Probleem met breuk EPB-verbindingsharnas

Analyse en tegenmaatregelen van het breukprobleem van de elektronische parkeerrem (EPB) verbindingsharnas
I. Oorzaken van breuk
‌Onvoldoende materiaal en structureel ontwerp‌
Het draadmateriaal heeft een te kleine korrelgrootte of de buitenste beschermende omhulling heeft een te hoge volumetrische snelheid, resulterend in onvoldoende anti-buigvermoeidheidsprestaties‌.
Het aantal kabelboomkernen is te klein, en langdurige stress kan breukrisico‌ veroorzaken.
‌Installatielocatie en impact op het milieu‌
Het EPB-harnas wordt meestal geïnstalleerd in het ophangingsgebied van het voertuigchassis, die gevoelig is voor invloeden van buitenaf, trillingen of buigspanning‌.
Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen en een vochtige omgeving kan de veroudering van het harnas versnellen, waardoor de isolatielaag broos wordt of de metaaldraad corrodeert en breekt.
‌Mechanische vermoeidheid en gebruiksverlies‌
Herhaaldelijk buigen, Uitrekken en andere handelingen tijdens het rijden met het voertuig kunnen vermoeidheid en breuk van de draad in het harnas veroorzaken.
De kabelboomconnector zit los of is niet goed bevestigd, waardoor de lokale stressconcentratie‌ wordt verergerd.

Elektrische parkeerrem (EPB) kabelboom

EPB wordt niet vrijgegeven:
Het is mogelijk dat de EPB niet wordt vrijgegeven nadat deze is ingeschakeld, waardoor het voertuig stil blijft staan.
Storingsindicatielampje (MIL):
Een waarschuwingslampje op het dashboard kan duiden op een probleem met het EPB-systeem.
Serviceberichten:
Op het display van de auto kunnen berichten verschijnen die verband houden met een storing in het EPB-systeem of onderhoud.
Los of beschadigd harnas:
Inspecteer de bedrading op tekenen van schade, zoals rafelen, Gebroken draden, of corrosie.
Losse verbindingen:
Controleer op losse verbindingen in het harnas, vooral bij de aansluitingen.
Probleemoplossing en reparatie:
Visuele inspectie:
Onderzoek zorgvuldig de bedrading langs de EPB-module, inclusief de connectoren en draden.
Continuïteitstest:
Gebruik een multimeter om de continuïteit van de draden in de kabelboom te testen. Als er een breuk in het circuit is, de multimeter zal een hoge weerstand tonen of een “OEL” (buiten de grenzen) lezing, volgens Advance Auto Parts.
Vervanging van connectoren:
Als een connector beschadigd of gecorrodeerd is, overweeg om deze te vervangen door een nieuwe, Dat meldt de National Highway Traffic Safety Administration (.regering).
Vervanging van harnas:
Als het harnas ernstig beschadigd is, Het kan nodig zijn om het gehele harnas te vervangen.
Professionele hulp:
Als u niet zeker bent over het diagnosticeren of repareren van het harnas, het is het beste om een ​​gekwalificeerde monteur te raadplegen.

Elektrische parkeerrem (EPB) & Auto-Hold werkt niet & EPB Auto Hold Parkeerremlicht vergroting

II. Oplossing
‌Optimaliseer de structuur en het materiaal van het harnas‌
Vergroot de korrelgrootte van de koperen geleider, het aantal kernen vergroten, en verminder de volumetrische snelheid van de beschermende omhulling om het anti-buigvermogen‌ te verbeteren. Gebruik een meerlaagse afschermingsstructuur of flexibel mantelmateriaal om het directe effect van externe spanning op de draad te verminderen.
‌Vervang of repareer kapotte harnassen ‌ Controleer het breekpunt van het harnas, het beschadigde onderdeel repareren of vervangen, en zorg ervoor dat de connector stabiel is en geen slecht contact heeft. ‌ ‌Professionele detectie en systeemreset ‌ Gebruik een diagnose-instrument om de foutcode van het EPB-systeem uit te lezen, bevestig de kabelboomgerelateerde fout en voer een softwarereset uit. ‌ Als de breuk een onderbreking van de signaaloverdracht veroorzaakt, de systeemparameters moeten opnieuw worden gekalibreerd via de ECU. ‌
III. Preventieve maatregelen ‌Regelmatige inspectie en onderhoud ‌ Focus op het controleren van de bevestigingsstatus en de integriteit van het chassisharnas om schade veroorzaakt door losheid of wrijving te voorkomen. ‌ Ontwerp- en installatieproces optimaliseren ‌ In de voertuigontwerpfase, plan de richting van het harnas redelijk, vermijd hoogfrequente trillingsgebieden, en gebruik een anti-buig overtollig ontwerp. ‌ ‌Vermijd overmatig buigen en externe krachten ‌ Verminder de mechanische belasting op het harnas tijdens scherpe bochten en hobbelige wegen bij dagelijks gebruik om de levensduur te verlengen ‌

