2014-02-21
Brake by wire w F1 - co to takiego?
Podczas przedsezonowych testów F1 kierowcy bardzo często poruszają kwestię nowego systemu hamulcowego, tzw. brake by wire.R E K L A M A
Jako że w ostatnim czasie sporo naszych użytkowników dopytywało się oto jak działa taki system, postanowiliśmy nieco przybliżyć zasadę jego działania i tym samym rozpocząć serię artykułów, które przybliżą jeszcze przed sezonem 2014 zmiany wprowadzone w F1.
Regulamin F1 zakazuje stosowania dodatkowych udogodnień takich jak kontrola trakcji, ABS, czy kontrola startu, jednak przepisy na sezon 2014 przewidują możliwość stosowania systemu elektronicznej kontroli tylnego układu hamulcowego, która to przyjęła nazwę brake by wire.
Sama nazwa systemu „by wire” w dosłownym znaczeniu znaczy „przewodowo” (poprzez sygnały elektryczne) i dobrze łączona jest z nagłośnioną kilka lat temu lotniczą technologią fly by wire.
Ze względów bezpieczeństwa bolidy Formuły 1 od dawna wyposażane są w dwa, niezależne układy hamulcowe- przedni oraz tylny. Gdy jeden z nich zawodzi, drugi pomaga bezpiecznie zatrzymać auto.
„Koncepcja układu hamulcowego jest zupełnie nowa i przyjmuje formę systemu brake by wire jeżeli chodzi o tylne koła” wyjaśniał w informacji prasowej zespół Saubera. „Takie rozwiązanie stało się niezbędne ze względu na znaczący wzrost osiągów systemu ERS (następca systemu KERS, ang. Energy Recovery System), który wiąże się ze znacznie większymi zmianami momentu obrotowego na tylnych kołach niż poprzednio. Za pomocą brake by wire, elektroniczny układ mierzy z jaką siłą kierowca naciska na pedał hamulca a potem, biorąc pod uwagę dodatkowe informacje z systemu odzyskiwania energii- w ułamku sekundy ustala jakie powinno być dostarczone ciśnienie do układu zacisków.”
W ogromnym skrócie system ten ma po prostu za zadanie stabilizowanie procesu hamowania, a jednocześnie dbanie o jak największą efektywność odzyskiwania energii kinetycznej i ładowania akumulatorów przez generator (ang. skrót MGU-K). Ważne jest tutaj, aby kierowca mógł pewnie czuć się w aucie, gdy naciska pedał hamulca jadąc z prędkością przekraczającą 300 km/h. W tym względzie system musi także zapewniać kierowcy odpowiednie „czucie” na pedale hamulca w kokpicie. Dużo ważniejsze jest jednak dostrojenie systemu i stworzenie odpowiedniego mapowania, aby hamowanie odbywało się stabilnie a proces odzyskiwania energii był jak najbardziej efektywny.
Przypominamy, że w przypadku systemu KERS zespoły mogły odzyskać jedynie 0,4 MJ energii na okrążeniu, co przekładało się na moc 80 KM przez nieco ponad 6 sekund.
System ERS w sumie może naładować akumulatory energią nawet 4MJ (generator odzyskujący energię z hamowania 2 MJ plus energia z turbiny, ponad 2 MJ) energii co przekłada się na 160 KM przez ponad 33 sekundy na okrążeniu. Obecnie w Formule 1 odzyskuje się energię tylko z tylnych kół napędowych, jednak w planach były także przepisy umożliwiające odzyskiwanie energii z przedniej osi bolidów.
W kolejnym artykule dokładnie przedstawimy zasadę działa nowych układów napędowych, które w tym roku przysparzają co poniektórym zespołom tyle problemów.
Przeczytaj o pozostałych zmianach w F1 na sezon 2014:
Podsumowanie zmian w regulaminie technicznym F1 na sezon 2014
Podsumowanie zmian w regulaminie sportowym F1 na sezon 2014
ERS, czyli mocniejszy KERS w F1
Regulamin F1 zakazuje stosowania dodatkowych udogodnień takich jak kontrola trakcji, ABS, czy kontrola startu, jednak przepisy na sezon 2014 przewidują możliwość stosowania systemu elektronicznej kontroli tylnego układu hamulcowego, która to przyjęła nazwę brake by wire.
Sama nazwa systemu „by wire” w dosłownym znaczeniu znaczy „przewodowo” (poprzez sygnały elektryczne) i dobrze łączona jest z nagłośnioną kilka lat temu lotniczą technologią fly by wire.
Ze względów bezpieczeństwa bolidy Formuły 1 od dawna wyposażane są w dwa, niezależne układy hamulcowe- przedni oraz tylny. Gdy jeden z nich zawodzi, drugi pomaga bezpiecznie zatrzymać auto.
„Koncepcja układu hamulcowego jest zupełnie nowa i przyjmuje formę systemu brake by wire jeżeli chodzi o tylne koła” wyjaśniał w informacji prasowej zespół Saubera. „Takie rozwiązanie stało się niezbędne ze względu na znaczący wzrost osiągów systemu ERS (następca systemu KERS, ang. Energy Recovery System), który wiąże się ze znacznie większymi zmianami momentu obrotowego na tylnych kołach niż poprzednio. Za pomocą brake by wire, elektroniczny układ mierzy z jaką siłą kierowca naciska na pedał hamulca a potem, biorąc pod uwagę dodatkowe informacje z systemu odzyskiwania energii- w ułamku sekundy ustala jakie powinno być dostarczone ciśnienie do układu zacisków.”
W ogromnym skrócie system ten ma po prostu za zadanie stabilizowanie procesu hamowania, a jednocześnie dbanie o jak największą efektywność odzyskiwania energii kinetycznej i ładowania akumulatorów przez generator (ang. skrót MGU-K). Ważne jest tutaj, aby kierowca mógł pewnie czuć się w aucie, gdy naciska pedał hamulca jadąc z prędkością przekraczającą 300 km/h. W tym względzie system musi także zapewniać kierowcy odpowiednie „czucie” na pedale hamulca w kokpicie. Dużo ważniejsze jest jednak dostrojenie systemu i stworzenie odpowiedniego mapowania, aby hamowanie odbywało się stabilnie a proces odzyskiwania energii był jak najbardziej efektywny.
Przypominamy, że w przypadku systemu KERS zespoły mogły odzyskać jedynie 0,4 MJ energii na okrążeniu, co przekładało się na moc 80 KM przez nieco ponad 6 sekund.
System ERS w sumie może naładować akumulatory energią nawet 4MJ (generator odzyskujący energię z hamowania 2 MJ plus energia z turbiny, ponad 2 MJ) energii co przekłada się na 160 KM przez ponad 33 sekundy na okrążeniu. Obecnie w Formule 1 odzyskuje się energię tylko z tylnych kół napędowych, jednak w planach były także przepisy umożliwiające odzyskiwanie energii z przedniej osi bolidów.
W kolejnym artykule dokładnie przedstawimy zasadę działa nowych układów napędowych, które w tym roku przysparzają co poniektórym zespołom tyle problemów.
Przeczytaj o pozostałych zmianach w F1 na sezon 2014:
Podsumowanie zmian w regulaminie technicznym F1 na sezon 2014
Podsumowanie zmian w regulaminie sportowym F1 na sezon 2014
ERS, czyli mocniejszy KERS w F1
komentarze
1. Witek6935
"Obecnie w Formule 1 odzyskuje się energię tylko z tylnych kół napędowych, jednak w planach są także przepisy umożliwiające odzyskiwanie energii z przedniej osi bolidów. "
Czy ktoś mi może powiedzieć kto ma takie plany i jaki sposób chce to zrealizować?
Jak odzyskać energię kinetyczną kół przednich, skoro nie są one napędzane? ;) Odbiór energii z kół przednich (mam na myśli kinetycznej) wiązałby się raczej z półosiami do kół przednich... (coś musiałoby w jakiś sposób napędzić silnik elektryczny - zamiana energii kinetycznej na elektryczną) a skoro tak, to co, mógłby być dodatkowy elektryczny napęd kół przednich?! jakoś tego nie widzę.. :P
2. kempa007
próbowałem znaleźć przyszłę regulaminy F1, ale ze strony FIA gdzies zniknęły. Nie będę się upierał, ze zostanie to wdrożone, ale aby odzyskiwać enerię wcale nie potrzeba napędzać kół, chociąż generator jest potrzebny, wieć naturalne wydaje się jego wykorzystanie w obie strony tak jak na tylnej osi. Ja już słyszałem o pomysłach stworzenia magnetycznych amorków i kolejnego źródła odzyskiwania energii w F1, a do tego relane odzyskiwanie ciepła, a nie tak jak to teraz jest odzysk z turbiny uznawany jest za odzysk "ciepła"...
