Éabhlóid agus Tréithe Struchtúrtha Máistir Sorcóirí Coscáin Hiodrálacha Feithicleach

Ó thóg Karl Benz an chéad ghluaisteán aonair sorcóir trí roth i 1885, tá feithiclí ag gabháil le forbairt shóisialta an duine le breis agus céad bliain. Tá an córas coscánaithe, mar chóras ríthábhachtach sábháilteachta feithicle, tar éis teacht chun cinn go leanúnach in éineacht le dul chun cinn na ngluaisteán. Mar chroílár seachadadh fuinnimh an chórais coscánaithe hiodrálach, tá an máistir-sorcóir coscánaithe hiodrálacha athdhearadh agus feabhsaithe arís agus arís eile.

Is féidir rian forbartha an mháistirshorcóra coscáin a rianú trí mhórchéimeanna éagsúla: an máistirsorcóir ciorcaid singil, an cineál comhla iarmharach, an máistir-sorcóir ciorcaid dé (coibhneasta), agus cumraíochtaí atá deartha chun freastal ar riachtanais an Chórais Choscáin Fhrithghlais (ABS) agus an Chláir Chobhsaíochta Leictreonach (ESP). Ag gach céim, tháinig éagsúlachtaí chun cinn chun aghaidh a thabhairt ar shainriachtanais dearaidh agus feidhmíochta. Pléann an páipéar seo cosán forbartha gach cumraíochta, gnéithe struchtúracha, prionsabail oibriúcháin, agus breithnithe déantúsaíochta.

Roimh 1967, gnóthaí simplí a bhí i bhformhór na máistirshorcóirí feithicleach-taiscumar amháin le loine amháin agus séala amháin. Bhí míbhuntáiste suntasach ag an ailtireacht seo: dá scaoilfeadh sorcóir rotha, má theip ar líne coscáin, nó má chuaigh an séala inmheánach aonair go dona, d'fhéadfadh an tiománaí coscánaithe a chailleadh go hiomlán.

Tháinig an dul chun cinn i dtreo iomarcaíochta sábháilteachta i 1962, nuair a thug Cadillac isteach córas coscánaithe ciorcaid dé le línte hiodrálacha tosaigh agus cúil ar leith. Dá dtarlódh sceitheadh ​​i gciorcad amháin, d’fhéadfadh an ceann eile an fheithicil a stopadh fós. Ghlac American Motors le córais sorcóir scoilte go luath freisin, cé go ndearna a n-ailtireacht scoilte ciorcaid a roinnt idir roth tosaigh amháin agus roth cúil amháin ar na taobhanna urchomhaireacha-dearadh a d'fheabhsaigh an tsábháilteacht ach nach raibh fós ina aghaidh iomlán-deighilt ar chúl.

D’oibrigh go leor déantúsóirí go neamhspleách ar chórais dé-sorcóra a thairgeann iomarcaíocht ionsuite. Bhí Wagner Electric i measc na gcéad daoine a d’éirigh leo. Tháinig an casadh ceart i 1967, nuair a d’ordaigh Rialtas Feidearálach na SA go gcaithfeadh gach feithicil a bheith feistithe le máistirsorcóir coscánaithe dé{-le ciorcaid ar leith i gcás teipe líne nó teipeanna eile.

Is gnách go mbíonn dhá sheomra ar leith i máistirsorcóir ciorcaid dé an lae inniu a scarann ​​na ciorcaid choscánaithe tosaigh agus cúil, cé go bhfuil roinnt cumraíochtaí fós roinnte go trasnánach. Cuireann an socrú seo cosc ​​ar chaillteanas iomlán coscánaithe má theipeann ar shéala amháin nó má fhorbraíonn sceitheadh ​​brú. Déanann na rothaí tosaigh níos mó ná 75% den choscánú, rud a chiallaíonn go bhféadfadh teip coscán cúil dul i ngan fhios don tiománaí, ach tá an tosaigh fós ag feidhmiú go hiomlán.

