2019-11-01, ostatnia aktualizacja 2019-11-01 06:35

Hamulec pomocniczy EPB

Fot. ZF Aftermarket

Fot. ZF Aftermarket

Każdy samochód osobowy musi być wyposażony w dwa niezależnie działające układy hamulcowe. Podstawowy (roboczy) na ogół uruchamiany jest przez naciśnięcie pedału i bazuje na rozwiązaniach hydraulicznych. Zasada ta nie ulega zmianie od lat, choć sama konstrukcja istotnie ewoluuje (układy ABS, układy wspomagające nagłe hamowanie). Nieco inaczej przedstawia się sprawa hamulca pomocniczego.

Hamulec pomocniczy ma dwa główne zadania. Po pierwsze – służy jako hamulec postojowy w celu zabezpieczenia pojazdu przed zjechaniem z miejsca postoju. Po drugie – w razie awarii hamulca podstawowego musi awaryjnie wyhamować i zatrzymać samochód.

Klasyczny układ hamulca postojowego i awaryjnego wykorzystywał linki. W starszych samochodach uruchamiany był dźwignią (zlokalizowaną na tunelu środkowym lub pod deską rozdzielczą), ewentualnie dodatkowym pedałem (rozwiązanie spotykane w mercedesach). Najnowsze konstrukcje opierają się naelektryce i elektronice.

EPB (Electric Park Brake)

Większość kierowców postrzega pomocniczny hamulec elektryczny w uproszczony sposób: zamiast dźwigni jest guzik. Początkowo sądzili, że pomysł jest niepraktyczny i traktowali go bardziej jako wadę niż zaletę.

Nie można zaprzeczyć, że EPB podnosi koszty serwisowania samochodu i stawia wyższe wymagania przed mechanikiem, który podejmuje się jego obsługi. Z drugiej jednak strony – niezależne testy motoryzacyjne dowodzą, że w sytuacjach awaryjnych EPB potrafi zatrzymać pojazd szybciej i bezpieczniej niż „tradycyjny ręczny”.

Wielu użytkowników samochodów z EPB docenia także jego dodatkowe funkcje podnoszące komfort jazdy, np. utrzymywanie pojazdu na wzniesieniu (Hill Hold).

Fot. 1. Hamulec TRW – zacisk zintegrowany z silniczkiem elektrycznym

Dwa typy EPB

Na rynku funkcjonują obecnie dwa typy elektrycznego hamulca pomocniczego. Pierwszy opracowała marka TRW. Działa on bez użycia linek hamulcowych, a naciśnięcie przycisku na desce rozdzielczej uruchamia silniczki przesuwające tłoczki w zaciskach hamulcowych. Drugi typ opracowała firma ATE. W tym przypadku naciśnięcie przycisku aktywuje silnik elektryczny pociągający tradycyjne linki.

Rozwiązanie TRW

Elektryczny hamulec pomocniczy typu TRW bazuje na silniczkach elektrycznych zamontowanych w tylnych zaciskach hamulcowych (fot. 1). Dzięki zespołowi: przekładnia planetarna lub wahliwa, pasek zębaty i silnik elektryczny – ruch tłoczka hamulcowego powoduje dociśnięcie klocków do tarczy. W ten sposób TRW wyeliminowało klasyczne linki hamulcowe.

Fot. 2. Przykładowe zastosowanie: VW Passat B6 – wszystkie Passaty B6 są wyposażone w elektryczny hamulec pomocniczy

Fot. 3. Zacisk hamulcowy TRW EPB. Moduł składa się z silniczka (1), paska napędowego (2) oraz przekładni (3)

Układ współpracuje wyłącznie z hamulcami tarczowymi i składa się z:

• przycisku,

• elektroniki sterującej,

• elementów aktywujących.

Całość jest połączona przewodami elektrycznymi.

Podczas hamowania awaryjnego system nie doprowadza do zablokowania kół. Sytuacja taka w przypadku osi tylnej mogłaby powodować utratę stabilności samochodu.

