Aiheet:
- esittely
- Aja langalla
- Sähkö- ja hydraulijarrun yhdistelmä
- Jarrujen sekoitus
Esipuhe:
Ajoneuvoissa, joissa on sähköinen käyttövoima (hybridi, täysin EV, polttokenno), on mahdollisuus sähköiseen jarrutukseen. Kun vapautat kaasupolkimen tai jarrutat kevyesti, sähkömoottori toimii generaattorina. Ajoneuvon kineettinen energia muunnetaan HV-akun sähköenergiaksi. The valikoima lisääntyy, kun jarrutat paljon hiljaa ja jarrujärjestelmälle annetaan mahdollisuus käyttää paljon regeneratiivista jarrutusta. Voit lukea aiheesta lisää sivulta: Invertteri.
Vuonna 2023 sähköinen jarrutus on edelleen yhdistetty perinteiseen hydrauliseen jarrupiiriin. Sähkövian sattuessa tai vanhemmissa ajoneuvoissa hätäpysäytyksen aikana hydraulinen jarrupiiri aktivoituu (osittain). Tämä toimii varmuuskopiona. Seuraavat osiot osoittavat, kuinka valmistajat yhdistävät sähköisen ja hydraulisen jarrutuksen hyvän mukavuuden ja turvallisuuden takaamiseksi sähköjärjestelmän vian sattuessa.
Aja langalla:
"drive by wire" -jarrujärjestelmän tarkoituksena on jarruttaa hydraulisesti sähköavusteella. Jarrupolkimen ja jarrusatulassa olevien jarrumäntien välillä ei ole suoraa hydrauliyhteyttä. Jarrupoljin käyttää jarrutuspainetta niin sanottuun jarruvoimasimulaattoriin. Jarrupaine mitataan. Sähkömoottori muodostaa halutun paineen hydrauliseen jarrupiiriin. Vetovaijerijarrujärjestelmä tarjoaa seuraavat edut verrattuna perinteiseen jarrujärjestelmään:
- Tyhjiöjarrutehostetta ei enää käytetä, koska sähkömoottori tuottaa vaaditun nestepaineen;
- Nestevuoto voidaan havaita ja sulkea jarrua kohden. Tästä syystä pääjarrusylinteriä ei enää tarvita kahdelle erilliselle jarrupiirille;
- Kuljettaja ei huomaa siirtymistä sähkö- ja hydraulijarrutuksen välillä siirtyessään sähkömoottoreiden regeneratiivisesta jarrutuksesta jarrutukseen painamalla jarrupalaa levyä vasten;
- ABS-järjestelmän tärinää ei enää voi tuntea jarrupolkimessa;
- Jarrupolkimen (simuloitua) vastapainetta voidaan säätää asetuksiin (mukavuus / urheilu).
Alla olevassa hydraulikaaviossa näkyy BMW:n (DSCi) käyttämä järjestelmä. Toiminta on seuraava:
Kun kuljettaja käyttää jarrupoljinta, pääjarrusylinteriin (7) kohdistuu voima. Tällä pääjarrusylinterillä on kaksi lähtöä: jarrupolkimen voimasimulaattoriin (8) ja vapautusventtiiliin. Simulointipaine välitetään jarrupolkimen voimasimulaattoriin sinisen viivan kautta. Tässä komponentissa syntyy vastapainetta, jonka kuljettaja tunnistaa jarrusylinterien vastapaineena. Pääjarrusylinteristä ei ole fyysistä yhteyttä pyörän jarrusylintereihin. Simulointipaine mitataan paineanturilla (5). Simulointipaineesta riippuen ECU ohjaa sähkömoottoria (10). Tämä kohdistaa työpaineen jarrupainesylinteriin (9). Käyttöpaineen puolella oleva paineanturi syöttää muodostuneen paineen takaisin ECU:hun. Kaavion punaiset liitännät osoittavat, kuinka työpaine saavuttaa venttiilien kautta pyörän jarrusylinterit (1). Paineenhuoltoventtiilit (3) ovat lepotilassa auki, jotta jarrupainetta voidaan rakentaa suoraan jarrupainesylinteristä. Paineenalennusventtiilit (2) ovat lepotilassa kiinni.
