Az egydobozos és a kétdobozos fékrendszerek bemutatása

Az egydobozos és a kétdobozos fékrendszerek bemutatása

A közelmúltban egy újabb nagy sebességű Tesla ütközés keltett feltűnést. Elég biztonságos az elektromos járművek fékezése? Újra felkeltette a közvélemény figyelmét és vitáját. Ma az elektromos járművek fékrendszerét két aspektusból fejtem ki: az elektromos járművek és a hagyományos járművek fékrendszere közötti különbséget, valamint az elektromos járművek fékrendszerének műszaki alkalmazását, hogy az olvasók számára technikai referenciát adjon a kérdések racionális vizsgálatához. fékrendszerrel kapcsolatos.

01 Bevezetés a személygépkocsi fékrendszerébe

Legyen szó hagyományos tüzelésű járműről vagy új energiahordozóról, az alapfékrendszer a következő alkatrészekből áll:

A fékerő átviteli útja három szakaszból áll: pedál mechanikus erő → fékfolyadék nyomás → féknyereg mechanikai erő:

1)A vezető lábából érkező erőt először a fékpedál kar áttétele erősíti, majd az erősítő másodlagos erősítése. Ezután a főfékhengerhez kerül a tolórúd bemenetére.

2)A főhenger bemeneti tolórúdja nyomja a dugattyút, hogy a mechanikai erőt fékfolyadék hidraulikus nyomásává alakítsa. A fékfolyadék hidraulikus nyomása ezután a csővezetéken keresztül továbbítódik a féknyereghez, és nyomja meg a féknyereg dugattyúját.

3) A féknyereg dugattyúja megnyomja a súrlódó lemezeket, hogy a forgó féktárcsához igazodva súrlódás keletkezzen, amely fékezőnyomatékként hat a kerekekre.

A fékpedálok és a fékek tekintetében nincs különbség az elektromos és az üzemanyaggal működő járművek elveiben és alkalmazásában. A különböző típusú járművek közötti főbb különbségek a "fokozó + főfékhenger + ESP" modulban összpontosulnak. A "fokozó + főhenger + ESP" itt azért van összerakva, mert ennek a három modulnak az integrációs szintje eltérő a különböző műszaki megoldásokban.

02 Az üzemanyaggal működő jármű fékrendszerének felépítése

A hagyományos üzemanyaggal működő jármű fékrendszerének felépítését az alábbi ábra mutatja.

A "Booster + főhenger" egy összeállítás, az ESP pedig egy külön modul. Az itt található "booster" valójában egy vákuumerősítő. Az alapelv az, hogy a nyomásfokozó belsejét egy membrán két üregre osztja: az atmoszférikus üregre és a vákuumüregre. Ha nem fékez, a nagy kamra és a vákuumkamra is a vákuumforráshoz csatlakozik, hogy vákuum negatív nyomást képezzen. A fékpedál lenyomása után a vákuumkamra továbbra is fenntartja a vákuumot. A nagy atmoszféra kamra kapcsolódik a külvilághoz, és elkezdi beszívni a levegőt. Ezután a két kamra közötti nyomáskülönbség a membránra hat, és létrehozza a vákuummal segített erőt, amely végül a főhenger bemeneti tolórúdjára hat. A vákuum által kifejtett erő mértéke rögzített arányban van a pedál bemeneti erejével. A vákuumforrás a motorból származik. A motorból kétféleképpen lehet vákuumot biztosítani: az egyik a motor szívócsonkjának légbeszívási folyamata során képződő vákuum, a másik pedig a motor főtengelye által meghajtott vákuumszivattyú. A főhenger sajátos felépítése vákuumfokozóval összeszerelése az alábbi ábrán látható.

A fent említett vákuum-asszisztens rendszer esetében a tipikus meghibásodási módok a következők:

1) Fékpedál: A fékpedál törése nagyon ritka és alacsony szintű meghibásodási mód. A rendeletek ezt a részt is olyan alkatrészként határozzák meg, amely nem hajlamos a meghibásodásra. A pedállal kapcsolatos fő hiba a féklámpa kapcsoló (BLS) meghibásodása. A BLS meghibásodása nincs hatással az alapvető hidraulikus fékezésre, de hatással lesz az elektronikus fékezési funkciókra, mint például az ABS/TCS/VDC, az EMS és a féklámpa kapcsolóval kapcsolatos logikai döntésekre. Természetesen a fék hátsó lámpájának világítása is hatással lesz;

2)Vákuumerősítő: A vákuumerősítő meghibásodásának legsúlyosabb következménye az, hogy nincs vákuumerősítés, mint például a nyomásfokozó szivárgása, a vákuumcső szivárgása stb. A vezető intuitív érzése az, hogy kemények a fékek. A vákuum-asszisztens hiánya miatt a vezetőnek a szokásosnál többszöröse nagyobb erőt kell kifejtenie ahhoz, hogy normál körülmények között lelassítsa a járművet.

