Problém o rozbití spojenia EPB

Analýza a protiopatrenia problému poškodenia elektronickej parkovacej brzdy (EPB) spojovací postroj
I. Príčiny zlomenia
Nedostatočný materiál a konštrukčné riešenie
Materiál drôtu má príliš malú veľkosť zrna alebo vonkajší ochranný plášť má príliš vysokú objemovú rýchlosť, čo má za následok nedostatočný výkon proti únave v ohybe‌.
Počet žíl káblového zväzku je príliš malý, a dlhodobý stres je náchylný spôsobiť riziko zlomenia‌.
Miesto inštalácie a vplyv na životné prostredie
Popruh EPB je väčšinou inštalovaný v oblasti zavesenia podvozku vozidla, ktorý je náchylný na vonkajšie vplyvy, namáhanie vibráciami alebo ohybom.
Dlhodobé vystavenie vysokej teplote a vlhkému prostrediu môže urýchliť starnutie postroja, spôsobí, že izolačná vrstva skrehne alebo kovový drôt koroduje a zlomí sa.
‌mechanická únava a strata používania‌
Opakované ohýbanie, naťahovanie a iné činnosti počas jazdy môžu spôsobiť únavu a zlomenie drôtu vo vnútri postroja‌.
Konektor káblového zväzku je uvoľnený alebo nesprávne pripevnený, zhoršenie lokálnej koncentrácie stresu.

Elektrická parkovacia brzda (EPB) zväzok

EPB sa neuvoľňuje:
EPB sa po zapojení nemusí uvoľniť, spôsobí, že vozidlo zostane stáť.
Kontrolka poruchy (Mlčanie):
Výstražná kontrolka na prístrojovej doske môže signalizovať problém so systémom EPB.
Servisné správy:
Na displeji vozidla sa môžu zobrazovať správy týkajúce sa zlyhania systému EPB alebo vyžadujúceho servis.
Uvoľnený alebo poškodený postroj:
Skontrolujte káblový zväzok, či nevykazuje známky poškodenia, ako rozstrapkanie, zlomené drôty, alebo korózii.
Uvoľnené pripojenia:
Skontrolujte uvoľnené spoje v postroji, hlavne pri konektoroch.
Riešenie problémov a opravy:
Vizuálna kontrola:
Starostlivo skontrolujte káblový zväzok pozdĺž modulu EPB, vrátane konektorov a vodičov.
Test kontinuity:
Pomocou multimetra otestujte kontinuitu vodičov vo zväzku. Ak dôjde k prerušeniu obvodu, multimeter bude vykazovať vysoký odpor alebo an “OL” (mimo limitov) čítanie, podľa Advance Auto Parts.
Výmena konektora:
Ak je konektor poškodený alebo skorodovaný, zvážte jeho výmenu za nový, podľa Národného úradu pre bezpečnosť cestnej premávky (.vlád).
Výmena postroja:
Ak je postroj značne poškodený, môže byť potrebná výmena celého postroja.
Odborná pomoc:
Ak si nie ste istí diagnostikou alebo opravou postroja, najlepšie je poradiť sa s kvalifikovaným mechanikom.

Elektrická parkovacia brzda (EPB) & Auto Hold nefunguje & EPB Auto Hold Svieti kontrolka parkovacej brzdy

Ii. Riešenie
Optimalizujte štruktúru a materiál postroja
Zvýšte veľkosť zrna medeného vodiča, zvýšiť počet jadier, a znížte objemovú rýchlosť ochranného puzdra, aby sa zvýšila odolnosť proti ohybu. Na zníženie priameho účinku vonkajšieho napätia na drôt použite viacvrstvovú tieniacu štruktúru alebo pružný materiál plášťa.
Vymeňte alebo opravte zlomené postroje Skontrolujte bod zlomu postroja, opraviť alebo vymeniť poškodenú časť, a uistite sa, že konektor je stabilný a nemá zlý kontakt. ‌ ‌Profesionálna detekcia a reset systému ‌ Použite diagnostický prístroj na načítanie chybového kódu systému EPB, potvrďte chybu súvisiacu s káblovým zväzkom a vykonajte reset softvéru. Ak prerušenie spôsobí prerušenie prenosu signálu, parametre systému je potrebné prekalibrovať cez ECU. ‌
Iii. Preventívne opatrenia ‌Pravidelná kontrola a údržba ‌ Zamerajte sa na kontrolu stavu upevnenia a celistvosti vzhľadu káblového zväzku podvozku, aby ste predišli poškodeniu spôsobenému uvoľnením alebo trením. Optimalizujte proces návrhu a inštalácie vo fáze návrhu vozidla, primerane naplánujte smer postroja, vyhýbajte sa oblastiam s vysokou frekvenciou vibrácií, a prijať redundantný dizajn proti ohýbaniu. ‌ ‌Vyhnite sa nadmernému ohýbaniu a nárazu vonkajšej sily ‌ Znížte mechanické zaťaženie postroja počas ostrých zákrut a hrboľatých ciest pri každodennom používaní, aby ste predĺžili životnosť ‌

Ak problém nemožno vyriešiť konvenčnými prostriedkami, odporúča sa obrátiť sa na odbornú organizáciu údržby kvôli systematickej kontrole a oprave, aby sa predišlo bezpečnostným rizikám spôsobeným vlastnou prevádzkou.

Zameranie na problém zlomenia káblového zväzku automobilového EPB v simulovanom ohybovom teste skutočného vozidla. V tomto článku, inžinieri káblových zväzkov komplexne analyzujú faktory súvisiace s prasknutím drôtu, a kombinovať metódy experimentálnej analýzy s cieľom analyzovať a vyhodnotiť spoľahlivosť drôtov automobilového zväzku vodičov EPB proti únavovému lomu v ohybe. Je navrhnutých niekoľko riešení a skúmané efekty ich implementácie. Výsledky ukazujú, že je praktickejšie optimalizovať zrnitosť medeného vodiča a štruktúru drôtu, zvýšiť počet žilových drôtov, a znížiť objemový pomer vonkajšieho ochranného plášťa drôtu. Môže účinne znížiť pravdepodobnosť prerušenia vodiča káblového zväzku automobilového EPB.

0 Predslov
S rýchlym rozvojom automobilového priemyslu, bezpečnosť automobilov je prvým ukazovateľom dizajnu a výroby automobilov. Pomocou moderných technológií a pokrokových prostriedkov, rôzne možné spôsoby a riešenia na ďalšie zlepšenie bezpečnosti môžu urobiť autá ako dopravný prostriedok bezpečnejším. Ako brzdový systém, systém PEB je hlavným bezpečnostným systémom a dôležitým faktorom pri meraní bezpečnostných noriem automobilov. Rozsiahla aplikácia elektronických parkovacích systémov EPB v automobiloch zohráva dôležitú úlohu pri zlepšovaní bezpečnosti a jazdného komfortu automobilov. Elektronický zväzok EPB je neoddeliteľnou súčasťou systému, a jeho spoľahlivosť priamo ovplyvňuje spoľahlivosť celého automobilového systému EPB. Tento článok študuje najmä spoľahlivosť automobilových káblových zväzkov EPB proti ohybu a zlomeniu.
Ako súčasť automobilového káblového zväzku, automobilový káblový zväzok EPB integruje káble EPB a ABS a je inštalovaný v oblasti zavesenia podvozku karosérie. Táto časť je vystavená nárazom a korózii z vonkajšej strany karosérie, ako aj veľké množstvo mechanického pohybu od pozdĺžneho výkyvného ramena. Preto, PEB kladie vysoké požiadavky na odolnosť káblového zväzku v ohybe. Keď auto jazdí kvôli nerovnému stavu vozovky, výkyv pozdĺžneho výkyvného ramena v systéme zavesenia podvozku karosérie ťahá zväzok káblov EPB do nepretržitého vysokofrekvenčného ohybu, čo spôsobí, že sa drôty v tejto časti ohnú a zlomia. Tento režim zlyhania je stredobodom tohto článku.
Značka 1, automobilové pracovné prostredie káblových zväzkov EPB a štruktúra systému EPB
Automobilový EPB (Elektrická parkovacia brzda) system je skratka pre elektronický parkovací systém. Nahrádza tradičnú pákovú ručnú brzdu, ale je bezpečnejšia a nemení brzdný účinok v dôsledku sily vodiča. Premeňte tradičnú pákovú ručnú brzdu na tlačidlo na dosah ruky. Ide o technológiu, ktorá realizuje parkovaciu brzdu elektronickým ovládaním.
Systém obsahuje tlačidlový spínač EPB, elektronická riadiaca jednotka ECU, automobilový káblový zväzok EPB a káblový zväzok ABS, Snímač rýchlosti ABS, brzdový motor, redukčný prevodový mechanizmus a brzdový strmeň a ďalšie komponenty. Snímač rýchlosti ABS prevádza signál rýchlosti vozidla detekovaný počas jazdy vozidla na elektrický signál, a prenáša elektrický signál do ECU cez káblový zväzok EPB. ECU potom vydá pokyny na ovládanie brzdových strmeňov na brzdenie kolies. Káblový zväzok EPB hrá úlohu mostíka na prenos elektrických signálov.