Go hoibríochtúil, nuair a bhíonn an cos coscáin depressed, tarchuirtear fórsa tríd an tslat bhrú chuig an loine máistir-sorcóir. Ionchorpraíonn an loine dhá shéala agus bogann sé laistigh de dhá sheomra, le líne tiomnaithe do gach ciorcad. De réir mar a chuirtear iachall ar na loiní ar aghaidh, tógann brú hiodrálacha agus bogann sé loiní níos mó sna calipers nó sorcóirí roth, ag stopadh na rothaí.

1.1 Cur Síos Ginearálta

Is ionann an plunger-cineál dé-máistirshorcóir coscán ciorcaid{-dá dtagraítear freisin i roinnt litríochta tionscail mar an cineál beatha gan phort nó lár-go bunúsach ón ailtireacht mháistirshorcóra. Seachas calafoirt cúitimh a chur sa bhalla tollta sorcóra, aimsíonn an dearadh seo na pasáistí cúitimh ar an loine féin. Tá impleachtaí suntasacha ag an athshuíomh simplí seo ar chomhtháthú córais, ar mharthanacht faoi rothaíocht ABS/ESP, agus ar phacáistiú dlúth.

Tá an cineál-mháistirshorcóir plunger dlúth ó thaobh struchtúir de. Teileascóp a chomhpháirteanna inmheánacha le chéile cosúil le hailt antenna, rud a ligeann don chomhthionól iomlán síneadh agus tarraingt siar go réidh. Laghdaíonn an socrú teileascóip seo go suntasach aiseachfad suiteála-go hiondúilthart ar leathceann na ngnáthshorcóir máistir-agus anhiodrálacha déineéilimh sreafa na gcóras nua-aimseartha ABS agus ESP.

1.2 Tréithe Struchtúrtha

Is í an ghné is suntasaí den chineál máistir-sorcóir plunger ná na poirt chúitimh a shocrú ar an loine seachas ar bhalla tollta an tsorcóra. Cuireann an dearadh seo deireadh le ciumhais ghéar taoibh-chalafoirt thraidisiúnta, a bhí go stairiúil ina phríomhshuíomh teipe do phríomhrónta cupáin. Soláthraíonn sé freisin limistéar sreafa iomlán cúitimh i bhfad níos mó-is féidir ilphoirt a shocrú timpeall imlíne an loine.

Ina theannta sin, toisc go n-úsáidtear fad éifeachtach iomlán an loine chun teagmháil a shéaladh le balla an sorcóra, is féidir fad iomlán an chomhlachta sorcóra a laghdú go suntasach.

1.3 Prionsabal Oibriúcháin

Ar fos, tá na ciorcaid phríomha agus thánaisteacha ar oscailt don taiscumar trí na poirt chúitimh suite loine. Nuair a dhíscaoileann an tiománaí an pedal coscáin, bogann an loine príomhúil ar aghaidh. Téann na poirt cúitimh thar an séala cupáin phríomhúil, a théann anois i gcoinne dromchla tollta mín gan bhriseadh. Chomh luath agus a sheachnaíonn na calafoirt, tá an seomra brú séalaithe agus tógann brú hiodrálacha, ag seachadadh sreabhach chuig na ciorcaid coscáin.

Nuair a scaoiltear an cos, filleann an loine faoi fhórsa an earraigh. Filleann na poirt chúitimh an t-achar thar an bpríomhshéala cupáin, athbhunaítear cumarsáid idir an brúsheomra agus an taiscumar, rud a ligeann do leacht sreabhadh ar ais agus an seomra a athlánú de réir mar is gá.

1.4 Príomhdhifríochtaí ó Dhearthaí Gnáth-Sorcóir Máistir

• 1.4.1 Fad Aiseach atá Laghdaithe go Suntasach

Toisc teileascóp comhpháirteanna inmheánacha laistigh dá chéile, is féidir leis an fad cóimeála iomlán a bheithghiorrú go suntasach-go minic go dtí thart ar leath an méid a bhaineann le gnáthshorcóir tandem de thrastomhas tollaidh inchomparáide agus toirt aschuir. Tá an buntáiste pacáistithe seo ríthábhachtach d'fheithiclí a bhfuil leagan amach daingean urrann an innill acu.

