denekler:
- tanıtım
- Tel ile sürün
- Elektrikli ve hidrolik frenlemenin kombinasyonu
- Fren karıştırma
Giriiş:
Elektrikli tahrikli araçlarda (hibrit, tam EV, yakıt hücreli) elektrikli frenleme seçeneği bulunmaktadır. Gaz pedalını bıraktığınızda veya hafifçe fren yaptığınızda elektrik motoru jeneratör görevi görüyor. Aracın kinetik enerjisi HV akü için elektrik enerjisine dönüştürülür. Aralık çok sessiz fren yaptığınızda artar ve fren sistemine çok fazla rejeneratif frenleme uygulama fırsatı verilir. Bu konuda daha fazla bilgiyi şu sayfada okuyabilirsiniz: Çevirici.
2023 yılında elektrikli frenleme hâlâ geleneksel hidrolik frenleme devresiyle birlikte kullanılıyor. Elektrik arızası durumunda veya eski araçlarda acil durdurma sırasında hidrolik fren devresi (kısmen) etkinleştirilir. Bu bir yedek görevi görür. Aşağıdaki bölümler, üreticilerin iyi bir konfor sağlamak ve elektrik sisteminin arızalanması durumunda güvenliği garanti etmek için elektrikli ve hidrolik frenlemeyi nasıl birleştirdiğini göstermektedir.
Kabloyla sürün:
“Kabloyla tahrik” fren sisteminin amacı, elektrik yardımıyla hidrolik olarak fren yapmaktır. Fren kaliperlerinde fren pedalı ile fren pistonları arasında doğrudan hidrolik bağlantı yoktur. Fren pedalı, fren kuvveti simülatörü adı verilen bir cihaza fren basıncı uygular. Fren basıncı ölçülür. Bir elektrik motoru, hidrolik fren devresinde istenen basıncı oluşturur. Tahrikli telli fren sistemi, geleneksel fren sistemine kıyasla aşağıdaki avantajları sunar:
- Elektrik motoru gerekli sıvı basıncını sağladığından, vakumlu fren servosu artık kullanılmamaktadır;
- Fren başına sıvı sızıntısı tespit edilebilir ve kapatılabilir. Bu nedenle iki ayrı frenleme devresi için artık bir ana fren silindirine gerek yoktur;
- Sürücü, elektrik motorlarında rejeneratif frenlemeden fren balatasını diske doğru bastırarak frenlemeye geçiş yaparken elektrikli ve hidrolik frenleme arasında bir geçiş fark etmez;
- ABS sisteminden kaynaklanan titreşimler artık fren pedalında hissedilmiyor;
- Fren pedalındaki (simüle edilmiş) karşı basınç, ayarlara (konfor / spor) göre ayarlanabilir.
Aşağıdaki hidrolik diyagram BMW (DSCi) tarafından kullanılan sistemi göstermektedir. Operasyon aşağıdaki gibidir:
Sürücü fren pedalını çalıştırdığında ana fren silindirine (7) kuvvet uygulanır. Bu ana fren silindirinin iki çıkışı vardır: fren pedalı kuvvet simülatörüne (8) ve tahliye valfine. Simülasyon basıncı mavi çizgi aracılığıyla fren pedalı kuvveti simülatörüne iletilir. Bu bileşende, sürücü tarafından fren silindirlerindeki karşı basınç olarak algılanabilen bir karşı basınç oluşturulur. Ana fren silindirinden tekerlek fren silindirlerine fiziksel bir bağlantı yoktur. Simülasyon basıncı bir basınç sensörü (5) tarafından ölçülür. Simülasyon basıncına bağlı olarak ECU elektrik motorunu (10) kontrol eder. Bu, fren basınç silindirine (9) bir çalışma basıncı uygular. Çalışma basıncı tarafındaki bir basınç sensörü, oluşan basıncı ECU'ya geri bildirir. Diyagramdaki kırmızı bağlantılar, çalışma basıncının valfler aracılığıyla tekerlek fren silindirlerine (1) nasıl ulaştığını gösterir. Basınç koruma valfleri (3) hareketsiz durumdayken açıktır, böylece fren basıncı doğrudan fren basınç silindirinden oluşturulabilir. Basınç düşürücü vanalar (2) hareketsiz durumdayken kapalıdır.
