Problem s lomljenjem kabelskog svežnja EPB

Analysis and countermeasures of the breakage problem of the electronic parking brake (EPB) connection harness
ja. Causes of breakage
‌Insufficient material and structural design‌
The wire material has too low grain size or the outer protective sheath has too high volumetric rate, resulting in insufficient anti-bending fatigue performance‌.
The number of wire harness cores is too small, and long-term stress is prone to cause breakage risk‌.
‌Installation location and environmental impact‌
The EPB harness is mostly installed in the suspension area of ​​the vehicle chassis, which is susceptible to external impact, vibration or bending stress‌.
Long-term exposure to high temperature and humid environment may accelerate the aging of the harness, uzrokujući da izolacijski sloj postane krhak ili da metalna žica korodira i pukne‌.
‌Mehanički zamor i gubitak upotrebe‌
Ponovljeno savijanje, rastezanje i druge radnje tijekom vožnje mogu uzrokovati zamor i lom žice unutar kabelskog svežnja‌.
Priključak kabelskog snopa je labav ili nije pravilno pričvršćen, pogoršanje lokalne koncentracije stresa‌.

Električna parkirna kočnica (EPB) kabelski svežanj

EPB se ne objavljuje:
EPB se možda neće osloboditi nakon uključivanja, uzrokujući da vozilo ostane nepomično.
Lampica indikatora kvara (MIL):
Svjetlo upozorenja na kontrolnoj ploči može ukazivati ​​na problem s EPB sustavom.
Servisne poruke:
Zaslon automobila može prikazati poruke koje se odnose na kvar sustava EPB ili na servis.
Labav ili oštećen pojas:
Provjerite kabelski svežanj ima li znakova oštećenja, poput trošenja, prekinute žice, odnosno korozije.
Labavi spojevi:
Provjerite ima li labavih spojeva u kabelskom snopu, posebno na konektorima.
Rješavanje problema i popravak:
Vizualni pregled:
Pažljivo pregledajte kabelski svežanj duž EPB modula, uključujući konektore i žice.
Test kontinuiteta:
Multimetrom provjerite kontinuitet žica u kabelskom snopu. Ako postoji prekid u strujnom krugu, multimetar će pokazati visok otpor ili an “OL” (izvan granica) čitanje, prema Advance Auto Parts.
Zamjena konektora:
Ako je konektor oštećen ili zarđao, razmislite o zamjeni s novim, prema Nacionalnoj upravi za sigurnost prometa na cestama (.gov).
Zamjena kabelskog svežnja:
Ako je pojas jako oštećen, možda će biti potrebna zamjena cijelog kabelskog svežnja.
Stručna pomoć:
Ako niste sigurni oko dijagnosticiranja ili popravka pojasa, najbolje je konzultirati kvalificiranog mehaničara.

Električna parkirna kočnica (EPB) & Auto Hold ne radi & EPB Auto Hold Postavljanje svjetla parkirne kočnice

II. Otopina
‌Optimizirajte strukturu pojasa i materijal‌
Povećajte veličinu zrna bakrenog vodiča, povećati broj jezgri, i smanjite volumetrijsku brzinu zaštitnog omotača kako biste poboljšali sposobnost protiv savijanja‌. Koristite višeslojnu zaštitnu strukturu ili fleksibilni materijal omotača kako biste smanjili izravan učinak vanjskog naprezanja na žicu.
‌Zamijenite ili popravite slomljene pojaseve Provjerite točku prekida pojasa, popraviti ili zamijeniti oštećeni dio, i provjerite je li konektor stabilan i nema loš kontakt. ‌ ‌Profesionalno otkrivanje i resetiranje sustava ‌ Koristite dijagnostički instrument za očitavanje koda pogreške EPB sustava, potvrdite kvar povezan s kabelskim snopom i izvršite resetiranje softvera. ‌ Ako prekid uzrokuje prekid prijenosa signala, parametre sustava potrebno je ponovno kalibrirati putem ECU-a. ‌
III. Preventivne mjere ‌Redoviti pregled i održavanje ‌ Usredotočite se na provjeru statusa pričvršćivanja i cjelovitosti izgleda pojasa šasije kako biste izbjegli oštećenja uzrokovana labavošću ili trenjem. ‌ Optimizirajte proces dizajna i ugradnje ‌ u fazi projektiranja vozila, razumno planirajte smjer pojasa, izbjegavajte područja s visokofrekventnim vibracijama, i usvojiti suvišan dizajn protiv savijanja. ‌ ‌Izbjegavajte pretjerano savijanje i utjecaj vanjske sile ‌ Smanjite mehaničko opterećenje pojasa tijekom oštrih zavoja i neravnih cesta u svakodnevnoj uporabi kako biste produljili vijek trajanja ‌

