Problemă de rupere a cablajului de conectare EPB

Analiza și contramăsuri ale problemei de rupere a frânei de parcare electronice (EPB) cablaj de conectare
I. Cauzele spargerii
Material insuficient și proiectare structurală
Materialul firului are granulație prea mică sau mantaua de protecție exterioară are o rată volumetrică prea mare, rezultând o performanță insuficientă la oboseală anti-îndoire‌.
Numărul de miezuri de cablaj de sârmă este prea mic, iar stresul pe termen lung este predispus să provoace risc de rupere‌.
‌Locația instalării și impactul asupra mediului‌
Hamul EPB este instalat în mare parte în zona de suspensie a șasiului vehiculului, care este susceptibilă la impact extern, vibrații sau solicitări de încovoiere‌.
Expunerea pe termen lung la temperaturi ridicate și mediu umed poate accelera îmbătrânirea hamului, ceea ce face ca stratul de izolație să devină casant sau să corodeze și să rupă firul metalic‌.
Oboseală mecanică și pierderi de utilizare
Îndoire repetată, întinderea și alte acțiuni în timpul conducerii vehiculului pot provoca oboseală și ruperea firului din interiorul cablajului‌.
Conectorul cablajului este slăbit sau fixat incorect, exacerbarea concentrației locale de stres‌.

Frână de parcare electrică (EPB) cablaj

EPB nu se lansează:
Este posibil ca EPB să nu se elibereze după ce a fost cuplat, determinând vehiculul să rămână staționar.
Lampa indicatoare de defecțiune (MIL):
O lumină de avertizare pe tabloul de bord poate indica o problemă cu sistemul EPB.
Mesaje de serviciu:
Ecranul mașinii poate afișa mesaje legate de defecțiunea sistemului EPB sau care necesită service.
Ham slăbit sau deteriorat:
Verificați cablajul pentru orice semne de deteriorare, ca stricarea, fire rupte, sau coroziune.
Conexiuni libere:
Verificați dacă nu există conexiuni slăbite în cablaj, mai ales la conectori.
Depanare și reparare:
Inspecție vizuală:
Examinați cu atenție cablajul de-a lungul modulului EPB, inclusiv conectorii și firele.
Test de continuitate:
Utilizați un multimetru pentru a testa continuitatea firelor din cablaj. Dacă există o pauză în circuit, multimetrul va arăta o rezistență ridicată sau an “OL” (din limite) lectură, conform Advance Auto Parts.
Înlocuirea conectorului:
Dacă un conector este deteriorat sau corodat, luați în considerare înlocuirea lui cu una nouă, conform Administraţiei Naţionale pentru Siguranţa Traficului pe Autostrăzi (.guvern).
Înlocuire ham:
Dacă hamul este grav deteriorat, poate fi necesară înlocuirea întregului ham.
Asistență profesională:
Dacă nu sunteți sigur despre diagnosticarea sau repararea hamului, cel mai bine este să consultați un mecanic calificat.

Frână de parcare electrică (EPB) & Auto Hold nu funcționează & EPB Auto Hold Lumină frână de parcare

Ii. Soluţie
‌Optimizați structura și materialul hamului‌
Măriți dimensiunea granulelor conductorului de cupru, crește numărul de nuclee, și reduceți rata volumetrică a tecii de protecție pentru a îmbunătăți capacitatea anti-îndoire‌. Utilizați o structură de ecranare cu mai multe straturi sau un material de înveliș flexibil pentru a reduce efectul direct al tensiunii externe asupra firului.
‌Înlocuiți sau reparați hamurile stricate ‌ Verificați punctul de rupere al hamului, reparați sau înlocuiți piesa deteriorată, și asigurați-vă că conectorul este stabil și nu are un contact slab. ‌ ‌Detecție profesională și resetare a sistemului ‌ Utilizați un instrument de diagnosticare pentru a citi codul de eroare a sistemului EPB, confirmați defecțiunea legată de cablaj și efectuați o resetare software. Dacă întreruperea provoacă întreruperea transmisiei semnalului, parametrii sistemului trebuie recalibrați prin ECU. ‌
Iii. Măsuri preventive ‌Inspecție și întreținere regulată ‌ Concentrați-vă pe verificarea stării de fixare și a integrității aspectului cablajului șasiului pentru a evita deteriorarea cauzată de slăbire sau frecare. ‌ Optimizați procesul de proiectare și instalare ‌ În etapa de proiectare a vehiculului, planificați în mod rezonabil direcția hamului, evitați zonele cu vibrații de înaltă frecvență, și adoptă un design redundant anti-îndoire. ‌ ‌Evitați îndoirea excesivă și impactul cu forța externă ‌ Reduceți sarcina mecanică asupra hamului în timpul virajelor strânse și pe drumurile accidentate în timpul utilizării zilnice pentru a prelungi durata de viață ‌

