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甩挂列车汽车的优点专题之挂车为什么要配备EBS,有何技术特点和优势?



前言

挂车无自带的动力装置,需要与牵引车连接组成汽车列车行驶,按挂车与牵引汽车的连接方式分为半挂车、全挂车和中置轴挂车三大类。物流运输常用为半挂车,多应用于长途甩挂运输,主要优势在于其单次载货量大,高速行驶稳定性好,主挂匹配容易。

挂车是物流行业的重要运输工具,其安全和效率备受关注。据统计,截止2018年底,全国共有危险品运输车37.5万辆,其中常压罐车达到了18.35万辆,占比48.93%。随着汽车技术的更新和进步,制动系统被持续优化,特别是在电子控制和技术集成方面,因此车辆的安全性和舒适性也有了极大提升。


挂车制动系统的发展历程

20 世纪 70 年代后期,防抱死制动系统(AntilockBrake System)ABS 逐步引入到商用车,其作用是自动控制制动器制动力的大小,使车轮不被抱死,到目前已经成为车辆的标准配置。

随后又推出了电子制动力分配系统(Electric Brakeforce Dis-tribution)EBD,可以自动调节车辆车轴之间的制动力分配比例,提高制动效能。同时电子稳定性控制系统(Electronic Stability Controller)ESC 也相继问世,通过电子控制单元(Electronic Control Unit)ECU控制车轮的驱动力和制动力,确保车辆行驶的侧向稳定性。

电子控制制动系统(Electronic Brake System)EBS的出现,通过使用电控制气的制动系统,并集成多种车辆行驶辅助功能,使得车辆安全性和舒适性都得以大大提高。为了将牵引车和挂车的电子制动控制系统区分开来,通常挂车的 EBS 被称为 TEBS。


挂车为什么要配备电子制动系统

法规要求

由于挂车制动系统的重要性,法规JT/T 1285-2020规定最高车速大于或等于90km/h的牵引车辆;总质量大于或等于12000kg的危险货物运输货车应具备自动紧急制动装置。

技术发展使然

相比传统的ABS制动系统而言,TEBS极大地提高了车辆的运行效率、舒适性及安全性。安装TEBS的挂车可扩展多种智能系统功能,如挂车远程信息处理系统、提升桥控制功能、装载高度记忆功能、防盗系统、制动力分配系统、智能载荷分配系统、自动返回行驶高度功能、智能转向系统、车辆稳定控制功能(ESC)、防侧翻系统、后方盲区探测系统以及挂车自动制动功能等。每项功能小编之前都有详细介绍,没看过的朋友可以点击下方链接:

半挂车九大重要部件|可能是全网最全的EBS功能介绍(上)

为自动驾驶铺垫

商用车的的自动驾驶路线是无法避免的,自动驾驶功能要想实现,各项硬件配置要到位,要有眼睛,有脑袋和有手脚。眼睛是探测雷达、摄像头,用于观察路面情况。脑袋就是ECU,用于处理信息和发出指令。手脚那就是服从ECU指令的TEBS制动系统等。

商用车的自动驾驶是基于电控的原理,系统在需要紧急制动的时候必须立刻调用制动系统,稍有延迟都不行。如果是传统的机械式制动系统,ECU发出要刹车的指令后,刹车却不受指令控制,那也就无法实现自动驾驶了。而且车头+挂车都是用EBS(TEBS)系统才能实现良好的制动一致性(刹车同步)。


TEBS技术特点

TEBS 电磁继动阀

当前绝大部分国内挂车企业使用的是威伯科 EBS 系列产品。下图是威伯科 EBS-E 5 版本的内置 ECU 控制模块的电磁继动阀示意图,TEBS 电磁继动阀是整个电子控制制动系统的核心部件。

TEBS 电磁继动阀是带有牵引车 CAN 接口的控制电子装置,一般由以下部分组成:轴荷压力传感器、制动气室压力传感器、监视系统压力的内部压力传感器和监视行驶稳定性的横向加速传感器;用于断电时应急运行的备压阀和控制制动气室的电磁阀;用于车轮转速传感器的输入通道和控制车桥的输出通道。

TEBS 安装及管路布置

TEBS 适用于空气悬架、液压悬架和机械悬架,盘式或者鼓式制动器的 03 和 04 类单桥或者多桥挂车。当装有符合 ISO 7638 电源线(7 针 24V 带 CAN 数据线路或者 5针 24V 不带 CAN 数据线路) 的牵引车与挂车相连,TEBS均可实现功能。

TEBS 电磁继动阀在安装时,车辆必须位于一个水平的路面上(与水平面偏差<1°),需安装于行走机构中心位置,以确保防侧翻功能(RSS)的精确正常的工作。


电控制动系统和气压制动系统对比

咱们上面详细介绍了TEBS的技术特点,为了便于对比,先简单跟大家讲一下传统挂车的气压制动系统工作原理。

气压制动系统原理

传统挂车的制动系统一般采用双管路气压制动,一条为供气管路,另一条为控制管路,两条通过管路握手阀的连接,压缩空气经供气管路传输到半挂车储气筒,经控制管路传输到半挂车继动阀。

当半挂汽车列车进行行车制动,触动牵引车制动踏板或者拉动挂车制动手阀时,控制管路的气压将迅速升高,半挂车继动阀的阀门打开。此时半挂车储气筒中压缩空气经继动阀阀门和ABS 控制器,进入半挂车的制动气室,使得制动器开始工作,产生制动力。

对比

从整体控制系统布置上来说,相比于气压控制制动系统,电子控制制动系统的管路布置并无明显差异,核心在于电控制气代替气控制气。

此处的代替,并不是完全的取代,而是优先,即牵引车的制动电控信号将先于气控信号传递至挂车,制动响应时间会大大提高。如果电控线路出现某处故障,气控信号仍会通过气源管路传输,只是制动响应时间会相对延后。


TEBS 技术优势

TEBS 具有较短的制动响应时间,可优化分配各车轴的制动力,提升牵引车与挂车之间的制动协调性。TEBS 主要有以下三大技术优势:

一、压力监视

当挂车中的系统压力降低到 4.5bar 以下时,通过警告灯向司机发出警告信号。当系统压力低于4.5bar 时,车辆无法进行行车制动;当供气管路压力低于2.5bar 时,车辆将通过制动气室的弹簧制动腔自动进行驻车制动。

二、应急管理

TEBS 电磁继动阀的备压阀在正常运行时将控制压力和控制管路隔离,当 TEBS 发生故障时,控制压力通过控制管路直接到达制动气室,尽可能地保证ABS 功能。若驾驶员给出的制动要求超过了储气筒压力的90%,此时 TEBS 认为是紧急制动,会进行全力制动,提供最大的制动力。

三、实时调控

根据制动需求,通过计算和自动补偿车辆的制动力,进而最小化主挂车之间的耦合力。同时感知车辆载荷的变化,调节空气悬架气囊的气量,从而降低或升高底盘间隙。若带有提升桥,可自动控制提升桥提起或放下,以增加车身的稳定性以及复杂路况的通过性。


结语

挂车作为交通运输物流行业的主力军,其发展前景广阔,智能化必将是一个主流趋势。随着行业标准化、信息化及集约化发展,基于 TEBS 在挂车上的应用,智能化挂车已不再遥远,将更好地为公路物流运输作出贡献。

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