Fot. 4. Rodzaje przekładni

W zależności od wersji zacisk może być wyposażony w jeden z dwóch rodzajów przekładni (fot. 4), różniących się przełożeniem.

Fot. 5. Hamulec ATE – silniczek ciągnący za tradycyjne linki

Fot. 6. Siłownik systemu ATE (cable Puller) zamontowany przy tylnej belce Renault Laguny III

Fot. 7. Wnętrze układu Cable Puller

Fot. 8. Linka awaryjnego zwalniania hamulca (Laguna III)

Rozwiązanie ATE

Bazuje ono na elektrycznym siłowniku (Cable Puller), który po naciśnięciu przycisku w kokpicie ciągnie tradycyjne linki i potrafi współpracować z hamulcami bębnowymi oraz tarczowymi (fot. 5). Na linii produkcyjnej samochodów można go stosunkowo łatwo montować zamiennie ze zwykłą, mechaniczną dźwignią hamulca ręcznego. Wspomniany elektryczny siłownik zlokalizowany jest zwykle w centralnej części tylnego zawieszenia lub w okolicy tylnego zderzaka.

Elektryczny hamulec pomocniczy typu ATE to kompletny, sterowany elektrycznie moduł, który po aktywacji przyciskiem w kabinie (lub automatycznie w trybie auto hold) ciągnie za tradycyjne linki hamulcowe przy tylnych kołach. Wymianie podlega cały komplet: element wykonawczy wraz z linkami. Wielu mechaników na własną rękę rozbiera jednak element wykonawczy i wymienia same linki. Oczywiście, linki nie występują jako części zamienne – trzeba zlecić ich dorobienie. Fot. 7 przedstawia element wykonawczy po zdjęciu osłony: silniczek, przekładnię oraz mechanizm ciągnący linki.

Funkcje EPB

Podstawowe funkcje elektrycznego hamulca pomocniczego to zabezpieczenie samochodu na postoju oraz awaryjne zatrzymanie pojazdu w razie awarii hamulca zasadniczego. Niezależnie od tego współczesne konstrukcje realizują także inne funkcje ułatwiające jazdę.

Przykładowe funkcje realizowane przez EPB TRW:

 Automatyczne zwolnienie zaciągniętego hamulca przy ruszaniu.
• Auto Hold – automatyczna aktywacja hamulca po wykryciu bezruchu.
• Hill Hold – ułatwia ruszanie pod górę; zwalnia hamulec po wykryciu, że kierowca rusza.
• System hamowania awaryjnego – powoduje uruchomienie EPB oraz monitoruje prędkość kół, aby zapobiec ich blokadzie (funkcja zbliżona do ABS) w celu utrzymania stabilności pojazdu.
• Zapobieganie zjeżdżaniu – system monitoruje oraz kontroluje siłę zacisku hamulca postojowego, aby zapewnić bezpieczeństwo parkowania nawet w sytuacji przegrzania hamulców lub niskiego poziomu tarcia.
• Szybkie hamowanie – EPB umożliwia użycie hamulca podczas jazdy, kiedy układ hydrauliczny jest sprawny, ale kierowca hamuje tylko hamulcem pomocniczym. Ta funkcja współdziała z systemem kontroli stabilności pojazdu, oferując funkcję ABS na cztery koła.
• Statyczne hamowanie – w czasie postoju pojazdu umożliwia uruchomienie oraz zwolnienie hamulca postojowego za pomocą przycisku, w zależności od stopnia nachylenia terenu.

Oprogramowanie sterujące zaciskami EPB TRW uwzględnia m.in. zmiany temperatury klocków i w razie potrzeby, po pewnym czasie parkowania, automatycznie domyka hamulec pomocniczy, tak aby utrzymany był odpowiedni moment hamowania.