• 1.4.2 Comhoiriúnacht Dhíreach le Córais ABS

Thaispeáin máistir-shorcóirí traidisiúnta le calafoirt cúitimh balla-ardrátaí damáiste róin cupáin phríomhúil nuair a úsáidtear iad le ABS. Is é an chúis atá leis ná dinimic oibriúcháin ABS: le linn rothaíochta gníomhach ABS, scaoileann an córas arís agus arís eile agus déanann sé brú ar shreabhán coscáin. Fágann sé seo go n-osclaíonn an loine máistir-sorcóra laistigh de raon cúng. I ndearadh traidisiúnta, is minic a shuíonn an ascalaithe seo an príomhshéala cupáin go díreach ag suíomh an chalafoirt chúitimh. Faoi bhrú ard, cuirtear iallach ar an gcupán róin isteach i oscailt an chalafoirt, rud a fhágann go bhfuil caitheamh róin tapa, gearrthacha nó teip easbhrúite.

Sa dearadh cineáil plunger, taistealaíonn na poirt chúitimh leis an loine. Ní dhéanann an príomhshéala cupán teagmháil ach le balla tollta sorcóra mín ar fud a raon stróc ar fad. Ní dhéanann aon imeall calafoirt teagmháil leis an séala ag aon suíomh loine, rud a fhágann nach mór an modh teip seo a dhíchur.

• 1.4.3 Comhoiriúnacht le hÉilimh Shreafa Arda ESP

Éilíonn córais an Chláir Chobhsaíochta Leictreonaí (ESP), atá sainordaithe níos mó ar fud an domhain, ar an máistir-sorcóir líon mór sreabhán coscánaithe a sheachadadh i dtréimhsí ama an-ghearr le haghaidh idirghabhála uathoibríoch coscáin. Freastalaíonn dearadh an chineáil plunger ar an riachtanas seo trína chumas ilphoirt cúitimh mhóra a ionchorprú timpeall imlíne an loine. Is é an dearadh seo an rogha ailtireachta d'fheithiclí atá feistithe le ESP.

1.5 Sonraíochtaí Déantúsaíochta le haghaidh -Cineál Máistir-Shorcóirí Plunger

Ní mór an séalaithe ceart idir an séala cupáin bunscoile agus an loine a chothromú i gcoinne an ghá atá le sreabhach chun an séala cupáin a sheachbhóthar le linn na céime cúitimh. Ina theannta sin, éilíonn sleamhnáin mhín gan cheangail rialú beacht a dhéanamh ar chruinneas tollta, ar dhíreachacht loine, agus ar chríochnú an dromchla.

2 Comhla Láir-Máistir-Sorcóir Coscáin Chuarda

2.1 Cur Síos Ginearálta

Forbraíodh an cineál-sorcóir cineál-chomhla go sonrach le húsáid le feithiclí atá feistithe le ABS. Cosúil le dearadh an chineáil plunger, cuireann sé deireadh leis an gcalafort cúitimh balla traidisiúnta tollaidh, ach baintear amach é seo trí mheicníocht dhifriúil: comhla lódáilte earraigh inmheánach suite i lár gach loine.

Téann paitinní a dhéanann cur síos ar chumraíochtaí comhla lárionaid do chórais coscánaithe hiodrálacha frithghlasa siar go lár na 1990idí, agus tá a gcuid leaganacha táirgeachta féin á bhforbairt ag monaróirí móra lena n-áirítear Bosch go luath sna 2000í. Tá sé cruthaithe go bhfuil an dearadh oiriúnach go háirithe d’fheidhmchláir ghluaisteáin phaisinéirí áit a bhfuil spás pacáistithe níos lú srianta ach go bhfuil marthanacht ABS fós ina thosaíocht.

