autóipar jövője

Autotechnika-Autodiga és Automotive Hungary kiállítás 2017 Budapest 2. rész

2018.02.02.

Több autóipari beszállítói standot lehetett látni a kiállításon, mint az előző évben. Ezek közül veszünk sorra néhány érdekesebbet.

 

Villanymotoros szervokormányok:

A kiállításon több vállalat mutatta be a legújabb szervokormány fejlesztéseit. Mielőtt rátérnénk a villanymotoros szervokormányok előnyeinek és működésének bemutatására, fontossága miatt egy kis összefoglalót adunk az ehhez vezető útról is.

A kormányoszlopra szerelt villanymotoros szervokormány az elektronikával és a csigahajtással (EPS c – column) (Thyssen )

A gépkocsivezető kormánykerék elfordításával arányos első kerék elkormányzást végez, és ezzel irányítja a gépkocsit. A kormányberendezés áttétele akkora kell legyen, hogy a vezető ereje elegendő legyen a működtetéshez, ugyanakkor a szükséges elfordítás és annak gyorsasága feleljen meg az ember teljesítőképességének.

A Hidraulikus szervokormányok (HPS = Hidraulic Power Steering) a kormánykeréken kifejtett nyomatékkal arányosan, a hidraulikus egység növeli a kormányzott kerekeket elfordító erőt. Eleinte a haszonjárműveknél alkalmazták, de hamarosan a személygépkocsikba is hidraulikus szervokormányokat szereltek. Az energia ellátást a szervo szivattyú biztosítja, amelyet a belsőégésű motor hajt ékszíj áttétellel. A hidraulikus szervokormány alkalmazásával hatékonyan növekedett a vezetési komfort. A VW 1994 óta sebességfüggő működésű servotronic változatot szerel be, melyet a többi autógyár is hamarosan alkalmazni kezdett. A szervokormány a gépkocsi menetidejének csupán kb.15%-ában aktív, de ennek ellenére a hidraulikus szervokormány folyamatos energia ellátást igényel a hidraulika folyadék cirkulációjához. Ez alól csak az újabb fejlesztésű elektromechanikus szervokormányok (EPS) jelentenek kivételt.

Elektrohidraulikus szervokormány

Angol rövidítése EPHS az elnevezése pedig Electrically Powered Hydraulic Steering. A kilencvenes évek végétől szerelik be a különböző gépkocsikba. Kezdetben kisebb városi autókban jelent meg, később aztán a nagyobb teljesítményű villanymotorral hajtott szivattyúk kifejlesztése után a felsőbb osztályban is alkalmazták. A hagyományos hidraulikus szervokormányok átlagosan 1 kW teljesítményt vesznek fel, mert a szivattyút akkor is hajtani kell, amikor nincs rásegítés. Ugyanakkor csupán 10 W teljesítményt adnak le a fogaslécen.

Elektromechanikus szervokormány (EPS) Electic Power Steering

Ez a három betűs rövidítés olvasható a műszerfalon elhelyezett ellenőrzőlámpáján is.

Az első beépítés a Fiat Puntoba 1999 –ben volt.  Mivel a kormányzás az egyik fontos biztonságtechnikai eleme a gépkocsinak, az ISO26262 számú működésbiztonsági előírás vonatkozik az elektromechanikus szervokormányra. Az elektronika és az érzékelők tápfeszültsége 12 V. Hibrid és villany autóknál a rásegítő villanymotor a nagyfeszültségű hálózatról (48 V, 300 V, vagy 500 V) működik. Így kisebb és könnyebb lehet a villanymotor.

A szervokormány elektronikus működtetéshez felhasznált alapadatok:

-          a kormánykeréken kifejtett kézi nyomaték

-          a kormánykerék szögelfordítása

-          a gépkocsi sebessége.  

 

A gépkocsi típustól és a menetciklustól függően 0,4 – 0,8 l/100 km a tüzelőanyag megtakarítás érhető el az elektromechanikus szervokormánnyal. A gyártás kezdetétől az első évben több mint 20 millió darab készült. Így kiszámítható, hogy évente 1,9 millió tonna széndioxiddal kevesebb jutott a környezetbe, ami az elektromechanikus szervokormánynak köszönhető. Nem volt elegendő a gyártó kapacitás ahhoz, hogy az autógyárak rendeléseit az első évben kielégítsék.

A fogasléccel párhuzamos villanymotor beépítésű szervokormány az elektronikával bordásszíj hajtással és golyósoros csavarhajtással (EPS apa – axis paralell) (Thyssen ) 

Az EPS elektronika kivitelei:

Az olcsóbb városi kisautóknál

Egyszerűbb, kedvező áron gyártható, de továbbfejleszthető elektronika került beépítésre.

Prémium kategória autóiba:

Moduláris architektúra, sokoldalú működési lehetőségek, egymással kompatibilis modulok alkalmazása volt a jellemző. Opcionális lehetőségek, tovább bővíthető szoftver. Sokféle megrendelői igény és komfort elvárások kielégítése jellemezte ezt a változatot.

A villanymotor és a szervokormány elektronikája közös egységet alkot (Thyssen ) 

A valósidejű ellenőrzés miatt jelentős kommunikációs kapacitással látják el az elektromechanikus szervokormányokat. Azért alkalmazzák egyre szélesebb körűen, mert CO2 emisszió és a tüzelőanyag fogyasztás jelentősen csökkenthető.  További előnye, hogy egyszerűbb a beszerelése, és lehetővé teszi a parkolási asszisztens megvalósítását.

Több változatnál a rásegítést adó villanymotornál elektronikus kommutációt alkalmaznak, melyet a forgórész szöghelyzet érzékelő vezérel.

Működés közben a fogaslécnél nagy erő szükséges, ami nagy áramfelvétellel (120 A) jár.

Az alkalmazott nagy frekvencia és a motor közeli elektronika elhelyezés szigorú követelményeket támaszt az elektromágneses összeférhetőség (plausibilitás) vonatkozásában.

A villanymotor tekercselése rövidzárlattal szemben védett kell legyen.

Nem széria villanymotort alkalmaznak, hanem a célnak megfelelően fejlesztik ki. A vezérlő elektronikával közös egységet alkot a villanymotor. Általában állandó mágneses szinkron motorokat alkalmaznak.

A 12 V-os hálózat korlátozza az elérhető teljesítményt. A hálózat rövid időre max. 80 A-el terhelhető. Ez 1 kW teljesítménynek felel meg. A belsőégésű motortól függetlenül működhet, tehát hibrid és villanyautókban is alkalmazható.

Az elektronika és a szervokormány elektronikája közös egységet alkot. (Continental Teves) 

Az elektronika részei:

- Mikroprocesszoros vezérlés, mely védett a téves működésekkel szemben és ellenőrzi a teljes rendszer működését.

- Interface beépítése az érzékelők és az elektronika között.

- A teljesítmény végfokozat vezérli a villanymotort.

A kommunikáció a részegységek között soros adatbuszon keresztül történik.

A  nyomatékérzékelő a szervokormány legfontosabb egysége.

- Nagy pontossággal kell működjön.

- Folyamatosan az öndiagnosztika felügyelete alatt áll.

- Az elektronika fel kell ismerje az esetleg bekövetkező hibát.

-           A hiba nem okozhatja a kormányzás megszűnését.

-          A torziós tengely merevsége általában 2,5 Nm/˚, mely alapján meghatározható a kormánykeréken kifejtett nyomaték.

-          Érintésmentes érzékelőt alkalmaznak.

-          Általában két komplementer jelet ad a biztonság miatt.

  Ez ad lehetőséget a folyamatos elfogadhatósági (plausibilitás) vizsgálatra.

  Ezen kívül a jelből a szöghelyzet értéke is meghatározható.

 

A különböző kategóriájú gépkocsik más konstrukciójú szervokormányt igényelnek.

Kompakt osztály:

Kicsi a tengelyterhelés, ezért mérsékelt a rásegítő erő igény.  A kormányoszlopra építhető az elektromechanikus szervokormány (érzékelők, villanymotor, csigahajtás, elektronika). 

Közép osztály:

Nagyobb tengelyterhelés, a fogaslécen nagyobb erők ébrednek. A szervo hatás a fogasléchez kapcsolódó fogaskeréken érvényesül. A mechanikus rész is nagyobb szilárdságú kell legyen.  

Felső osztály:

Nagyobb a gépkocsi tömege és a tengelyterhelés is. Nagyobb a gépkocsi sebessége, és nagyobb rásegítő erő szükséges. A villanymotor jó hatásfokú golyósoros csavarhajtáson keresztül közvetlenül a fogaslécen fejti ki a rásegítő erőt.   

 

Az elektromechanikus szervokormányok fontosabb elvárásai:

- Kicsi legyen a szükséges kormányzási nyomaték parkoláskor.

- Egyenletes rásegítő nyomaték felépülés zavaró rásegítés kimaradás nélkül.

- Határozott egyenes meneti helyzet.

- Jó visszacsatolás az útról.

- Gyors rásegítési reakció.

- Minimális energiafelhasználás.

Ezek közül ellentétes elvárások a határozott egyenes meneti helyzet és a kis elkormányzási nyomaték parkoláskor. Ez úgy oldható fel, ha a rásegítést sebességfüggővé teszik, ami a hidraulikus szervokormányoknál jelentősen növeli a költségeket.

Az elektromechanikus szervokormányok általában tizenötszörösére növelik a kézi erőt.

Az EPS az elektrohidraulikus szervokormányhoz viszonyítva 0,4 l/100 km hajtóanyag megtakarítást tesz lehetővé.

Az elektromechanikus szervokormány együttműködik a gépkocsi ESP rendszerével és a fék rendszerével. A vezető a kormánykerékkel csak kanyarodási igényt állít be. Ha a bal és a jbb kerekek között eltérő a tapadási tényező fékezés közben, a gépkocsi félrehúz, ezt felismeri az ESP rendszer és utasítást ad az automatikus kormánykorrekcióra. Nem válik szükségessé a fékező nyomás csökkentés, mint a hagyományos ESP rendszernél. Ez egyébként a kisebb tapadási tényezőjű oldalon válik szükségessé, ami növeli a fékutat. A gépkocsi elektronikus rendszeri integrációjának egyre nagyobb a jelentősége.

A kormányzási nyomaték és az elkormányzási szög egy bizonyos mértékig egymástól függetlenül is befolyásolható.

 

Az aktív biztonság növelésének lehetőségei az EPS rendszerrel:

-          Veszélyes menethelyzetben, amit az ESP rendszer ismer fel, a vezető figyelmeztethető pl. kormánykerékbe szerelt vibrátor működtetésével.

-          Asszisztens rendszerek alkalmazása. Például intelligens stabilizáció oldalszélben az ESP rendszer segítségével. A hagyományos kormányműnél nincs adatátviteli kapcsolat az ESP és a szervokormány között.

-          Vezetési hibák korrigálása például: sávtartás, szomszédos sávok figyelése előzéskor.

 

Az elektromechanikus szervokormány előnyei:

-          egyszerűbb a beszerelése, mert nem szükséges szervo-szivattyú és csövek.

-          lehetővé teszi a parkolási asszisztens megvalósítását.

-          az energia megtakarítás jó lehetőségét kínálja,

-          nagyobb biztonságot és komfortot képvisel,

-          jól együttműködik a különböző asszisztens rendszerekkel, mint például (Parklenkassistent, Lane Departure Warning).

 

Az elektromechanikus szervokormányok csoportosítása

-          EPS c – column                    a villanymotor és az elektronika a kormányoszlopon

-          EPS p – pinion                      villanymotor a kis fogaskeréknél (pinion)

-          EPS dp – dual pinion két kis fogaskerekes változat.

-          EPS apa – axis paralell         fogasléccel párhuzamos villanymotor

Kőfalusi Pál

 

 

Az oldal fő támogatója

 

2019.02.23
A Ford és a LEGO Csoport közös munkájával megalkotott Ford Mustang a legendás 1967-es Fastback....
2019.02.23
Pénteken ünnepelte hetvenedik születésnapját a Forma-1 egyik legnagyobb alakja, az osztrák Niki....
2019.02.23
A Lexus RC F új változatát március 5-én, a Genfi Autószalonon láthatja majd először az európai....
2019.02.23
A Peugeot a 2019-es genfi autószalonon most bemutatja a feszültségtől vibráló Peugeot 508 Peugeot....
2019.02.23
Miután egy fiatal megvette élete első autóját, egy idő után felmerül benne az érzés, hogy mennyivel....
2019.02.23
Két tapasztalt LEGO modellépítő 400 000 darab LEGO kocka felhasználásával készítette el a világ....
2019.02.23
A világszerte több mint ezer új munkahelyet teremtő, egymilliárd euróba kerülő közös vállalkozás....
2019.02.23
A húsz Nicols Estivale Octo típusú hajóból az első az Utazás kiállításon látható február 21-24.....
2019.02.23
A német technológiai vállalat egy mesterséges intelligencia fejlesztő központot nyitott. ..
2019.02.23
A Toyota Detroitban leplezte le GR Supra 3.0 modelljét. A sportautó ötödik generációja soros,....