Предмети:
- Вступ
- Привід по дроту
- Поєднання електричного та гідравлічного гальмування
- Змішування гальм
Вступ:
Транспортні засоби з електрифікованим двигуном (гібридні, повністю електромобілі, паливні елементи) мають опцію електричного гальмування. Коли ви відпускаєте педаль газу або злегка гальмуєте, електродвигун працює як генератор. Кінетична енергія транспортного засобу перетворюється в електричну енергію для високовольтної батареї. The діапазон збільшується, коли ви дуже тихо гальмуєте, і гальмівній системі надається можливість застосовувати інтенсивне рекуперативне гальмування. Детальніше про це можна прочитати на сторінці: Інвертор.
У 2023 році електричне гальмування все ще поєднується зі звичайним гідравлічним гальмівним контуром. У разі несправності електрики або в старих автомобілях під час аварійної зупинки гідравлічний гальмівний контур (частково) активується. Це служить резервною копією. У наступних розділах показано, як виробники поєднують електричне та гідравлічне гальмування, щоб забезпечити хороший комфорт і гарантувати безпеку в разі збою електричної системи.
Привід по дроту:
Метою гальмівної системи «drive by wire» є гідравлічне гальмування за допомогою електрики. Немає прямого гідравлічного зв’язку між педаллю гальма та гальмівними поршнями в гальмівних супортах. Педаль гальма застосовує гальмівний тиск до так званого імітатора гальмівної сили. Вимірюється гальмівний тиск. Електродвигун створює необхідний тиск у контурі гідравлічного гальма. Гальмівна система приводу на дротах має наступні переваги порівняно зі звичайною гальмівною системою:
- Вакуумний підсилювач гальм більше не використовується, оскільки електродвигун забезпечує необхідний тиск рідини;
- Витік рідини можна виявити та закрити для кожного гальма. З цієї причини головний гальмівний циліндр більше не потрібен для двох окремих контурів гальмування;
- Водій не помічає переходу між електричним і гідравлічним гальмуванням при переході від рекуперативного гальмування електродвигунами до гальмування шляхом натискання гальмівної колодки на диск;
- Вібрації від системи ABS більше не відчуваються на педалі гальма;
- (Змодельований) протитиск педалі гальма можна регулювати відповідно до налаштувань (комфорт / спорт).
Гідравлічна схема нижче показує систему, яку використовує BMW (DSCi). Операція полягає в наступному:
Коли водій натискає на педаль гальма, зусилля діє на головний гальмівний циліндр (7). Цей головний гальмівний циліндр має два виходи: до симулятора гальмівної педалі (8) і до випускного клапана. Симуляційний тиск передається на симулятор сили педалі гальма через синю лінію. У цьому компоненті створюється протитиск, який водій розпізнає як протитиск у гальмівних циліндрах. Немає фізичного зв’язку від головного гальмівного циліндра до колісних гальмівних циліндрів. Симуляційний тиск вимірюється датчиком тиску (5). Залежно від імітаційного тиску ЕБУ керує електродвигуном (10). Це створює робочий тиск у гальмівному циліндрі (9). Датчик тиску на стороні робочого тиску повертає створений тиск до ECU. Червоні з’єднання на схемі показують, як робочий тиск досягає колісних гальмівних циліндрів (1) через клапани. Клапани підтримки тиску (3) у стані спокою відкриті, тому гальмівний тиск може створюватися безпосередньо з циліндра тиску гальм. У стані спокою редукційні клапани (2) закриті.
Легенда:
- Гальма
- Редукційні клапани
- Клапани утримання тиску
- Від'єднати вентилі
- Манометри для робочого контуру гальмівного тиску та контуру імітатора
- Бачок гальмівної рідини
- Головний гальмівний циліндр
- Симулятор сили педалі гальма
- Гальмівний напірний циліндр
- електродвигун
- Діагностичний клапан
- Жовті з'єднання: бачок подачі та повернення гальмівної рідини;
- Сині з'єднання: симуляція тиску;
- Червоні підключення: робочий тиск (гальмівний тиск).
У разі витоку поблизу гальмівного циліндра тиску або електричної несправності, яка заважає електродвигуну створювати достатній робочий тиск, випускні клапани (4) подають напругу для забезпечення безпеки. З’єднання між головним гальмівним циліндром і колісними гальмівними циліндрами відкрито, а з’єднання з гальмівним циліндром закрито. Оскільки підсилювача гальм немає, вам доведеться сильніше натискати на педаль гальма, щоб загальмувати.
Поєднання електричного та гідравлічного гальмування:
Повністю електричні та гібридні транспортні засоби завжди мають комбінацію електричної та гідравлічної гальмівної системи. Гальмівна система «гальмо за допомогою дроту», описана в попередньому параграфі, ще не часто використовується. У цій системі немає прямого зв’язку між педаллю гальма та колісними гальмівними циліндрами. Потужний електродвигун забезпечує всю потужність гальмування навіть під час аварійної зупинки. У цьому випадку підсилювач гальм не потрібен.
У більшості електричних і гібридних транспортних засобів поєднання електричного та гідравлічного гальмування досягається таким чином: при м’якому (дозованому) гальмуванні відбувається рекуперативне (електричне) гальмування, оскільки електродвигуни функціонують як динамо. Під час різкого гальмування та/або у разі несправності гідравлічна система вмикається негайно. Для збільшення гальмівного тиску тут використовується підсилювач гальм. Тому під час гальмування відбувається взаємодія між електродвигуном і механічними гальмами. Цю систему іноді також називають «drive by wire», хоча ця концепція краще підходить для системи з попереднього абзацу.
Наведена нижче схема заснована на Toyota Prius 3. Педаль гальма (1) створює гальмівний тиск у головному гальмівному циліндрі (3). При плавному гальмуванні гальмуються тільки електродвигуни. Імітатор гальмівного тиску (4) забезпечує протитиск під час натискання педалі гальма. Клапан імітатора гальмівного тиску відкривається в нормальному робочому стані. При різкому гальмуванні відкриваються запірні крани (5) і закривається кран тренажера. На гальмівні супорти передніх коліс подається гальмівний тиск. Відкривання та закривання гідравлічних клапанів (6) дозволяє гальмівному тиску також досягати задніх коліс. Датчики гальмівного тиску (зліва направо: p lv до mp rv) вимірюють тиск і передають його в ECU. Гідравлічні клапани (5, 6 і 7) регулюються на основі бажаного тиску гальмування за допомогою сигналу ШІМ.
Система сконструйована таким чином, що в разі відключення електроенергії гальмівний тиск на задніх колесах повністю скидається, а тиск на передніх колесах контролюється водієм за допомогою педалі гальма.
Легенда:
- Педаль гальм
- Бачок гальмівної рідини
- Тандемний головний циліндр
- Симулятор гальмівного тиску
- Запірні клапани
- Гідравлічні клапани (зліва направо закриті)
- Гідравлічні клапани, передні закриті, задні відкриті
- Акумулятор тиску
- Гідронасос з приводом від електродвигуна
- Клапан обмеження тиску
- Жовті з'єднання: бачок подачі та повернення гальмівної рідини;
- Сині підключення: гальмівний тиск від гідронасоса;
- Червоні з’єднання: гальмівний тиск від головного гальмівного циліндра (з відкритими клапанами).
Гідравлічне гальмування Toyota Prius 3 здійснюється за допомогою передніх коліс. Задні колеса не з'єднані з головним гальмівним циліндром. Це стосується сучасних автомобілів, у тому числі Kia Niro: усі чотири гальмівні циліндри активуються головним гальмівним циліндром через два контури.
При гальмуванні транспортних засобів з подібною гальмівною системою за певних обставин відбувається перемикання з електричного на гідравлічне гальмування. Щоб гарантувати плавне уповільнення гальмування та відчуття педалі гальма, у цій гальмівній системі використовується «змішування гальм». Це описано в наступному розділі.
Змішування гальм:
При відпусканні педалі газу або дозованому гальмуванні багато електромобілів гальмують виключно електродвигунами. Кінетична енергія перетворюється на електричну, збільшуючи запас ходу автомобіля. Гідравлічна гальмівна система майже не використовується. Коли потрібне велике гальмівне уповільнення, електричне гальмо та гідравлічне робоче гальмо працюють разом. Ми називаємо співпрацю двох гальмівних систем «поєднанням гальм». У попередніх поколіннях гібридних і повністю електричних транспортних засобів це не відбувалося гладко, і зниження швидкості транспортного засобу змінювалося при застосуванні гідравлічного гальма. Завдяки сучасним технологіям водій більше не помічає переходу між двома гальмівними системами. Зауважте: це не технологія, яка використовується для дротового керування.
Графік показує перехід двох гальмівних систем, де гальмівне уповільнення залишається постійним. Зусилля водія на педалі (a) залишається незмінним протягом 10 секунд. Коли починається гальмування, гідравлічне робоче гальмо та рекуперативне гальмування електродвигунів працюють разом. Протягом перших шести секунд ми бачимо, що уповільнення через рекуперативне гальмування збільшується. Електродвигун функціонує як генератор і постачає вироблену енергію на високовольтну батарею. Гальмівна сила гідравлічного робочого гальма продовжує зменшуватися, поки він не перестане працювати. Приблизно через 7,5 секунд ми наближаємося до зупинки автомобіля, і електричне гальмування зникає. Сила гідравлічного гальмування знову збільшується. Через 8,5 секунд автомобіль зупиняється. Водій ще мить продовжує натискати на педаль гальма.
a: сила педалі водія
b: уповільнення через рекуперативне гальмування (з використанням електродвигуна)
c: уповільнення за рахунок гідравлічного робочого гальма
d: затримка, бажана водієм
e: зниження швидкості
d = c + b
Пов'язані сторінки:
