Įvadas į vienos dėžės ir dviejų dėžių stabdžių sistemas

Įvadas į vienos dėžės ir dviejų dėžių stabdžių sistemas

Neseniai ažiotažą sukėlė dar vienas „Tesla“ didelio greičio susidūrimo incidentas. Ar elektromobilių stabdymas yra pakankamai saugus? Tai vėl sužadino visuomenės dėmesį ir diskusijas. Šiandien aš paaiškinsiu elektromobilių stabdžių sistemą dviem aspektais: elektromobilių ir tradicinių transporto priemonių stabdžių sistemų skirtumu ir elektromobilių stabdžių sistemų techniniu pritaikymu, kad skaitytojams būtų suteikta techninė informacija, leidžianti racionaliai pažvelgti į problemas. susiję su stabdžių sistema.

01 Lengvųjų automobilių stabdžių sistemų įvadas

Nesvarbu, ar tai tradiciniu kuru varoma transporto priemonė, ar nauja energija varoma transporto priemonė, pagrindinę stabdžių sistemą sudaro šie komponentai:

Stabdymo jėgos perdavimo kelias susideda iš trijų etapų: pedalo mechaninė jėga → stabdžių skysčio slėgis → apkabos mechaninė jėga:

1)Vairuotojo pėdos jėgą pirmiausia sustiprina stabdžių pedalo svirties santykis, o vėliau sustiprina antrinis stiprintuvo stiprinimas. Tada jis perduodamas į pagrindinio cilindro įvesties strypą.

2)Pagrindinio cilindro įvesties stūmoklis stumia stūmoklį, kad mechaninė jėga būtų paversta stabdžių skysčio hidrauliniu slėgiu. Tada stabdžių skysčio hidraulinis slėgis vamzdynu perduodamas į stabdžių apkabą ir stumia apkabos stūmoklį.

3) Stabdžių apkabos stūmoklis stumia trinties plokštes, kad sutaptų su besisukančiu stabdžių disku ir susidarytų trintis, kuri veikia ratus kaip stabdymo momentas.

Kalbant apie stabdžių pedalus ir stabdžius, elektrinių ir degalus varančių transporto priemonių principai ir pritaikymas nesiskiria. Pagrindiniai skirtumai tarp skirtingų tipų transporto priemonių sutelkti modulyje „stiprintuvas + pagrindinis cilindras + ESP“. Priežastis, kodėl čia sujungiama „stiprintuvas + pagrindinis cilindras + ESP“, yra ta, kad šių trijų modulių integravimo lygiai skirtinguose techniniuose sprendimuose skiriasi.

02 Degalais varomos transporto priemonės stabdžių sistemos konstrukcija

Tradicinio kuro transporto priemonės stabdžių sistemos struktūra parodyta paveikslėlyje žemiau.

"Booster + pagrindinis cilindras" yra mazgas, o ESP yra atskiras modulis. Čia esantis "stiprintuvas" iš tikrųjų yra vakuuminis stiprintuvas. Principas yra toks, kad stiprintuvo vidus diafragma yra padalintas į dvi ertmes: atmosferinę ertmę ir vakuuminę ertmę. Kai nestabdoma, tiek didelė kamera, tiek vakuuminė kamera yra prijungtos prie vakuumo šaltinio, kad susidarytų vakuuminis neigiamas slėgis. Nuspaudus stabdžių pedalą, vakuumo kamera toliau palaiko vakuumą. Didelė atmosferos kamera yra sujungta su išoriniu pasauliu ir pradeda įsiurbti orą. Tada slėgio skirtumas tarp dviejų kamerų veikia diafragmą, kad susidarytų vakuuminė jėga, kuri galiausiai veikia pagrindinio cilindro įvesties stūmoklį. Vakuuminės jėgos dydis yra fiksuota proporcinga pedalo įvesties jėgai. Vakuumo šaltinis yra iš variklio. Yra du būdai, kaip užtikrinti vakuumą iš variklio: vienas yra vakuumas, susidarantis variklio įsiurbimo kolektoriaus oro įsiurbimo proceso metu, o kitas - vakuuminis siurblys, varomas variklio alkūninio veleno. Specifinė pagrindinio cilindro su vakuumo stiprintuvu struktūra. surinkimas parodytas paveikslėlyje žemiau.