3. Hawkwind
wire to po angielsku drut
4. kempa007
a co to jest przewód?
5. Hawkwind
ilozowany drut
6. Gregorrius
Rozwiązanie jest proste, generatory 2szt można umieścić niezależnie na obu stronach przedniego zawieszenia, wykorzystując je jako element układu hamulcowego, przy wykorzystaniu magnesów z metali ziem rzadkich można w stosunkowo niewielkim generatorze zamontowanym na ośce koła wygenerować sporą moc. taki układ zwiększył by rozmiarami system hamulcowy raptem o kilka cm szerokości.
7. Gregorrius
tzn magnesy na ośce a generator na zacisku.
8. Witek6935
@7. Jak mi napiszesz jeszcze jakim sposobem generator w kole wytrzyma temperaturę jaka wytwarza się w w hamulcach bolidu F1 będę skłonny w to uwierzyć :P (Temperatura topnienia miedzi (jakoś tę energię trzeba przekazać po kablu, o uzwojeniu) to 1085 stopni C, przy czym kompozytowe tarcze hamulcowe F1 potrafią rozgrzać się nawet do 1300 stopni...
9. kempa007
5. Hawkwind to sygnały elektryczne, o których mowa przesylalbys drutem czy przewodem?
10. kempa007
8. Witek6935 Toyota mocno nalegała na wdrożenie odzysku z przedniej osi i nawet znalazlem artykul o tym, więc nie ma co szukać dziury w całym. Sposób na pewno sie znajdzie bo w tej chwili w zależności od tego jak jest balans hamulców ustawiony traci sie spory kwalek tej energii. Ważne zebys zrozumiał, że aby odzyskiwać enerie nie trzeba napędzać kół, bo w chwili odzysku i tak napęd jest "odłączony". Inną kwestią jest to, że jeżeli miałby się już przy nich znaleźć generator to można byłby go wykorzystać także jako silnik, ale odzyskana enegia równie dobrze mogłaby być z powrotem na tył przekazywana.
11. Witek6935
@10 Nie szukam dziury w całym i doskonale to rozumiem, bo akurat piszę inżynierkę na elektrotechnice... Chodziło mi tylko o tę "inną kwestię". Interesuje mnie jedynie techniczny aspekt jak taki odzysk energii miałby wyglądać. Nie napisałem, ze musiałby być napęd na przód - tylko że mógłby być.
Bez półosiek do kół chyba nie da rady. Chętnie przeczytałbym ten artykuł.
12. kempa007
The FIA rules will grant Toyota their wish of four wheel regeneration but they will have to wait until 2013. The KERS regulations will allow the energy storage limit to be doubled to 800kj (222 wh) by 2011, and KERS will be allowed on both axles with up to 200kW and 1.6MJ (444 wh) of energy storage per lap from 2013.
jak widać trochę nieaktualny artykuł, ale.. wiele więcej tam nie ma.
13. kempa007
no i jestem przekonany, ze my tez o tym pisalismy pobieznie, bo pamietam jak ostro chcieli wchodzic w te odzyski energii.
14. kempa007
Witek: "Jak odzyskać energię kinetyczną kół przednich, skoro nie są one napędzane?" to sa Twoje słowa z pierwszego postu. W Warszawie robisz tą inżynierke?
15. karel777
COŚ WIDZĘ ŻE CZASAMI NIE DA SIĘ ZROZUMIEĆ. Powyższe wytłumaczenia dot. generatorów w zaciskach czy innym z elementów ukł . hamulcowego są wg. mnie zrozumiałe ale JEŚLI ktoś twierdzi że się nie da to zapraszam do przestudiowania historii techniki - można generator zamocować w kadłubie (choć w tym miejscu znajduje się kierowca w F1) podobnie jak to miało miejsce w Mercedesie 300 SL z 1955 roku, W Gullwingu hamulce (bębnowe) znajdowały się nie przy kołach lecz w komorze silnikowej obok silników i choć samochód miał napęd na tył to koła przednie były po pewnej części z "niby" półośkami. Jak już ktoś bardzo się burzy że to zbyt wysoka temp. przy tarczach to generator można włożyć w "kadłub" i napędzać za pomocą półosiek.