Als het probleem niet met conventionele middelen kan worden opgelost, het wordt aanbevolen om contact op te nemen met een professionele onderhoudsorganisatie voor systematische inspectie en reparatie om veiligheidsrisico's veroorzaakt door zelfbediening te voorkomen.

Gericht op het breukprobleem van EPB-kabelbomen voor auto's in de gesimuleerde buigtest van het echte voertuig. In dit artikel, Kabelboomingenieurs analyseren uitvoerig de factoren die verband houden met draadbreuk, en experimentele analysemethoden combineren om de betrouwbaarheid van EPB-kabelboomdraden voor auto's tegen buigvermoeidheidsbreuken te analyseren en evalueren. Er worden verschillende oplossingen voorgesteld en de implementatie-effecten ervan worden bestudeerd. De resultaten laten zien dat het praktischer is om de korrelgrootte en draadstructuur van de koperen geleider te optimaliseren, verhoog het aantal kerndraden, en verminder de volumeverhouding van de buitenste beschermende omhulling van de draad. Het kan de kans op breuk van de EPB-kabelboom in auto's effectief verminderen.

0 Voorwoord
Met de snelle ontwikkeling van de auto-industrie, autoveiligheid is de eerste indicator van auto-ontwerp en -productie. Door gebruik te maken van moderne technologie en geavanceerde middelen, Verschillende mogelijke manieren en oplossingen om de veiligheid verder te verbeteren kunnen de auto als vervoermiddel veiliger maken. Als remsysteem, Het PEB-systeem is een belangrijk veiligheidssysteem en een belangrijke factor bij het meten van de veiligheidsnormen voor auto's. De uitgebreide toepassing van elektronische EPB-parkeersystemen in auto's speelt een belangrijke rol bij het verbeteren van de veiligheid en het rijcomfort van auto's. De EPB-kabelboom is een integraal onderdeel van het systeem, en de betrouwbaarheid ervan heeft rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid van het gehele EPB-systeem voor de auto-industrie. Dit artikel bestudeert voornamelijk de betrouwbaarheid van EPB-kabelbomen voor auto's tegen buiging en breuk.
Als onderdeel van de autokabelboom, De EPB-kabelboom voor auto's integreert EPB-draden en ABS-draden en wordt geïnstalleerd in het ophangingsgebied van het carrosseriechassis. Dit onderdeel is onderhevig aan zowel impact als corrosie vanaf de buitenkant van de carrosserie, evenals een grote hoeveelheid mechanische beweging van de longitudinale zwenkarm. Daarom, PEB stelt hoge eisen aan de buigweerstand van de kabelboom. Wanneer de auto rijdt vanwege oneffen wegomstandigheden, het zwaaien van de longitudinale zwenkarm in het ophangingssysteem van het carrosseriechassis trekt de EPB-kabelboom in een continue hoogfrequente buiging, waardoor de draden in dit gedeelte buigen en breken. Deze faalmodus staat centraal in dit artikel.
Figuur 1, automotive EPB-kabelboom werkomgeving en EPB-systeemstructuur
Auto-EPB (Elektrische parkeerrem) systeem is de afkorting van elektronisch parkeersysteem. Het vervangt de traditionele handrem, maar is veiliger en verandert het remeffect niet vanwege de kracht van de bestuurder. Verander de traditionele handremhendel in een knop binnen handbereik. Het is een technologie die de parkeerrem realiseert door middel van elektronische besturing.
Het systeem omvat een EPB-drukknopschakelaar, elektronische regeleenheid ECU, EPB-kabelboom voor auto's en ABS-kabelboom, ABS-snelheidssensor, rem motor, reductietandwielmechanisme en remklauw en andere componenten. De ABS-snelheidssensor zet het tijdens het rijden van de auto gedetecteerde snelheidssignaal om in een elektrisch signaal, en verzendt het elektrische signaal via de EPB-kabelboom naar de ECU. De ECU geeft vervolgens instructies om de remklauwen aan te sturen en de wielen af ​​te remmen. De EPB-kabelboom speelt de rol van een brug voor het verzenden van elektrische signalen.

