Teemad:
- Sissejuhatus
- Juhtmega sõita
- Elektrilise ja hüdraulilise piduri kombinatsioon
- Piduri segamine
Eessõna:
Elektrifitseeritud tõukejõuga (hübriid-, täis-EV, kütuseelement) sõidukitel on elektrilise pidurdamise võimalus. Kui vabastate gaasipedaali või pidurdate kergelt, töötab elektrimootor generaatorina. Sõiduki kineetiline energia muudetakse HV-aku elektrienergiaks. The ulatus suureneb, kui pidurdate palju vaikselt ja pidurisüsteemile antakse võimalus rakendada palju regeneratiivpidurdust. Selle kohta saate täpsemalt lugeda lehelt: Inverter.
2023. aastal on elektriline pidurdus endiselt kombineeritud tavapärase hüdraulilise piduriahelaga. Elektririkke korral või vanematel sõidukitel hädaseiskamise ajal aktiveeritakse (osaliselt) hüdrauliline pidurikontuur. See toimib varukoopiana. Järgmised osad näitavad, kuidas tootjad ühendavad elektrilise ja hüdraulilise piduri, et tagada hea mugavus ja tagada ohutus elektrisüsteemi rikke korral.
Juhtmega sõitmine:
"drive by wire" pidurisüsteemi eesmärk on hüdrauliline pidurdamine elektrilise abiga. Piduripedaali ja pidurisadula pidurikolbide vahel puudub otsene hüdrauliline ühendus. Piduripedaal avaldab pidurdussurvet nn pidurdusjõu simulaatorile. Mõõdetakse pidurirõhku. Elektrimootor tekitab hüdraulilises piduriahelas soovitud rõhu. Juhtmepõhisel pidurisüsteemil on tavapärase pidurisüsteemiga võrreldes järgmised eelised:
- Vaakumpidurivõimendit enam ei kasutata, kuna elektrimootor tagab vajaliku vedeliku rõhu;
- Vedeliku leket saab tuvastada ja sulgeda iga piduri kohta. Sel põhjusel ei ole kahe eraldi pidurdusringi jaoks enam vaja peamist pidurisilindrit;
- Juht ei märka elektri- ja hüdraulilise pidurduse vahelist üleminekut elektrimootorite regeneratiivpidurduselt pidurdamisele, vajutades piduriklotsi vastu ketast;
- ABS-süsteemi vibratsiooni pole piduripedaalil enam tunda;
- Piduripedaali (simuleeritud) vasturõhku saab reguleerida vastavalt seadistustele (mugavus / sport).
Allolev hüdroskeem näitab BMW (DSCi) kasutatavat süsteemi. Toiming on järgmine:
Kui juht vajutab piduripedaali, mõjub piduri peasilindrile (7) jõud. Sellel peapidurisilindril on kaks väljundit: piduripedaali jõusimulaatorile (8) ja vabastusventiilile. Simulatsioonirõhk edastatakse sinise joone kaudu piduripedaali jõusimulaatorile. Selles komponendis tekib vasturõhk, mille juht tunneb ära pidurisilindrites vasturõhuna. Peapidurisilindri ja ratta pidurisilindrite vahel puudub füüsiline ühendus. Simulatsioonirõhku mõõdetakse rõhuanduriga (5). Sõltuvalt simulatsioonirõhust juhib ECU elektrimootorit (10). See avaldab pidurirõhu silindris (9) töörõhku. Töörõhu poolel olev rõhuandur suunab kogunenud rõhu tagasi ECU-sse. Diagrammil olevad punased ühendused näitavad, kuidas töörõhk jõuab klappide kaudu rattapidurisilindridesse (1). Survehooldusventiilid (3) on puhkeolekus avatud, nii et pidurirõhku saab tekitada otse pidurisurve silindrist. Rõhu alandamise ventiilid (2) on puhkeolekus suletud.
Legend:
- Pidurid
- Rõhu alandamise ventiilid
- Survet hoidvad ventiilid
- Ühendage ventiilid lahti
- Pidurirõhu tööahela ja simulaatori ahela manomeetrid
- Pidurivedeliku reservuaar
- Peapidurisilinder
- Piduripedaali jõu simulaator
- Piduri rõhu silinder
- Elektrimootor
- Diagnostiline klapp
- Kollased ühendused: toite- ja tagasivoolu pidurivedeliku reservuaar;
- Sinised ühendused: simulatsioonirõhk;
- Punased ühendused: töörõhk (pidurirõhk).
Juhul, kui pidurirõhusilindri läheduses esineb leke või elektririke, mis ei lase elektrimootoril piisavat töörõhku tekitada, lülitatakse vabastusventiilid (4) ohutuse tagamiseks pingesse. Peapidurisilindri ja rattapidurisilindrite vaheline ühendus avatakse ja ühendus pidurisurve silindriga suletakse. Kuna pidurivõimendi on puudu, tuleb pidurdamiseks vajutada jõulisemalt piduripedaali.
Elektrilise ja hüdraulilise piduri kombinatsioon:
Täiselektrilistel ja hübriidsõidukitel on alati kombineeritud elektriline ja hüdrauliline pidurisüsteem. Eelmises lõigus kirjeldatud "traadiga pidurdamise" pidurisüsteemi ei kasutata veel sageli. Selles süsteemis puudub otseühendus piduripedaali ja rattapidurisilindrite vahel. Tugev elektrimootor tagab kogu pidurdusjõu isegi hädaseiskamise ajal. Sel juhul pole pidurivõimendi vajalik.