Ako se problem ne može riješiti konvencionalnim sredstvima, preporuča se kontaktirati profesionalnu organizaciju za održavanje radi sustavnog pregleda i popravka kako bi se izbjegle sigurnosne opasnosti uzrokovane samostalnim radom.

Cilj na problem loma automobilskog EPB kabelskog svežnja u simuliranom testu savijanja stvarnog vozila. U ovom članku, inženjeri za ožičenje sveobuhvatno analiziraju čimbenike povezane s lomom žice, i kombinirati metode eksperimentalne analize za analizu i procjenu pouzdanosti automobilskih EPB žica za kabelski snop protiv loma uslijed zamora savijanjem. Predlaže se nekoliko rješenja i proučavaju učinci njihove primjene. Rezultati pokazuju da je praktičnije optimizirati veličinu zrna bakrenog vodiča i strukturu žice, povećati broj jezgrenih žica, i smanjiti omjer volumena vanjskog zaštitnog omotača žice. Može učinkovito smanjiti vjerojatnost loma automobilskog EPB kabelskog svežnja.

0 Predgovor
Naglim razvojem automobilske industrije, sigurnost automobila prvi je pokazatelj dizajna i proizvodnje automobila. Korištenjem suvremene tehnologije i naprednih sredstava, različiti mogući načini i rješenja za daljnje poboljšanje sigurnosti mogu automobile kao prijevozno sredstvo učiniti sigurnijima. Kao kočioni sustav, PEB sustav je glavni sigurnosni sustav i važan faktor u mjerenju sigurnosnih standarda automobila. Opsežna primjena EPB elektroničkih parkirnih sustava u automobilima igra važnu ulogu u poboljšanju sigurnosti i udobnosti vožnje automobila. EPB kabelski svežanj sastavni je dio sustava, a njegova pouzdanost izravno utječe na pouzdanost cjelokupnog automobilskog EPB sustava. Ovaj članak uglavnom proučava pouzdanost automobilskih EPB kabelskih snopova protiv savijanja i loma.
Kao dio automobilskog kabelskog svežnja, automobilski EPB kabelski svežanj integrira EPB žice i ABS žice i ugrađen je u područje ovjesa šasije karoserije. Ovaj je dio podložan i udarcima i koroziji s vanjske strane karoserije automobila, kao i velika količina mehaničkog kretanja od uzdužne zakretne ruke. Stoga, PEB places high requirements on the bending resistance of the wire harness. When the car is driving due to uneven road conditions, the swing of the longitudinal swing arm in the body chassis suspension system pulls the EPB wire harness into continuous high-frequency bending, causing the wires in this section to bend and break. This failure mode is the focus of this article.
Lik 1, automotive EPB wiring harness working environment and EPB system structure
Automotive EPB (Electrical Park Brake) system is the abbreviation of electronic parking system. It replaces the traditional lever handbrake but is safer and does not change the braking effect due to the driver’s strength. Turn the traditional lever handbrake into a button within easy reach. To je tehnologija koja realizira parkirnu kočnicu elektroničkim upravljanjem.
Sustav uključuje EPB prekidač s gumbom, elektronička upravljačka jedinica ECU, automobilski EPB kabelski svežanj i ABS kabelski svežanj, ABS senzor brzine, kočni motor, mehanizam reduktora i kočione čeljusti i druge komponente. ABS senzor brzine pretvara signal brzine vozila otkriven tijekom vožnje automobila u električni signal, i prenosi električni signal na ECU kroz EPB kabelski svežanj. ECU tada izdaje upute za upravljanje kočionim čeljustima za kočenje kotača. EPB kabelski svežanj ima ulogu mosta za prijenos električnih signala.