16. Gregorrius
wystarczy odpowiedni izolator termiczny, uzwojenie nie musi być z miedzi, jest wiele innych metali nadających się do tego znakomicie a jak wiemy w F1 kasa nie jest zaporą odnośnie zastosowania nowoczesnych materiałów.
17. Azagoth
haha,jak to czytam to aż dziw mnie bierze że chłopaków do F1 nie zatrudnili.
Co to dla nich zrobić system odzyskiwania energii z przedniej osi,tam pracują poważni inżynierowie,niejednokrotnie ludzie związani z NASA,ludzie z dużym doświadczeniem,a goście którzy dopiero inżynierke piszą .A wy tu o jakiś drucikach czy kabelkach
18. Gregorrius
Chodzi o to że idea jest prosta i nie jest wielkim problemem dla inżynierów wysokiej klasy i temperatura w tym akurat przypadku nie jest problemem, a półosie odpadają bo w nosie nie ma na to miejsca bo tam już jest dość układów upakowane.
19. ekwador15
Mi się wydaje, że jest tutaj coś źle napisane. Bo ten system o którym mówi artykuł jest po to, by wspomóc kierowcę dlatego, bo masę energii odzyskuje się z przedniej osi i trzeba jakby wyrównać trochę balans hamulców. W tamtym roku taki system nie musiał być, bo stosunkowo mało energii się odzyskiwało w porównaniu z tegorocznym systemem ERS, który odzyskuje więcej energii i wpływa na hamowanie.
20. kempa007
Z przedniej osi nic sie nie odzyskuje...
21. ekwador15
Źle napisałem, chodziło o to, że balans hamulców zawsze ustawiają trochę bardziej na przód, więc skoro z tylnej osi zwiększa się efektywność odzyskiwania energii to i nacisk na tylną tarczę jest większy i podczas hamowania byłyby trudności z utrzymaniem bolidu w linii prostej, gdy balans większy na tyle niż przodzie.
22. kempa007
21. ekwador15 nie balans kierowca cały czas może sobie ustawić system jedynie dopiera automatycznie siłę z jaką zaciskane są zaiski tak, aby była ona dokłądnietaka jaką chciałby mieć kierowca. System przelicza jak chciałby hamować kierowca i pewną część energii przetwarza na prąd elektryczny poprzez generator, a pewną część normlanie używa na hamowanie tak jak normlanie...
23. Gregorrius
kempa007, w systemie nie chodzi o to ile energii idzie na odzysk a o to jakie obciążenie jest w danym momencie na generatorze i z jaką siłą generator hamuje bolid, i tą siłę odejmuje od zamierzonej przez kierowcę siły hamowania, zapobiegając blokowaniu kół, bo generator + max na zacisku to może być za wiele.
24. eutanazjusz
a ja się cieszę na tą serię artykułów
25. kempa007
23. Gregorrius część energii hamowania idzie na generator, a część idzie "tradycyjnie" tak jak do tej pory hamował kierowca. System ma zasadanie sprawić żeby hamowanie było stabilne. Tzn. w chwili kiedy generator ładuje akumulatory system zmniejsza sile nacisku kierowcy i na odwrot, gdy dla przykladu akumulator jest w pelni naladowany, generator go nie laduje, wiec niemal cala sila idzie od kierowcy. Takich warantow jest wiele i do tego wlasnie potrzebna jest elektronika, ktora to wszystko kontroluje. Prosciej się tego nie da wytlumaczyc i dokladnie to jest opisane w artykule.
26. Avalon
przod pewnie przy hamowaniu bedzie generowal prad. Jezeli tyl w ten sposob generuje polowe pradu ( 2MJ) to przod, ktory zdecydowanie mocniej hamuje, powinien odzyskac znacznie wiecej energii niz tyl. to powinno zwiekszyc czas - lub moc ERS. Masakra... Za chwile beda montowac urzadzenia "kradnace" energie bolidu obok, lub jak w NFS :) przy mijaniu. Jeszcze niech Bernie zrealizuje pomysl na skroty na trasie ;)
Skomentuj artykuł
Jeśli nie masz jeszcze konta, dołącz do społeczności Formula 1 - Dziel Pasję!
Zarejestruj się już teraz