3)Főfékhenger: A főfékhenger meghibásodása kétféle formában összpontosul: szivárgás és elakadás. Az előbbi hatására a pedállöket hosszabb és lágyabb lesz, de a jármű nem tud normális lassulást elérni; ez utóbbi közvetlenül azt eredményezi, hogy a fékpedált nem lehet lenyomni.

4)ESP-modul: meghibásodások a féklámpa-kapcsolóban, a hajtásláncban, a kerékfordulatszám-érzékelőben, a tápegységben, a CAN-hálózatban és így tovább, amelyek hatással vannak az ESP-vel kapcsolatos funkciókra (ABS/TCS/VDC/HHC/AVH/HDC stb.). az ABS/TCS miatt/ A VDC funkció csak extrém járműkörülmények között fog beavatkozni, így az ESP funkció meghibásodása nem befolyásolja az alapfékezést. Vagyis jó útfelületen az enyhe/mérsékelt fékezésnek kevés hatása van, viszont erős fékezéskor meghibásodik az ABS, és hajlamosak blokkolni a kerekek. A legveszélyesebb útviszonyok ebben az esetben a jeges, havas vagy kavicsos utak alacsony tapadási együtthatóval. Az első és a hátsó kerekek könnyen megcsúszhatnak és elveszíthetik az irányítást fékezés vagy vezetés közben.

5)Fékek: Sok a fék meghibásodása, főleg az NVH fékezéssel kapcsolatos, de a vezetésbiztonságot igazán komolyan befolyásoló meghibásodások elsősorban a féknyergekben történő fékfolyadék szivárgása és a súrlódó betétek károsodása. A féknyereg fékfolyadék szivárgása hasonló a fent említett főfékhenger szivárgásához. A súrlódó betét teljesítményromlását többnyire a termikus degradáció okozza. A leromlást követően a fékhatékonyság csökken, a jármű lassulása pedig jóval alacsonyabb, mint amit a vezető elvár. A sofőr úgy érzi, hogy az autót nem lehet fékezni.

6)Egyéb: csővezeték meghibásodás (szivárgás), kerékfordulatszám-érzékelő meghibásodása, EPB hiba stb.

03 Elektromos jármű fékrendszerének szerkezete

Mivel a vákuumfokozó megköveteli, hogy a motor vákuumot biztosítson, az új energiájú járművek nem használhatják ezt a rendszert, amely a motorra támaszkodik a vákuum létrehozására tisztán elektromos hajtás esetén.

3.1 Elektronikus vákuumszivattyús megoldás

Az elektronikus vákuumszivattyús megoldás logikája: mivel nincs vákuumforrást biztosító motor, így önállóan kiüríthető alkatrészeket biztosítanak. Az elv nagyon egyszerű, vagyis a motor hajtja a pengét forgásra és vákuumozásra. Vannak dugattyús típusok is, de ezeket nem használják széles körben. Ezért az elektronikus vákuumszivattyús megoldás közvetlenül biztosítja a vákuumot a motor számára hardver szinten. Az elektronikus vákuumszivattyúk független szivattyúkra (az egyetlen vákuumforrás és magasabb hardverigény) és segédszivattyúkra oszthatók.

A megoldás nyilvánvaló előnye, hogy csekély a módosítás mértéke, és kiválóan alkalmas üzemanyag- és új energetikai járművek fékrendszerének egy platformon való megosztására. Ennek a megoldásnak a hátrányai is nyilvánvalóak:

1) Elektronikus vákuumszivattyúk zaj és rezgés által okozott elrendezési problémák;

2) Az elektronikus vákuumszivattyúk piaca szinte monopolhelyzetben van, az árak magasak, más gyártók termékeinek minősége pedig instabil;

3) A hagyományos ESP alacsony aktív nyomásnövelő képességgel rendelkezik, és nem tudja erősen támogatni az energia-visszanyerést és az intelligens vezetést;

4)Az elektronikus vákuumszivattyú meghibásodása vagy ésszerűtlen stratégiája a vákuum-segéd meghibásodásához vagy csökkenéséhez vezet. Összességében az elektronikus vákuumszivattyús megoldás valójában alacsony költségű megoldás. A technológiai fejlődés trendjéből ítélve átmeneti megoldás.

