Aumovio a prezentat „sistemele de frânare ale viitorului” în mijlocul zăpezilor din nordul Europei

Pe măsură ce arhitectura vehiculelor continuă să evolueze, în ceea ce privește frânele fiabilitatea rămâne un aspect nenegociabil, iar compromisurile nu sunt o opțiune. Această mentalitate a experților Aumovio, susținută de o bogată experiență acumulată de-a lungul deceniilor, va deveni și mai importantă în viitor, întrucât sistemele de frânare trebuie modernizate pentru a răspunde cerințelor tot mai stricte. Totodată, aceste sisteme trebuie să ofere deplină siguranță și o încredere absolută utilizatorilor.

În prezent, impulsionate de tendințele tehnologice radicale, vehiculele sunt reconcepute de la zero. Arhitecturile acestora se schimbă către sisteme de propulsie electrificate și capacități tot mai mari de conducere automată (AD). În plus, digitalizarea și conectivitatea realiniază fundamental arhitectura electrică și electronică (arhitectura E/E) a vehiculelor, cu un accent tot mai mare pe software. În viitor, software-ul va defini caracteristicile mașinilor și experiența de conducere.

În acest context, în viziunea specialiștilor Aumovio, frânarea vehiculelor trece de la o funcție izolată la una integrată. Ce înseamnă asta? O schimbare majoră. Privind înapoi, putem înțelege cum am ajuns unde suntem astăzi. Până în prezent, sistemele de frânare au fost în principal sisteme mecanice, alcătuite din servomotoare cu vid și transmisie hidraulică a forței de la pedala de frână la plăcuțele și discurile de frână ale roților. Sistemele electronice de siguranță, precum cele antiblocare (ABS) și sau control electronic al stabilității (ESC/ESP), asigură că frânele contribuie la deplasarea și frânarea în siguranță în situații limită, chiar și fără intervenția șoferului. În același timp, în prezent frânele contribuie și la eficiența vehiculului. Cu alte cuvinte, ajută la reducerea emisiilor de CO2 și, în viitor, și la emisiile de particule rezultate din frecare. În calitate de specialist în sisteme de frânare cu o tradiție de 120 de ani, Aumovio a stabilit o foaie de parcurs a sistemelor de frânare care, pas cu pas, include o gamă largă de sisteme hidraulice și electromecanice dintre cele mai avansate de pe piață.

În buna tradiție a grupului Continental, companie din care s-a desprins Aumovio, noile sisteme care au fost și vor fi propuse producătorilor de vehicule au fost prezentate și testate în condiții dificile, pe gheață și zăpadă, la centrul de la Arvidsjaur, Suedia.

Sistemele MK C, deschizătoare de drumuri în domeniul frânării

Lansate în 2016, sistemele de frânare One Box, precum MK C1 ale Continental / Aumovio, au reprezentat un pas evolutiv esențial. Pentru prima dată, funcțiile de amplificare a frânării, de control și de siguranță au fost combinate într-o singură unitate, eliberând spațiu și deschizând noi posibilități în cadrul arhitecturii vehiculului pentru alte componente. În acest caz, solicitările de frânare sunt transmise electric prin intermediul pedalei de frână, ceea ce permite generarea precisă a presiunii de frânare în doar 150 de milisecunde – mult mai rapid decât orice sistem hidraulic convențional și fără a depinde de forța fizică a șoferului. În ciuda acestui fapt, pedala oferă aceeași senzație, deoarece răspunsul acesteia este simulat continuu. Când șoferul apasă pedala, lichidul de frână curge doar până la simulator, care reproduce rezistența familiară a pedalei. Presiunea hidraulică pentru frânele roților este însă generată separat de un actuator electric de presiune. Deoarece forța de frânare dorită este simulată nu există nicio legătură hidraulică între pedală și frână. Prin urmare, frânele electrice și cele de fricțiune pot fi combinate pentru o senzație constantă a pedalei.

În plus, transferul comenzii de frânare către sistemul electronic (brake-by-wire) sporește eficiența vehiculelor electrificate. După ce șoferul apasă pedala de frână sistemul inteligent decide dacă să acționeze frânele sau să utilizeze comanda de frânare pentru a genera energie prin recuperare, „consumând” cât mai puțină energie cinetică posibil. Cu o frânare regenerativă de 100%, sistemul MK C1 contribuie în mod decisiv la o conducere sigură, dinamică și ecologică. În comparație cu sistemele convenționale, acesta reduce emisiile de CO2 pe kilometru cu nu mai puțin de cinci grame, conform testelor WLTP.