Alaotsikko:
- Remmen
- Paineenalennusventtiilit
- Paineenpitoventtiilit
- Irrota venttiilit
- Painemittarit jarrupaineen työpiirille ja simulaattoripiirille
- Jarrunestesäiliö
- Pääjarrusylinteri
- Jarrupolkimen voiman simulaattori
- Jarrupainesylinteri
- Sähkömoottori
- Diagnostinen venttiili
- Keltaiset liitännät: syöttö- ja paluujarrunestesäiliö;
- Siniset liitännät: simulointipaine;
- Punaiset liitännät: käyttöpaine (jarrupaine).
Mikäli jarrupainesylinterin lähellä on vuoto tai sähkövika estää sähkömoottoria muodostamasta riittävää työpainetta, vapautusventtiilit (4) kytkeytyvät turvallisuuden takaamiseksi. Pääjarrusylinterin ja pyörän jarrusylintereiden välinen yhteys avataan ja liitäntä jarrupainesylinteriin sulkeutuu. Koska jarrutehostin puuttuu, sinun on painettava jarrupoljinta voimakkaammin jarruttaaksesi.
Sähkö- ja hydraulijarrun yhdistelmä:
Täyssähkö- ja hybridiajoneuvoissa on aina sähköisen ja hydraulisen jarrujärjestelmän yhdistelmä. Edellisen kappaleen jarrutusjärjestelmää ei vielä käytetä usein. Siinä järjestelmässä ei ole suoraa yhteyttä jarrupolkimen ja pyörän jarrusylintereiden välillä. Vahva sähkömoottori tarjoaa kaiken jarrutustehon myös hätäpysäytyksen aikana. Siinä tapauksessa jarrutehostin ei ole välttämätön.
Useimmissa sähkö- ja hybridiajoneuvoissa sähköisen ja hydraulisen jarrutuksen yhdistelmä saadaan aikaan seuraavasti: pehmeällä (mitoitettu) jarrutuksella tapahtuu regeneratiivinen (sähkö) jarrutus, koska sähkömoottorit toimivat dynamoina. Kovan jarrutuksen aikana ja/tai toimintahäiriöiden sattuessa hydraulijärjestelmä kytkeytyy päälle välittömästi. Jarrutehostinta käytetään tässä lisäämään jarrupainetta. Siksi sähkömoottorin ja mekaanisten jarrujen välillä on vuorovaikutusta jarrutuksen aikana. Tätä järjestelmää kutsutaan joskus myös "drive by wire", vaikka tämä konsepti sopii paremmin edellisen kappaleen järjestelmään.
Alla oleva kaavio perustuu Toyota Prius 3:een. Jarrupoljin (1) kasvattaa jarrupainetta pääjarrusylinterissä (3). Pehmeästi jarrutettaessa vain sähkömoottoreita jarrutetaan. Jarrupainesimulaattori (4) tuottaa vastapainetta jarrupoljinta painettaessa. Jarrupaineen simulaattoriventtiili avautuu normaalissa käyttötilassa. Kovan jarrutuksen aikana lukitusventtiilit (5) avautuvat ja simulaattorin venttiili sulkeutuu. Etupyörien jarrusatulat toimitetaan jarrupaineella. Hydrauliventtiilejä (6) avaamalla ja sulkemalla jarrupaine pääsee myös takapyöriin. Jarrupaineanturit (vasemmalta oikealle: p lv - mp rv) mittaavat painetta ja välittävät sen ECU:lle. Hydrauliventtiilejä (5, 6 ja 7) säädetään halutun jarrutuspaineen mukaan PWM-signaalin avulla.
Järjestelmä on suunniteltu siten, että sähkökatkon sattuessa takapyörien jarrupaine vapautuu kokonaan ja etupyörien painetta ohjaa kuljettaja jarrupolkimella.
