Problem preloma povezave EPB

Analiza in protiukrepi problema zloma elektronske ročne zavore (EPB) priključni snop
I. Vzroki zloma
‌Nezadosten material in strukturna zasnova‌
Material žice ima prenizko velikost zrn ali pa ima zunanji zaščitni ovoj previsoko volumetrično hitrost, kar ima za posledico nezadostno učinkovitost proti upogibni utrujenosti‌.
Število žil kabelskega snopa je premajhno, in dolgotrajni stres lahko povzroči tveganje zloma‌.
‌Mesto namestitve in vpliv na okolje‌
Pas EPB je večinoma nameščen v območju vzmetenja šasije vozila, ki je dovzetna za zunanje vplive, vibracije ali upogibna obremenitev‌.
Dolgotrajna izpostavljenost visoki temperaturi in vlažnemu okolju lahko pospeši staranje pasu, zaradi česar izolacijska plast postane krhka ali kovinska žica korodira in se zlomi‌.
‌Mehanska utrujenost in izguba uporabe‌
Ponavljajoče se upogibanje, raztezanje in druga dejanja med vožnjo vozila lahko povzročijo utrujenost in zlom žice znotraj snopa‌.
Priključek kabelskega snopa je ohlapen ali nepravilno pritrjen, poslabšanje koncentracije lokalnega stresa‌.

Električna parkirna zavora (EPB) ožičen pas

EPB ne izdaja:
EPB se morda ne bo sprostil, ko je bil angažiran, zaradi česar vozilo miruje.
Indikatorska lučka okvare (Mil):
Opozorilna lučka na armaturni plošči lahko kaže na težavo s sistemom EPB.
Servisna sporočila:
Zaslon avtomobila lahko prikazuje sporočila v zvezi s tem, da sistem EPB odpove ali zahteva servis.
Zrahljan ali poškodovan pas:
Preglejte kabelski snop za znake poškodb, kot obrabljenost, zlomljene žice, ali korozija.
Ohlapne povezave:
Preverite ohlapne povezave v snopu, predvsem na konektorjih.
Odpravljanje težav in popravilo:
Vizualni pregled:
Previdno preglejte kabelski snop vzdolž modula EPB, vključno s priključki in žicami.
Test kontinuitete:
Z multimetrom preverite neprekinjenost žic v snopu. Če pride do prekinitve tokokroga, multimeter bo pokazal visok upor oz “OL” (izven meja) branje, glede na Advance Auto Parts.
Zamenjava priključka:
Če je konektor poškodovan ali zarjavel, razmislite o zamenjavi z novim, glede na nacionalno upravo za varnost v cestnem prometu (.gov).
Zamenjava jermena:
Če je jermen zelo poškodovan, morda bo potrebna zamenjava celotnega snopa.
Strokovna pomoč:
Če niste prepričani glede diagnosticiranja ali popravila snopa, najbolje se je posvetovati z usposobljenim mehanikom.

Električna parkirna zavora (EPB) & Auto Hold ne deluje & EPB Auto Hold Prikaz luči parkirne zavore

Ii. rešitev
‌Optimizirajte strukturo pasu in material‌
Povečajte velikost zrn bakrenega prevodnika, povečati število jeder, in zmanjšajte volumetrično hitrost zaščitnega ovoja, da povečate sposobnost proti upogibanju‌. Za zmanjšanje neposrednega učinka zunanjih obremenitev na žico uporabite večslojno zaščitno strukturo ali fleksibilen material ovoja.
‌Zamenjajte ali popravite zlomljene jermene ‌ Preverite prelomno mesto jermena, popraviti ali zamenjati poškodovani del, in zagotovite, da je konektor stabilen in nima slabega stika. ‌ ‌Profesionalno zaznavanje in ponastavitev sistema ‌ Uporabite diagnostični instrument za branje kode napake sistema EPB, potrdite napako, povezano s snopom, in izvedite ponastavitev programske opreme. ‌ Če prekinitev povzroči prekinitev prenosa signala, sistemske parametre je treba ponovno umeriti prek ECU. ‌
Iii. Preventivni ukrepi ‌Redni pregled in vzdrževanje ‌ Osredotočite se na preverjanje statusa pritrditve in celovitosti videza snopa šasije, da se izognete poškodbam, ki jih povzroči ohlapnost ali trenje. ‌ Optimizirajte načrtovanje in postopek namestitve ‌ V fazi načrtovanja vozila, razumno načrtujte smer pasu, izogibajte se območjem z visokofrekvenčnimi vibracijami, in sprejmejo odvečno zasnovo proti upogibanju. ‌ ‌Izogibajte se pretiranemu upogibanju in vplivu zunanje sile ‌ Zmanjšajte mehansko obremenitev pasu med ostrimi zavoji in neravnimi cestami pri vsakodnevni uporabi, da podaljšate življenjsko dobo ‌

