Проблем със счупване на EPB кабела

Анализ и противодействие на проблема със счупването на електронната ръчна спирачка (EPB) кабел за свързване
I. Причини за счупване
‌Недостатъчен материал и конструктивен дизайн‌
Материалът на проводника има твърде нисък размер на зърното или външната защитна обвивка има твърде висока обемна скорост, което води до недостатъчна производителност срещу умора на огъване‌.
Броят на жилата на кабелния сноп е твърде малък, и дългосрочният стрес е склонен да причини риск от счупване‌.
‌Място на инсталиране и въздействие върху околната среда‌
EPB коланът се монтира най-вече в областта на окачването на шасито на превозното средство, който е податлив на външно въздействие, вибрации или напрежение на огъване‌.
Дългосрочното излагане на висока температура и влажна среда може да ускори стареенето на колана, причинявайки крехкост на изолационния слой или корозия и счупване на металната жица‌.
‌Механична умора и загуба при използване‌
Многократно огъване, разтягане и други действия по време на шофиране на превозно средство могат да причинят умора и счупване на жицата вътре в колана‌.
Конекторът на кабелния сноп е разхлабен или неправилно фиксиран, влошаване на локалната концентрация на стрес‌.

Електрическа ръчна спирачка (EPB) кабелен сноп

EPB не се пуска:
EPB може да не се освободи, след като е бил ангажиран, карайки автомобила да остане неподвижен.
Индикаторна лампа за неизправност (MIL):
Предупредителна светлина на арматурното табло може да показва проблем с EPB системата.
Сервизни съобщения:
Дисплеят на автомобила може да показва съобщения, свързани с повреда на системата EPB или изискваща сервиз.
Разхлабен или повреден колан:
Проверете кабелния сноп за признаци на повреда, като протриване, скъсани проводници, или корозия.
Разхлабени връзки:
Проверете за разхлабени връзки в снопа, особено на конекторите.
Отстраняване на неизправности и ремонт:
Визуална проверка:
Внимателно прегледайте кабелния сноп по дължината на EPB модула, включително съединителите и проводниците.
Тест за непрекъснатост:
Използвайте мултицет, за да проверите непрекъснатостта на проводниците в снопа. Ако има прекъсване във веригата, мултиметърът ще покаже високо съпротивление или ан “OL” (извън границите) четене, според Advance Auto Parts.
Смяна на конектор:
Ако конекторът е повреден или корозирал, помислете за замяната му с нов, според Националната администрация за безопасност на движението по пътищата (.gov).
Подмяна на колана:
Ако коланът е силно повреден, може да се наложи смяна на целия сноп.
Професионална помощ:
Ако не сте сигурни относно диагностиката или ремонта на колана, най-добре е да се консултирате с квалифициран механик.

Електрическа ръчна спирачка (EPB) & Автоматичното задържане не работи & EPB Auto Hold Светлини за ръчна спирачка

II. Решение
‌Оптимизирайте структурата и материала на сбруята‌
Увеличете размера на зърното на медния проводник, увеличаване на броя на ядрата, и намалете обемната скорост на защитната обвивка, за да подобрите способността за предотвратяване на огъване‌. Използвайте многослойна екранираща структура или гъвкав материал за обвивка, за да намалите директния ефект от външния стрес върху жицата.
‌Сменете или поправете счупени колани ‌ Проверете точката на скъсване на колана, поправете или сменете повредената част, и се уверете, че конекторът е стабилен и няма лош контакт. ‌ ‌Професионално откриване и нулиране на системата ‌ Използвайте диагностичен инструмент, за да прочетете кода за грешка на системата EPB, потвърдете свързаната с кабела грешка и извършете нулиране на софтуера. ‌ Ако счупването причини прекъсване на предаването на сигнала, системните параметри трябва да се калибрират отново чрез ECU. ‌
III. Превантивни мерки ‌Редовна проверка и поддръжка ‌ Съсредоточете се върху проверката на състоянието на фиксиране и целостта на външния вид на колана на шасито, за да избегнете повреда, причинена от разхлабване или триене. ‌ Оптимизирайте процеса на проектиране и инсталиране ‌ В етапа на проектиране на превозното средство, планирайте разумно посоката на сбруята, избягвайте зони с високочестотни вибрации, и приемете излишен дизайн против огъване. ‌ ‌Избягвайте прекомерно огъване и въздействие на външна сила ‌ Намалете механичното натоварване върху колана по време на остри завои и неравни пътища при ежедневна употреба, за да удължите експлоатационния живот ‌

Ако проблемът не може да бъде решен с конвенционални средства, препоръчва се да се свържете с професионална организация за поддръжка за системна проверка и ремонт, за да избегнете опасности за безопасността, причинени от самостоятелна работа.