2.2 Tréithe Struchtúrtha

Is í an ghné shainithe de mháistir-sorcóir comhla lárionad ná easpa iomlán na gcalafort cúitimh sa bhalla tollta sorcóra. Ina áit sin, ionchorpraíonn gach loine comhla lár aiseach-ar a bhfuil lingeán beag, poipéad comhla nó liathróid, agus suíochán séalaithe-a rialaíonn cumarsáid sreabhán idir an brúsheomra agus an taiscumar. Tá an tolladh sorcóra go hiomlán réidh ón suíomh scíthe tríd an fad stróc iomlán, ag soláthar dromchla séalaithe gan bhriseadh do na rónta cupáin príomhúla.

Cuireann an struchtúr seo deireadh leis an imeall calafoirt cúitimh géar a dhéanann damáiste do rónta cupáin bunscoile i ndearaí traidisiúnta.

2.3 Difríochtaí ó Dhearthaí Gnáth-Sorcóir Máistir

Is é an difríocht bhunúsach ná struchtúrach: ionchorpraíonn máistir-sorcóirí comhla lár-chineáil comhla lárnaigh agus níl aon phoirt chúitimh acu. Tá calafoirt cúitimh agus aon chomhla lárionad ag máistir-sorcóirí traidisiúnta.

Tá an iarmhairt feidhme chomh suntasach céanna. I ndearadh traidisiúnta, téann an séala cupáin bunscoile arís agus arís eile trasna imeall an chalafoirt chúitimh le linn gnáthchoscánaithe. Déantar an meicníocht chaitheamh seo a luathú go mór in iarratais ABS, áit a oscillates an loine go tapa in aice le suíomh an chalafoirt. I ndearaí den chineál comhla láir, ní thagann séala an chupáin ar oscailt ar bith sa bhalla tollaidh, rud a chuireann go mór le saolré an tsíleáil agus an tsorcóra.

Maidir le hiarratais ABS go sonrach, tá an difríocht seo ríthábhachtach. Nuair a chuireann timthriallta gníomhacha ABS brú ar bhrú i seomraí brú an mháistir-sorcóra, téann an séala cupáin phríomha i ndearadh comhla láir ach trasna dromchla réidh tollta, gan tionchar ag an mbrú bíogach a thiomáinfeadh gnáthshéala isteach in oscailt calafoirt.

2.4 Prionsabal Oibriúcháin

Ag an scíthe, coinnítear an chomhla lárionad ar oscailt le fórsa an earraigh agus le céimseata stad meicniúil. Sreabhann leacht coscán ón taiscumar tríd an gcomhla, timpeall an phoipéad, agus isteach sa seomra brú. Nuair a dhíscaoileann an tiománaí an pedal coscáin agus tosaíonn gluaiseacht loine, déantar fórsa an earraigh comhla a shárú de réir a chéile, agus dúnann an suíochán comhla i gcoinne an pháipéir. Nuair a bheidh sé séalaithe, tá an seomra brú scoite amach ón taiscumar, agus cuireann gluaiseacht loine breise brú ar an sreabhach gafa, agus é á sheachadadh chuig na ciorcaid choscáin.

Nuair a scaoiltear an cos, titeann brú an earraigh fillte ar dtús, osclaíonn an t-earrach lár-chomhla an comhla, agus sreabhann an leacht ar ais ón taiscumar isteach sa seomra brú.

Ní mór fórsa earrach réamhluchtaithe na comhla lárionad a roghnú go cúramach. Nuair a thugann an fórsa réamh-ualach (F) roinnte ar an limistéar séalaithe éifeachtach droim ar ais-brú hiodrálacha oscailte níos lú ná 0.03 MPa, luathaítear cúiteamh sreabhach coscáin, feabhsaítear luas fillte an mháistir-sorcóra, agus éascaítear líonadh sreabhach coscáin láimhe le linn tionóil.

2.5 Sonraíochtaí Déantúsaíochta do Mháistir-Sorcóir Comhlaí

Léiríonn na sonraíochtaí seo a leanas gnáthriachtanais d’fheidhmchláir feithiclí paisinéirí:

3 Príomhthreochtaí Struchtúrtha agus Tuairimí

3.1 Rialachán-Forbairt Tiomanta

Is é an tiománaí aonair is tábhachtaí maidir le héabhlóid máistir-sorcóir ná rialáil sábháilteachta. D'athraigh sainordú SAM 1967 maidir le córais choscánaithe ciorcaid dhúbailte an tionscal ar fad. Ar an gcaoi chéanna, tá athrú bunúsach tagtha ar an méid a chaithfidh máistirshorcóir a dhéanamh i gceanglas an Aontais Eorpaigh go mbeidh Córais Choscánaithe Frithghlasa (ABS) in aghaidh na feithicle nua ar fad ó 2004 ar aghaidh agus ón gClár Cobhsaíochta Leictreonach (ESP) ó 2014 ar aghaidh.

Ciallaíonn an ceanglas ABS nach mór do mháistir-sorcóirí anois bíogaí brú agus ascalaithe róin a sheasamh gan chaitheamh roimh am. Ciallaíonn ceanglas an ESP go gcaithfidh máistir-sorcóirí méideanna móra sreabhán a sheachadadh láithreach le haghaidh idirghabhálacha coscánaithe uathoibríocha. Níl na ceanglais seo roghnach-is iad an t-íosmhéid dlíthiúil le haghaidh homalógú feithiclí i bhformhór na margaí móra.

3.2 Creat Rialaithe Domhanda

Maidir le comhpháirteanna den chóras coscánaithe atá ceaptha lena n-onnmhairiú, tá sé ríthábhachtach go mbeadh feasacht ar an dá chreat rialúcháin cheannasacha.

• FMVSS 105 (US): Clúdaíonn Caighdeán Sábháilteachta Mótarfheithiclí Feidearálach Uimh. 105 córais coscánaithe hiodrálacha do ghluaisteáin phaisinéirí, feithiclí paisinéirí ilchuspóireacha, trucailí agus busanna, tástálacha sainordaithe maidir le fad stoptha, dáileadh fórsa coscánaithe, agus sláine an chórais.
• ECE R13 (AE agus go leor margaí eile): Clúdaíonn Rialachán Uimh.. 13 na NA forálacha aonfhoirmeacha maidir le feithiclí de chatagóirí M, N, agus O a cheadú maidir le coscánaithe. Glactar leis go forleathan ar fud na hEorpa, san Áise, sa Mheánoirthear, agus níos faide i gcéin.

Caithfidh feithiclí nua-aimseartha ceann amháin de na caighdeáin seo nó an dá cheann a chomhlíonadh, agus caithfidh dearadh an mháistir-sorcóra freastal ar na prótacail tástála comhfhreagracha.

3.3 An Aistriú i dtreo Ailtireachta Gan Port

Tá saincheisteanna iontaofachta léirithe ag calafoirt balla traidisiúnta faoi rothaíocht ABS. Scriosann na dearaí cineál plunger agus cineál comhla láir araon imeall an phoirt, trí mheicníocht dhifriúil ag gach ceann acu. Is ceist oscailte fós í cén ailtireacht a bheidh i gceannas ar deireadh, cé go dtugann dearadh an chineáil plunger buntáistí maidir le fad aiseach agus cumas sreafa a d’fhéadfadh a bheith cinntitheach d’fheidhmchláir sa todhchaí.

3.4 Comhtháthú le Córais Leictreonacha Rialaithe

Éilíonn an Clár Cobhsaíochta Leictreonaí (ESP) agus an ghlúin atá ag teacht chun cinn de choscán trí chórais sreinge máistir-shorcóirí atá in ann seachadadh sreabhán ardtoirte go tapa, chomh maith le comhtháthú le haonaid rialaithe leictreonacha agus braiteoirí suímh. Cé go bhféadfadh feithiclí lán-uathrialacha (Leibhéal 4 agus Leibhéal 5) spleáchas ar chomhpháirteanna hiodrálacha a laghdú ar deireadh i bhfabhar coscánaithe leictreonach amháin, meastar go gcoimeádfaidh coscánaithe trí-bunús hiodrálach go ceann i bhfad.

Tá dhá phríomhthiománaí tar éis dhá phríomh-thiománaí a bheith ag éabhlóid an mháistir-sorcóra coscáin: ceanglais fheabhsaithe sábháilteachta coscánaithe feithicle a fhorchuirtear le rialacháin ar fud an domhain, a d'ardaigh an barra go leanúnach maidir le sábháilteacht, iontaofacht, agus comhoiriúnacht le comhpháirteanna eile an chórais coscánaithe; agus athchóiriú leanúnach ar phróisis deartha agus déantúsaíochta máistir-sorcóir chun feidhmíocht níos fearr, costas níos ísle, agus pacáistiú níos dlúithe a bhaint amach.

Le ABS caighdeánach anois ar gach feithicil nua paisinéirí sa chuid is mó de na margaí (sainordaithe ó 2004) agus ESP sainordaithe ó 2014, ní mór do mháistir-sorcóirí rothaíocht ABS a sheasamh go hiontaofa agus freastal ar éilimh sreafa an ESP. Tá an tionscal ag teacht le chéile ar dhearaí gan phoirt-chomhla láir agus cineál plunger-a scriosann an tolladh port cúitimh balla. Is dócha go leanfaidh an t-aistriú seo ar aghaidh, agus d’fhéadfadh go n-athsholáthróidh na hailtireachtaí seo an chuid is mó de dhearaí traidisiúnta i bhfeithiclí nua.

Agus an ESP á ghlacadh ar fud an domhain i gcónaí, cuireann cumas an mháistirshorcóra cineál plunger méideanna móra sreabhán meandracha a sholáthar go láidir d’fheidhmchláir amach anseo. Idir an dá linn, mar thoradh ar ghlacadh de réir a chéile ar chórais coscáin pháirceála leictreonacha agus córais rialaithe leictreonacha eile tá imscaradh teoranta de mháistir-sorcóirí le braiteoirí suímh loine cheana féin.

Tagairtí

[1] Rialacháin maidir le córas coscáin feithicleach. Caighdeán Sábháilteachta Mótarfheithiclí Feidearálach SAM Uimh.. 105 (FMVSS 105), Rialachán ECE na NA. 13.

[2] Rialachán máistir-sorcóra dé-chiorcaid. Caighdeán Sábháilteachta Mótarfheithiclí Feidearálach na SA, 1967 mandáid.

[3] Amlíne cur chun feidhme ABS agus ESP. ABS éigeantach le haghaidh feithiclí nua paisinéirí ó 2004, ESP éigeantach ó 2014.

[4] Teicneolaíocht sorcóir máistir comhla lárionad. Córais Coscáin Bosch. Maolú damáiste róin cupán bunscoile in iarratais ABS.

[5] Anailís ar Mhargadh Sorcóirí Máistir Coscáin 2025-2032. Straitis MRC. Méid an mhargaidh 3.7billiún in 2025, réamh-mheastachán 3.7 billiún in2025, réamh-mheastachán 5.4 billiún faoi 2032 ag 5.5% CAGR.

[6] Lámhleabhair Haynes. Máistir Sorcóir do Charr a Thuiscint. Stair na forbartha 1960-1967.

[7] SAE Idirnáisiúnta. SAE J1154 Máistir-Sorcóirí Hiodrálacha le haghaidh Coscáin Mótarfheithiclí – Riachtanais Feidhmíochta (athbhreithniú is déanaí).

[8] Paitinní de chineál máistir-shorcóir plunger. Hyundai MOBIS, Bosch. Sonraíochtaí dearaidh agus déantúsaíochta.