Če težave ni mogoče rešiti z običajnimi sredstvi, priporočljivo je, da se za sistematični pregled in popravilo obrnete na strokovno vzdrževalno organizacijo, da se izognete varnostnim nevarnostim, ki jih povzroči samostojno delovanje.

Cilj na problem zloma avtomobilskega EPB kabelskega snopa v simuliranem preskusu upogibanja pravega vozila. V tem članku, inženirji za kabelske snope celovito analizirajo dejavnike, povezane z zlomom žice, in združiti metode eksperimentalne analize za analizo in oceno zanesljivosti avtomobilskih žičnih snopov EPB proti zlomu zaradi upogibne utrujenosti. Predlaganih je več rešitev in proučevani učinki njihove implementacije. Rezultati kažejo, da je bolj praktično optimizirati velikost zrn in strukturo žice bakrenega prevodnika, povečajte število jedrnih žic, in zmanjšajte prostorninsko razmerje zunanjega zaščitnega ovoja žice. Učinkovito lahko zmanjša verjetnost zloma žice kabelskega snopa avtomobilskega EPB.

0 Predgovor
S hitrim razvojem avtomobilske industrije, avtomobilska varnost je prvi pokazatelj avtomobilske zasnove in proizvodnje. Z uporabo sodobne tehnologije in naprednih sredstev, različni možni načini in rešitve za dodatno izboljšanje varnosti lahko naredijo avtomobile kot prevozno sredstvo varnejše. Kot zavorni sistem, sistem PEB je glavni varnostni sistem in pomemben dejavnik pri merjenju avtomobilskih varnostnih standardov. Obsežna uporaba elektronskih parkirnih sistemov EPB v avtomobilih igra pomembno vlogo pri izboljšanju varnosti in udobja vožnje avtomobilov. Kabelski snop EPB je sestavni del sistema, in njegova zanesljivost neposredno vpliva na zanesljivost celotnega avtomobilskega sistema EPB. Ta članek preučuje predvsem zanesljivost avtomobilskih žičnih snopov EPB proti upogibanju in zlomu.
Kot del avtomobilskega kabelskega snopa, avtomobilski kabelski snop EPB združuje žice EPB in žice ABS in je nameščen v območju vzmetenja šasije karoserije. Ta del je izpostavljen udarcem in koroziji z zunanje strani karoserije, kot tudi veliko količino mehanskega gibanja vzdolžne nihajne roke. Zato, PEB postavlja visoke zahteve glede upogibne odpornosti žičnih snopov. Ko avto vozi zaradi neravnih razmer na cesti, nihanje vzdolžne nihajne roke v sistemu vzmetenja šasije karoserije potegne kabelski snop EPB v neprekinjeno visokofrekvenčno upogibanje, zaradi česar se žice v tem delu upognejo in zlomijo. Ta način okvare je v središču tega članka.
Slika 1, delovno okolje avtomobilskega kabelskega snopa EPB in struktura sistema EPB
Avtomobilski EPB (Električna parkirna zavora) sistem je okrajšava za elektronski parkirni sistem. Nadomešča tradicionalno ročno zavoro, vendar je varnejša in ne spremeni zavornega učinka zaradi moči voznika. Tradicionalno ročno zavoro spremenite v gumb, ki je na dosegu roke. Gre za tehnologijo, ki realizira parkirno zavoro z elektronskim nadzorom.
Sistem vključuje stikalo z gumbom EPB, elektronska krmilna enota ECU, avtomobilski kabelski snop EPB in kabelski snop ABS, ABS senzor hitrosti, zavorni motor, reduktorski mehanizem in zavorne čeljusti ter druge komponente. Senzor hitrosti ABS pretvori signal hitrosti vozila, zaznan med vožnjo avtomobila, v električni signal, in prenaša električni signal na ECU prek kabelskega snopa EPB. ECU nato izda navodila za krmiljenje zavornih čeljusti za zaviranje koles. Žični snop EPB ima vlogo mostu za prenos električnih signalov.