3.2 Elektronikus nyomásfokozó megoldás (két dobozos)

Az új energetikai járművek népszerűsítésével és az intelligens vezetési technológia fejlődésével egyre fontosabbá válik a fékrendszer és a külvilág közötti kölcsönhatás. Az új energetikai járművek kínálata magasabb követelményeket támaszt az energia-visszanyeréssel szemben. Az energia-visszanyerésben a szabadonfutás visszanyerése a jármű alacsony rögzítésének stabilitásával függ össze. A fékezés helyreállításához fékrendszerre van szükség, hogy uralja a hidraulikus fékezést és a motor-visszaállító fékezést. Az intelligens vezetés fejlődése magasabb követelményeket támaszt a fékrendszer nyomásnövelő képességével és reakcióképességével szemben is. Ugyanakkor az autonóm vezetés redundáns kialakítása azt is megköveteli, hogy a fékrendszernek legyen tartalék funkciója. Ezért a Bosch bevezette az elektronikus nyomásfokozó megoldását, amely nem támaszkodik vákuumra, és amelyet általában iBooster elektronikus nyomásfokozónak neveznek. Az elektronikus nyomásfokozó felépítése nagyon eltér a vákuumfokozóétól, de lényegében mégis az üres nyomásfokozó szimulálására szolgál. A különbség a vákuumerősítőtől az, hogy a lökést egy beépített motor biztosítja. A következő ábra teljes mértékben szemlélteti az elektronikus nyomásfokozó teljesítmény-kisegítő módszerét: a motor forog, hogy a hajtómű forogjon. A fordulatszám csökkentése és a nyomaték növelése után a forgó mozgás végül lineáris mozgássá alakul át a csigahajtóművön keresztül, végül a pedálról átvitt erővel együtt meghajtja a főhenger bemeneti tolórudat. Növelje a hidraulikus nyomást. A főfékhenger alkatrésze megegyezik a hagyományos vákuumfokozóval, a nyomásfokozó löketszámát meghatározó szelepülék pedig alapvetően megegyezik a hagyományos vákuumfokozó szerkezetével és elvével. Mivel a booster és az ESP két független modul ebben a megoldásban, az iparág ezt kétdobozos megoldásnak nevezi.

Az iBooster asszisztens megítélésével kapcsolatban: Az ECU belsőleg tárol egy vagy több pedálérintési görbét, amelyeket a jármű fejlesztési folyamata során kalibráltak (például pedállöket kontra lassítás, pedállöket kontra fékasszisztens stb.). Amikor a vezető lenyomja a fékpedált, az iBooster belső löketérzékelője a fékpedál elmozdulása alapján következtet a vezető fékezési szándékára, tovább számítja a célsegéd mennyiségét, majd átfogóan figyelembe veszi az energia-visszanyerés mértékét/ABS működési állapotát stb. az iBooster motorteljesítmény végső lökése. Az iBooster erőteljes erőrásegítő képességének, az elektronikusan vezérelt félig leválasztott vezérlésnek és a Two-Box természetes kettős tartalékának (iBooster és ESP) köszönhetően ez a fékrendszer-megoldás nagy előnyökkel rendelkezik az energia-visszanyerés és az intelligens vezetés terén. Ez az oka annak is, hogy az iBooster gyorsan népszerűsíthető a piacon. Eddig számos modell, például az összes Tesla sorozat, szinte az összes Volkswagen új energiajármű, az összes Honda Accord sorozat (beleértve az üzemanyaggal működő járműveket is), az összes Geely Lynk & Co új energiajármű, Mercedes-Benz S-osztály, Weilai, Az Xpeng az iBooster megoldást használta.

Természetesen az ilyen típusú rendszernek vannak bizonyos hiányosságai is:

1)A fékpedál érzete rosszabb lesz, mint a hagyományos vákuumerősítő rendszeré. Elméletileg az elektronikus nyomásfokozó és a hagyományos vákuumfokozó közötti erősítési arány koordinációs elve megegyezik (mindkettő gumi visszacsatoló tárcsás szerkezetű), de valójában az elektronikus nyomásfokozó erősítése A méret számítási és végrehajtási folyamatok sorozata. A végrehajtási folyamat során az érzékelő jelgyűjtése, a vezérlő számítása és a motor végrehajtása bizonyos hibákat és késéseket produkál. Emellett az energiavisszanyerés és a hidraulikus fékezés közötti koordináció is tovább növeli az irányítás nehézségét, ez a "szimulációs" folyamat nem olyan "sima", mint a hagyományos vákuumerősítőkön a pusztán fizikai dinamikus erőegyensúly.

