Temos:
- Įvadas
- Vairuoti laidu
- Elektrinio ir hidraulinio stabdymo derinys
- Stabdžių maišymas
Įvadas:
Automobiliai su elektriniu varikliu (hibridinis, visiškai EV, kuro elementas) turi elektrinio stabdymo galimybę. Lengvai atleidus akceleratoriaus pedalą arba stabdžius, elektros variklis veikia kaip generatorius. Transporto priemonės kinetinė energija paverčiama HV akumuliatoriaus elektros energija. The diapazonas padidėja, kai stabdote daug tyliai ir stabdžių sistemai suteikiama galimybė naudoti daug regeneracinio stabdymo. Daugiau apie tai galite paskaityti puslapyje: Inverteris.
2023 m. elektrinis stabdymas vis dar derinamas su įprastine hidraulinio stabdymo grandine. Įvykus elektros gedimui arba senesnėse transporto priemonėse avarinio stabdymo metu hidraulinių stabdžių grandinė (iš dalies) įjungiama. Tai tarnauja kaip atsarginė kopija. Tolesniuose skyriuose parodyta, kaip gamintojai derina elektrinį ir hidraulinį stabdymą, kad užtikrintų gerą komfortą ir garantuotų saugumą elektros sistemos gedimo atveju.
Vairuoti laidu:
Stabdžių sistemos „drive by wire“ paskirtis – stabdyti hidrauliškai naudojant elektrinę pagalbą. Nėra tiesioginės hidraulinės jungties tarp stabdžių pedalo ir stabdžių suportuose esančių stūmoklių. Stabdžių pedalas stabdo slėgį taip vadinamam stabdymo jėgos simuliatoriui. Matuojamas stabdžių slėgis. Elektros variklis sukuria norimą slėgį hidraulinių stabdžių grandinėje. Lyginant su įprastine stabdžių sistema, pavaros viela turi šiuos pranašumus:
- Vakuuminis stabdžių stiprintuvas nebenaudojamas, nes elektros variklis užtikrina reikiamą skysčio slėgį;
- Skysčio nutekėjimą galima aptikti ir uždaryti kiekvienam stabdžiui. Dėl šios priežasties pagrindinis stabdžių cilindras nebereikalingas dviem atskiroms stabdžių grandinėms;
- Vairuotojas nepastebi perėjimo tarp elektrinio ir hidraulinio stabdymo, kai nuo regeneracinio stabdymo elektros varikliuose pereina prie stabdymo spaudžiant stabdžių trinkelę prie disko;
- ABS sistemos vibracijos stabdžių pedale nebejaučiamos;
- (Imituojamą) priešslėgį stabdžių pedale galima reguliuoti pagal nustatymus (komfortas / sportinis).
Toliau pateiktoje hidraulinėje diagramoje parodyta BMW (DSCi) naudojama sistema. Operacija yra tokia:
Kai vairuotojas paspaudžia stabdžių pedalą, pagrindinis stabdžių cilindras (7) veikiamas jėga. Šis pagrindinis stabdžių cilindras turi du išėjimus: į stabdžių pedalo jėgos simuliatorių (8) ir į atleidimo vožtuvą. Modeliavimo slėgis per mėlyną liniją perduodamas į stabdžių pedalo jėgos simuliatorių. Šiame komponente sukuriamas priešslėgis, kurį vairuotojas atpažįsta kaip priešslėgį stabdžių cilindruose. Nėra fizinio ryšio tarp pagrindinio stabdžių cilindro su ratų stabdžių cilindrais. Modeliavimo slėgis matuojamas slėgio jutikliu (5). Priklausomai nuo modeliavimo slėgio, ECU valdo elektros variklį (10). Tai sukuria darbinį slėgį stabdžių slėgio cilindre (9). Slėgio jutiklis darbinio slėgio pusėje grąžina susidariusį slėgį į ECU. Raudonos jungtys diagramoje rodo, kaip darbinis slėgis per vožtuvus pasiekia ratų stabdžių cilindrus (1). Slėgio palaikymo vožtuvai (3) yra atidaryti ramybės būsenoje, todėl stabdžių slėgis gali susidaryti tiesiai iš stabdžių slėgio cilindro. Slėgio mažinimo vožtuvai (2) yra uždaryti ramybės būsenoje.