Legend:
- frenler
- Basınç düşürücü vanalar
- Basınç tutma valfleri
- Valfleri ayırın
- Fren basıncı çalışma devresi ve simülatör devresi için basınç göstergeleri
- Fren hidroliği deposu
- Ana silindir
- Fren pedalı kuvveti simülatörü
- Fren basınç silindiri
- Elektrik motoru
- Teşhis valfi
- Sarı bağlantılar: fren hidroliği deposunun besleme ve geri dönüşü;
- Mavi bağlantılar: simülasyon basıncı;
- Kırmızı bağlantılar: çalışma basıncı (fren basıncı).
Fren basınç silindirinin yakınında sızıntı olması veya elektrik motorunun yeterli çalışma basıncını oluşturmasını engelleyen bir elektrik arızası olması durumunda, emniyeti sağlamak için tahliye valfleri (4) devreye girer. Ana fren silindiri ile tekerlek fren silindirleri arasındaki bağlantı açılır ve fren basınç silindirine olan bağlantı kapatılır. Fren servosu eksik olduğundan fren yapmak için fren pedalına daha kuvvetli basmanız gerekir.
Elektrikli ve hidrolik frenlemenin kombinasyonu:
Tamamen elektrikli ve hibrit araçlarda her zaman elektrikli ve hidrolik fren sistemi kombinasyonu bulunur. Önceki paragrafın "tel ile frenleme" fren sistemi henüz sıklıkla kullanılmamaktadır. Bu sistemde fren pedalı ile tekerlek fren silindirleri arasında doğrudan bir bağlantı yoktur. Güçlü bir elektrik motoru, acil durdurma sırasında bile tüm frenleme gücünü sağlar. Bu durumda fren güçlendiriciye gerek yoktur.
Çoğu elektrikli ve hibrit araçta, elektrikli ve hidrolik frenleme kombinasyonu şu şekilde elde edilir: yumuşak (ölçülü) frenlemede, elektrik motorları bir dinamo işlevi gördüğünden rejeneratif (elektrikli) frenleme gerçekleşir. Sert frenleme sırasında ve/veya arıza durumunda hidrolik sistem hemen açılır. Fren basıncını arttırmak için burada bir fren güçlendirici kullanılır. Bu nedenle frenleme sırasında elektrik motoru ile mekanik frenler arasında bir etkileşim vardır. Bu konsept önceki paragraftaki sisteme daha uygun olmasına rağmen, bu sisteme bazen "kabloyla sürüş" de denir.
Aşağıdaki şema Toyota Prius 3'ü temel almaktadır. Fren pedalı (1), ana fren silindirindeki (3) fren basıncını oluşturur. Yumuşak frenleme sırasında yalnızca elektrik motorları frenlenir. Fren basıncı simülatörü (4), fren pedalına basıldığında karşı basınç sağlar. Fren basıncı simülatör valfı normal çalışma durumunda açılır. Sert frenleme sırasında kilitleme valfleri (5) açılır ve simülatör valfi kapatılır. Ön tekerleklerin fren kaliperlerine fren basıncı sağlanır. Hidrolik valflerin (6) açılıp kapanması, fren basıncının arka tekerleklere de ulaşmasını sağlar. Fren basınç sensörleri (soldan sağa: p lv'den mp rv'ye) basıncı ölçer ve bunu ECU'ya iletir. Hidrolik valfler (5, 6 ve 7), bir PWM sinyali aracılığıyla istenen fren basıncına göre ayarlanır.