2 Upogibanje in lom žice EPB ter s tem povezani dejavniki
2.1 Pojav zloma žice
Žični snop EPB je pritrjen na podporno roko in vzdolžno nihajno roko šasije karoserije z gumijastimi ovoji žičnih snopov, plastične zaponke, nosilci in drugi deli. Ko avto vozi, kolesa udarjajo gor in dol zaradi neravne cestišča, zaradi česar se vzdolžna nihajna roka na šasiji vzvratno giblje, podobno kot nihalo, okoli fiksne točke nosilca karoserije.
Preskus upogibanja žičnih snopov EPB simulira gibanje žičnih snopov v dejanskem okolju vozila, upogibanje in nihanje pri frekvenci 2,5 Hz v območju od -30°C do normalne temperature. Preskus zahteva, da je kabelski snop večkrat upognjen v zahtevani življenjski dobi, da se prepreči poškodba videza kabelskega snopa in prekinitev signala. Pri upogibnem preskusu je bilo ugotovljeno, da je položaj preloma žičnih snopov blizu fiksne točke premikajočega se dela.

Slika 2, Zlom kabelskega snopa in pogled v prerezu
Fotografije mesta zloma in prečnega prereza prevodnika med preskusom kažejo, da ima površina preloma jedrne žice raven prerez in zaobljen prerez, podoben prerezu krogle. Kaže, da je bakreni prevodnik izpostavljen strižni in natezni sili, ko je izpostavljen zunanjim silam.
2.2 Analiza sile prevodnika
Ko vozilo vozi, kabelski snop EPB vleče vzdolžna nihajna roka šasije karoserije, da tvori visokofrekvenčne simetrične ovinke, povzroča lokalno upogibanje, deformacije in poškodbe žic. Kopičenje lokalne ciklične plastične deformacije je temeljni vzrok za poškodbe zaradi utrujenosti kovin. Njegova upogibna oblika in analiza napetosti sta naslednji.
Slika 3 Princip upogibanja žičnih snopov in diagram sil
Bakrene žice so v zunanjem delu loka močno raztegnjene in deformirane, in v notranjem območju loka nastane deformacija medsebojnega iztiskanja.
① Aksialna natezna sila F1: Udarci vozila povzročijo, da vzdolžna nihajna roka niha gor in dol, kabelski snop pa se vleče v določeno smer in se upogne. Pri tem nastane kot ∠a, in vlečna sila F ustvarja aksialno vlečno silo F1 v smeri ∠a; F1=F*Cos a, in zmanjšanje kota a bo povzročilo povečanje aksialne vlečne sile F1.
② Radialna strižna sila F2: Žični snop se vleče v določeno smer in se upogne, ki tvorijo kot ∠a. Vlečna sila F ustvarja komponento sile v smeri ∠a, ki je strižna sila F2; F2=F*sin a, in povečanje kota a bo povzročilo povečanje strižne sile F2. Ponavljajoče se izmenične napetostne in strižne sile povzročijo rahlo deformacijo jedrne žice. Superpozicija več sto tisoč drobnih deformacij na koncu privede do porušitvenega načina zloma zaradi utrujenosti..

2.3 EPB žični prevodni material
2.3.1 Kabelski snop EPB je avtomobilski kabelski snop, in njegove žice so narejene iz večžilnih bakrenih žic. Fizikalne lastnosti bakrenega materiala v jedrni žici določajo osnovne mehanske lastnosti prevodnika žičnih snopov EPB. Baker je kovinski kristal. Razmerje med velikostjo zrn in trdnostjo kovine kaže, da čim manjša so zrna, boljše so mehanske lastnosti kovine, kot je trdnost, žilavost, in plastičnost. Rafiniranje zrn je eno od pomembnih sredstev za izboljšanje mehanskih lastnosti kovin. Iz razmerja Hall-Petch:

σy predstavlja mejo tečenja materiala;
σ0 predstavlja upor trenja rešetke, ki nastane pri premikanju ene same dislokacije;
Ky je konstanta, povezana z vrsto in naravo materiala ter velikostjo zrn;
d povprečni premer zrn.
Vpliv prečiščenosti zrn na trdnost kovine opisuje razmerje H-P. Test metalografske strukture kaže, da je velikost kristalnih zrn v metalografski strukturi zlomljene bakrene žice relativno velika, povprečna velikost zrn, in enakomernost zrn vplivata na žilavost in trdnost žice z bakrenim jedrom. Glej sliko 4.

Slika 4 Diagram metalografske analize zlomljene žice prevodnika

2.3.2 Razmerje bakrenega materiala v jedrni žici EPB kabelskega snopa vpliva na raztezek ob pretrgu jedrne žice. Prevodniki v tem primeru uporabljajo žice s kositrom, kar zmanjša delež bakra v jedrnih žicah.
Slika 5 kaže, da je raztezek pri pretrganju žice s kositranim bakrenim jedrom manjši kot pri goli bakreni jedrni. Galvanizirana bakrena žica z zmanjšanim raztezkom pri pretrganju zmanjšuje upogibni upor kabelskega snopa EPB in povečuje tveganje zloma.

Slika 5 Raztezek ob pretrgu žic z različnimi prevlekami

2.3.3 Struktura žice vpliva na žilavost žice, s čimer vpliva na upogibno odpornost EPB kabelskega snopa. Večje kot je število jedrnih žic, večja je skupna žilavost žice, kar je bolj ugodno za odpornost žičnih snopov EPB na zlom zaradi utrujenosti zaradi upogibanja. Žice kabelskega snopa EPB v tem primeru vključujejo 2 2.5mm2 bakrene žice in 2 0.5mm2 bakrene žice.
Med njimi, premer jedra žice 0,5 mm2 je 0,15 mm, in številka je 28. Število jedrnih žic je premajhno in premer je prevelik, kar vpliva na celotne mehanske lastnosti prevodnika.

2.4 Analiza zunanjega zaščitnega sloja žičnih snopov EPB
Integrirani kabel zlomljenega snopa EPB je vseboval štiri vodnike in zunanjo zaščitno plast iz PVC materiala. Njegova zaščitna plast je tesno pritrjena na štiri žice, skoraj kot togo telo. Analiza kaže, da štirim žicam znotraj zunanjega zaščitnega sloja med postopkom upogibanja manjka vmesnega prostora in jih je težko razširiti ali skrčiti., povzroča močno koncentracijo napetosti in zlom.

2.5 Analiza točke namestitve kabelskega snopa EPB
Kabelski snop EPB je pritrjen na ohišje karoserije z mehanskim interferenčnim prileganjem. Montažne točke so izdelane iz poliuretanskega elastomera PUR, s trdoto materiala 95A. Pomanjkanje zaobljenih robov, pomanjkanje elastičnosti in blažilnega učinka, ko je izpostavljen sili, je še en dejavnik, ki povzroči zlom kabelskega snopa EPB. V tem primeru, pomanjkanje elastičnega blažilnika in učinek absorpcije energije na upogibno napetost vodita do zloma zaradi utrujenosti zaradi koncentracije strižne napetosti na fiksni točki kabelskega snopa.

2.6 Analiza dolžine pasu EPB
Po testni analizi, dolžina žic EPB ima omejeno mejo velikosti v dinamičnem območju. Med obema fiksnima točkama je očitna napetost v pasu. Med postopkom upogibanja, medtem ko je gibljivo območje kabelskega snopa izpostavljeno napetosti, povečanje upogibnega kota poveča koncentracijo strižne napetosti, zaradi česar se kabelski snop zlomi.

3 Optimizacijski načrt in eksperiment
Zasnova in izbira žic avtomobilskega kabelskega snopa se morata osredotočiti na funkcijo in okolje kabelskega snopa. Kabelski snop EPB je nameščen v območju dinamičnega upogibanja šasije karoserije in sistem za parkiranje avtomobila določa, da je kabelski snop EPB poseben avtomobilski kabelski snop in je varnostni del. predloge spodaj:
3.1 Določite vrsto žice na podlagi zahtev glede upogibne odpornosti, in izberite goli baker z visoko velikostjo zrn in ultra-fleksibilne žice z velikim številom jedrnih žic, da izpolnite zahteve glede upogibne življenjske dobe. Da bi zagotovili trdnost žice, najmanjša površina prečnega prereza avtomobilske žice ne sme biti manjša od 0,5 mm2. V skladu z nemškim standardom LV112-1, izberite ultrafleksibilno golo bakreno žico:

3.2 Določite zunanjo zaščitno plast in strukturo prečnega prereza žice na podlagi zahtev glede napetosti za učinkovit prenos in kanaliziranje upogibne napetosti. Izberite strukturo žice in ohišja, in določite stopnjo odpornosti proti obrabi in temperaturno stopnjo materiala. Razumno nastavite prostorninsko razmerje vodnikov v ohišju, tako da se vodniki lahko razširijo in skrčijo v majhnem obsegu ter zmanjšajo koncentracijo napetosti.
3.3 Določite dolžino vrvice in toleranco na podlagi zahtev glede sile. Na splošno gledano, dolžina vsakega dela avtomobilskega kabelskega snopa je določena glede na dejansko namestitev električnih naprav na karoseriji. Dejanska toleranca mora upoštevati zahteve za sklop kabelskega snopa in njihove težave z motnjami v dinamičnih in statičnih pogojih. Zaradi vpliva strižne sile med upogibnim gibanjem, dolžina naj bo nekoliko daljša glede na dejansko dolžino vrvice. Na splošno gledano, odpuščanje je med 3% in 5%.
3.4 Določite materiale pritrdilnih točk na podlagi zahtev glede napetosti. Zmanjšajte trdoto materiala fiksne točke PUR za kabelski snop EPB na 75A, odpravite pravokotne robove fiksne točke, povečajte zaokrožene vogale, zmanjšati koncentracijo stresa, in izboljšajte življenjsko dobo odpornosti na upogibanje.
3.5 Izvedite preskus upogibanja po optimizaciji jermena EPB, kot je navedeno zgoraj. Zmanjšal se je upogibni kot žičnega snopa na klopi, in koncentracija napetosti se je znatno zmanjšala. Po celotnem doseženem preskusu upogibanja kabelskega snopa 1 milijonkrat, videz žice je bil brezhiben, ni prišlo do zloma, in prenos električnega signala je bil normalen.
Slika 6 Optimiziran prerez in optimiziran upogibni test

4 Zaključek
① Možni vzroki za zlom kabelskega snopa EPB so poglobljeno analizirani glede na lokacijo, kjer se zlomi kabelski snop avtomobila, zlomljen prerez, material žice, in način namestitve.
② Eksperimentalna metoda je bila uporabljena za izvedbo poglobljene analize obremenitve pri zlomu kabelskega snopa EPB in potrditev vzroka zloma kabelskega snopa EPB.
③ Oblikujte načrt izbire materiala za večžilne bakrene vodnike avtomobilskega kabelskega snopa EPB, in definirajo načela za zunanjo zaščitno plast prevodnikov, dolžina kabelskega snopa v območju gibanja, in trdoto materiala mesta namestitve. S primerjalno analizo pred in po izvedbi načrta izboljšav, Preverjena je bila točnost optimizacijskega načrta in podana referenca za analizo in reševanje podobnih problemov.