Paantraštė:
- Stabdžiai
- Slėgio mažinimo vožtuvai
- Slėgio palaikymo vožtuvai
- Atjunkite vožtuvus
- Stabdžių slėgio darbinės grandinės ir simuliatoriaus grandinės slėgio matuokliai
- Stabdžių skysčio rezervuaras
- Pagrindinis stabdžių cilindras
- Stabdžių pedalo jėgos simuliatorius
- Stabdžių slėgio cilindras
- Elektros variklis
- Diagnostinis vožtuvas
- Geltonos jungtys: tiekimo ir grąžinimo stabdžių skysčio rezervuaras;
- Mėlynos jungtys: imitacinis slėgis;
- Raudonos jungtys: darbinis slėgis (stabdžių slėgis).
Jei šalia stabdžių slėgio cilindro atsiranda nuotėkis arba atsiranda elektros gedimas, dėl kurio elektros variklis negali sukurti pakankamo darbinio slėgio, saugumui užtikrinti įjungiami atleidimo vožtuvai (4). Pagrindinio stabdžių cilindro ir ratų stabdžių cilindrų jungtis atidaroma, o jungtis su stabdžių slėgio cilindru uždaroma. Kadangi trūksta stabdžių stiprintuvo, norėdami stabdyti turite stipriau spausti stabdžių pedalą.
Elektrinio ir hidraulinio stabdymo derinys:
Visiškai elektrinės ir hibridinės transporto priemonės visada turi elektrinės ir hidraulinės stabdžių sistemos derinį. Ankstesnėje pastraipoje aprašyta „stabdymo laidu“ stabdžių sistema dar nėra dažnai naudojama. Toje sistemoje nėra tiesioginio ryšio tarp stabdžių pedalo ir ratų stabdžių cilindrų. Stiprus elektros variklis suteikia visą stabdymo galią net ir avarinio stabdymo metu. Tokiu atveju stabdžių stiprintuvas nebūtinas.
Daugumoje elektrinių ir hibridinių transporto priemonių elektrinio ir hidraulinio stabdymo derinys pasiekiamas taip: esant švelniam (matuojamam) stabdymui, vyksta regeneracinis (elektrinis) stabdymas, nes elektros varikliai veikia kaip dinamo. Stipriai stabdant ir (arba) gedimų atveju hidraulinė sistema įsijungia iš karto. Stabdžių slėgiui padidinti čia naudojamas stabdžių stiprintuvas. Todėl stabdant yra sąveika tarp elektros variklio ir mechaninių stabdžių. Ši sistema kartais dar vadinama „drive by wire“, nors ši koncepcija geriau tinka ankstesnėje pastraipoje aprašytai sistemai.
Žemiau pateikta diagrama paremta Toyota Prius 3. Stabdžių pedalas (1) padidina stabdžių slėgį pagrindiniame stabdžių cilindre (3). Stabdant švelniai, stabdomi tik elektros varikliai. Paspaudus stabdžių pedalą, stabdžių slėgio simuliatorius (4) suteikia priešslėgį. Stabdžių slėgio treniruoklio vožtuvas atsidaro normaliai veikiant. Stipriai stabdant atidaromi blokavimo vožtuvai (5), o treniruoklio vožtuvas uždaromas. Priekinių ratų stabdžių apkabos tiekiamos su stabdžių slėgiu. Atidarius ir uždarius hidraulinius vožtuvus (6), stabdžių slėgis gali pasiekti ir galinius ratus. Stabdžių slėgio jutikliai (iš kairės į dešinę: p lv į mp rv) matuoja slėgį ir perduoda jį į ECU. Hidrauliniai vožtuvai (5, 6 ir 7) reguliuojami pagal pageidaujamą stabdymo slėgį PWM signalu.
