Sistem brek kenderaan berevolusi setiap masa dan teknologi lebih terkini dicipta saban tahun bagi menambah baik teknologi sedia ada. Sebelum kita mengulas dengan lebih lanjut mengenai sebuah teknologi brek generasi baharu, mari kita kenali sistem brek secara am terlebih dahulu.
Sistem brek konvensional kenderaan terdiri daripada injak brek (brake pedal), cecair hidraulik sebagai penghantar tekanan, paip penghantaran dan kasut brek (brake shoe). Kaki pemandu akan memberikan tekanan terhadap injak brek, tekanan akan dipindahkan secara seragam melalui cecair hidraulik, seterusnya kepada kasut brek. Akhirnya, daya akan dihasilkan oleh kasut brek ini mencengkam tayar, seterusnya menyebabkan halaju pusingan tayar kenderaan berkurang.
Pemasangan brek konvensional. Sumber: www.materialgrades.com
Walau bagaimanapun, sistem konvensional ini mempunyai beberapa kelemahan. Kelemahan yang paling ketara adalah sistem ini terdedah kepada kebocoran cecair hidraulik. Jika kita belajar dalam asas fizik, prinsip Bernoulli, kebocoran cecair hidraulik akan menyebabkan keseluruhan sistem tersebut akan menjadi terbuka (opened system), seterusnya tekanan dari kaki pemandu tidak akan sampai 100 peratus kepada kasut brek.
Kelemahan seterusnya ialah kekuatan cengkaman kasut brek ini bergantung 100 peratus kepada tekanan yang dikenakan ke atas injak brek. Dengan kata lain, jika pemandu menekan injak brek terlalu kuat (mungkin disebabkan kemalangan), kasut brek akan mencengkam tayar dengan kuat sehingga menyebabkan tayar akan berhenti berpusing. Keadaan ini dinamakan sebagai tayar terkunci (locked) dan boleh menyebabkan kenderaan tergelincir daripada permukaan jalan. Mujur kita ada Sistem Brek Antikunci (Antilock Braking System, ABS) yang menghalang tayar daripada berhenti berpusing sewaktu kenderaan bergerak.
Maka, untuk mengatasi kelemahan ini, saintis dan jurutera seluruh dunia telah mencadang penambahbaikan pada sistem ini. Di sinilah lahirnya istilah Brek oleh Wayar (Brake-by-Wire, BBW).
BBW menyediakan alternatif yang mana sistem hidraulik digantikan dengan motor elektrik. Apabila injak brek ditekan pemandu, tekanan akan ditukarkan kepada isyarat elektrik, dan disampaikan ke unit kawalan, seterusnya ke motor elektrik melalui wayar (sebab itu ia dinamakan BBW). Seterusnya, apabila motor elektrik mendapat isyarat, motor elektrik akan menghasilkan daya gerakan (actuate) terhadap kasut brek yang akan mencengkam tayar.
Perbandingan sistem pemasangan BBW dan sistem brek biasa.
Selain itu, kelebihan pada teknologi BBW ialah daya cengkaman kasut brek tidak lagi 100 peratus bergantung pada tekanan dari kaki pemandu. Dengan kata lain, BBW memiliki sistem kawalan (control system) yang akan mengawal tekanan daripada kaki pemandu, dan disesuaikan dengan isyarat yang akan dihantar kepada motor elektrik tadi. Contohnya, apabila pemandu mengenakan tekanan sebanyak 1500 Pa pada injak brek, jika unit kawalan mendapati bahawa tekanan itu terlalu tinggi, ia akan mengubah suai nilai tekanan tersebut agar sesuai dengan keadaan kereta ketika itu seperti halaju kereta, pecutan dan sebagainya.
Perbandingan prestasi sistem brek konvensional dengan teknologi BBW.
Setakat ini, teknologi BBW telah diguna pakai dalam kenderaan keluaran Tesla, Audi, Toyota, Lexus dan Mercedes.
Disunting oleh Mustaqim Azman
Rujukan
- Darul (2012), “Automotive Engineering Fundamental”, Blogpost, 12 March 2012.
- Jonas Hellgren, (2007), “Maximisation of Brake Energy Regeneration in A Hybrid Electric Parallel car”, International Journal of Electric and Hybrid Vehicles, 1(2007).
- Gong. X, et al. (2020), “Review on The Development, Control method, And Application Prospect of Brake By Wire Actuator”, Actutors, 9(1).
- Autotechnician (2019), “Top 5 cars with Brake By Wire Technology”, cartreatments.com, 16 January 2019.
MENGENAI PENGARANG
Hazril Bin Md Isa adalah pelajar Doktor Falsafah (PhD) dalam bidang kejuruteraan di Universiti Islam Antarabangsa (UIA). Mempunyai Ijazah Sarjana Muda dalam Kejuruteraan (Telekomunikasi) dan juga Ijazah Sarjana dalam Kejuruteraan Sains dari Universiti Malaya. Mempunyai minat mendalam pada sistem kecerdasan buatan (artificial inteligence, AI). Tesis terkini beliau di peringkat PhD ialah berkenaan rekabentuk sistem AI dalam brek automatik kenderaan.