Ekologický Drive-by-Wire kreuje automobil budúcnosti

Inžinieri zo Siemens VDO pracujú na plánoch integrovať pohonnú jednotku, riadenie, tlmiče nárazov a brzdy priamo do kolies automobilu. Tento koncept, nazývaný eCorner, je základným princípom fungovania ekologického Drive-by-Wire automobilu – automobilu budúcnosti.

Medzi jeho ovládacími prvkami, ako sú napríklad volant či pedále, neexistuje mechanická väzba. Všetky pokyny sa prenášajú elektronicky káblami. Pritom eCorner nahrádza tak zavesenie kolies s hydraulickými tlmičmi nárazov, mechanické riadenie či hydraulické brzdy, ako aj konven­čný motor s vnútorným spaľovaním. Len ráf kolesa ostáva nezmenený.

V náboji kolesa je umiestnený elektromotor. O deceleráciu vozidla sa starajú elektronické klinové brzdy (žlté zafarbenie na ilustrácii). Aktívne zavesenie (oblasť vinutej pružiny), tak ako aj elektronické riadenie nahrádza tradičnú hydrauliku.

Úspornejší aj bezpečnejší

Automobil budúcnosti postavený na princípe Drive-by-Wire má mať optimálne rozloženú hmotnosť, viac miesta v interiéri, vyššiu úroveň stability i manévrovateľnosti. Okrem zlepšenia dynamických vlastností nová technológia údajne automobilu prinesie aj vyššiu energetickú účinnosť.

Napríklad kým elektromotor v náboji kolesa premení 96 percent privedenej elektrickej energie na pohon, plne hybridné systémy súčasnosti využijú maximálne 85 percent a veľké prepĺňané vznetové motory najviac 45 percent energie obsiahnutej v palive.

Aktívne tlmenie pruženia podvozka zas zlepší jazdné vlastnosti auta. Okrem toho tým, že mechanické funkcie volantu a pedálov nahradí elektronika, zvýši sa pasívna bezpečnosť automobilu a zmenší sa aj prenos hluku do kabíny.

Kombináciou funkcie elektronického brzdenia, pohonu a riadenia kolies dokáže v kritickej situácii automobil rýchlejšie stabilizovať ako dosiaľ. Okrem toho koncept eCorner ponúka dizajnérom doteraz nepoznanú slobodu pri tvorbe automobilov s elektrickým pohonom a elektronickou kontrolou.

Vysnívané brzdy

Samostatnú kapitolu novej technológie predstavujú elektronické klinové brzdy EWB. Výrazne skrátia celkovú dráhu potrebnú na zastavenie vozidla tým, že dokážu zareagovať stokrát rýchlejšie ako človek.

Okrem toho zaniknú starosti s brzdovou kvapalinou, potrubiami a hadicami, nebude potrebný hlavný brzdový valec, tradičný posilňovač bŕzd, brzdové valčeky kolies ani kompresor a príslušenstvo vzduchotlakových bŕzd.

Nové brzdy ušetria asi 22 l priestoru a 15 kg hmotnosti vozidla. Klinový mechanizmus elektronických klinovitých bŕzd umožňuje pri malej vynaloženej sile dosiahnuť veľký prítlak brzdových obložení na brzdové kotúče.

Potrebná ovládacia sila je asi desaťkrát menšia ako pri hydraulických brzdách. Kvôli zaujímavosti uvádzame, že podobný princíp vzniku veľkých rozpínacích síl sekery je známy napríklad zo štiepania dreva. Na brzdenie elektronickými brzdami stačí výkon asi 100 W.

Pri núdzovom brzdení sa brzdná sila vytvorí za tri stotiny sekundy a za menej ako jednu desatinu sekundy brzdné spomalenie dosiahne maximum – viac ako 1 g. Napríklad pri rýchlosti 80 kilometrov za hodinu sa brzdná dráha automobilu na suchom povrchu v porovnaní s hydraulickými brzdami skráti o 1,7 metra a na snehu a ľade až o 10 metrov.

Pritom brzdy EWB vynikajú precíznou reguláciou a to je ohromná výhoda najmä na šmykľavých cestách. Zvyšuje sa totiž účinnosť elektronických stabilizačných systémov – ABS, BAS, EBV, ESP...

Okrem toho odpadá hlučné pulzovanie brzdového pedála, ktorým sa v súčasnosti prejavuje práve ABS. Navyše, pri športových automobiloch je možné nastaviť agresívnejšie a pri bežných limuzínach komfortnejšie pôsobenie bŕzd.

Bezpečnosť predovšetkým

Samozrejme, takýto výkonný brzdový systém musí byť bezpečný aj v mimoriadnych situáciách. V prípade poruchy systém preruší prívod elektrického prúdu, ovládací klin sa stiahne a zaistí v neutrálnej polohe. Tak nehrozí svojvoľné zabrzdenie vozidla.

Pri poruche elektronickej brzdy na jednom kolese jej výpadok automaticky nahradí optimalizované brzdenie ostatných troch kolies. Pre prípad úplného vypadnutia elektrického prúdu vo vozidle brzdy EWB majú dve malé nezávislé batérie s kapacitou na určitý počet brzdení.

K bezpečnosti optimálneho prenosu údajov medzi centrálnou riadiacou jednotkou a kolesovými modulmi prispieva aj dvojité vedenie. A v prípade poruchy centrálnej riadiacej jednotky bŕzd sú v moduloch kolies ešte záložné, ktoré zabezpečia základné funkcie bŕzd.

Ekologický automobil Drive-by-Wire by sa mohol stať bežnou súčasťou cestnej premávky zhruba o 15 rokov. Brzdy EWB by sa mali dostať do sériovej výroby asi v roku 2010.

Autor je docent na Strojníckej fakulte STU v Bratislave.

Ilustrácia - Siemens VDO

http://auto.etrend.sk