Aukščiau minėtai vakuumo pagalbinei sistemai būdingi gedimo režimai yra tokie:

1) Stabdžių pedalas: stabdžių pedalo lūžis yra labai retas ir žemo lygio gedimo būdas. Taisyklėse ši dalis taip pat apibrėžiama kaip dalis, kuri nėra linkusi sugesti. Pagrindinis su pedalu susijęs gedimas yra stabdžių žibintų jungiklio (BLS) gedimas. BLS gedimas neturi įtakos pagrindiniam hidrauliniam stabdymui, bet turės įtakos elektroninėms stabdymo funkcijoms, tokioms kaip ABS/TCS/VDC, EMS ir loginiams sprendimams, susijusiems su stabdžių žibintų jungikliu. Žinoma, tai turės įtakos ir stabdžių galinio žibinto apšvietimui;

2)Vakuuminis stiprintuvas: Rimčiausias vakuuminio stiprintuvo gedimo rezultatas yra tai, kad nėra vakuumo, pvz., stiprintuvo nuotėkis, vakuuminio vamzdelio nuotėkis ir tt Vairuotojas intuityviai jaučia, kad stabdžiai yra stiprūs. Kadangi trūksta vakuuminio pagalbinio mechanizmo, vairuotojas turi dėti kelis kartus daugiau jėgos nei įprastai, kad įprastomis aplinkybėmis sulėtėtų transporto priemonė.

3)Pagrindinis cilindras: Pagrindinio cilindro gedimas yra dviejų formų: nuotėkis ir užstrigimas. Dėl pirmojo pedalo eiga taps ilgesnė ir švelnesnė, tačiau transporto priemonė negali nustatyti normalaus lėtėjimo; pastarasis tiesiogiai sukels stabdžių pedalo nuspaudimą.

4)ESP modulis: stabdžių žibintų jungiklio, jėgos pavaros, ratų greičio jutiklio, maitinimo šaltinio, CAN tinklo ir kt. gedimai, kurie turės įtakos su ESP susijusioms funkcijoms (ABS/TCS/VDC/HHC/AVH/HDC ir kt.). dėl ABS/TCS/ VDC funkcija veiks tik esant ekstremalioms automobilio sąlygoms, todėl ESP funkcijos gedimas neturės įtakos pagrindiniam stabdymui. Kitaip tariant, lengvas/vidutinis stabdymas ant geros kelio dangos turi mažai įtakos, tačiau stipriai stabdant ABS sugenda ir ratai gali užsiblokuoti. Pavojingiausios kelio sąlygos šiuo atveju yra ledo, sniego ar žvyro keliai su mažu sukibimo koeficientu. Priekiniai ir galiniai ratai gali lengvai paslysti ir prarasti kontrolę stabdant ar važiuojant.

5)Stabdžiai: Yra daug stabdžių gedimų, ypač susijusių su stabdymu NVH, tačiau gedimai, kurie tikrai rimtai veikia vairavimo saugumą, yra daugiausia dėl stabdžių skysčio nutekėjimo apkabose ir trinties trinkelių pablogėjimo. Suporto stabdžių skysčio nuotėkis panašus į minėtą pagrindinio cilindro nuotėkį. Trinties trinkelės veikimo pablogėjimą dažniausiai sukelia terminis skilimas. Po gedimo stabdymo efektyvumas mažėja, o automobilio lėtėjimas yra daug mažesnis nei vairuotojas tikisi. Vairuotojas jaučia, kad automobilio negalima stabdyti.

6)Kiti: vamzdyno gedimas (nuotėkis), rato greičio jutiklio gedimas, EPB gedimas ir kt.

03 Elektrinės transporto priemonės stabdžių sistemos konstrukcija

Kadangi vakuumo stiprintuvas reikalauja, kad variklis sukurtų vakuumą, naujos energijos transporto priemonės negali naudoti šios sistemos, kuri, važiuojant vien elektra, vakuumui gauti priklauso nuo variklio.