Dacă problema nu poate fi rezolvată prin mijloace convenționale, se recomandă să contactați o organizație profesionistă de întreținere pentru inspecție și reparație sistematică pentru a evita pericolele de siguranță cauzate de auto-operare.

Vizând problema ruperii cablajului EPB al automobilului în testul de îndoire simulat al vehiculului real. În acest articol, Inginerii cablajelor analizează cuprinzător factorii legați de ruperea sârmei, și combinați metode de analiză experimentală pentru a analiza și evalua fiabilitatea cablurilor cablajului de sârmă EPB pentru automobile împotriva ruperii prin oboseală la îndoire. Sunt propuse mai multe soluții și sunt studiate efectele implementării acestora. Rezultatele arată că este mai practic să optimizați dimensiunea granulelor conductorului de cupru și structura firului, crește numărul de fire de miez, și reduceți raportul de volum al mantalei de protecție exterioară a firului. Poate reduce în mod eficient probabilitatea de rupere a cablului cablajului EPB al automobilului.

0 Prefaţă
Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei auto, siguranța automobilelor este primul indicator al proiectării și producției de automobile. Prin utilizarea tehnologiei moderne și a mijloacelor avansate, diverse moduri și soluții posibile pentru a îmbunătăți și mai mult siguranța pot face mașinile ca mijloc de transport mai sigure. Ca sistem de frânare, sistemul PEB este un sistem major de siguranță și un factor important în măsurarea standardelor de siguranță auto. Aplicarea extinsă a sistemelor electronice de parcare EPB în automobile joacă un rol important în îmbunătățirea siguranței și a confortului de rulare al automobilelor.. Cablajul EPB este o parte integrantă a sistemului, iar fiabilitatea sa afectează în mod direct fiabilitatea întregului sistem EPB auto. Acest articol studiază în principal fiabilitatea cablajelor de sârmă EPB auto împotriva îndoirii și ruperii.
Ca parte a cablajului auto, cablajul de cabluri EPB auto integrează fire EPB și fire ABS și este instalat în zona de suspensie a șasiului caroseriei. Această piesă este supusă atât impactului, cât și coroziunii din exteriorul caroseriei mașinii, precum și o cantitate mare de mișcare mecanică de la brațul oscilant longitudinal. Prin urmare, PEB impune cerințe ridicate privind rezistența la îndoire a cablajului de sârmă. Când mașina circulă din cauza condițiilor de drum neuniforme, oscilația brațului oscilant longitudinal din sistemul de suspensie a șasiului caroseriei trage cablajul de fire EPB într-o îndoire continuă de înaltă frecvență, determinând firele din această secțiune să se îndoaie și să se rupă. Acest mod de eșec este punctul central al acestui articol.
Figura 1, Mediul de lucru al cablajului EPB pentru automobile și structura sistemului EPB
EPB auto (Frână de parcare electrică) system este abrevierea pentru sistemul electronic de parcare. Înlocuiește frâna de mână tradițională, dar este mai sigură și nu modifică efectul de frânare datorită forței șoferului. Transformă frâna de mână tradițională într-un buton la îndemână. Este o tehnologie care realizeaza frana de parcare prin control electronic.
Sistemul include comutator cu buton EPB, Unitate electronică de control ECU, cablaj auto EPB și cablaj ABS, Senzor de viteza ABS, motor de frână, mecanism de reducție și etrier de frână și alte componente. Senzorul de viteză ABS transformă semnalul de viteză al vehiculului detectat în timpul conducerii mașinii într-un semnal electric, și transmite semnalul electric către ECU prin cablarea EPB. ECU emite apoi instrucțiuni pentru a controla etrierele de frână pentru a frâna roțile. Cablul de fire EPB joacă rolul de punte pentru transmiterea semnalelor electrice.