2 javy ohýbania a lomu drôtu EPB a súvisiace faktory
2.1 Fenomén prerušenia drôtu
Káblový zväzok EPB je pripevnený k nosnému ramenu a pozdĺžnemu výkyvnému ramenu podvozku karosérie cez gumové plášte zväzku káblov, plastové spony, konzoly a iné diely. Keď auto jazdí, kolesá narážajú nahor a nadol kvôli nerovnému povrchu vozovky, čo spôsobuje, že pozdĺžne výkyvné rameno na podvozku vykoná vratný pohyb podobný kyvadlu okolo pevného bodu nosníka karosérie.
Test ohybu káblového zväzku EPB simuluje pohyb káblového zväzku v reálnom prostredí vozidla, ohýbanie a kývanie pri frekvencii 2,5Hz v rozsahu od -30°C do normálnej teploty. Test vyžaduje, aby sa káblový zväzok niekoľkokrát ohol počas požadovanej životnosti, aby sa zaistilo, že sa nepoškodí vzhľad káblového zväzku a nepreruší sa signál. Skúška ohybom zistila, že poloha pretrhnutia káblového zväzku bola blízko pevného bodu pohyblivej časti.

Značka 2, Zlomenie káblového zväzku a pohľad na prierez
Fotografie miesta zlomu a prierezu vodiča počas testu ukazujú, že povrch zlomu jadrového drôtu má plochý aj zaoblený prierez podobný ako pri guľke.. Ukazuje, že medený vodič je vystavený šmykovej aj ťahovej sile, keď je vystavený vonkajším silám.
2.2 Analýza sily vodiča
Keď vozidlo jazdí, káblový zväzok EPB je ťahaný pozdĺžnym výkyvným ramenom podvozku karosérie a vytvára vysokofrekvenčné symetrické ohyby, spôsobujúce lokálne ohýbanie, deformácia a poškodenie drôtov. Hromadenie lokálnej cyklickej plastickej deformácie je základnou príčinou únavového poškodenia kovov. Jeho tvar ohybu a analýza napätia sú nasledovné.
Značka 3 Princíp ohýbania káblového zväzku a diagram sily
Medené drôty sú silne natiahnuté a deformované vo vonkajšej oblasti oblúka, a vo vnútornej oblasti oblúka sa vytvorí vzájomná deformácia vytláčaním.
① Axiálna ťažná sila F1: Nárazy vozidla spôsobujú, že sa pozdĺžne výkyvné rameno kýva hore a dole, a káblový zväzok sa ťahá v určitom smere a ohýba sa. Počas tohto procesu sa vytvorí uhol ∠a, a ťažná sila F generuje axiálnu ťažnú silu F1 v smere ∠a; F1=F*Cos a, a zmenšenie uhla a spôsobí zvýšenie axiálnej ťažnej sily F1.
② Radiálna šmyková sila F2: Káblový zväzok sa ťahá v určitom smere a ohýba sa, zviera uhol ∠a. Trakčná sila F vytvára zložkovú silu v smere ∠a, čo je šmyková sila F2; F2=F*sin a, a zväčšenie uhla a spôsobí zvýšenie šmykovej sily F2. Opakované striedavé ťahové a šmykové sily spôsobujú miernu deformáciu jadrového drôtu. Superpozícia stoviek tisíc drobných deformácií v konečnom dôsledku vedie k poruchovému režimu únavového lomu.

2.3 Materiál vodičov EPB káblového zväzku
2.3.1 Káblový zväzok EPB je zväzok vodičov pre automobily, a jeho drôty sú vyrobené z viacžilových medených drôtov. Fyzikálne vlastnosti medeného materiálu v jadrovom drôte určujú základné mechanické vlastnosti vodiča EPB zväzku drôtov. Meď je kovový kryštál. Vzťah medzi veľkosťou zŕn a pevnosťou kovu ukazuje, že čím menšie sú zrná, tým lepšie mechanické vlastnosti kovu, ako je pevnosť, húževnatosť, a plasticity. Zušľachťovanie zrna je jedným z dôležitých prostriedkov na zlepšenie mechanických vlastností kovov. Zo vzťahu Hall-Petch:

σy predstavuje medzu klzu materiálu;
σ0 predstavuje odpor trenia mriežky, ktorý vzniká pri pohybe jednej dislokácie;
Ky je konštanta súvisiaca s typom a povahou materiálu a veľkosťou zrna;
d stredný priemer zrna.
Vplyv zjemnenia zrna na pevnosť kovu je opísaný vzťahom H-P. Skúška metalografickej štruktúry ukazuje, že veľkosť kryštálového zrna v metalografickej štruktúre prerušeného medeného drôtu je relatívne veľká, priemerná veľkosť zrna, a rovnomernosť zŕn ovplyvňuje húževnatosť a pevnosť medeného jadrového drôtu. Pozri obrázok 4.

Značka 4 Schéma metalografickej analýzy zlomeného vodiča

2.3.2 Pomer medeného materiálu v jadrovom drôte EPB káblového zväzku ovplyvňuje predĺženie pri pretrhnutí jadrového drôtu. Vodiče v tomto prípade používajú pocínované jadrové drôty, čo znižuje podiel medi v jadrových drôtoch.
Značka 5 ukazuje, že predĺženie pri pretrhnutí pocínovaného drôtu s medeným jadrom je menšie ako predĺženie drôtu s holým medeným jadrom. Pozinkovaný drôt s medeným jadrom so zníženým predĺžením pri pretrhnutí znižuje ohybový odpor káblového zväzku EPB a zvyšuje riziko zlomenia.

Značka 5 Predĺženie pri pretrhnutí drôtov s rôznymi povlakmi

2.3.3 Štruktúra drôtu ovplyvňuje húževnatosť drôtu, čím sa ovplyvňuje odolnosť káblového zväzku EPB v ohybe. Čím väčší je počet jadrových drôtov, tým vyššia je celková húževnatosť drôtu, čo viac prispeje k odolnosti káblového zväzku EPB proti únavovému lomu spôsobenému ohybom. Drôty káblového zväzku EPB v tomto prípade zahŕňajú 2 2.5mm2 medené drôty a 2 0.5medené drôty mm2.
Medzi nimi, priemer jadra drôtu 0,5 mm2 je 0,15 mm, a číslo je 28. Počet žilových drôtov je príliš malý a priemer je príliš veľký, čo ovplyvňuje celkové mechanické vlastnosti vodiča.

2.4 Analýza vonkajšej ochrannej vrstvy EPB káblového zväzku
Integrovaný kábel zlomeného zväzku EPB obsahoval štyri vodiče a vonkajšiu ochrannú vrstvu z PVC materiálu. Jeho ochranná vrstva je tesne pripevnená k štyrom drôtom, skoro ako pevné telo. Analýza ukazuje, že štyrom drôtom vo vonkajšej ochrannej vrstve chýba nárazníkový priestor počas procesu ohýbania a je ťažké ich roztiahnuť alebo stiahnuť, spôsobuje silnú koncentráciu stresu a zlomenie.

2.5 Analýza bodu inštalácie káblového zväzku EPB
Káblový zväzok EPB je pripevnený k podvozku karosérie pomocou mechanického uchytenia. Upevňovacie body sú vyrobené z polyuretánového elastoméru PUR, s tvrdosťou materiálu 95A. Nedostatok zaoblených hrán, nedostatok pružnosti a tlmiaci účinok pri pôsobení sily je ďalším faktorom, ktorý spôsobuje zlomenie káblového zväzku EPB. V tomto prípade, nedostatok elastického tlmenia a účinok absorpcie energie na ohybové napätie vedie k únavovému lomu v dôsledku koncentrácie šmykového napätia v pevnom bode káblového zväzku.

2.6 Analýza dĺžky postroja EPB
Po testovacej analýze, dĺžka káblov EPB zväzku má obmedzenú veľkosť v dynamickej oblasti. Medzi dvoma pevnými bodmi je zrejmé napätie v postroji. Počas procesu ohýbania, zatiaľ čo pohyblivá oblasť káblového zväzku je vystavená napätiu, zväčšenie uhla ohybu zintenzívni koncentráciu šmykového napätia, spôsobí pretrhnutie káblového zväzku.

3 Plán optimalizácie a experiment
Návrh a výber vodičov automobilových káblových zväzkov sa musí zamerať na funkciu a prostredie káblového zväzku. Káblový zväzok EPB sa inštaluje do oblasti dynamického ohybu podvozku karosérie a parkovací systém určí, že zväzok káblov EPB je špeciálny zväzok káblov do auta a je bezpečnostnou súčasťou.. návrhy nižšie:
3.1 Definujte typ drôtu na základe požiadaviek na odpor v ohybe, a vyberte si holú meď s vysokou veľkosťou zrna a ultraflexibilné drôty s veľkým počtom jadrových drôtov, aby ste splnili požiadavky na životnosť v ohybe. Aby sa zabezpečila pevnosť drôtu, minimálna plocha prierezu automobilového drôtu by nemala byť menšia ako 0,5 mm2. Podľa nemeckej normy LV112-1, vyberte si ultraflexibilný holý medený drôt:

3.2 Definujte vonkajšiu ochrannú vrstvu a štruktúru prierezu drôtu na základe požiadaviek na napätie, aby sa efektívne prenášalo a kanálové ohybové napätie. Vyberte si štruktúru drôtu a plášťa, a definovať stupeň odolnosti proti opotrebeniu a teplotný stupeň materiálu. Rozumne nastavte objemový pomer vodičov v puzdre tak, aby sa vodiče mohli rozširovať a sťahovať v malom rozsahu a znižovať koncentráciu napätia.
3.3 Určite dĺžku a toleranciu čiary na základe požiadaviek na silu. Všeobecne, dĺžka každej časti káblového zväzku automobilu je určená na základe skutočného umiestnenia elektrických spotrebičov na karosérii. Skutočná tolerancia by mala zohľadňovať požiadavky na zostavu káblového zväzku a problémy s ich interferenciou v dynamických a statických podmienkach. Vplyvom šmykovej sily pri ohýbacom pohybe, dĺžka by mala byť mierne extra podľa skutočnej dĺžky vlasca. Všeobecne, redundancia je medzi 3% a 5%.
3.4 Definujte materiály montážneho bodu na základe požiadaviek na napätie. Znížte tvrdosť materiálu PUR káblového zväzku EPB na 75A, odstráňte pravouhlé okraje pevného bodu, zvýšiť zaoblenie rohov, znížiť koncentráciu stresu, a zlepšiť životnosť v ohybe.
3.5 Po optimalizácii zväzku EPB, ako je uvedené vyššie, vykonajte skúšku ohybom. Uhol ohybu káblového zväzku na lavici sa zmenšil, a koncentrácia stresu bola výrazne znížená. Po dosiahnutí celého testu ohybu káblového zväzku 1 miliónkrát, vzhľad drôtu bol bezchybný, nedošlo k žiadnemu zlomu, a prenos elektrického signálu bol normálny.
Značka 6 Optimalizovaný prierez a optimalizovaný test ohybom

4 Záver
① Potenciálne príčiny pretrhnutia káblového zväzku EPB sa hĺbkovo analyzujú na základe miesta, kde sa káblový zväzok EPB vozidla zlomí, zlomený prierez, materiál drôtu, a spôsob inštalácie.
② Experimentálna metóda sa použila na vykonanie hĺbkovej analýzy napätia na pretrhnutie káblového zväzku EPB a potvrdenie príčiny pretrhnutia káblového zväzku EPB.
③ Sformulujte plán výberu materiálu pre viacžilové medené vodiče automobilového káblového zväzku EPB, a definovať zásady pre vonkajšiu ochrannú vrstvu vodičov, dĺžka káblového zväzku v oblasti pohybu, a tvrdosť materiálu miesta inštalácie. Prostredníctvom porovnávacej analýzy pred a po implementácii plánu zlepšovania, správnosť optimalizačného plánu bola overená a poskytla referenciu pre analýzu a riešenie podobných problémov.