3.1 Elektroninio vakuuminio siurblio sprendimas

Elektroninio vakuuminio siurblio sprendimo logika yra tokia: kadangi nėra variklio, kuris teiktų vakuumo šaltinį, tada pateikiamos dalys, kurias galima evakuoti savarankiškai. Principas yra labai paprastas, tai yra, variklis varo ašmenis, kad jis suktųsi ir išsiurbtų. Taip pat yra stūmoklinių tipų, tačiau jie nėra plačiai naudojami. Todėl elektroninis vakuuminio siurblio sprendimas tiesiogiai užtikrina vakuumą varikliui techninės įrangos lygiu. Elektroniniai vakuuminiai siurbliai skirstomi į nepriklausomus siurblius (vienintelis vakuumo šaltinis ir didesni techninės įrangos reikalavimai) ir pagalbinius siurblius.

Akivaizdus šio sprendimo privalumas yra tai, kad modifikacijų kiekis yra nedidelis ir jis labai tinka kuro transporto priemonių ir naujų energetinių transporto priemonių stabdžių sistemoms dalytis toje pačioje platformoje. Šio sprendimo trūkumai taip pat yra akivaizdūs:

1) Išdėstymo problemos dėl elektroninių vakuuminių siurblių triukšmo ir vibracijos;

2) Pagrindinė elektroninių vakuuminių siurblių rinka yra beveik monopolizuota, kainos aukštos, o kitų gamintojų produktų kokybė nestabili;

3) Įprastas ESP turi žemą aktyvaus slėgio didinimo galimybę ir negali užtikrinti stiprios energijos atgavimo ir protingo vairavimo palaikymo;

4)Dėl elektroninio vakuuminio siurblio gedimo arba nepagrįstos strategijos sugenda arba sumažėja vakuumo pagalba. Apskritai elektroninio vakuuminio siurblio sprendimas iš tikrųjų yra nebrangus sprendimas. Sprendžiant iš technologijų plėtros tendencijos, tai pereinamasis sprendimas.

3.2 Elektroninis stiprintuvas (dviejų dėžių)

Populiarėjant naujoms energetinėms transporto priemonėms ir tobulėjant išmaniosioms vairavimo technologijoms, stabdžių sistemos ir išorinio pasaulio sąveika tampa vis svarbesnė. Naujų energetinių transporto priemonių kruizinis asortimentas kelia aukštesnius energijos atgavimo reikalavimus. Energijos atgavimo riedėjimo atsigavimas yra susijęs su transporto priemonės žemo tvirtinimo stabilumu. Stabdymo atstatymas reikalauja, kad stabdžių sistema dominuotų hidrauliniuose stabdžiuose ir variklio atstatymo stabdžiuose. Sumanaus vairavimo plėtra taip pat kelia aukštesnius reikalavimus stabdžių sistemos gebėjimui didinti slėgį ir reakcijai. Tuo pačiu metu perteklinė autonominio vairavimo konstrukcija taip pat reikalauja, kad stabdžių sistema turi turėti atsarginę funkciją. Todėl „Bosch“ pristatė elektroninio stiprintuvo sprendimą, kuris nesiremia vakuumu, kuris paprastai vadinamas „iBooster“ elektroniniu stiprintuvu. Elektroninio stiprintuvo struktūra labai skiriasi nuo vakuuminio stiprintuvo, tačiau iš esmės jis vis tiek skirtas imituoti tuščią stiprintuvą. Skirtumas nuo vakuuminio stiprintuvo yra tas, kad impulsą suteikia įmontuotas variklis. Toliau pateiktame paveikslėlyje galima visiškai iliustruoti elektroninio stiprintuvo galios pagalbinį metodą: variklis sukasi, kad pavara suktųsi. Sumažinus greitį ir padidinus sukimo momentą, sukamasis judesys galiausiai paverčiamas tiesiniu judesiu per sliekinę pavarą ir galiausiai kartu su pedalo perduodama jėga varo pagrindinio cilindro įvesties strypą. Sukurkite hidraulinį slėgį. Pagrindinio cilindro dalis yra tokia pati kaip tradicinis vakuuminis stiprintuvas, o vožtuvo lizdas, kuris nustato stiprintuvo padidinimo santykį, iš esmės yra tokia pati struktūra ir principas kaip ir tradicinis vakuuminis stiprintuvas. Kadangi stiprintuvas ir ESP yra du nepriklausomi šio sprendimo moduliai, pramonė tai vadina dviejų dėžučių sprendimu.

Dėl „iBooster“ pagalbos sprendimo: ECU viduje išsaugos vieną ar daugiau pedalo jutimo kreivių rinkinių, kalibruotų transporto priemonės kūrimo proceso metu (pvz., pedalo judesio ir lėtėjimo, pedalo judesio ir stabdžių pagalbinės sistemos ir kt.). Vairuotojui nuspaudus stabdžių pedalą, vidinis iBooster eigos jutiklis nustato vairuotojo ketinimą stabdyti pagal stabdžių pedalo poslinkį, toliau apskaičiuoja tikslinę pagalbinę sumą ir visapusiškai atsižvelgia į energijos atkūrimo kiekį / ABS darbo būseną ir kt. didžiausias „iBooster“ variklio veikimo padidinimas. Dėl galingos „iBooster“ galios pagalbinės galios, elektroniniu būdu valdomo pusiau atsieto valdymo metodo ir natūralios dvigubos „Two-Box“ atsarginės kopijos („iBooster“ ir „ESP“), šis stabdžių sistemos sprendimas turi didelių pranašumų energijos atgavimo ir protingo vairavimo srityse. Tai taip pat yra priežastis, kodėl „iBooster“ gali būti greitai reklamuojamas rinkoje. Iki šiol daugybė modelių, pvz., visos „Tesla“ serijos, beveik visos „Volkswagen“ naujos energijos transporto priemonės, visos „Honda Accord“ serijos (įskaitant degalus varomas transporto priemones), visos „Geely Lynk & Co“ naujos energijos transporto priemonės, „Mercedes-Benz“ S klasė, „Weilai“, „Xpeng“ naudojo „iBooster“ sprendimą.

Žinoma, tokio tipo sistema turi ir tam tikrų trūkumų:

1)Stabdžių pedalas bus prastesnis nei tradicinės vakuuminės stiprintuvo sistemos. Teoriškai elektroninio stiprintuvo ir tradicinio vakuuminio stiprintuvo padidinimo santykio koordinavimo principas yra tas pats (abu turi gumines grįžtamojo ryšio disko struktūras), tačiau iš tikrųjų elektroninio stiprintuvo stiprintuvas Dydis yra skaičiavimo ir vykdymo procesų serija. Vykdymo proceso metu jutiklio signalo rinkimas, valdiklio skaičiavimas ir variklio vykdymas sukels tam tikrų klaidų ir vėlavimų. Be to, energijos atgavimo ir hidraulinio stabdymo koordinavimas dar labiau apsunkins valdymą, šis „modeliavimo“ procesas nėra toks „sklandus“, kaip grynai fizinis dinaminis jėgų balansas, veikiantis tradiciniuose vakuumo stiprintuvuose.

2) Kuo sudėtingesni dalykai, tuo didesnė nesėkmės tikimybė. „IBooster“ yra glaudžiai susijęs su išoriniu ESP, išmaniuoju vairavimu ir maitinimo sistemomis. Susiję sistemos gedimai ir CAN tinklo gedimai gali turėti įtakos „iBooster“ maitinimo pagalbinei funkcijai.

3.3 vienos dėžutės sprendimas

viena dėžė daugiausia apibrėžiama dviem dėžėms. Kai „Bosch“ sukūrė dviejų dėžučių „iBooster+ESP“ sprendimą, žemyninė įmonė taip pat kūrė kitą labiau integruotą sprendimą, atsižvelgdama į originalios įrangos gamintojų poreikius: integruodama ESP ir elektroninį stiprintuvą, tapdama moduliu, kuris paprastai žinomas kaip „vieno dėžutė“. .