Alaotsikko:
- Jarrupoljin
- Jarrunestesäiliö
- Tandem-pääsylinteri
- Jarrun paineen simulaattori
- Lukitusventtiilit
- Hydrauliventtiilit (vasemmalta oikealle kiinni)
- Hydrauliventtiilit, edessä kiinni, takana auki
- Paineakku
- Sähkömoottorilla toimiva vesipumppu
- Paineenrajoitusventtiili
- Keltaiset liitännät: syöttö- ja paluujarrunestesäiliö;
- Siniset liitännät: jarrupaine vesipumpusta;
- Punaiset liitännät: jarrupaine pääjarrusylinteristä (avoin venttiileillä).
Toyota Prius 3:n hydraulinen jarrutus tapahtuu etupyörien kautta. Takapyöriä ei ole kytketty pääjarrusylinteriin. Tämä pätee nykyaikaisiin ajoneuvoihin, mukaan lukien Kia Niro: kaikki neljä jarrusylinteriä aktivoidaan pääjarrusylinterillä kahden piirin kautta.
Jarrutettaessa ajoneuvoja, joissa on samanlainen jarrujärjestelmä, siirtyy sähköisestä hydrauliseen jarrutukseen tietyissä olosuhteissa. Tässä jarrujärjestelmässä käytetään "jarrusekoitusta", jotta jarrutuksen hidastuvuus ja jarrupolkimen tunne toimivat tasaisesti. Tämä kuvataan seuraavassa osassa.
Jarrujen sekoitus:
Kun kaasupoljinta vapautetaan tai jarrutetaan mittarilla, monet sähköajoneuvot jarruttavat yksinomaan sähkömoottoreilla. Kineettinen energia muunnetaan sähköenergiaksi, mikä lisää ajoneuvon kantamaa. Hydraulinen jarrujärjestelmä on vähäisessä käytössä. Kun tarvitaan suurta jarrutuksen hidastuvuutta, sähköjarru ja hydraulinen käyttöjarru toimivat yhdessä. Kutsumme kahden jarrujärjestelmän yhteistyötä "jarrusekoitukseksi". Aiempien sukupolvien hybridi- ja täyssähköautoissa tämä ei sujunut ongelmitta ja ajoneuvon nopeuden lasku muuttui hydraulijarrua kytkettäessä. Nykytekniikalla kuljettaja ei enää huomaa siirtymistä kahden jarrujärjestelmän välillä. Huomaa: tätä tekniikkaa ei käytetä langallisen ohjauksen kanssa.
Kaavio näyttää kahden jarrujärjestelmän siirtymän, jossa jarrutuksen hidastuvuus pysyy vakiona. Kuljettajan poljinvoima (a) pysyy samana 10 sekunnin ajan. Kun jarrutus käynnistyy, hydraulinen käyttöjarru ja sähkömoottoreiden regeneratiivinen jarrutus toimivat yhdessä. Ensimmäisen kuuden sekunnin aikana näemme, että regeneratiivisen jarrutuksen aiheuttama hidastuvuus kasvaa. Sähkömoottori toimii generaattorina ja toimittaa HV-akulle syntyvän energian. Hydraulisen käyttöjarrun jarrutusvoima pienenee, kunnes se ei enää toimi. Noin 7,5 sekunnin kuluttua lähestymme ajoneuvon pysähdystä ja sähköinen jarrutusteho katoaa. Hydraulinen jarrutusvoima kasvaa jälleen. 8,5 sekunnin kuluttua auto pysähtyy. Kuljettaja jatkaa jarrupolkimen painamista hetken.
a: kuljettajan polkimen voima
b: regeneratiivisesta jarrutuksesta johtuva hidastuminen (sähkömoottorilla)
c: hydraulisen käyttöjarrun aiheuttama hidastuminen
d: kuljettajan toivoma viive
e: nopeuden lasku
d = c + b
Aiheeseen liittyvät sivut:
