Slýcháváme pojmy jako "fly by wire," "drive by wire" a teď i "brake by wire." Co obecně znamenají?
Pat Symonds: Použití termínu "by wire" (po drátě) obecně znamená, že ovládací prvek - ať už je se nachází na křidélkách letadel, na škrticích klapkách vozu nebo v tomto případě na brzdách - má pod kontrolou počítače.
"Drive-by-wire" škrticí klapky jsou s námi již mnoho let a jednoduše tuto technologii vysvětlují. V tomto případě je potenciometr spojený s plynovým pedálem. Potenciometr je jednoduché elektrické čidlo, které měří přesnou pozici pedálu. Údaje o této pozici posílá do počítače v ECU (elektronické řídicí jednotce), která vypočítává, jaký krouticí moment jezdec pedálem požaduje, a tím nejlepším způsobem ho poskytuje.
Samozřejmě, že primárním účelem bude otevření škrticích klapek motoru, což dělá ovládací prvek, který může být řízen elektricky či elektro-hydraulicky. Díky propojení pedálu s ECU a ECU s ovládacím prvkem elektrickým kabelem vzniklo vyjádření "drive by wire."
Nejsou elektronické systémy neodmyslitelně méně spolehlivé než ty mechanické?
PS: Ne. Mohou být složitější, a proto mají více bodů, kde mohou selhat, ale z pohledu delšího horizontu jsou vlastně spolehlivější.
Umožňují také chytřejší kontrolu. U starého plynového lanka byla pozice škrticích klapek určována pozicí nohy jezdce. U moderních systémů může být přehlížena, například při přeřazování.
A z pohledu spolehlivosti: když kabel praskl, auto se zastavilo. U elektronických systémů je snadné zakomponovat prvek redundance tím, že můžete mít na potenciometru dvě čidla. Software pak automaticky rozpozná, když jedna selže, a přepne na tu druhou, aniž by došlo ke ztrátě výkonnosti.
Video: Brembo o systému brake-by-wire (zdroj: Brembo/Youtube)
Proč byl "brake by wire" zaveden v roce 2014?
PS: Komplexní hybridní systémy pohonných jednotek jsou letos velmi závislé na rekuperaci energie při brzdění. Elektromotor a motorgenerátor jsou v podstatě stejné věci. Když se rotor elektromotoru otáčí, vytváří elektřinu, pokud elektřina působí rotor, otáčí se. Na tomto principu je založena celá rekuperace a uvolňování energie hybridního vozu.
Rekuperace kinetické energie a její přeměna v energii elektrickou ale není zadarmo. Když generátor vytváří elektřinu, produkuje odpor, který funguje jako brzdy u auta. Kdyby ten odpor byl konstantní, tak by to nebyl problém, jenže elektřina vytvářená generátorem se ukládá do baterií.
Tyto baterie nesmí být nabité přespříliš - když jsou nabité plně, generátor je vypnut. Protože je tohle nepřímo propojeno se zadními koly, má to velký vliv na brzdové schopnosti zadní nápravy. Navíc existuje pevný limit pro množství energie, které může být systémem rekuperováno, a jakmile je tento limit dosažen, rekuperace je také vypnuta.
Brake-by-Wire sytém je navržený tak, aby při zapínání a vypínání elektrické energie docházelo k rozdělování brzdové energie mezi elektrickou "brzdu" a hydraulickou brzdu tak, že to nebude narušovat vůz či jezdce.
Proč tohle nebylo nutné minulý rok u systému pro rekuperaci kinetické energie (KERS)?
PS: Loni by to pomohlo, ale protože KERS byl pouze 60kW, nešlo o takový výkon, který by způsoboval větší potíže. Letos se tento výkon zvýšil na 120 kW, což představuje významné množství brzděného výkonu.
Zadní náprava McLarenu, brzdy letos kvůli výkonnému motorgenerátoru pro rekuperaci kinetické energie (MGU-K, v minulosti KERS) a novém systému brake-by-wire podstatně menší
(foto: Toni Arch)
Jak tedy nový systém funguje?
PS: Jde o složitý systém. V podstatě je tlak v předních brzdách řízen výhradně hydraulicky v reakci na tlak jezdce na brzdový pedál, ale u zadních brzd může být tlak upravován řídicím systémem, aby bylo dosaženo konstantního brzdového vyvážení bez ohledu na stav systému rekuperace energie na zadní nápravě.
Na prvním místě je vždy bezpečnost, i když tedy jsou zadní brzdy řízeny elektronicky, stále mají také přímé hydraulické spojení, takže vůz vždy zpomalí, i kdyby došlo k selhání elektroniky.
Když systém pro rekuperaci energie přepne na její rekuperaci, brake-by-wire systém sníží tlak v zadních brzdách, a když se rekuperační systém vypne, brake-by-wire umožní plný účinek hydraulického tlaku na zadní brzdy.
Došlo k nějakým změnám v samotném brzdovém systému?
PS: Ano. Protože systém pro rekuperaci energie vykonává při brzdění tolik práce navíc, je možné nasazovat menší zadní brzdy. Velké šestipístkové zadní třmeny, které byly v předchozích letech všudypřítomné, jsou nyní nahrazeny malými čtyřpístkovými třmeny.
Navíc složité mechanické systémy, které se využívaly pro ladění křivky vyvážení brzd jakožto funkce brzdového tlaku, jsou nyní nahrazeny mnohem jednodušším elektronickým mapováním.
Jak ovlivňuje brake-by-wire systém cit pro brzdy?
PS: Jednoduchá odpověď zní: pokud funguje perfektně, pilot by neměl nic pocítit při zapínání a vypínání. Ve skutečnosti by systém měl zlepšit stabilitu při brzdění a příjemným vedlejším efektem je mnohem vyšší tuhost brzdového pedálu, protože není vystavován poddajnosti vedení zadních brzd.
Tip: Více o tom, jak se brzdy pro F1 vyrábějí a jak jsou výkonné, najdete v technickém článku zde.