Enamikus elektri- ja hübriidsõidukites saavutatakse elektrilise ja hüdraulilise pidurduse kombinatsioon järgmiselt: pehme (mõõtjaga) pidurdamise korral toimub regeneratiivne (elektriline) pidurdamine, kuna elektrimootorid toimivad dünamona. Tugeval pidurdamisel ja/või talitlushäirete korral lülitub hüdrosüsteem kohe sisse. Siin kasutatakse pidurdusrõhu suurendamiseks pidurivõimendit. Seetõttu toimub pidurdamise ajal elektrimootori ja mehaaniliste pidurite vahel koostoime. Seda süsteemi nimetatakse mõnikord ka "juhtmega sõitmiseks", kuigi see kontseptsioon sobib paremini eelmise lõigu süsteemiga.
Allolev diagramm põhineb mudelil Toyota Prius 3. Piduripedaal (1) suurendab pidurirõhku peamises pidurisilindris (3). Pehmel pidurdamisel pidurdatakse ainult elektrimootoreid. Pidurirõhu simulaator (4) annab piduripedaalile vajutamisel vasturõhu. Pidurirõhu simulaatori ventiil avaneb normaalsetes töötingimustes. Tugeva pidurdamise ajal avatakse lukustusventiilid (5) ja simulaatori ventiil suletakse. Esirataste pidurisadulad on varustatud pidurdusrõhuga. Hüdraulikaventiilide (6) avamine ja sulgemine võimaldab pidurisurvel jõuda ka tagaratasteni. Pidurirõhuandurid (vasakult paremale: p lv kuni mp rv) mõõdavad rõhku ja edastavad selle ECU-le. Hüdraulikaklappe (5, 6 ja 7) reguleeritakse soovitud pidurdusrõhu alusel PWM-signaali abil.
Süsteem on konstrueeritud nii, et elektrikatkestuse korral vabastatakse täielikult tagarataste pidurirõhk ja esirataste rõhku juhib juht piduripedaaliga.
Legend:
- Piduripedaal
- Remvloeisto veehoidla
- Tandem peasilinder
- Pidurirõhu simulaator
- Lukustusventiilid
- Hüdraulilised ventiilid (vasakult paremale suletud)
- Hüdraulilised klapid, ees kinni, taga avatud
- Surve akumulaator
- Elektrimootoriga käitatav hüdropump
- Survet piirav ventiil
- Kollased ühendused: toite- ja tagasivoolu pidurivedeliku reservuaar;
- Sinised ühendused: hüdropumba pidurirõhk;
- Punased ühendused: pidurirõhk peapidurisilindrist (avatud klappidega).
Toyota Prius 3 hüdrauliline pidurdamine toimub esirataste kaudu. Tagumised rattad ei ole ühendatud peamise pidurisilindriga. Nii on see kaasaegsete sõidukite, sealhulgas Kia Niro puhul: kõik neli pidurisilindrit aktiveeritakse kahe ahela kaudu peapidurisilindri poolt.
Sarnase pidurisüsteemiga sõidukite pidurdamisel toimub teatud asjaoludel üleminek elektriliselt hüdrauliliselt pidurdamisele. Pidurdamise aeglustumise ja piduripedaali tõrgeteta toimimise tagamiseks kasutatakse selles pidurisüsteemis "piduri segamist". Seda kirjeldatakse järgmises jaotises.
Pidurite segamine:
Gaasipedaali vabastamisel või pidurdamisel mõõdetuna pidurdavad paljud elektrisõidukid eranditult elektrimootoritel. Kineetiline energia muundatakse elektrienergiaks, mis suurendab sõiduki sõiduulatust. Hüdraulilist pidurisüsteemi ei kasutata peaaegu üldse. Kui on vaja suurt pidurduspidurdust, töötavad elektriline pidur ja hüdrauliline sõidupidur koos. Nimetame kahe pidurisüsteemi koostööd "piduri segamiseks". Varasemate põlvkondade hübriid- ja täiselektrilistel sõidukitel ei läinud see libedalt ning sõiduki kiiruse langus muutus hüdraulilise piduri rakendumisel. Praeguste tehnoloogiate juures ei märka juht enam üleminekut kahe pidurisüsteemi vahel. Pange tähele: seda tehnoloogiat ei kasutata juhtmega sõitmisel.
Graafik näitab kahe pidurisüsteemi üleminekut, kus pidurdusaeglustus jääb konstantseks. Juhi pedaalile vajutatav jõud (a) jääb 10 sekundiks samaks. Pidurdamise käivitamisel töötavad koos hüdrauliline sõidupidur ja elektrimootorite regeneratiivpidurdus. Esimese kuue sekundi jooksul näeme, et regeneratiivpidurdamisest tulenev aeglustus suureneb. Elektrimootor toimib generaatorina ja varustab HV akut toodetud energiaga. Hüdraulilise sõidupiduri pidurdusjõud väheneb, kuni see enam ei tööta. Umbes 7,5 sekundi pärast läheneme sõiduki seiskamisele ja elektriline pidurdusjõud kaob. Hüdrauliline pidurdusjõud suureneb taas. 8,5 sekundi pärast jääb sõiduk seisma. Juht jätkab hetkeks piduripedaali vajutamist.
a: juhi pedaali jõud
b: regeneratiivpidurdamisest tingitud aeglustumine (elektrimootoriga)
c: hüdraulilisest sõidupidurist tingitud aeglustumine
d: juhi soovitud viivitus
e: kiiruse vähenemine
d = c + b
Seotud lehed:
