal este activat de un motor electric sau o pompă care este reglată de o unitate de comandă.
Când pedala de frână este apăsată într-un sistem electrohidraulic, unitatea de control utilizează informații de la un număr de senzori pentru a determina cât de multă forță de frânare are nevoie de fiecare roată. Sistemul poate apoi aplica cantitatea necesară de presiune hidraulică la fiecare etrier.
Cealaltă diferență principală dintre sistemele hidraulice hidraulice și sistemele tradiționale de frânare hidraulice este măsura în care este implicată presiunea. Sistemele de frânare electro-hidraulice funcționează de regulă sub presiuni mult mai mari decât sistemele tradiționale. Frânele hidraulice funcționează la circa 800 PSI în condiții normale de conducere, în timp ce sistemele electrohidraulice Sensotronic mențin presiuni între 2.000 și 2.300 PSI.
Sisteme electromecanice cu adevărat de frână-by-Wire
În timp ce modelele de producție utilizează încă sisteme electro-hidraulice, tehnologia reală de frânare cu fir îndepărtează în întregime sistemul hidraulic. Această tehnologie nu a apărut în nici un fel de modele de producție datorită naturii critice de siguranță a sistemelor de frânare, dar a suferit cercetări și teste semnificative.
Spre deosebire de frânele electrohidraulice, toate componentele dintr-un sistem electro-mecanic sunt electronice. Etrierele au servomotoare electronice în locul cilindrilor hidraulici slave și totul este guvernat direct de o unitate de comandă în locul unui cilindru principal de înaltă presiune. Aceste sisteme necesită, de asemenea, un număr de elemente suplimentare, inclusiv senzorii de temperatură, forța de strângere și poziția de acționare în fiecare etrier.
Frânele electromecanice includ, de asemenea, rețele complicate de comunicații, deoarece fiecare etriere trebuie să primească mai multe intrări de date pentru a genera o cantitate adecvată de forță de frânare. Iar datorită naturii critice a acestor sisteme, de obicei, trebuie să existe o magistrală secundară redundantă pentru a furniza date brute etrierilor.
Problema Sticky Siguranță a tehnologiei de frânare cu fir
În timp ce sistemele de frânare hidraulice și electromecanice sunt potențial mai sigure decât sistemele tradiționale, din cauza potențialului de integrare mai mare cu ABS, ESC și alte tehnologii similare, preocupările privind siguranța le-au ținut înapoi. Sistemele tradiționale de frânare pot și nu reușesc, însă numai o pierdere catastrofală a presiunii hidraulice va jefui complet șoferul de capacitatea de oprire sau de încetinire, în timp ce sistemele electromecanice mai complexe, în mod inerent, au o multitudine de puncte potențiale de defectare.
Cerințele privind eșecul și alte orientări pentru dezvoltarea sistemelor critice de siguranță, cum ar fi sistemele de frânare cu fir, sunt reglementate de standardele de siguranță funcționale precum ISO 26262
Cine oferă tehnologia de frânare cu fir?
Redundanța și sistemele care sunt capabile să lucreze cu cantități reduse de date vor face în cele din urmă o tehnologie electromecanică de frânare cu fir, suficient de sigură pentru adoptarea pe scară largă, dar în acest moment doar câțiva producători de echipamente originale au experimentat sisteme electro-hidraulice.
Toyota a introdus pentru prima dată un sistem de frânare electro-hidraulic în 2001 pentru modelul Estima Hybrid și au fost disponibile variații ale tehnologiei sale de frânare controlată electronic (BCE). Tehnologia a apărut pentru prima dată în Statele Unite pentru anul 2005 cu modelul Lexus RX 400h.
Un exemplu în care tehnologia frânării cu fir a suferit o eșec la lansare a fost când Mercedes-Benz și-a scos sistemul de control al frânării Sensotronic (SBC), care a fost introdus și pentru anul 2001. Sistemul a fost retras oficial în 2006, după o rechemare costisitoare în 2004, iar Mercedes a precizat că va oferi aceeași funcționalitate a sistemului SBC prin intermediul unui sistem hidraulic tradițional de frânare.