2 Fenomenele de îndoire și rupere a firului EPB și factorii aferenti
2.1 Fenomenul de rupere a firului
Cablul de sârmă EPB este fixat de brațul de susținere și de brațul oscilant longitudinal al șasiului caroseriei prin teci de cauciuc al cablajului de sârmă, catarame din plastic, paranteze și alte părți. Când mașina conduce, roțile se ciocnesc în sus și în jos din cauza suprafeței neuniforme a drumului, ceea ce face ca brațul oscilant longitudinal de pe șasiu să facă o mișcare alternativă similară cu un pendul în jurul punctului fix al grinzii de susținere a caroseriei.
Testul de îndoire a cablajului de sârmă EPB simulează mișcarea cablajului de sârmă în mediul real al vehiculului, îndoire și balansare la o frecvență de 2,5 Hz în intervalul de la -30 ° C până la temperatura normală. Testul necesită ca cablajul de sârmă să fie îndoit de mai multe ori în timpul duratei de viață cerute pentru a asigura nicio deteriorare a aspectului cablajului și nicio întrerupere a semnalului.. Testul de îndoire a constatat că poziția de rupere a cablajului de sârmă era aproape de punctul fix al secțiunii în mișcare.

Figura 2, Ruperea cablajului de sârmă și vedere în secțiune transversală
Fotografiile locației ruperii și secțiunii transversale a conductorului în timpul testului arată că suprafața de rupere a firului de miez are atât o secțiune transversală plată, cât și o secțiune transversală rotunjită, similară cu cea a unui glonț.. Acesta arată că conductorul de cupru este supus atât forței tăietoare, cât și forței de tracțiune atunci când este supus forțelor externe.
2.2 Analiza forței conductorului
Când vehiculul conduce, cablajul EPB este tras de brațul oscilant longitudinal al șasiului caroseriei pentru a forma curbe simetrice de înaltă frecvență, determinând îndoire locală, deformarea și deteriorarea firelor. Acumularea deformării plastice ciclice locale este cauza fundamentală a deteriorarii prin oboseală a metalului. Forma sa de încovoiere și analiza tensiunii sunt după cum urmează.
Figura 3 Principiul de îndoire a cablajului de sârmă și diagrama forțelor
Firele de cupru sunt puternic întinse și deformate în zona exterioară a arcului, iar deformarea de extrudare reciprocă se formează în zona interioară a arcului.
① Forța de întindere axială F1: Denivelările vehiculului fac ca brațul oscilant longitudinal să se balanseze în sus și în jos, iar cablajul de sârmă este tras într-o anumită direcție și se îndoaie. În timpul acestui proces se formează un unghi ∠a, iar forța de tracțiune F generează o forță de tracțiune axială F1 pe direcția ∠a; F1=F*Cos a, iar scăderea unghiului a va determina creșterea forței axiale de tragere F1.
② Forța tăietoare radială F2: Cablul de sârmă este tras într-o anumită direcție și se îndoaie, formând un unghi ∠a. Forța de tracțiune F produce o forță componentă în direcția ∠a, care este forța tăietoare F2; F2=F*sin a, iar creșterea unghiului lui a va determina creșterea forței tăietoare F2. Tensiunea și forțele de forfecare alternante repetate provoacă o ușoară deformare a firului de miez. Suprapunerea a sute de mii de deformații minuscule duce în cele din urmă la modul de eșec al fracturii de oboseală.

2.3 Material conductor al cablajului EPB
2.3.1 Cablajul EPB este un cablaj pentru automobile, iar firele sale sunt realizate din fire de cupru multinucleu. Proprietățile fizice ale materialului de cupru din firul de miez determină proprietățile mecanice de bază ale conductorului cablajului EPB.. Cuprul este un cristal metalic. Relația dintre dimensiunea boabelor și rezistența metalului arată că, cu cât boabele sunt mai mici, cu atât sunt mai bune proprietățile mecanice ale metalului, cum ar fi rezistența, duritate, și plasticitate. Rafinarea cerealelor este unul dintre mijloacele importante de îmbunătățire a proprietăților mecanice ale metalelor. Din relația Hall-Petch:

σy reprezintă limita de curgere a materialului;
σ0 reprezintă rezistența la frecare a rețelei produsă la deplasarea unei singure dislocații;
Ky este o constantă legată de tipul și natura materialului și de mărimea granulelor;
d diametrul mediu al boabelor.
Efectul rafinării granulelor asupra rezistenței metalului este descris de relația H-P. Testul structurii metalografice arată că dimensiunea granulelor de cristal în structura metalografică a firului de cupru spart este relativ mare, mărimea medie a boabelor, iar uniformitatea boabelor afectează duritatea și rezistența firului de miez de cupru. Vezi figura 4.

Figura 4 Diagrama de analiză metalografică a firului conductor rupt

2.3.2 Raportul dintre materialul de cupru din firul de miez al cablajului de sârmă EPB afectează alungirea la rupere a firului de miez. Conductoarele în acest caz folosesc fire de miez placate cu cositor, ceea ce reduce proporția de cupru din firele de miez.
Figura 5 arată că alungirea la rupere a sârmei miez de cupru cositorit este mai mică decât cea a sârmei de cupru goale. Miezul de sârmă de cupru galvanizat cu alungire redusă la rupere reduce rezistența la îndoire a cablajului de sârmă EPB și crește riscul de rupere.

Figura 5 Alungirea la rupere a firelor cu diferite acoperiri

2.3.3 Structura firului afectează duritatea firului, afectând astfel rezistența la încovoiere a cablajului de sârmă EPB. Cu cât este mai mare numărul de fire de miez, cu atât duritatea generală a firului este mai mare, care este mai propice pentru rezistența cablajului de sârmă EPB la rupere prin oboseală cauzată de îndoire. Firele cablajului EPB în acest caz includ 2 2.5fire de cupru mm2 şi 2 0.5fire de cupru mm2.
Printre ei, diametrul miezului firului de 0,5 mm2 este de 0,15 mm, iar numărul este 28. Numărul de fire de miez este prea mic, iar diametrul este prea mare, care afectează proprietățile mecanice generale ale conductorului.

2.4 Analiza stratului de protecție exterior al cablajului de sârmă EPB
Cablul integrat al cablajului EPB rupt conținea patru conductori și un strat protector exterior din material PVC. Stratul său protector este strâns atașat de cele patru fire, aproape ca un corp rigid. Analiza arată că cele patru fire din interiorul stratului protector exterior nu au spațiu tampon în timpul procesului de îndoire și sunt dificil de extins sau contractat., provocând concentrare severă a stresului și rupere.

2.5 Analiza punctului de instalare al cablajului EPB
Cablajul EPB este fixat pe șasiu caroseriei printr-o potrivire prin interferență mecanică. Punctele de montare sunt realizate din elastomer poliuretanic PUR, cu o duritate a materialului de 95A. Lipsa marginilor rotunjite, lipsa elasticității și efectul de tamponare atunci când este supus forței este un alt factor care provoacă ruperea cablajului EPB. În acest caz, lipsa tamponării elastice și efectul de absorbție a energiei asupra tensiunii de încovoiere duc la rupere prin oboseală din cauza concentrării tensiunii de forfecare la punctul fix al cablajului de sârmă.

