Zdjęcie
Fot 1. Włącznik elektrycznego hamulca postojowego (EPB), BMW.

EPB-Elektryczny hamulec postojowy (ang. Electric Park Brake).

Hamulec postojowy w samochodach osobowych-historia, współczesność, przyszłość, badania techniczne.

Hamulec postojowy (zwany też ręcznym) stosowany jest w samochodach osobowych od początków motoryzacji, czyli od końca XIX wieku.

Producentem, który jako jeden z pierwszych wprowadził standardowy hamulec ręczny w autach osobowych, był Louis Renault w 1898 roku w modelu Renault Type A, gdzie zastosowano dźwignię hamującą tylne koła.

Mechanizm ten ewoluował od prostych dźwigni mechanicznych do elektronicznych systemów EPB w XXI wieku.

Elektryczny hamulec postojowy (EPB) zastosowano po raz pierwszy w samochodzie seryjnym w 2001 roku w modelu Lancia Thesis.

Zdjęcie

Fot 2. Pierwszy samochód z hamulcem postojowym Renault Type A (1898 r.).

Zdjęcie

Fot 3. Wyposażony w elektromechaniczny hamulec postojowy Prototyp Volkswagena Futura (1989 r.).

Zdjęcie

Fot 4. Pierwszy samochód z EPB Lancia Thesis (2001 r.).

Współczesne samochody są obowiązkowo wyposażone w hamulec postojowy na podstawie warunków technicznych określonych w przepisach:

  • Sporządzona w Wiedniu w 1968 roku Konwencja O Ruchu Drogowym określa ogólne warunki techniczne oraz zasady działania hamulca postojowego
    „Załącznik 5. 5. b) hamulec postojowy powinien pozwalać na utrzymanie pojazdu unieruchomionego, bez względu na stan załadowania, na wzniesieniu lub spadku, wynoszących 16%, przy czym powierzchnie czynne hamulca powinny pozostawać zaciśnięte pod wpływem wyłącznie mechanicznego urządzenia zaciskającego;

  • Regulamin ONZ nr 13-H – jednolite przepisy dotyczące homologacji samochodów osobowych w zakresie hamowania [2023/401]: określa między innymi szczegółowe warunki techniczne oraz zasady działania zespołów sterujących hamulca postojowego.
    „5.1.2.3. Układ hamulcowy postojowy musi umożliwiać utrzymanie pojazdu w stanie unieruchomionym na wzniesieniu lub spadku terenu nawet podczas nieobecności kierowcy, przy czym części pracujące są wówczas utrzymywane w położeniu zablokowanym przez urządzenie czysto mechaniczne. Kierowca musi mieć możliwość włączenia hamulca postojowego ze swojego miejsca w pojeździe”.

  • „5.2.2.4. układ hamulcowy postojowy musi być tak zbudowany, aby można go było uruchomić w czasie ruchu pojazdu. Wymóg ten może być spełniony poprzez uruchomienie układu hamulcowego roboczego pojazdu, także częściowo, za pomocą dodatkowego zespołu sterującego;”

  • „5.1.4.3. Musi być możliwe wytworzenie maksymalnych sił hamowania w warunkach statycznych na stanowisku rolkowym lub na rolkowym stanowisku hamulcowym”.

  • Rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych pojazdów oraz zakresu ich niezbędnego wyposażenia Poz. 502
    § 14. 1. Pojazd samochodowy, z wyjątkiem motocykla i trzykołowego pojazdu samochodowego o dopuszczalnej masie całkowitej nieprzekraczającej 1 t, wyposaża się w następujące rodzaje układów hamulcowych, zwanych dalej „hamulcami”:
    „3) hamulec postojowy, przeznaczony do unieruchamiania pojazdu na wzniesieniu i spadku...

Ogólne zasady działania hamulca postojowego, określone w Konwencji Wiedeńskiej z 1968 r., pozostają niezmienione pomimo postępu technologicznego w motoryzacji.

Albo są to hamulce tradycyjne mechaniczne, albo są to systemy sterowane elektronicznie EPB (ang. Electric Park Brake/Elektryczny hamulec postojowy).

Różnica konstrukcyjna między hamulcem postojowym mechanicznym a elektrycznym (EPB) jest zasadnicza:

  • Hamulec postojowy tradycyjny mechaniczny opiera się na prostym mechanizmie dźwigni i linki (lub cięgna), które są ręcznie zaciągane przez kierowcę. Siła hamowania jest przenoszona mechanicznie na szczęki lub klocki hamulcowe, powodując blokadę kół. Konstrukcja jest stosunkowo prosta, manualna i wymaga fizycznego wysiłku do zaciągnięcia hamulca.
  • Hamulec postojowy elektryczny (EPB) jest mechatronicznym systemem, który wykorzystuje elektryczne siłowniki lub silniki do generowania siły zacisku hamulca. EPB posiada jednostkę sterującą (ECU), sensory, okablowanie i układy elektroniczne, które automatycznie sterują siłą hamowania hamulca postojowego. Sterowanie jest realizowane elektronicznie, co pozwala na precyzyjne dawkowanie siły, integrację z innymi systemami pojazdu (np. ABS, ESP) oraz automatyczne zaciąganie i zwalnianie hamulca.
    Dzięki temu EPB oferuje większy komfort, automatyzację i integrację z systemami bezpieczeństwa pojazdu.

Elektryczny hamulec postojowy-ewolucja.

Jak większość rozwiązań stosowanych w motoryzacji również hamulec elektryczny przeszedł swego rodzaju ewolucję. Od pierwszych rozwiązań łączących tradycyjne linki zacisków hamulcowych z centralnym siłownikiem elektrycznym, sterowanym przyciskiem (Cable-puller), pierwszy raz zastosowanym w modelu C5 Citroena z roku 2001. Do obecnych zintegrowanych z zaciskami hamulcowymi siłowników (Caliper-integrated type EPB) po raz pierwszy zastosowanych w modelu Lancia Thesis w 2001 roku.

Różnice pomiędzy rozwiązaniami technicznymi:

Cable-puller

Zastępuje mechaniczną dźwignię silnikiem elektrycznym, jest stosunkowo tani i łatwy do implementacji w tańszych modelach pojazdów. W tym rozwiązaniu linki hamulcowe są zaciągane przez jeden centralny siłownik elektryczny. System może automatycznie włączyć hamulec po zatrzymaniu pojazdu i zwolnić go z chwilą rozpoczęcia jazdy.

Zdjęcie

Fot 4a. Cable-puller.

Caliper-integrated type EPB

Zaciski hamulcowe, w których zabudowano elektryczne siłowniki, przez co wyeliminowano linki. Zintegrowane siłowniki w zaciskach hamulcowych mogą być precyzyjnie sterowane przez kierowcę za pomocą przycisku hamulca postojowego, a także mogą realizować funkcje sterowane automatycznie przez systemy pojazdu takie jak asystent ruszania (Hill Hold, Hill Start, Auto Hold), integracja z systemami ESP czy zaawansowane systemy wspomagania kierowcy ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Ten początkowo droższy system obecnie jest coraz częściej spotykany nie tylko w modelach klasy premium, ale również w samochodach tańszych.

Zdjęcie

Fot 4b. Caliper-integrated.

Krótka historia elektrycznego hamulca postojowego (EPB)

  • 1980–1990 – pierwsze koncepcje i prototypy EPB, głównie w pojazdach koncepcyjnych (m.in. prototyp Volkswagena Futura 1989).
  • 2001 – Lancia Thesis – pierwszy seryjny samochód z fabrycznie montowanym EPB.
  • 2001 – BMW Serii 7 (E65) – EPB pojawia się jako opcja w segmencie premium.
  • 2001 - Citroën C5 - wyposażenie standardowe.
  • Po 2003 r. – szybkie rozpowszechnienie EPB w markach takich jak Audi, Mercedes-Benz, Volkswagen, Volvo.

Przyszłość Elektrycznych Hamulców Postojowych (EPB)

Wprowadzenie EPB zapoczątkowało rozwój nowoczesnych systemów wspomagania oraz w przyszłości pełną elektronizację układów hamulcowych (brake-by-wire).

EPB zmierza ku pełnej integracji z autonomiczną jazdą, systemami brake-by-wire i normami ekologicznymi.
Kluczowe kierunki: eliminacja mechaniki na rzecz 100% elektronicznych układów + redukcja emisji pyłu hamulcowego.

1. Brake-by-Wire – Koniec z Hydrauliką

W pełni elektryczne hamowanie bez linek, zacisków mechanicznych czy płynu hamulcowego. Siła hamowania sterowana przez ECU z precyzją milisekundową.

  • Redukcja masy: -40% wagi układu hamulcowego
  • Autonomia Level 4/5: Automatyczne parkowanie bez kierowcy
  • Reakcja: 10x szybsza niż tradycyjne EPB

2. Euro 7 (2026+) – Ekologia Hamulców

Normy emisji PM10: tylko 3 mg/km dla EV. Koniec z pyłem z klocków hamulcowych.

  • Klocki niskopyłowe i systemy zbierania cząstek
  • Ceramika węglowa – żywotność +200%
  • W EV: rekuperacja eliminuje zużycie hamulców

3. Inteligentne Czujniki + AI

Czujniki siły w każdym zacisku + algorytmy predykcyjne.