2) Minél bonyolultabbak a dolgok, annál nagyobb a kudarc valószínűsége. Az IBooster szorosan kapcsolódik a külső ESP-hez, az intelligens vezetéshez és az energiarendszerekhez. A kapcsolódó rendszerhibák és CAN-hálózati hibák befolyásolhatják az iBooster tápellátását.

3.3 egydobozos megoldás

Az egydobozt főként kétdobozra definiálják. Amikor a Bosch kifejlesztette az iBooster+ESP kétdobozos megoldását, az anyaországi vállalat egy másik, integráltabb megoldást is kifejlesztett az OEM-ek igényeire válaszul: az ESP és az elektronikus booster integrálása, modullá válás, amely közismertebb nevén one-box. .

A One-box fékasszisztens és ESP funkciókat tartalmaz. Ugyanaz, mint a kétdobozosnál, hogy a fékasszisztenst a motor biztosítja. A fő különbség az, hogy a kétdoboz által a főhenger bemeneti tolórúdjára továbbított erő a vezető bemeneti erőjének és a motorrásegítésnek az összege, a kettő arányos viszonya pedig mechanikai egyensúly eredménye, míg a Az egydobozos fékerőt mind a motor adja, anélkül, hogy a vezető által biztosított fékerőt felülírná. A vezető által a fékpedálon keresztül kifejtett erő végül hidraulikus nyomássá alakul, és átszivárog a one-box beépített pedálszimulátorába. A pedálérintési szimulátor valójában egy dugattyús rugós mechanizmus, amellyel szimulálja a fékpedál érzetét, és visszajelzést ad a vezetőnek az erőről és a löketről.

Az egydobozos segítségnyújtási folyamat egyszerűen leírható:

1) A pedál által generált elmozdulást az érzékelő kapja meg, majd beviszi az ECU-ba;

2)Az ECU kiszámítja a vezető fékezési igényét, majd meghajtja a motort a hidraulikus nyomás megállapításához;

3) A hidraulikus nyomás az ABS beömlőszelepén keresztül jut be a négy kerékhengerbe, és végül fékezőerőt hoz létre.

Ezért normál körülmények között a pedálerő és a fékezőerő, amelyet végül az egydoboz biztosít, mechanikusan leválasztják.

Ennek az integrációnak a legnyilvánvalóbb előnye a kis alkatrészszám és az alacsony térfogati tömeg. A teljesen szétválasztott kialakítás lehetővé teszi a lassulási viszony tetszőleges pedálerőnek vagy löketnek megfelelő szoftveres elméleti beállítását, vagyis a pedálérzetet nagyrészt szoftver határozza meg. Hátránya, hogy a pedál erővisszacsatolása el van szigetelve a keréktől, és a vezető nem érzékeli a kerék állapotát a pedálon keresztül. Például amikor az ABS működik, a vezető nem érzékeli a pedál rezgését. A kétdoboz pedálérintési problémájának tapasztalataira hivatkozva a teljesen lecsatolt one-box pedálérzése érdemel figyelmet. Ezenkívül az L3-as és magasabb szintű intelligens vezetéshez redundáns biztonsági mentésként egy ESP-modult kell csatlakoztatni az egydobozhoz. Itt használhatatlan az egydoboz a fejlett intelligens vezetésben. Ami a meghibásodást illeti, az elektronikus erősítő meghibásodása után a kétdobozos is képes aktívan növelni a nyomást az ESP általi fékezéshez, de az egydobozosnak nincs tartalék rendszere a fékrásegítő részében (hacsak nincs csatlakoztatva egy alacsony teljesítményű ESP ).

04 One-Box rendszer jellemzői

A One-Box huzalvezérlésű hidraulikus fékrendszer olyan hagyományos fékfunkciókat integrál, mint a TCS (kipörgésgátló rendszer), az ESC, az ABS és az EPB. Ezen túlmenően harmadik féltől származó vezérlőszoftverek is integrálhatók, mint például a gumiabroncsnyomás-figyelés, az EBD (elektronikus fékerőelosztás), az AEB (automatikus fékasszisztens rendszer), az AVH (automatikus parkolási rendszer) és egyéb funkciók az integrált vezérlés fejlesztése érdekében vezetékkel vezérelt alváz tartományok. A fő funkciók a következők:

1)Alapfékvezérlés (BBC)

A fékpedál löketérzékelőjének bemenetének észlelésével automatikusan azonosítja a vezető fékezési igényét, a pedál elmozdulásának megfelelően meghatározza a megfelelő hidraulikus fékezőerőt, és szabályozza a fékhidraulikus nyomást a fék-by-wire elérése érdekében.

2) Blokkolásgátló fékrendszer (ABS)

A vészfékezési folyamat során a négy kerék féknyomását szabályozzák, és a kerékhenger hidraulikus nyomását a kerék sebességének megfelelően szabályozzák, hogy megakadályozzák a kerék blokkolását, javítsák a fékerőt és biztosítsák a jármű vezetési stabilitását.

3)Kipörgésgátló rendszer (TCS)

Erős vezetés közben, például indításkor vagy gyorsításkor a motor nyomatékát úgy állítják be, hogy fékezőnyomást fejtsen ki a csúszó kerekekre, hogy megakadályozza a hajtott kerekek túlzott megcsúszását.

4)Elektronikus menetstabilizáló (ESC)

Amikor a jármű elfordul, szabályozza a jármű túl- vagy alulkormányzottságát.

5)Fékenergia-visszanyerő rendszer (CRBS)

A fékezési folyamat során a rendszer valós időben érzékeli a motor nyomatékakkumulátor állapotát és a fékpedál állapotát, és összehangolt fékezési energia-visszanyerés érhető el a féknyomás és a motor-visszanyerő nyomaték beállításával a jármű utazótávolságának növelése érdekében.

6)Támogassa az AEB fékezési kérést

Fogadja az ADAS modul parancsait olyan funkciók megvalósításához, mint az előtöltés és a figyelmeztető fék lassítása; gyorsan növeli a nyomást, hogy javítsa az AEB automatikus vészfékezését és lerövidítse a távolságot AEB vészfékezés közben. A gyors válaszadás révén mentett 300+ms jelentősen csökkentheti az AEB hamis triggerelési valószínűségét;

7)Támogatja az ACC függőleges vezérlési kérést

Az ACC modul parancsai szerint vezérelje a hajtásláncot vagy a fékrendszert a gyorsítás és lassítás eléréséhez;

8)Támogatja az APA/RPA függőleges vezérlési kérést

Az APA/RPA modul parancsai szerint a hajtáslánc vagy a fékrendszer vezérlése gyorsítás és lassítás elérése érdekében történik. A jármű röppályájára vonatkozó utasításokra reagálva a jármű fékezési és vezetési hosszirányban pontosan vezérelhető, és a vezető automatikusan be tud parkolni az autóba.

9)CST (Comfort-Stop) Kényelmes parkolás

10) BSW

Az esőérzékelő információinak érzékelésével bizonyos nyomás jön létre a kerékhengeren, és a féktárcsáról letörlik a vízréteget, hogy javítsa a fékhatást esős napokon;

11)D-EPB

A kettős vezérlésű EPB megoldja az elektromos járművek parkolási redundancia problémáját;

12) Redundáns tartalék fék EPB-A

A hátsó kerék/első kerék EPB működtetője tartalék üzemi fékként működik.

13)Terep és kúszó

Különféle terepfelületek az átjárhatóság és a biztonság javítása érdekében

14)HFC

További kerékhengernyomást biztosít a vezetőnek, amikor a vezető teljesen lenyomja a fékpedált, és a jármű nem éri el a maximális lassulást.

05 Egydobozos és kétdobozos összehasonlítása

Az egy- vagy kétdobozos rendszerhez a kínai hazai beszállítók, mint például a Wanxiang, az Asia Pacific, a Bethel, a Grubo, a Nason és a Tongyu mindegyik rendelkezik megfelelő termékkel. Az egy- vagy kétdobozos rendszerek fő külföldi beszállítói a Bosch, a Continental, a ZF Friedrichhshafen, a Nissin, a Hitachi (beleértve a CBI-t), a Mobis, az Advics stb. A beszállítók terméktechnológiai koncepciói hasonlóak, és a fő különbségek abban rejlenek tömeggyártási léptékben és a termék érettségében.