2.6 Analiza lungimii hamului EPB
După analiza testului, lungimea cablurilor cablajului EPB are o marjă de dimensiune limitată în regiunea dinamică. Există o tensiune evidentă în ham între cele două puncte fixe. În timpul procesului de îndoire, în timp ce zona în mișcare a cablajului de sârmă este supusă la tensiune, creşterea unghiului de încovoiere intensifică concentrarea efortului de forfecare, provocând ruperea cablajului de sârmă.

3 Plan de optimizare și experiment
Proiectarea și selecția cablurilor cablajului auto trebuie să se concentreze pe funcția și mediul cablajului. Cablul de sârmă EPB este instalat în zona de îndoire dinamică a șasiului caroseriei, iar sistemul de parcare a mașinii determină că cablajul de sârmă EPB este un cabl special de sârmă pentru mașină și este o parte de siguranță.. sugestii de mai jos:
3.1 Definiți tipul de sârmă pe baza cerințelor de rezistență la încovoiere, și selectați cupru gol cu ​​granulație mare și fire ultra-flexibile cu un număr mare de fire de miez pentru a îndeplini cerințele de viață la îndoire. Pentru a asigura rezistența firului, aria secțiunii transversale minime a firului auto nu trebuie să fie mai mică de 0,5 mm2. Conform standardului german LV112-1, alegeți un fir de cupru gol ultra-flexibil:

3.2 Definiți stratul de protecție extern și structura în secțiune transversală a sârmei pe baza cerințelor de stres pentru a transmite și a canaliza eficient tensiunea de încovoiere. Alegeți structura sârmei plus carcasă, și definiți gradul de rezistență la uzură și gradul de temperatură al materialului. Setați în mod rezonabil raportul de volum al conductorilor din carcasă, astfel încât conductorii să se poată extinde și să se contracte într-un interval mic și să reducă concentrația de tensiuni.
3.3 Determinați lungimea liniei și toleranța pe baza cerințelor de forță. În general vorbind, lungimea fiecărei părți a cablajului auto este determinată pe baza amplasării efective a aparatelor electrice pe caroserie. Toleranța reală ar trebui să ia în considerare cerințele ansamblului cablajului și problemele de interferență ale acestora în condiții dinamice și statice. Datorită influenței forței tăietoare în timpul mișcării de încovoiere, lungimea ar trebui să fie puțin suplimentară în funcție de lungimea reală a liniei. În general vorbind, redundanța este între 3% şi 5%.
3.4 Definiți materialele punctelor de montare pe baza cerințelor de stres. Reduceți duritatea materialului cu punct fix al cablajului de sârmă EPB PUR la 75A, eliminați marginile în unghi drept ale punctului fix, măriți colțurile rotunjite, reduce concentrația de stres, și îmbunătățirea duratei de viață a rezistenței la încovoiere.
3.5 Efectuați un test de îndoire după optimizarea cablajului EPB așa cum sa menționat mai sus. Unghiul de îndoire al cablajului de sârmă de pe bancă a scăzut, iar concentrația de stres a fost redusă semnificativ. După ce a fost atins întregul test de îndoire a cablajului de sârmă 1 de milioane de ori, aspectul firului era impecabil, nu s-a produs nicio rupere, iar transmisia semnalului electric a fost normală.
Figura 6 Secțiune transversală optimizată și test de îndoire optimizat

4 Concluzie
① Cauzele potențiale ale ruperii cablajului EPB sunt analizate în profunzime pe baza locației în care se rupe cablajul EPB al mașinii, secțiunea transversală spartă, materialul firului, și metoda de instalare.
② Metoda experimentală a fost utilizată pentru a efectua o analiză aprofundată a tensiunii asupra ruperii cablajului EPB și a confirma cauza ruperii cablajului EPB.
③ Formulați un plan de selecție a materialului pentru conductorii de cupru multinucleu ai cablajului auto EPB, și definiți principiile pentru stratul protector exterior al conductorilor, lungimea cablajului de sârmă în zona de mișcare, și duritatea materialului punctului de instalare. Prin analiza comparativa inainte si dupa implementarea planului de imbunatatire, a fost verificată acuratețea planului de optimizare și a oferit o referință pentru analiza și rezolvarea unor probleme similare.