2 EPB-draadbuig- en breukverschijnselen en aanverwante factoren
2.1 Het fenomeen van draadbreuk
De EPB-kabelboom is via rubberen omhulsels van de kabelboom aan de draagarm en de longitudinale zwenkarm van het carrosseriechassis bevestigd, kunststof gespen, beugels en andere onderdelen. Wanneer de auto rijdt, de wielen hobbelen op en neer door het oneffen wegdek, waardoor de longitudinale zwenkarm op het chassis een heen en weer gaande beweging maakt, vergelijkbaar met een slinger rond het vaste punt van de carrosseriesteunbalk.
De EPB-kabelboombuigtest simuleert de beweging van de kabelboom in de echte voertuigomgeving, buigen en zwaaien met een frequentie van 2,5 Hz in het bereik van -30°C tot normale temperatuur. Voor de test moet de kabelboom binnen de vereiste levensduur een aantal keren worden gebogen om ervoor te zorgen dat het uiterlijk van de kabelboom niet wordt beschadigd en dat het signaal niet wordt onderbroken. Uit de buigtest bleek dat de breukpositie van de kabelboom zich nabij het vaste punt van het bewegende gedeelte bevond.

Figuur 2, Kabelboombreuk en dwarsdoorsnede
Foto's van de breuklocatie en dwarsdoorsnede van de geleider tijdens de test laten zien dat het breukoppervlak van de kerndraad zowel een vlakke doorsnede als een ronde doorsnede heeft, vergelijkbaar met die van een kogel. Het laat zien dat de koperen geleider onderhevig is aan zowel schuifkracht als trekkracht wanneer deze wordt blootgesteld aan externe krachten.
2.2 Analyse van de geleiderkracht
Wanneer het voertuig rijdt, de EPB-kabelboom wordt door de longitudinale zwenkarm van het carrosseriechassis getrokken om hoogfrequente symmetrische bochten te vormen, plaatselijke buiging veroorzaken, vervorming en schade aan de draden. De accumulatie van lokale cyclische plastische vervorming is de fundamentele oorzaak van schade door metaalmoeheid. De buigvorm en spanningsanalyse zijn als volgt.
Figuur 3 Buigprincipe van kabelbomen en krachtdiagram
De koperdraden zijn aan de buitenkant van de boog ernstig uitgerekt en vervormd, en wederzijdse extrusievervorming wordt gevormd in het binnengebied van de boog.
① Axiale trekkracht F1: Botsingen van het voertuig zorgen ervoor dat de longitudinale zwenkarm op en neer zwaait, en de kabelboom wordt in een bepaalde richting getrokken en buigt. Tijdens dit proces wordt een hoek ∠a gevormd, en de trekkracht F genereert een axiale trekkracht F1 in de richting ∠a; F1=F*Cos a, en de afname van de hoek a zal ervoor zorgen dat de axiale trekkracht F1 toeneemt.
② Radiale schuifkracht F2: De kabelboom wordt in een bepaalde richting getrokken en buigt, waarbij een hoek ∠a wordt gevormd. De trekkracht F produceert een componentkracht in de ∠a-richting, dat is de schuifkracht F2; F2=F*sin a, en de toename van de hoek van a zal ervoor zorgen dat de schuifkracht F2 toeneemt. Herhaaldelijke afwisselende trek- en schuifkrachten veroorzaken een lichte vervorming van de kerndraad. De superpositie van honderdduizenden kleine vervormingen leidt uiteindelijk tot de faalwijze van vermoeidheidsbreuken.

2.3 Geleidermateriaal van EPB-kabelboom
2.3.1 De EPB-kabelboom is een kabelboom voor auto's, en de draden zijn gemaakt van meeraderige koperdraden. De fysieke eigenschappen van het kopermateriaal in de kerndraad bepalen de mechanische basiseigenschappen van de EPB-kabelboomgeleider. Koper is een metaalkristal. De relatie tussen de grootte van de korrels en de sterkte van het metaal laat zien dat hoe kleiner de korrels zijn, hoe beter de mechanische eigenschappen van het metaal, zoals sterkte, taaiheid, en plasticiteit. Korrelverfijning is een van de belangrijke middelen om de mechanische eigenschappen van metalen te verbeteren. Uit de Hall-Petch-relatie:

σy vertegenwoordigt de vloeigrens van het materiaal;
σ0 vertegenwoordigt de roosterwrijvingsweerstand die wordt geproduceerd bij het verplaatsen van een enkele dislocatie;
Ky is een constante die verband houdt met het type en de aard van het materiaal en de korrelgrootte;
d gemiddelde korreldiameter.
Het effect van korrelverfijning op de metaalsterkte wordt beschreven door de HP-relatie. Uit de metallografische structuurtest blijkt dat de kristalkorrelgrootte in de metallografische structuur van de gebroken koperdraad relatief groot is, de gemiddelde korrelgrootte, en de uniformiteit van de korrels beïnvloedt de taaiheid en sterkte van de koperen kerndraad. Zie afbeelding 4.

Figuur 4 Metallografisch analysediagram van gebroken geleiderkerndraad

2.3.2 De verhouding kopermateriaal in de kerndraad van de EPB-kabelboom beïnvloedt de rek bij breuk van de kerndraad. De geleiders gebruiken in dit geval vertinde kerndraden, waardoor het aandeel koper in de kerndraden wordt verminderd.
Figuur 5 laat zien dat de rek bij breuk van vertinde koperen kerndraad kleiner is dan die van blanke koperen kerndraad. De gegalvaniseerde koperen kerndraad met verminderde rek bij breuk vermindert de buigweerstand van de EPB-kabelboom en verhoogt het risico op breuk.

Figuur 5 Rek bij breuk van draden met verschillende coatings

2.3.3 De draadstructuur beïnvloedt de taaiheid van de draad, waardoor de buigweerstand van de EPB-kabelboom wordt beïnvloed. Hoe groter het aantal kerndraden, hoe hoger de algehele taaiheid van de draad, wat meer bevorderlijk is voor de weerstand van de EPB-kabelboom tegen vermoeidheidsbreuken veroorzaakt door buigen. De draden van de EPB-kabelboom zijn in dit geval inclusief 2 2.5mm2 koperdraden en 2 0.5mm2 koperdraden.
Onder hen, de kerndiameter van de draad van 0,5 mm2 is 0,15 mm, en het nummer is 28. Het aantal kerndraden is te klein en de diameter is te groot, wat de algemene mechanische eigenschappen van de geleider beïnvloedt.

2.4 Analyse van de buitenste beschermlaag van de EPB-kabelboom
De geïntegreerde kabel van de kapotte EPB-harnas bevatte vier geleiders en een buitenste beschermlaag van PVC-materiaal. De beschermlaag is nauw verbonden met de vier draden, bijna als een stijf lichaam. Uit analyse blijkt dat de vier draden in de buitenste beschermlaag tijdens het buigproces geen bufferruimte hebben en moeilijk uit te zetten of te krimpen zijn, waardoor ernstige spanningsconcentratie en breuk ontstaan.

2.5 Installatiepuntanalyse EPB-kabelboom
De EPB-kabelboom wordt via een mechanische perspassing aan het carrosseriechassis bevestigd. De bevestigingspunten zijn gemaakt van polyurethaan-elastomeer PUR, met een materiaalhardheid van 95A. Het ontbreken van afgeronde randen, gebrek aan elasticiteit en buffereffect bij belasting is een andere factor die breuk van EPB-kabelbomen veroorzaakt. In dit geval, het gebrek aan elastische buffering en het energieabsorberende effect op de buigspanning leiden tot vermoeidheidsbreuken als gevolg van schuifspanningsconcentratie op het vaste punt van de kabelboom.

2.6 Analyse van EPB-harnaslengte
Na testanalyse, de lengte van EPB-kabelboomdraden heeft een beperkte maatmarge in het dynamische gebied. Er zit duidelijk spanning in het harnas tussen de twee vaste punten. Tijdens het buigproces, terwijl het bewegende gedeelte van de kabelboom aan spanning wordt blootgesteld, de toename van de buighoek intensiveert de concentratie van schuifspanning, waardoor de kabelboom breekt.