2 Fenomeni savijanja i loma EPB žice i povezani čimbenici
2.1 Fenomen loma žice
EPB kabelski svežanj fiksiran je na potpornu ruku i uzdužnu zakretnu ruku šasije karoserije kroz gumene omotače kabelskog svežnja, plastične kopče, nosači i drugi dijelovi. Kad auto vozi, kotači udaraju gore-dolje zbog neravne površine ceste, što uzrokuje uzdužnu zakretnu ruku na šasiji da napravi recipročno gibanje slično njihalu oko fiksne točke nosača karoserije.
EPB test savijanja kabelskog svežnja simulira kretanje kabelskog svežnja u stvarnom okruženju vozila, savijanje i njihanje na frekvenciji od 2,5 Hz u rasponu od -30°C do normalne temperature. Ispitivanje zahtijeva da se kabelski svežanj nekoliko puta savije u potrebnom životnom vijeku kako bi se osiguralo da nema oštećenja na izgledu kabelskog svežnja i da nema prekida signala. Ispitivanjem savijanja utvrđeno je da je položaj loma kabelskog svežnja blizu fiksne točke pokretnog dijela.

Lik 2, Prekid kabelskog svežnja i pogled na presjek
Fotografije mjesta loma i poprečnog presjeka vodiča tijekom ispitivanja pokazuju da površina loma žice jezgre ima i ravan poprečni presjek i zaobljeni presjek sličan onom metka. To pokazuje da je bakreni vodič izložen i posmičnoj i vlačnoj sili kada je izložen vanjskim silama.
2.2 Analiza sile vodiča
Kada vozilo vozi, EPB kabelski svežanj povlači uzdužna zakretna ruka šasije karoserije kako bi se oblikovali visokofrekventni simetrični zavoji, uzrokujući lokalno savijanje, deformacije i oštećenja žica. Akumulacija lokalne cikličke plastične deformacije temeljni je uzrok oštećenja od zamora metala. Njegov oblik savijanja i analiza naprezanja su sljedeći.
Lik 3 Princip savijanja kabelskog svežnja i dijagram sila
Bakrene žice su jako rastegnute i deformirane u vanjskom području luka, a u unutarnjem području luka nastaje deformacija međusobnog istiskivanja.
① Aksijalna vlačna sila F1: Udarci vozila uzrokuju ljuljanje uzdužne zakretne ruke gore-dolje, a snop žica se povlači u određenom smjeru i savija. Pritom nastaje kut ∠a, a vučna sila F generira aksijalnu vučnu silu F1 u pravcu ∠a; F1=F*Cos a, a smanjenje kuta a uzrokovat će povećanje aksijalne vučne sile F1.
② Radijalna sila smicanja F2: Snop žica se povlači u određenom smjeru i savija, tvoreći kut ∠a. Vučna sila F proizvodi komponentu sile u smjeru ∠a, što je posmična sila F2; F2=F*sin a, a povećanje kuta a uzrokovat će porast posmične sile F2. Ponovljena izmjenična napetost i posmična sila uzrokuju blagu deformaciju žice jezgre. Superpozicija stotina tisuća sićušnih deformacija u konačnici dovodi do oblika loma zamornog loma.