Siła docisku klocków w EPB jest tak skalkulowana, aby utrzymać całkowicie załadowany pojazd na wzniesieniu o spadku 20%. System na bieżąco ocenia wagę samochodu, opór opon, przyczepność podłoża i współczynnik tarcia klocków. W trakcie postoju silniczek dociska klocki odpowiednio do ich stygnięcia (kompensacja temperaturowa). W pozostałych momentach prąd nie jest podawany (wykorzystuje się samohamowność gwintu w zacisku).

Siła nacisku na klocki w przypadku małych, lekkich aut wynosi ok. 14 kN,  w przypadku samochodów większych – ok. 17 kN.

W najbardziej zaawansowanych konstrukcjach w trybie awaryjnego hamowania jako pierwszy włącza się układ ESP (ESC). Oznacza to, że naciśnięcie przycisku EPB w trakcie jazdy inicjuje hamowanie wszystkimi czterema kołami, a nie tylko hamulcem pomocniczym. Po zwolnieniu aktywowane zostają hamulce pomocnicze. To oczywiście jeden z możliwych scenariuszy. Jest ich wiele – w zależności od typu samochodu, roku modelowego i faktycznej sytuacji na drodze.

Tryb automatyczny podczas przeprowadzania testu

Każdy elektryczny hamulec pomocniczy wyposażono w tryb diagnostyczny, umożliwiający przeprowadzenie okresowego badania technicznego. Elektronika sterująca rozpoznaje tryb badania, gdy koła jednej osi pojazdu oparte są nieruchomo na stabilnym podłożu, a koła osi drugiej – z hamulcem pomocniczym – poruszane są za pomocą rolek. Warunkiem aktywacji trybu diagnostyki jest także prędkość nadawana przez rolki w zakresie 4–8 km/h.

Fot. 9. Sprawdzanie momentu hamowania podczas badania technicznego samochodu wyposażonego w epb

Aktywacja trybu diagnostycznego na ogół jest sygnalizowana na desce rozdzielczej wyświetleniem odpowiedniego komunikatu. W trybie diagnostycznym koła można zahamować 3–4 razy.

Fot. 10. Przycisk EPB ma trzy położenia: neutralne (pozycja spoczynkowa), uniesione (zamknięcie hamulca) i wciśnięte (zwolnienie hamulca)

Fot. 11. Położenie pinów w sterowniku EPB

Połączenia elektryczne

Układ EPB TRW nie posiada połączeń hydraulicznych ani układu linek. Całość bazuje na instalacji elektrycznej, prowadzonej niezależnie od sieci CAN, co podnosi jej pewność zadziałania w sytuacji awaryjnej.

Przełączniki mają na ogół osiem pinów, jednak w praktyce są to cztery piny zdublowane, co zwiększa niezawodność działania systemu. Obecność diod w obwodzie uniemożliwia badanie przełącznika multimetrem bez posiłkowania się schematem połączeń.

Budowa elementu wykonawczego

Elementem wykonawczym hamulca pomocniczego marki TRW jest zacisk zintegrowany z silniczkiem elektrycznym i przekładnią. Obie te części połączone są paskiem zębatym. Budowę elementu przedstawia fot. 12.

 

 

 

 

 

 

 

Fot. 12. Budowa elementu wykonawczego elektrycznego hamulca pomocniczego marki TRW

Serwisowanie

W czasie serwisowania systemu hamulcowego wyposażonego w elektryczny hamulec postojowy należy korzystać z urządzeń (testerów) umożliwiających systemowe cofanie toczków, kalibrację zacisków i wykonanie diagnostyki układu.

Fot. 13. Wymiana klocków hamulcowych w elektrycznie sterowanym zacisku hamulcowym

Fot. 14. Przekrój zacisku EPB w poszczególnych fazach wymiany klocka

a) pozycja wyjściowa, b) śruba została wycofana elektronicznie,

c) tłoczek został mechanicznie wepchnięty, d) pozycja końcowa

Fot. 15. Przekrój przez hamulec EPB marki TRW

Fot. 16. Narzędzie do wciskania toczka. Tłoczki w zaciskach EPB należy wciskać (nie wolno ich wkręcać)

Warto zwrócić uwagę, że elektronicznie następuje jedynie wycofanie śruby popychającej tłoczek. Po wycofaniu śruby (programowo, testerem) należy ręcznie wcisnąć tłoczek, korzystając np. z narzędzi przedstawionych na fot. 16.

Fot. 17. Zmiany natężenia prądu w zacisku w poszczególnych fazach wymiany klocków

Poszczególne fazy wymiany klocków

Procedurę wymiany klocków rozpoczyna się za pomocą urządzenia serwisowego (testera) wpiętego do gniazda EOBD. Samochód znajduje się na podnośniku, a hamulec EPB nie jest zaciągnięty. Linie żółta i czerwona na fot.16 przedstawiają natężenie prądu na prawym i lewym zacisku.

1. Otwieranie zacisku (fot. 17a)

Piki nie są istotne – pokazują prąd wzbudzający na silniku. Kluczowy jest prąd ok. 1 A, który w zupełności wystarcza do całkowitego wycofania śruby odpowiedzialnej za poruszanie się tłoczka. Po jej wycofaniu można wcisnąć tłoczek zacisku i wykonać wszystkie czynności związane z wymianą klocków.

2. Zamykanie (fot. 17b)

Po zakończeniu procedury należy testerem zamknąć zacisk (nie chodzi o zaciągnicie EPB, ale jedynie o serwisowe dosunięcie klocków do tarczy za pomocą silniczka EPB). W tej fazie nadal wystarczające są prądy o natężeniu ok. 1 A.

3. Kalibracja (fot. 17c)

Tester aktywuje tryb kalibracji. Następuje automatyczne, naprzemienne otwieranie i zamykanie się zacisku. Wyższe piki (nawet do 7 A) to zaciskanie, a niższe – zwalnianie.

Prąd otwierania i zamykania wynosi około 1 A. Nie wolno pobierać prądu bezpośrednio z akumulatora, zamiast z testera, bo w chwili dociśnięcia przeciąży on elementy plastikowe.

Do diagnostyki służą egzaminery (testery) elektroniczne. Wykonując pomiary multimetrem, można jedynie zgrubnie oszacować stan układu.

W czasie, gdy kierowca pociąga za włącznik hamulca pomocniczego, sterownik wylicza natężenie prądu potrzebne do zamknięcia zacisku, czyli uzyskania odpowiedniego momentu hamowania. Wartość ta ustalana jest na podstawie sytuacji (czy pojazd stoi, czy jedzie) oraz temperatury układu hamulcowego. Wartości temperatur są wyliczane, ponieważ układ nie jest wyposażony w dodatkowe czujniki.

Fot. 18. Badanie napięć w układzie epb

Fot. 19. Miernik cęgowy do przeprowadzania pomiaru prądu

Badanie napięć w układzie EPB

Jeśli napięcie na akumulatorze wynosi np. 11,5 V, a na zaciskach 11,4 V, czyli odchyłka jest minimalna, oznacza to, że system działa prawidłowo (fot. 18).

Jeśli na akumulatorze napięcie wynosi 11,5 V, a na zaciskach np. 10 V, świadczy to o dużym spadku napięcia na samym sterowniku, co jest sygnałem ostrzegawczym. Niepokojąca jest też różnica napięć na poszczególnych zaciskach (np. 11,3 V i 10,3 V).

Badanie rezystancji silnika

Jeśli pomiar omomierzem wykazuje wartość zero lub zbliżoną do zera – silnik jest sprawny. Inne wskazania świadczą o nieprawidłowościach.

Pomiar prądu otwierającego i zamykającego zacisk

Pomiar wykonuje się miernikiem cęgowym nałożonym na przewód jak najbliżej zacisku (fot. 19). Prądy otwierające i zamykające dla lewego i prawego zacisku powinny mieć podobną wartość.

Opracowanie na podstawie materiałów ZF Aftermarket, właściciela marki TRW



Wasi dostawcy

Polecane