Pentru a genera o siguranță fără compromisuri, toate sistemele de frânare sunt proiectate cu concepte de rezervă care mențin capacitatea de frânare chiar și în caz de defecțiune, fie prin mecanisme hidraulice de rezervă care utilizează supape și căi de presiune, fie prin arhitecturi redundante din punct de vedere electric, cu alimentare și acționare independente. La roți, frânarea rămâne în continuare un proces hidraulic (așa-numita frânare „umedă”).

Sistemul MK C2, lansat în 2022, a reprezentat a doua generație a sistemului de frânare One Box de la Aumovio și dispune de o arhitectură multilogică, adică două plăci de circuite imprimate și două procesoare care pot asigura mai multe funcții în comparație cu modelul MK C1 în cazul apariției unei singure defecțiuni. Asta înseamnă, de exemplu, că frâna de mână poate fi acționată redundant, eliminând necesitatea unui dispozitiv mecanic de blocare a transmisiei extrem de costisitor pentru imobilizarea vehiculului. Bazându-se pe aceste avantaje și perspective – fără a mai menționa confirmarea oferită de aproape 15 milioane de unități produse – seria MK C și configurația sa electromecanică deschid calea către următorii pași în evoluția planului de dezvoltare al sistemului de frânare Aumovio.

În timp ce soluțiile de tip „One Box” pentru conducerea cu grad ridicat de automatizare (HAD) creează redundanță prin utilizarea unui sistem principal de frânare susținut de un al doilea sistem care rămâne în mare parte inactiv și este utilizat doar atunci când este necesară o soluție de rezervă, alte sisteme de frânare moderne dispun de două actuatoare independente care colaborează constant pentru a asigura forța de frânare.

„Distributed Brake Systems” prezintă avantajul decisiv că pot fi proiectate pentru a fi mai compacte, mai ușoare și, prin urmare, mai eficiente. Cu toate acestea, dacă este necesară o soluție de rezervă, fiecare dintre cele două sisteme este capabil să genereze individual o forță de frânare ridicată – asigurând astfel siguranța necesară.

Fiind un sistem de frânare „brake-by-wire” autentic, „Distributed Brake System” se potrivește cerințelor și potențialului conceptelor moderne de vehicule. Are un număr redus de componente de frânare și asigură flexibilitate în arhitectura vehiculului, ocupând mai puțin spațiu și oferind numeroase opțiuni de amplasare. Sistemul este compatibil cu noile concepte de vehicule, caracterizate prin interioare și dimensiuni diferite, cum ar fi șasiul de tip „skateboard” al vehiculelor electrificate, care poate fi utilizat pentru montarea diverselor caroserii. Costurile sunt reduse deoarece același model poate fi utilizat pentru multe tipuri diferite de vehicule. Deoarece distanța dintre plăcuțe și discul de frână poate fi mărită spațiul liber rămas reduce cuplul de frecare rezidual, crescând astfel eficiența energetică. Conform Aumovio „Distributed Brake Systems” vor fi gata pentru producția de serie începând cu 2027.

Sisteme de frânare semiuscate

Flexibilitatea tot mai mare oferită de arhitectura E/E facilitează, de asemenea, trecerea de la frânele hidraulice („umede”) la cele electrice („uscate”). În viziunea specialiștilor Aumovio, pe termen mediu, sistemele de frânare semiuscate vor juca un rol major. În sistemele de frânare actuale, cum ar fi soluțiile „One Box”, sistemul hidraulic încă acumulează presiune pentru a acționa etrierele frânelor cu disc. Cu toate acestea, pe măsură ce arhitecturile E/E și arhitecturile vehiculelor evoluează, aceste configurații vor deveni tot mai atractive și vor oferi o flexibilitate tot mai mare.

Sistemele de frânare semiuscate nu acționează frânele hidraulic pe puntea spate și oferă mai multe avantaje față de sistemele de frânare cu acționare hidraulică. Necesită mai puțin lichid hidraulic, au distanțe de frânare mai scurte – frânele uscate de pe puntea spate permit o acționare mai rapidă, individuală pentru fiecare roată. Astfel sunt generate avantaje pentru conducerea automată și în situații de frânare de urgență. Sistemul nu mai necesită conducte hidraulice rigide, instalarea pe puntea spate este simplificată, în timp ce sistemul hidraulic de pe puntea față rămâne disponibil ca sistem de rezervă. În plus, cuplul rezidual este redus. Această descentralizare a sistemului de frânare convențional ar trebui să deblocheze și mai mult potențialul în ceea ce privește arhitectura vehiculului.