„One-box“ turi stabdžių pagalbinę ir ESP funkcijas. Tas pats, kas dviejų dėžių, yra tai, kad stabdžių pagalbinę funkciją užtikrina variklis. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad jėga, kurią dviejų dėžių perduoda pagrindinio cilindro įvesties stūmokliui, yra vairuotojo įvesties jėgos ir variklio pagalbinės jėgos suma, o proporcingas ryšys tarp jų yra mechaninės pusiausvyros rezultatas, o stabdymo jėga, kurią suteikia vieno dėžė, visa gaunama iš variklio, nepadidinant vairuotojo teikiamos stabdymo jėgos. Jėga, kurią vairuotojas suteikia per stabdžių pedalą, galiausiai paverčiama hidrauliniu slėgiu ir nutekėja į vienoje dėžutėje įmontuotą pedalo jutimo simuliatorių. Pedalo jutimo simuliatorius iš tikrųjų yra stūmoklio spyruoklės mechanizmas, naudojamas imituoti stabdžių pedalo pojūtį ir suteikti vairuotojui grįžtamąjį ryšį su jėga ir eiga.

Vieno langelio pagalbos procesą galima apibūdinti taip:

1) Poslinkis, kurį sukuria pedalas, gaunamas jutiklio ir tada įvedamas į ECU;

2)ECU apskaičiuoja vairuotojo stabdymo poreikį ir varo variklį, kad nustatytų hidraulinį slėgį;

3) Hidraulinis slėgis per ABS įleidimo vožtuvą patenka į keturis ratų cilindrus ir galiausiai sukuria stabdymo jėgą.

Todėl įprastomis aplinkybėmis pedalo jėga ir stabdymo jėga, kurią galiausiai suteikia vieno dėžė, yra mechaniškai atskirtos.

Akivaizdžiausias šios integracijos pranašumas yra mažas dalių skaičius ir mažas tūrinis svoris. Visiškai atsieta konstrukcija leidžia teoriškai reguliuoti lėtėjimo santykį, atitinkantį bet kokią norimą pedalo jėgą arba eigą naudojant programinę įrangą, ty pedalo pojūtį daugiausia lemia programinė įranga. Trūkumas yra tas, kad pedalo jėgos grįžtamasis ryšys yra izoliuotas nuo rato, o vairuotojas negali pajusti rato būsenos per pedalą. Pavyzdžiui, kai veikia ABS, vairuotojas negali pajusti pedalo vibracijos. Atsižvelgiant į patirtį, susijusią su dviejų dėžių pedalo jutimo problema, verta atkreipti dėmesį į visiškai atsietos vienos dėžės pedalo jausmą. Be to, norint naudoti L3 ir aukštesnį intelektualųjį vairavimą, viename langelyje reikia prijungti ESP modulį kaip nereikalingą atsarginę kopiją. Čia viena dėžė yra nenaudinga pažangiam vairavimui. Kalbant apie gedimą, sugedus elektroniniam stiprintuvui, dviejų dėžių slėgis taip pat gali aktyviai didinti slėgį stabdymui naudojant ESP, tačiau vienos dėžės stabdžių stiprintuvo dalyje nėra atsarginės sistemos (nebent būtų prijungtas žemo našumo ESP ).

04 One-Box sistemos ypatybės

„One-Box“ laidu valdoma hidraulinių stabdžių sistema integruoja tradicines stabdymo funkcijas, tokias kaip TCS (traukos kontrolės sistema), ESC, ABS ir EPB. Be to, galima integruoti trečiosios šalies valdymo programinę įrangą, pvz., padangų slėgio stebėjimą, EBD (elektroninį stabdymo jėgos paskirstymą), AEB (automatinę stabdymo pagalbinę sistemą), AVH (automatinę parkavimo sistemą) ir kitas funkcijas, kad būtų sukurtas integruotas valdymas. laidu valdomų važiuoklės sričių. Pagrindinės funkcijos yra šios:

1)Bazinis stabdžių valdymas (BBC)

Jis automatiškai nustato vairuotojo stabdymo poreikį, aptikdamas stabdžių pedalo eigos jutiklio įvestį, nustato atitinkamą hidraulinio stabdymo jėgą pagal pedalo poslinkį ir valdo stabdžių hidraulinį slėgį, kad būtų pasiektas stabdymas naudojant laidą.