2.3 Materijal vodiča kabelskog svežnja EPB
2.3.1 EPB kabelski svežanj je automobilski kabelski svežanj, a žice su mu izrađene od višežilnih bakrenih žica. Fizička svojstva bakrenog materijala u jezgri žice određuju osnovna mehanička svojstva vodiča EPB kabelskog svežnja. Bakar je metalni kristal. Odnos između veličine zrna i čvrstoće metala pokazuje da što su zrna manja, bolja su mehanička svojstva metala kao što su čvrstoća, žilavost, i plastičnost. Pročišćavanje zrna jedno je od važnih sredstava za poboljšanje mehaničkih svojstava metala. Iz odnosa Hall-Petch:

σy predstavlja granicu tečenja materijala;
σ0 predstavlja otpor trenju rešetke koji nastaje pri pomicanju jedne dislokacije;
Ky je konstanta povezana s vrstom i prirodom materijala i veličinom zrna;
d prosječni promjer zrna.
Učinak usitnjenosti zrna na čvrstoću metala opisuje se odnosom H-P. Ispitivanje metalografske strukture pokazuje da je veličina kristalnog zrna u metalografskoj strukturi prekinute bakrene žice relativno velika, prosječna veličina zrna, i ujednačenost zrna utječu na žilavost i čvrstoću žice bakrene jezgre. Pogledajte sliku 4.

Lik 4 Dijagram metalografske analize prekinute žice jezgre vodiča

2.3.2 Omjer bakrenog materijala u žici jezgre EPB kabelskog svežnja utječe na istezanje pri lomu žice jezgre. Vodiči u ovom slučaju koriste žice presvučene kositrom, što smanjuje udio bakra u jezgrinim žicama.
Lik 5 pokazuje da je istezanje pri lomu žice s pokositrenom bakrenom jezgrom manje od istezanja gole bakrene jezgre. Pocinčana bakrena žica s jezgrom sa smanjenim istezanjem pri lomu smanjuje otpor savijanja EPB kabelskog svežnja i povećava rizik od loma.

Lik 5 Istezanje pri lomu žica s različitim premazima

2.3.3 Struktura žice utječe na žilavost žice, čime se utječe na otpor savijanja EPB kabelskog svežnja. Što je veći broj žilnih žica, veća je ukupna žilavost žice, što više pogoduje otpornosti EPB kabelskog snopa na lom od zamora uzrokovan savijanjem. Žice EPB kabelskog svežnja u ovom slučaju uključuju 2 2.5mm2 bakrene žice i 2 0.5mm2 bakrene žice.
Među njima, promjer jezgre žice od 0,5 mm2 je 0,15 mm, a broj je 28. Broj žica jezgre je premalen, a promjer prevelik, što utječe na ukupna mehanička svojstva vodiča.

2.4 Analiza vanjskog zaštitnog sloja EPB kabelskog svežnja
Integrirani kabel slomljenog EPB snopa sadržavao je četiri vodiča i vanjski zaštitni sloj od PVC materijala. Njegov zaštitni sloj usko je pričvršćen na četiri žice, gotovo kao kruto tijelo. Analiza pokazuje da četiri žice unutar vanjskog zaštitnog sloja nemaju međuspremnik tijekom procesa savijanja i teško ih je proširiti ili skupiti, uzrokujući jaku koncentraciju naprezanja i lom.

2.5 Analiza točaka ugradnje kabelskog svežnja EPB
EPB kabelski svežanj fiksiran je na šasiju karoserije mehaničkim spojem smetnji. Montažne točke izrađene su od poliuretanskog elastomera PUR, s tvrdoćom materijala od 95A. Nedostatak zaobljenih rubova, nedostatak elastičnosti i prigušnog učinka kada se izloži sili još je jedan čimbenik koji uzrokuje lom kabelskog svežnja EPB. U ovom slučaju, nedostatak elastičnog odbojnika i učinak apsorpcije energije na naprezanje na savijanje dovode do loma uslijed zamora zbog koncentracije naprezanja na smicanje na fiksnoj točki kabelskog svežnja.

2.6 Analiza duljine pojasa EPB
Nakon analize testa, duljina EPB kabelskog svežnja ima ograničenu marginu veličine u dinamičkom području. Postoji očita napetost u pojasu između dviju fiksnih točaka. Tijekom procesa savijanja, dok je pokretno područje kabelskog snopa podvrgnuto napetosti, povećanje kuta savijanja pojačava koncentraciju posmičnih naprezanja, uzrokujući pucanje kabelskog svežnja.