Sistem, elektrik kesintisi durumunda arka tekerleklerdeki fren basıncı tamamen serbest bırakılacak ve ön tekerleklere uygulanan basınç sürücü tarafından fren pedalı ile kontrol edilecek şekilde tasarlanmıştır.
Legend:
- Fren pedalı
- Remvloeistofrezervuar
- Tandem ana silindir
- Fren basıncı simülatörü
- Kilitleme valfleri
- Hidrolik valfler (soldan sağa kapalı)
- Hidrolik valfler, ön kapalı, arka açık
- Basınç akümülatörü
- Elektrik motoruyla tahrik edilen hidro pompa
- Basınç sınırlama valfi
- Sarı bağlantılar: fren hidroliği deposunun besleme ve geri dönüşü;
- Mavi bağlantılar: hidro pompadan gelen fren basıncı;
- Kırmızı bağlantılar: ana fren silindirinden gelen fren basıncı (açık valflerle).
Toyota Prius 3'ün hidrolik frenlemesi ön tekerlekler aracılığıyla yapılır. Arka tekerlekler ana fren silindirine bağlı değildir. Kia Niro da dahil olmak üzere modern araçlarda durum budur: Dört fren silindirinin tümü, ana fren silindiri tarafından iki devre aracılığıyla etkinleştirilir.
Benzer fren sistemine sahip araçları frenlerken, belirli koşullar altında elektrikli frenlemeden hidrolik frenlemeye geçiş gerçekleşir. Frenleme yavaşlamasının ve fren pedalındaki hissin sorunsuz çalışmasını sağlamak için bu fren sisteminde "fren karıştırma" kullanılmaktadır. Bu bir sonraki bölümde açıklanmaktadır.
Fren karıştırma:
Gaz pedalını bırakırken veya ölçülü frenleme yapılırken birçok elektrikli araç yalnızca elektrik motorları üzerinde fren yapar. Kinetik enerji elektrik enerjisine dönüştürülerek aracın menzili artırılır. Hidrolik fren sistemi pek kullanılmaz. Yüksek frenleme yavaşlaması gerektiğinde, elektrikli fren ve hidrolik servis freni birlikte çalışır. İki fren sisteminin işbirliğine "fren karıştırma" adını veriyoruz. Önceki nesil hibrit ve tam elektrikli araçlarda bu durum pek düzgün gitmiyordu ve hidrolik frene basıldığında aracın hız düşüşü değişiyordu. Mevcut teknolojilerle sürücü artık iki fren sistemi arasındaki geçişi fark etmiyor. Lütfen unutmayın: Bu, tel üzerinden sürüşte kullanılan teknoloji değildir.
Grafik, frenleme yavaşlamasının sabit kaldığı iki fren sisteminin geçişini göstermektedir. Sürücünün pedal kuvveti (a) 10 saniye boyunca aynı kalır. Frenleme başladığında hidrolik servis freni ve elektrik motorlarındaki rejeneratif frenleme birlikte çalışır. İlk altı saniye boyunca rejeneratif frenlemeden kaynaklanan yavaşlamanın arttığını görüyoruz. Elektrik motoru bir jeneratör görevi görür ve üretilen enerjiyi HV aküye besler. Hidrolik servis freninin frenleme kuvveti, çalışmaz duruma gelene kadar azalmaya devam eder. Yaklaşık 7,5 saniye sonra araç durma noktasına yaklaşıyoruz ve elektrikli frenleme gücü kayboluyor. Hidrolik frenleme kuvveti tekrar artar. 8,5 saniye sonra araç durur. Sürücü bir süre fren pedalına basmaya devam eder.
a: sürücü pedal kuvveti
b: rejeneratif frenleme nedeniyle yavaşlama (elektrik motoru kullanılarak)
c: hidrolik servis freni nedeniyle yavaşlama
d: sürücünün istediği gecikme
e: hız azalması
d = c + b
İlgili sayfalar:
