Toyota Prius, predstavená v roku 1997, bola prvým masovo vyrábaným hybridným vozidlom. Od tej doby Toyota predala po celom svete viac ako 15 miliónov hybridných vozidiel. Každý nový model obsahuje ďalšie mechanické a technické zmeny. V roku 2009 predstavila spoločnosť Toyota a Lexus upravený brzdový systém pre modely Prius, Yaris, Auris/Corolla a CT200h.

Brzdový systém montovaný v Toyote Prius 3. generácie sa líši od tradičného systému, takže ak sa ho chystáte opravovať, je dôležité lepšie porozumieť použitým riešeniam. Aj keď majú predchádzajúce a novšie systémy niekoľko spoločných rysov, mali by ste si uvedomiť niekoľko zásadných rozdielov. Rovnako ako pri bežnom brzdovom systéme, je výmena brzdovej kvapaliny vzhľadom k jej hygroskopickej povahe rutinnou záležitosťou. Preto sú informácie uvedené v tomto článku veľmi dôležité pri servise a opravách hybridných modelov Toyota a Lexus.

Hybridný systém

Bežné vozidlo so spaľovacím motorom má veľmi vysoké energetické straty. Pri akcelerácii sa spaľuje palivo, aby sa dosiahla rýchlosť a keď zložíte nohu z plynového pedála, dochádza k brzdeniu motorom. Pri intenzívnejšom brzdení sú brzdové doštičky pri stlačení plynového pedála pritlačené k brzdovým kotúčom. Tým vzniká trenie, ktoré idúce auto rýchlo zastaví.

V hybridnom automobile je brzdový systém neoddeliteľnou súčasťou hybridného ústrojenstva. Pri zrýchľovaní sa spaľuje palivo a keď zložíte nohu z plynu, motor sa odpojí od hnacieho ústrojenstva a motorgenerátor v prevodovke vyrába prúd, ktorý nabíja vysokonapäťovú batériu. Môžete si to predstaviť ako veľký alternátor, ktorý pri zaťažení vytvára odpor. Tento efekt rekuperácie energie je navrhnutý tak, aby spomaľovanie zodpovedalo brzdeniu motorom.

Ľahkým stlačením brzdového pedála sa len zvýši rýchlosť nabíjania, a tým aj spomalenia vozidla. K tomu dochádza jedine vtedy, keď potreba intenzity/sily brzdenia presiahne výkon motorgenerátora (približne 30 % brzdnej účinnosti) a nastúpi hydraulický systém. Výsledkom sú dve hlavné výhody: zníženie spotreby paliva o približne 60 % a predĺženie životnosti predných brzdových doštičiek až na 100.000 km alebo dokonca viac!

Negatívnym dôsledkom je, že brzdové komponenty, ako sú strmene, piestiky a doštičky, sú náchylnejšie na zadretie. Pramení to z menšieho používania brzdového systému, hlavne ak tieto súčiastky nie sú kontrolované pri bežnej údržbe.

Ako teda systém funguje?

Popis sa vzťahuje k nižšie uvedenej schéme. Hydraulický brzdový systém sa skladá z nasledujúcich súčastí:

• Elektronicky poháňané čerpadlo a zásobník naplnený dusíkom, ktorý zaisťuje pracovný tlak v systéme.
• Hydraulický posilňovač bŕzd, ktorý ovláda tlak v závislosti od brzdnej sily.
• Systém simulácie pohybu brzdového pedála, ktorý umožňuje jeho zodpovedajúci zdvih/pohyb.
• Aktívny snímač otáčok kolies namontovaný na každom kolese.
• Snímač pohybu brzdového pedála, ktorý sleduje jeho pohyb.
• Hydraulický brzdový aktuátor (vnútri prerušovaných čiar), ktorý obsahuje 11 elektromagnetických ventilov a dva lineárne ventily s pulzno-šírkovou moduláciou Pulse Width Modulated (PWM).

Posilňovač bŕzd reguluje tlak v brzdovom potrubí vedúci k dávkovaciemu ventilu SCR, ktorý zostáva pri aktívnom systéme uzavretý (znázornené červeným solenoidom). Simulátor pohybu poskytuje informácie o rozsahu dráhy brzdového pedála, čo umožňuje, aby brzdová kvapalina pri stlačení brzdového pedála vytlačila piestik simulátora pohybu. Informácie o hĺbke a rýchlosti stlačenia brzdového pedála zo snímača pohybu brzdového pedála a snímača tlaku v hlavnom valci sa prenášajú do elektronického riadiaceho modulu (ECM). Program v riadiacej jednotke ECM určuje, ako bude brzdový systém fungovať. Na začiatku pri stlačení brzdového pedála pôsobí na brzdové strmene malý tlak. Tým sa aktivujú brzdové doštičky a kotúče, aby sa na nich nevytvárala vrstva oxidov alebo vrstva vody pri jazde na mokrom povrchu.

Rekuperačné brzdenie

K spätnému získavaniu/rekuperácii dochádza, keď riadiaca jednotka hybridného systému umožní tok napätia z motorgenerátora do batérie. Systém je navrhnutý pre maximálne využitie energie. Kombinácia hydraulického a rekuperačného brzdenia sa uplatní, keď požiadavka na brzdnú silu (tj. tlak vodiča na brzdový pedál) prekročí kapacitu samotného rekuperačného systému. Brzdenie je riadené dvomi lineárnymi ventilmi SLA (použitie) a SLR (uvoľnenie). Riadenie je založené na pulzno-šírkovej modulácii (PWM) napätia privádzaného k ventilom. Tlak v brzdových strmeňoch možno regulovať tak, aby sa dosiahla zodpovedajúca brzdná sila. Tento systém umožňuje elektronické riadenie brzdového systému. Brzdný účinok na jednotlivé kolesá môže byť nezávislý, ale tiež úzko spojený s tlakom na brzdový pedál.

Systém zahŕňa tiež ovládanie elektronického rozdeľovača brzdnej sily (EBD), systému ABS, kontroly trakcie (TCR) a kontroly stability (VSC).

Systém ABS

Elektromagnetické ventily FLH a FLR riadia tlak a prietok do ľavého predného strmeňa. Keď je koleso brzdené a je veľmi blízko zablokovaniu brzdnou silou, ventil FLH (Front Left Hold) sa uzavrie, aby sa zabránilo nárastu tlaku v ľavom prednom strmeni. Ak dôjde k zablokovaniu kolesa, otvorí sa ventil FLR (Front Left Release), ktorý uvoľní tlak zo strmeňa do zásobníka a umožní otáčanie kolesa. Tento úkon sa opakuje v krátkych intervaloch, kým sa koleso neotáča bez blokovania. Týmto spôsobom možno ovládať všetky štyri kolesá.

Systém VSC a TCR

Ovládanie pridržiavacích ventilov oddeľuje súčasti systému. Jednotlivé brzdové okruhy možno ovládať nezávisle na vodičovi. Systém TCR (kontroly trakcie) dokáže brzdiť poháňané koleso, ktoré pri akcelerácii stratilo trakciu a zároveň znížiť hnaciu silu na koleso umiestnené na opačnej strane diferenciálu. Systém VSC (kontroly stability) pôsobí tak, že zvyšuje brzdnú silu na rôzne kolesá, keď vozidlo vybočí zo stopy v dôsledku nedotáčania alebo pretáčania. Obidva systémy tiež ovplyvňujú reguláciu točivého momentu vďaka ovládaniu škrtiacej klapky spaľovacieho motora alebo motorgenerátora.

Zabezpečenie proti zlyhaniu

V prípade elektrickej poruchy sa ventily presunú do kľudovej polohy. Ventily SSC a SCC sú zavreté, zatiaľ čo ventily SMC a SRC sú otvorené. Tým je umožnený voľný prietok z hlavného brzdového valca do predných bŕzd. Tlak vznikajúci pri stlačení brzdového pedála naplní strednú časť posilňovača bŕzd.

Postup odvetrania v rámci bežnej údržby

Odvzdušnenie systému musí byť vykonané za asistencie ďalšej osoby a pomocou vhodného diagnostického prístroja. Vzhľadom na zložitosť systému je nutné popísané postupy dôsledne dodržiavať. Existujú dva postupy odvzdušnenia. Jeden slúži na bežné odvzdušnenie v rámci pravidelnej údržby po výmene brzdového strmeňa alebo brzdového potrubia. Druhý je určený pre prípad, keď sa do posilňovača dostane vzduch. Je veľmi dôležité, aby ste postupovali v súlade so softvérom diagnostického prístroja. Akákoľvek odchýlka od odporúčaného postupu spôsobí poruchu systému, hybridný systém prejde do núdzového režimu a uloží chybový kód „C1214 – Hydraulic control system malfunction“.

Na konci postupu sa nahromadený tlak šesťkrát zvýši a zníži, pretože riadiaca jednotka bŕzd ECU striedavo otvára a zatvára vnútorné ventily, aby brzdová kvapalina voľne prúdila.

Ak je nutné vymeniť posilňovač bŕzd, simulátor pohybu, hydraulický valec, hydraulické potrubie alebo ak sa do týchto súčastí náhodne dostal vzduch, použije sa druhý postup. Ten zahŕňa odvzdušnenie simulátora pohybu a inicializáciu lineárnych ventilov.

Spoločnosť Blue Print už roky ponúka širokú škálu brzdových dielov pre hybridné a elektrické vozidlá. Tieto diely sú nevyhnutnou súčasťou brzdového systému vozidla a zaisťujú bezpečné spomalenie a zastavenie vozidla. Riešenie pre brzdové systémy od spoločnosti Blue Print spĺňajú alebo prekračujú požiadavky normy ECE-R90 a zákazníkom prinášajú benefit vo forme zníženia hluku, vibrácií, prachu a škodlivých emisií.

Spoľahnite sa na testované náhradné diely v kvalite zodpovedajúcej OE od spoločnosti Blue Print. Celý sortiment dielov spojok nájdete na adrese: partsfinder.bilsteingroup.com.

Značka Blue Print je súčasťou skupiny bilstein, ktorá zastrešuje niekoľko ďalších silných značiek. Ďalšie informácie sú k dispozícii na adrese: www.bilsteingroup.com.