  • Predykcyjne hamowanie przed zakrętem
  • Auto-hold z analizą nachylenia terenu
  • Integracja z V2X (komunikacja pojazd-pojazd)
Zdjęcie

Fot 4c. Pasywny filtr cząstek stałych pyłu hamulcowego Źródło: mann-hummel.com.

Film. System zbierania cząstek.

Podsumowanie Trendów

EPB przestanie być „hamulcem postojowym” – stanie się częścią zintegrowanego systemu hamowania inteligentnego, niewidocznym dla kierowcy. W EV rekuperacja energii zredukuje mechaniczne hamulce do roli awaryjnej.

Znaczenie EPB

Wprowadzenie EPB zapoczątkowało rozwój nowoczesnych systemów wspomagania, takich jak Auto Hold, integracja z systemami ESP oraz pełna elektronizacja układów hamulcowych.

Hamulec postojowy-badania techniczne:

  • Konstrukcja mechaniczna: prosta, ręczna, oparta na linkach i dźwigniach (pomiary sił hamowania przeprowadza się osobno dla każdego koła).
  • Konstrukcja EPB: złożona, elektroniczno-mechatroniczna, z siłownikami elektrycznymi i elektronicznym sterowaniem (pomiary można przeprowadzać jednocześnie na kołach jednej osi).

Cable-puller zastępuje mechaniczną dźwignię siłownikiem elektrycznym, jednak nie jest pozbawione wad. Rozwiązanie to do hamowania wykorzystuje tradycyjne zaciski hamulcowe, które często ulegają awarii, na przykład mogą się blokować.

W przypadku wystąpienia różnicy sił hamowania podczas badania hamulca postojowego opartego o system Cable-puller wskazane jest przeprowadzenie testów oddzielnie dla każdego koła.

Caliper-integrated type EPB to zaciski hamulcowe, w których zabudowano elektryczne siłowniki, jednocześnie wyeliminowano linki. Takie rozwiązanie jest pozbawione wad systemu Cable-puller. Badania sił hamowania przeprowadza się jednocześnie na obu kołach tej samej osi.

Informacje serwisowe przykłady:

Instrukcja Ford.

OSTRZEŻENIE: Oprócz sytuacji awaryjnych, nie należy włączać hamulca EPB podczas jazdy.

Jeżeli hamulec EPB zostanie włączony w czasie jazdy, zapali się lampka ostrzegawcza układu hamulcowego w zestawie wskaźników i zabrzmi brzęczyk ostrzegawczy. Są dwa tryby działania hamulca EPB zależne od prędkości pojazdu: Przy prędkościach do 4 km/h pociągnięcie przełącznika do góry włączy hamulec postojowy z pełną siłą. Przy prędkościach powyżej 4 km/h siła hamowania zwiększa się stopniowo tak długo, jak przełącznik jest utrzymywany w górnym położeniu, począwszy od umiarkowanej siły hamowania aż do pełnej siły hamowania. Hamulec postojowy będzie włączony do czasu zwolnienia lub wciśnięcia przełącznika lub do zatrzymania pojazdu.

Instrukcja MINI.

Zacznijmy od tego, że używanie hamulca elektrycznego w MINI jest możliwe również w trakcie jazdy: by to zrobić, wystarczy podważyć przycisk hamulca przez dłuższą chwilę. Komputer zasygnalizuje nam jego aktywację poprzez zapalenie czerwonej kontrolki i charakterystyczny dźwięk.
Elektryczny hamulec postojowy MINI w trybie awaryjnym działa nieco inaczej niż w czasie postoju: hamuje on bowiem obie osie samochodu. Dzięki temu siła hamowania jest znacznie większa niż w przypadku tradycyjnego hamulca postojowego. Hamowanie awaryjne jest również dużo bezpieczniejsze. Elektryczny hamulec postojowy nie wyklucza bowiem funkcji ABS – jak miało to miejsce w tradycyjnym hamulcu ręcznym – a więc tor hamowania będzie znacznie stabilniejszy. To ogromna przewaga bezpieczeństwa. Hamulec elektryczny zmniejsza również koszty utrzymania samochodu. Dzięki mądremu hamowaniu tarcze zużywają się wolniej.
Czy EPB da nam zatem szanse na efektowny poślizg? Jak można się domyślić, tak się nie stanie. ...

Galeria zdjęć

Zdjęcie

Fot 5. BMW Elektryczny siłownik hamulca EPB.

Zdjęcie

Fot 6. Mercedes-Benz EPB tryb stanowiska kontrolnego.

Zdjęcie

Fot 7. Honda błąd EPB.

Zdjęcie

Fot 8. Tesla włącznik hamulca EPB.

Źródła:
theoriginals.renault.com
media.stellantis.com mann-hummel.com