2) Stabdžių antiblokavimo sistema (ABS)

Avarinio stabdymo metu valdomas keturių ratų stabdymo slėgis, o rato cilindro hidraulinis slėgis valdomas pagal rato greitį, kad būtų išvengta ratų užsiblokavimo, pagerintas stabdymo stiprumas ir užtikrintas transporto priemonės važiavimo stabilumas.

3)Traukos kontrolės sistema (TCS)

Stipriai važiuojant, pvz., užvedant ar greitinant, variklio sukimo momentas reguliuojamas taip, kad slystantiems ratams būtų taikomas stabdymo slėgis, kad varantieji ratai pernelyg neslystų.

4)Elektroninė stabilumo kontrolė (ESC)

Kai transporto priemonė sukasi, valdykite pernelyg didelį arba nepakankamą transporto priemonės pasukamumą.

5)Stabdžių energijos atkūrimo sistema (CRBS)

Stabdymo proceso metu variklio sukimo momento akumuliatoriaus būsena ir stabdžių pedalo būsena aptinkami realiu laiku, o suderintas stabdymo energijos atkūrimas pasiekiamas reguliuojant stabdymo slėgį ir variklio atkūrimo sukimo momentą, kad būtų pagerintas transporto priemonės kreiserinis nuotolis.

6)Palaikykite AEB stabdymo užklausą

Gauna ADAS modulio komandas, skirtas įgyvendinti tokias funkcijas kaip išankstinis užpildymas ir įspėjimo stabdžių lėtėjimas; greitai padidina slėgį, kad pagerintų AEB automatinį avarinį stabdymą ir sutrumpėtų atstumas AEB avarinio stabdymo metu. Greitai reaguojant išsaugotos 300+ms gali žymiai sumažinti AEB klaidingo paleidimo tikimybę;

7)Palaikykite ACC vertikalaus valdymo užklausą

Pagal ACC modulio komandas valdykite jėgos pavarą arba stabdžių sistemą, kad pasiektumėte pagreitį ir lėtėjimą;

8)Palaikykite APA / RPA vertikalaus valdymo užklausą

Pagal APA/RPA modulio komandas valdoma jėgos pavara arba stabdžių sistema, kad būtų pasiektas pagreitis ir lėtėjimas. Reaguojant į transporto priemonės trajektorijos nurodymus, transporto priemonė tiksliai valdoma išilgine stabdymo ir važiavimo kryptimi, o vairuotojas gali automatiškai statyti automobilį.

9)CST (Comfort-Stop) Patogi automobilių stovėjimo aikštelė

10) BSW

Aptikus informaciją iš lietaus jutiklio, rato cilindre nustatomas tam tikras slėgis ir nuvaloma vandens plėvelė ant stabdžių disko, kad būtų pagerintas stabdymo efektyvumas lietingomis dienomis;

11)D-EPB

Dvigubo valdymo EPB išsprendžia elektrinių transporto priemonių parkavimo pertekliaus problemą;

12) Perteklinis atsarginis stabdys EPB-A

Galinio rato / priekinio rato EPB pavara veikia kaip atsarginis darbinis stabdys.

13)Visureigis ir šliaužimas

Įvairios visureigių dangos, pagerinančios pravažumą ir saugumą

14)HFC

Suteikia vairuotojui papildomą ratų cilindro slėgį, kai vairuotojas iki galo nuspaudžia stabdžių pedalą ir transporto priemonė nepasiekia maksimalaus lėtėjimo.

05 Vieno ir dviejų dėžių palyginimas

Vieno ar dviejų dėžių sistemai Kinijos vietiniai tiekėjai, tokie kaip Wanxiang, Asia Pacific, Bethel, Grubo, Nason ir Tongyu, turi atitinkamus produktus. Pagrindiniai užsienio vienos dėžės arba dviejų dėžių sistemų tiekėjai yra Bosch, Continental, ZF Friedrichhshafen, Nissin, Hitachi (įskaitant CBI), Mobis, Advics ir kt. Šių tiekėjų gaminių technologijos koncepcijos yra panašios, o pagrindiniai skirtumai slypi masinės gamybos mastu ir produkto branda.