Насочен към проблема със счупването на автомобилния EPB кабелен сноп в симулирания тест за огъване на реалното превозно средство. В тази статия, инженерите на кабелните снопове анализират изчерпателно факторите, свързани с счупването на проводника, и комбинирайте експериментални методи за анализ, за ​​да анализирате и оцените надеждността на автомобилните EPB кабелни снопове срещу счупване от умора при огъване. Предложени са няколко решения и са проучени ефектите от тяхното прилагане. Резултатите показват, че е по-практично да се оптимизира размерът на зърното на медния проводник и структурата на проводника, увеличете броя на сърцевините, и намалете обемното съотношение на външната защитна обвивка на жицата. Може ефективно да намали вероятността от счупване на кабела на кабелния сноп на автомобила EPB.

0 Предговор
С бързото развитие на автомобилната индустрия, автомобилната безопасност е първият показател за дизайна и производството на автомобили. С помощта на съвременни технологии и съвременни средства, различни възможни начини и решения за допълнително подобряване на безопасността могат да направят автомобилите като транспортно средство по-безопасни. Като спирачна система, системата PEB е основна система за безопасност и важен фактор при измерването на стандартите за безопасност на автомобилите. Широкото приложение на електронни системи за паркиране EPB в автомобилите играе важна роля за подобряване на безопасността и комфорта на возене на автомобили. EPB кабелният сноп е неразделна част от системата, и неговата надеждност пряко влияе върху надеждността на цялата автомобилна EPB система. Тази статия основно изучава надеждността на автомобилните EPB кабелни снопове срещу огъване и счупване.
Като част от автомобилния кабелен сноп, автомобилният EPB кабелен сноп интегрира EPB кабели и ABS проводници и е инсталиран в областта на окачването на шасито на каросерията. Тази част е обект както на удар, така и на корозия от външната страна на купето на автомобила, както и голямо количество механично движение от надлъжното люлеещо се рамо. Следователно, PEB поставя високи изисквания към устойчивостта на огъване на кабелния сноп. Когато колата се движи поради неравности на пътя, люлеенето на надлъжното въртящо се рамо в системата за окачване на шасито на каросерията издърпва кабелния сноп EPB в непрекъснато високочестотно огъване, причинявайки огъване и счупване на проводниците в тази секция. Този режим на повреда е фокусът на тази статия.
Фигура 1, работна среда за автомобилни EPB кабелни снопове и структура на EPB система
Автомобилен EPB (Електрическа ръчна спирачка) система е съкращението от електронна система за паркиране. Заменя традиционната ръчна спирачка, но е по-безопасна и не променя спирачния ефект поради силата на водача. Превърнете традиционната ръчна спирачка в бутон, който е лесно достъпен. Това е технология, която реализира ръчна спирачка чрез електронно управление.
Системата включва бутонен превключвател EPB, електронен блок за управление ECU, автомобилен EPB кабелен сноп и ABS кабелен сноп, ABS сензор за скорост, спирачен мотор, редуктор и спирачен апарат и други компоненти. Сензорът за скорост ABS преобразува сигнала за скоростта на автомобила, открит по време на шофиране на автомобила, в електрически сигнал, и предава електрическия сигнал към ECU през EPB кабелния сноп. След това ECU издава инструкции за управление на спирачните апарати за спиране на колелата. Кабелният сноп EPB играе ролята на мост за предаване на електрически сигнали.

2 Явления на огъване и счупване на EPB тел и свързаните с тях фактори
2.1 Феноменът на скъсване на проводника
EPB кабелният сноп е фиксиран към опорното рамо и надлъжното люлеещо се рамо на шасито на тялото чрез гумени обвивки на кабелния сноп, пластмасови катарами, скоби и други части. Когато колата се движи, колелата се блъскат нагоре и надолу поради неравната пътна настилка, което кара надлъжното люлеещо се рамо на шасито да прави възвратно-постъпателно движение, подобно на махало около фиксираната точка на опорната греда на тялото.
Тестът за огъване на кабелния сноп EPB симулира движението на кабелния сноп в реална среда на превозното средство, огъване и люлеене с честота 2.5Hz в диапазона от -30°C до нормална температура. Тестът изисква кабелният сноп да бъде огънат няколко пъти в рамките на необходимия живот, за да се гарантира, че няма увреждане на външния вид на кабелния сноп и няма прекъсване на сигнала. Тестът за огъване установи, че позицията на скъсване на кабелния сноп е близо до фиксираната точка на движещата се секция.

Фигура 2, Счупване на кабелния сноп и изглед на напречно сечение
Снимките на мястото на счупване и напречното сечение на проводника по време на теста показват, че повърхността на счупване на сърцевината има както плоско напречно сечение, така и закръглено напречно сечение, подобно на това на куршум. Той показва, че медният проводник е подложен както на сила на срязване, така и на сила на опън, когато е подложен на външни сили.
2.2 Анализ на силата на проводника
Когато превозното средство се движи, кабелният сноп EPB се издърпва от надлъжното люлеещо се рамо на шасито на тялото, за да образува високочестотни симетрични завои, причинявайки локално огъване, деформация и повреда на проводниците. Натрупването на локална циклична пластична деформация е основната причина за повреда от умора на метала. Неговата форма на огъване и анализ на напрежението са както следва.
Фигура 3 Принцип на огъване на кабелния сноп и диаграма на силата
Медните проводници са силно разтегнати и деформирани във външната зона на дъгата, и във вътрешната област на дъгата се образува деформация на взаимно екструзия.
① Аксиална сила на опън F1: Ударите на превозното средство карат надлъжното въртящо се рамо да се люлее нагоре и надолу, и кабелният сноп се издърпва в определена посока и се огъва. По време на този процес се образува ъгъл ∠a, а теглителната сила F генерира аксиална теглителна сила F1 в посока ∠a; F1=F*Cos a, и намаляването на ъгъла a ще доведе до увеличаване на аксиалната теглителна сила F1.
② Радиална сила на срязване F2: Кабелният сноп се издърпва в определена посока и се огъва, образуващи ъгъл ∠a. Теглителната сила F създава съставна сила в посока ∠a, което е силата на срязване F2; F2=F*sin a, и увеличаването на ъгъла на a ще доведе до увеличаване на силата на срязване F2. Повтарящите се редуващи се сили на опън и срязване причиняват лека деформация на жиловия проводник. Наслагването на стотици хиляди малки деформации в крайна сметка води до режим на повреда на счупване от умора.

2.3 Материал на проводника на кабелния сноп EPB
2.3.1 EPB кабелният сноп е автомобилен кабелен сноп, и проводниците му са направени от многожилни медни проводници. Физическите свойства на медния материал в жиловия проводник определят основните механични свойства на проводника на кабелния сноп EPB. Медта е метален кристал. Връзката между размера на зърната и здравината на метала показва, че колкото по-малки са зърната, толкова по-добри са механичните свойства на метала като здравина, издръжливост, и пластичност. Рафинирането на зърното е едно от важните средства за подобряване на механичните свойства на металите. От връзката Хол-Петч:

σy представлява границата на провлачване на материала;
σ0 представлява съпротивлението на триене на решетката, създадено при преместване на единична дислокация;
Ky е константа, свързана с вида и естеството на материала и размера на зърното;
d среден диаметър на зърното.
Ефектът от рафинирането на зърното върху якостта на метала се описва чрез връзката H-P. Тестът за металографска структура показва, че размерът на кристалното зърно в металографската структура на счупената медна тел е относително голям, средният размер на зърното, и еднородността на зърната влияят върху издръжливостта и здравината на проводника с медна сърцевина. Вижте Фигура 4.

Фигура 4 Диаграма за металографски анализ на счупен жилов проводник

2.3.2 Съотношението на медния материал в сърцевината на кабелния сноп EPB влияе върху удължението при скъсване на сърцевината. Проводниците в този случай използват жила с калайдисана сърцевина, което намалява дела на медта в жиловите проводници.
Фигура 5 показва, че удължението при скъсване на калайдисана медна жила е по-малко от това на гола медна жила. Поцинкованата медна жила с намалено удължение при скъсване намалява съпротивлението на огъване на кабелния сноп EPB и увеличава риска от счупване.

Фигура 5 Удължение при скъсване на проводници с различни покрития

2.3.3 Структурата на телта влияе върху здравината на телта, като по този начин се влияе на устойчивостта на огъване на кабелния сноп EPB. Колкото по-голям е броят на сърцевините, толкова по-висока е общата якост на телта, което е по-благоприятно за устойчивостта на кабелния сноп EPB към счупване от умора, причинено от огъване. Проводниците на кабелния сноп EPB в този случай включват 2 2.5mm2 медни проводници и 2 0.5mm2 медни проводници.
Сред тях, диаметърът на сърцевината на проводника 0,5 mm2 е 0,15 mm, и числото е 28. Броят на сърцевините е твърде малък и диаметърът е твърде голям, което се отразява на цялостните механични свойства на проводника.

2.4 Анализ на външния защитен слой на кабелния сноп EPB
Интегрираният кабел на счупения сноп EPB съдържаше четири проводника и външен защитен слой от PVC материал. Неговият защитен слой е плътно прикрепен към четирите проводника, почти като твърдо тяло. Анализът показва, че четирите проводника във външния защитен слой нямат буферно пространство по време на процеса на огъване и е трудно да се разширяват или свиват, причинявайки силна концентрация на напрежение и счупване.

2.5 Анализ на точката на монтаж на кабелния сноп EPB
EPB кабелният сноп е фиксиран към шасито на каросерията чрез механично намесване. Точките за закрепване са направени от полиуретанов еластомер PUR, с твърдост на материала 95А. Липсата на заоблени ръбове, липсата на еластичност и буферен ефект, когато са подложени на сила, е друг фактор, който причинява счупване на кабелния сноп на EPB. В този случай, липсата на еластично буфериране и ефектът на поглъщане на енергия върху напрежението на огъване водят до счупване от умора поради концентрация на напрежението на срязване във фиксираната точка на кабелния сноп.

2.6 EPB анализ на дължината на колана
След тестов анализ, дължината на проводниците на EPB кабелите има ограничен марж на размера в динамичния регион. Има очевидно напрежение в колана между двете фиксирани точки. По време на процеса на огъване, докато подвижната зона на кабелния сноп е подложена на напрежение, увеличаването на ъгъла на огъване засилва концентрацията на напрежението на срязване, причинявайки скъсване на кабелния сноп.

3 План за оптимизация и експеримент
Проектирането и изборът на кабели за автомобилни кабелни снопове трябва да се съсредоточи върху функцията и средата на кабелния сноп. EPB кабелният сноп е монтиран в динамичната зона на огъване на шасито на каросерията и системата за паркиране на автомобили определя, че EPB кабелният сноп е специален автомобилен сноп с кабели и е част за безопасност. предложения по-долу:
3.1 Определете типа проводник въз основа на изискванията за устойчивост на огъване, и изберете гола мед с висок размер на зърното и ултра-гъвкави проводници с голям брой сърцевини, за да отговарят на изискванията за живот на огъване. За да се гарантира здравината на жицата, минималното напречно сечение на автомобилния проводник не трябва да бъде по-малко от 0,5 mm2. По немски стандарт LV112-1, изберете ултра-гъвкав гол меден проводник:

3.2 Определете външния защитен слой и структурата на напречното сечение на жицата въз основа на изискванията за напрежение за ефективно предаване и канализиране на напрежението при огъване. Изберете структурата на тел плюс обвивка, и определя степента на устойчивост на износване и температурната степен на материала. Разумно задайте обемното съотношение на проводниците в корпуса, така че проводниците да могат да се разширяват и свиват в малък диапазон и да намалят концентрацията на напрежение.
3.3 Определете дължината на линията и толеранса въз основа на изискванията за сила. Най-общо казано, дължината на всяка част от автомобилния кабелен сноп се определя въз основа на действителното разположение на електрическите уреди върху каросерията. Действителният толеранс трябва да вземе предвид изискванията за сглобяване на кабелния сноп и техните проблеми с интерференцията при динамични и статични условия. Поради влиянието на силата на срязване по време на движение на огъване, дължината трябва да е малко повече според действителната дължина на линията. Най-общо казано, излишъкът е между 3% и 5%.
3.4 Определете материалите за точка на монтаж въз основа на изискванията за напрежение. Намалете твърдостта на материала PUR за фиксирана точка на кабелния сноп EPB до 75A, елиминирайте правоъгълните ръбове на фиксираната точка, увеличаване на закръглените ъгли, намаляване на концентрацията на стрес, и подобряване на живота на устойчивост на огъване.
3.5 Извършете тест за огъване след оптимизиране на EPB колана, както е споменато по-горе. Ъгълът на огъване на кабелния сноп на пейката намаля, и концентрацията на напрежение беше значително намалена. След достигане на целия тест за огъване на кабелния сноп 1 милиони пъти, видът на жицата беше безупречен, няма счупване, и предаването на електрически сигнал беше нормално.
Фигура 6 Оптимизирано напречно сечение и оптимизиран тест за огъване

4 Заключение
① Потенциалните причини за счупване на EPB кабелния сноп се анализират задълбочено въз основа на мястото, където се счупва EPB кабелният сноп на автомобила, счупеното напречно сечение, материала на жицата, и метода на инсталиране.
② Експерименталният метод беше използван за извършване на задълбочен анализ на напрежението при счупване на EPB кабелен сноп и потвърждаване на причината за счупване на EPB кабелен сноп.
③ Формулирайте план за избор на материал за многожилните медни проводници на автомобилния EPB кабелен сноп, и определят принципите за външния защитен слой на проводниците, дължината на кабелния сноп в зоната на движение, и твърдостта на материала на точката на монтаж. Чрез сравнителен анализ преди и след изпълнението на плана за подобрение, верността на плана за оптимизация беше проверена и предоставена справка за анализ и решаване на подобни проблеми.