Sistema suprojektuota taip, kad nutrūkus elektros tiekimui visiškai atleidžiamas stabdžių slėgis ant galinių ratų, o priekinių ratų slėgį vairuotojas valdo stabdžių pedalu.
Paantraštė:
- Stabdžių pedalas
- Stabdžių skysčio rezervuaras
- Tandeminis pagrindinis cilindras
- Stabdžių slėgio simuliatorius
- Užrakinimo vožtuvai
- Hidrauliniai vožtuvai (uždaryti iš kairės į dešinę)
- Hidrauliniai vožtuvai, priekyje uždaryti, gale atidaryti
- Slėgio akumuliatorius
- Elektros varikliu varomas hidrosiurblys
- Slėgio ribojimo vožtuvas
- Geltonos jungtys: tiekimo ir grąžinimo stabdžių skysčio rezervuaras;
- Mėlynos jungtys: stabdžių slėgis iš hidro siurblio;
- Raudonos jungtys: stabdžių slėgis iš pagrindinio stabdžių cilindro (su atvirais vožtuvais).
Toyota Prius 3 hidraulinis stabdymas atliekamas per priekinius ratus. Galiniai ratai nėra sujungti su pagrindiniu stabdžių cilindru. Taip yra šiuolaikinėse transporto priemonėse, įskaitant Kia Niro: visus keturis stabdžių cilindrus įjungia pagrindinis stabdžių cilindras per dvi grandines.
Stabdant transporto priemones su panašia stabdžių sistema, tam tikromis aplinkybėmis stabdymas iš elektrinio į hidraulinį perjungiamas. Siekiant užtikrinti, kad stabdymo lėtėjimas ir pojūtis spaudžiant stabdžių pedalą veiktų sklandžiai, šioje stabdžių sistemoje naudojamas „stabdžių maišymas“. Tai aprašyta kitame skyriuje.
Stabdžių maišymas:
Atleidžiant akceleratoriaus pedalą arba matuojant stabdymą, daugelis elektromobilių stabdo tik elektros varikliais. Kinetinė energija paverčiama elektros energija, padidinant transporto priemonės atstumą. Hidraulinė stabdžių sistema beveik nenaudojama. Kai reikalingas didelis stabdymo lėtėjimas, elektrinis stabdys ir hidraulinis darbinis stabdys veikia kartu. Dviejų stabdžių sistemų bendradarbiavimą vadiname „stabdžių maišymu“. Ankstesnėse hibridinių ir visiškai elektra varomų automobilių kartose tai nebuvo sklandžiai ir paspaudus hidraulinį stabdį pasikeitė transporto priemonės greičio sumažėjimas. Esant dabartinėms technologijoms, vairuotojas nebepastebi perėjimo tarp dviejų stabdžių sistemų. Atkreipkite dėmesį: tai nėra technologija, naudojama naudojant laidą.
Grafike parodytas dviejų stabdžių sistemų perėjimas, kai stabdymo lėtėjimas išlieka pastovus. Vairuotojo pedalo jėga (a) išlieka tokia pati 10 sekundžių. Pradėjus stabdyti, hidraulinis darbinis stabdys ir elektros variklių regeneracinis stabdys veikia kartu. Per pirmąsias šešias sekundes matome, kad lėtėjimas dėl regeneracinio stabdymo didėja. Elektros variklis veikia kaip generatorius ir tiekia HV akumuliatorių sugeneruota energija. Hidraulinio darbinio stabdžio stabdymo jėga toliau mažėja, kol jis nebeveikia. Maždaug po 7,5 sekundės priartėjame prie transporto priemonės sustojimo ir elektrinis stabdymas dingsta. Hidraulinio stabdymo jėga vėl didėja. Po 8,5 sekundės automobilis sustoja. Vairuotojas akimirką toliau spaudžia stabdžių pedalą.
a: vairuotojo pedalo jėga
b: lėtėjimas dėl regeneracinio stabdymo (naudojant elektros variklį)
c: lėtėjimas dėl hidraulinio darbinio stabdžio
d: vairuotojo pageidaujamas delsimas
e: greičio sumažėjimas
d = c + b
Susiję puslapiai:
