Формула-1. Нова система гальмування Brake-by-wire
Але не менш важливу роль будуть грати і деякі інші новинки, головна з яких – електронна система управління гальмами. Адже в майбутньому це може привести до справжньої революції не тільки в автоспорті, а й в автомобілебудуванні. Про це повідомляє f1news.ru.
Незважаючи на настання електроніки по всіх фронтах, у пілотів “Формули-1″ досі залишалося два елементи управління, які були механічно підключені до машини: кермо і гальма. Всі інші елементи, включаючи педаль газу, системи KERS, DRS і коробку передач, контролювалися стандартним електронним блоком ECU, а гонщик своїми діями лише задавав необхідні параметри.
У 2014 році механіка в битві з електронікою зробила ще півкроку назад. Новий технічний регламент дозволив використання електронної системи контролю гальм – правда, тільки задніх, і тільки з підстраховкою у вигляді прямого з’єднання з головним гальмівним циліндром.
У світі автомобілебудування робота над електронними гальмівними системами йде вже давно, так як переваги такої схеми незаперечні, але впровадження проходить досить повільно, адже гальма – критично важлива система для безпеки автомобіля, будь-який електронний збій може призвести до трагедії. Тим не менш, такі системи вже застосовуються на магістральних вантажівках, де розподіл гальмівного зусилля між колесами – завдання надзвичайно складне, а також на деяких моделях легкових автомобілів.
Введення електронної системи гальмування для задніх коліс стало вимушеним заходом з боку FIA. І почалося все ще в 2009 році, коли у Формулі 1 з’явилася система KERS. Її основним завданням було забезпечення короткочасної надбавки потужності двигуна за рахунок енергії, яка збирається з задніх коліс на гальмуваннях. Побічним ефектом стала зміна ефективності гальмування, залежно від того, збирається в цей момент енергія для рекуперації чи ні.
Інженери команд досить швидко зуміли збалансувати систему, щоб вона збирала енергію рівномірно, а у випадку, якщо KERS з якихось причин переставала працювати, гонщик вручну міняв розподіл гальмівного зусилля. Однак в 2014 році на зміну KERS прийшла набагато потужніша ERS, тому в FIA пішли на поступку, дозволивши передати контроль електроніці.
“Система була введена цього року, тому що у силових установок тепер набагато складніша структура, що включає електромотори, – пояснив головний конструктор Marussia Джон Макуілльям. – У 2013-му у нас був 60-кіловатний електромотор, з’єднаний із задньою віссю, в цьому році його потужність зросла до 220 кВт, і від задньої осі забирається набагато більший відсоток енергії. Тому різниця в балансі гальм в ті моменти, коли ми збираємо енергію при гальмуванні, і в ті, коли ми її не збираємо, зараз величезна – що може зробити машину некерованою.
Саме тому нам довелося запровадити електронну систему, яка самостійно вибирає рівень тиску в гальмівній системі на задній осі. Саме вона повідомляє гідравлічним приводам, яке зусилля потрібно передавати. Тобто, тепер не пілот вирішує, яке гальмівне зусилля виявляється на задню вісь. З точки зору гонщиків все просто: він тепер концентрується тільки на контролі передньої осі – електроніка зробить решту. З точки зору конструкції – це дуже складна система, яку досить важко відкалібрувати. До того ж, в машині Формули 1 не так багато місця, щоб розмістити додаткову “електронну педаль” “.
Нова система отримала назву Brake-by-wire (“гальмування по проводах”). Близько з влаштування системи застосовуються на гібридних автомобілях, де при натисненні на педаль гальма частина швидкості гаситься за рахунок переведення електромотора в режим генератора, а частина – за рахунок штатних гальм. При цьому розподіл зусиль між контурами нелінійно, так як ефективність гальмування генератором із зменшенням швидкості різко падає. Необхідне співвідношення розраховує комп’ютер. Однак там ця система завжди інтегрована з ABS. У Формулі 1 вона заборонена, і система буде підсумовувати роботу двох профілів гальмування. Таким чином, якщо пілот занадто сильно натисне на педаль гальма, колеса заблокують. А контролювати Brake-by-wire буде стандартний електронний блок управління ECU, що надається FIA.
Безумовно, ключовим питанням застосування Brake-by-wire стане безпека – відмова гальм на машині Формули 1, нехай і тільки задніх, може привести до дуже серйозних наслідків для пілота. Приміром, в 1999 році Міхаель Шумахер отримав складний перелом ноги після вильоту з траси в Сільверстоуні саме через відмову задніх гальм. Тому в технічному регламенті обумовлено, що педаль гальма повинна бути пов’язана з центральним гідравлічним гальмівним циліндром, і в разі відмови електронної системи повинна впливати на задній гальмівний контур безпосередньо.
Зрозуміло, постаралися виключити будь-які несправності і самі команди. “При застосуванні системи Brake-by-wire головне – контролювати ситуацію в разі її поломок, – пояснив виконавчий директор команди Mercedes Падді Лоу. – Питання безпеки системи мали пріоритетне значення, і в значній мірі наші зусилля були спрямовані на їх вирішення”.
Крім перспектив щодо підвищення ефективності ERS і поліпшенню балансу машини, які відкриває використання електронного контролю гальм, у цієї системи є і ще цілий ряд побічних плюсів. Так, застосування нової системи гальмування дозволить використовувати гальмівні диски меншого розміру. Це, в свою чергу, скоротить безпружинну масу і полегшить організацію повітряних потоків в районі задніх коліс. У майбутньому, коли необхідність в страхувальному контурі відпаде, можна буде і зовсім відмовитися від гідравліки – гальмування можна буде робити тільки за рахунок сервоприводів. Все це скоротить загальну масу гальмівної системи і полегшить її компонування.
Безумовно, впровадження і розвиток таких систем в “Формули-1″ надалі має всі шанси вийти за межі чемпіонату, і може використовуватися як в інших видах автоспорту, так і на звичайних автомобілях.