3 Plan optimizacije i eksperiment
Dizajn i odabir žica kabelskog svežnja za automobile moraju se usredotočiti na funkciju i okoliš kabelskog svežnja. EPB kabelski svežanj ugrađen je u dinamičko područje savijanja šasije karoserije, a sustav parkiranja automobila određuje da je EPB kabelski svežanj poseban automobilski kabelski svežanj i sigurnosni dio. prijedlozi u nastavku:
3.1 Definirajte vrstu žice na temelju zahtjeva otpornosti na savijanje, i odaberite goli bakar s velikom veličinom zrna i ultra-fleksibilne žice s velikim brojem jezgrenih žica kako biste zadovoljili zahtjeve vijeka trajanja savijanja. Kako bi se osigurala čvrstoća žice, minimalna površina poprečnog presjeka automobilske žice ne smije biti manja od 0,5 mm2. Prema njemačkom standardu LV112-1, odaberite ultrafleksibilnu golu bakrenu žicu:

3.2 Definirajte vanjski zaštitni sloj i strukturu poprečnog presjeka žice na temelju zahtjeva za naprezanjem za učinkovit prijenos i kanaliziranje naprezanja savijanja. Odaberite strukturu žica plus kućište, i definirati stupanj otpornosti na trošenje i temperaturni stupanj materijala. Razumno postavite omjer volumena vodiča u kućištu tako da se vodiči mogu širiti i skupljati unutar malog raspona i smanjiti koncentraciju naprezanja.
3.3 Odredite duljinu linije i toleranciju na temelju zahtjeva sile. Općenito govoreći, duljina svakog dijela automobilskog kabelskog svežnja određena je na temelju stvarnog položaja električnih uređaja na karoseriji. Stvarna tolerancija treba uzeti u obzir zahtjeve sklopa kabelskog svežnja i njihove probleme smetnji u dinamičkim i statičkim uvjetima. Zbog utjecaja posmične sile pri gibanju savijanja, duljina bi trebala biti malo veća u skladu sa stvarnom duljinom konopa. Općenito govoreći, redundantnost je između 3% i 5%.
3.4 Definirajte materijale za montažne točke na temelju zahtjeva za naprezanjem. Smanjite tvrdoću PUR materijala fiksne točke EPB kabelskog svežnja na 75A, eliminirati pravokutne rubove fiksne točke, povećati zaobljene kutove, smanjiti koncentraciju stresa, i poboljšati otpornost na savijanje.
3.5 Provedite test savijanja nakon optimizacije EPB kabelskog svežnja kako je gore navedeno. Kut savijanja kabelskog svežnja na stolu se smanjio, a koncentracija naprezanja je značajno smanjena. Nakon što je postignut cijeli test savijanja kabelskog svežnja 1 milijun puta, izgled žice bio je besprijekoran, nije došlo do loma, a prijenos električnog signala bio je normalan.
Lik 6 Optimiziran presjek i optimizirano ispitivanje savijanja

4 Zaključak
① Potencijalni uzroci loma kabelskog snopa EPB-a dubinski su analizirani na temelju mjesta gdje je automobilski EPB kabelski svežanj puknuo, slomljeni presjek, materijal žice, i način ugradnje.
② Eksperimentalna metoda korištena je za provedbu dubinske analize naprezanja na lom kabelskog svežnja EPB i potvrđivanje uzroka loma kabelskog svežnja EPB.
③ Formulirajte plan odabira materijala za višežilne bakrene vodiče automobilskog EPB kabelskog svežnja, i definirati principe za vanjski zaštitni sloj vodiča, duljina kabelskog svežnja u području kretanja, i tvrdoću materijala mjesta ugradnje. Usporednom analizom prije i nakon provedbe plana poboljšanja, verificirana je točnost plana optimizacije i dat je referenca za analizu i rješavanje sličnih problema.