3 Optimalisatieplan en experiment
Bij het ontwerp en de selectie van kabelboomdraden voor auto's moet de nadruk liggen op de functie en omgeving van de kabelboom. De EPB-kabelboom wordt geïnstalleerd in het dynamische buiggebied van het carrosseriechassis en het parkeersysteem bepaalt dat de EPB-kabelboom een ​​speciale autokabelboom is en een veiligheidsonderdeel is. suggesties hieronder:
3.1 Definieer het draadtype op basis van de vereisten voor buigweerstand, en selecteer blank koper met een hoge korrelgrootte en ultraflexibele draden met een groot aantal kerndraden om aan de vereisten voor de buiglevensduur te voldoen. Om de sterkte van de draad te garanderen, het minimale dwarsdoorsnedeoppervlak van de autodraad mag niet minder zijn dan 0,5 mm2. Volgens Duitse norm LV112-1, kies voor ultraflexibel blank koperdraad:

3.2 Definieer de externe beschermlaag en dwarsdoorsnedestructuur van de draad op basis van de spanningsvereisten om buigspanning effectief over te brengen en te kanaliseren. Kies de structuur van draad plus behuizing, en definieer de slijtvastheidsgraad en temperatuurgraad van het materiaal. Stel de volumeverhouding van de geleiders in de behuizing redelijkerwijs zo in dat de geleiders binnen een klein bereik kunnen uitzetten en samentrekken en de spanningsconcentratie kunnen verminderen.
3.3 Bepaal de lijnlengte en tolerantie op basis van de krachtvereisten. Over het algemeen gesproken, de lengte van elk onderdeel van de autokabelboom wordt bepaald op basis van de daadwerkelijke plaatsing van de elektrische apparaten op de carrosserie. Bij de feitelijke tolerantie moet rekening worden gehouden met de vereisten voor de montage van de kabelboom en hun interferentieproblemen onder dynamische en statische omstandigheden. Door de invloed van schuifkracht tijdens buigbeweging, de lengte moet iets extra zijn, afhankelijk van de werkelijke lengte van de lijn. Over het algemeen gesproken, de redundantie ligt tussen 3% En 5%.
3.4 Definieer bevestigingspuntmaterialen op basis van spanningsvereisten. Verlaag de hardheid van het EPB-kabelboom vastpuntmateriaal PUR naar 75A, elimineer de rechthoekige randen van het vaste punt, afgeronde hoeken vergroten, stressconcentratie verminderen, en verbeter de levensduur van de buigweerstand.
3.5 Voer een buigtest uit na het optimaliseren van de EPB-harnas zoals hierboven vermeld. De buighoek van de kabelboom op de bank nam af, en de stressconcentratie werd aanzienlijk verminderd. Nadat de volledige buigtest van de kabelboom is bereikt 1 miljoen keer, het uiterlijk van de draad was onberispelijk, er is geen breuk opgetreden, en de elektrische signaaloverdracht was normaal.
Figuur 6 Geoptimaliseerde doorsnede en geoptimaliseerde buigtest

4 Conclusie
① De mogelijke oorzaken van breuk van de EPB-kabelboom worden diepgaand geanalyseerd op basis van de locatie waar de EPB-kabelboom van de auto breekt, de gebroken dwarsdoorsnede, het materiaal van de draad, en de installatiemethode.
② De experimentele methode werd gebruikt om een ​​diepgaande analyse uit te voeren van de spanning op het breken van de EPB-kabelboom en om de oorzaak van het breken van de EPB-kabelboom te bevestigen.
③ Formuleer een materiaalkeuzeplan voor de meeraderige koperen geleiders van de EPB-kabelboom voor auto's, en definieer de principes voor de buitenste beschermlaag van de geleiders, de lengte van de kabelboom in het bewegingsgebied, en de materiaalhardheid van het installatiepunt. Door vergelijkende analyse voor en na de implementatie van het verbeterplan, de nauwkeurigheid van het optimalisatieplan werd geverifieerd en vormde een referentie voor de analyse en oplossing van soortgelijke problemen.