Aumovio este primul furnizor din Europa care a primit o comandă de serie la scară largă pentru producția unui sistem de frânare semiuscat. Contractul a fost acordat de un producător german de automobile, cu începerea producției planificată pentru 2028. Inima sistemului este etrierul de frână electromecanic, fără fluid, utilizat pe puntea spate. Conform specialiștilor Aumovio, piața sistemelor de frânare semiuscate se află într-o fază incipientă, însă, odată cu acest prim contract, se deschide un drum care poate genera comenzi importante.

De la prezent la viitor

Deocamdată teoretic, în etapa următoare a dezvoltării sistemelor de frânare va fi posibilă eliminarea completă a sistemului hidraulic. Pentru a realiza acest lucru toate frânele de la cele patru roți vor fi acționate electromecanic, devenind astfel complet „uscate”. Acest sistem va face ca accentul pus în prezent pe generarea și modularea presiunii cu ajutorul controlerelor de domeniu tradiționale să devină o amintire. Un sistem de frânare „uscat” este compus din cele patru frâne uscate ale roților (etriere sau tamburi) cu o serie de blocuri funcționale software care, din motive de siguranță și redundanță, pot rula pe mai multe dintre computerele de înaltă performanță (HPC) existente la bordul mașinii.

Inginerii Aumovio au dezvoltat deja un prototip inițial „uscat”. Înainte de a se angaja în transformarea completă către sisteme de frânare „uscate”, funcțiile individuale ale unui astfel de sistem trebuie mai întâi încapsulate ca produse independente în blocuri software modulare, validate și testate. Interfețele standardizate vor permite integrarea acestor sisteme într-o gamă largă de vehicule pe baza principiului reutilizării.

Privind și mai departe în viitor, nu va mai fi suficientă gândirea în termeni de unități funcționale și hardware izolate. Viitoarele arhitecturi ale sistemelor de frânare vor fi modulare și scalabile, permițând amplasarea mai flexibilă în interiorul vehiculului a componentelor care înainte erau centralizate. În cazul vehiculelor electrice, de exemplu, se preconizează că funcțiile de propulsie și sistemele de frânare vor deveni o unitate integrată încă de la sfârșitul acestui deceniu. Pe termen lung, este prevăzută și integrarea elementelor de ghidare a roților, a suspensiei și a sistemului de amortizare. Dezvoltarea acestui așa-numit „Corner Module” este deja în curs.

Singuranța sistemelor de frânare, testată în cele mai dificile condiții de drum

Pentru a demonstra că întreaga sa viziune în domeniul sistemelor de frânare ale prezentului și viitorului nu este doar o idee de marketing, Aumovio a invitat un grup de jurnaliști la centrul său de testare din nordul Europei. Aflat în nordul Suediei, la circa 100 km de Cercul Polar, Aumovio Test Center Arvidsjaur (TCA), oferă condiții de iarnă constante pentru testarea tehnologiilor în materie de frânare și siguranță auto, de la diverse sisteme de siguranță pasivă și activă până la funcțiile șasiului sau sistemele de frânare pe suprafață semiuscată sau complet uscată.

În calitate de expert în domeniul sistemelor de frânare, Aumovio testează aici echipamentele care ar trebui să direcționeze compania către obiectivul ambițios „Vision Zero” – zero decese, zero răniți și zero accidente. Pentru asta, la centrul de testare din Laponia, în fiecare an, de la începutul lunii ianuarie până la sfârșitul lui martie TCA se află circa 100 de ingineri de testare și mecanici care lucrează la temperaturi cuprinse între 0 și -30 de grade Celasius.

Citește și:
– UPDATE: Aumovio, fosta divizie de componente auto a Continental, va desființa 4.000 de posturi la nivel global, inclusiv din România
– Aumovio a produs 30 de milioane de camere cu vedere panoramică la Sibiu
– Aumovio, compania rezultată din desprinderea diviziei Automotive de grupul Continental, va activa la Brașov, Iași, Sibiu și Timișoara