Система управления положением кузова электробуса
  • Схема управления положением кузова

    1 - кузов электробуса; 2 - электронный блок управления; 3 - блок электромагнитных клапанов; 4 - датчик положения кузова; 5 - рычаг; 6 - тяга; 7 - пневмобаллон подвески; 8 - рама подвески; I - подача воздуха от пневмосистемы электробуса.

    На электробусе установлена электронная система управления положением кузова ECAS фирмы WABCO (Electronically Controlled Air Suspension – электронное управление воздушной подвеской).
    Основное назначение системы – поддержание заданного положения кузова над дорогой, независимо от загрузки электробуса. Кроме того, система может выполнять ряд дополнительных функций. Система позволяет на остановках опускать кузов электробуса и наклонять его вправо. Это удобно для пассажиров и ускоряет посадку и высадку. Кроме того, это позволяет с применением дополнительных устройств или без них садиться в электробус инвалидам в колясках. Система также позволяет поднимать кузов при движении электробуса для преодоления препятствий на дороге.
    Система ECAS посредством электронного управления регулирует давление в пневмобаллонах подвески. Основные элементы системы: датчики 4 положения кузова, блоки электромагнитных клапанов 3, электронный блок управления (ЭБУ) 2.
    На передней оси установлен один датчик, на заднем мосту – два датчика. Каждую ось обслуживает один блок электромагнитных клапанов. Все датчики одинаковые, блоки электромагнитных клапанов на передней и задней подвесках разные. К обоим блокам подведен сжатый воздух от пневмосистемы электробуса.
    Датчики 4, закрепленные на кузове электробуса, связаны через рычаг 5 и тягу 6 с рамой 8 подвески, установленной на заднем мосту (передней оси). Датчик постоянно отслеживает расстояние между кузовом и мостом (передней осью) и формирует электрический сигнал, пропорциональный этому расстоянию.
    Сигнал передается в ЭБУ, который при отклонении полученных значений сигнала от заложенных в памяти выдает команды тем или иным электромагнитным клапанам на подпитку пневмобаллонов или стравливание из них лишнего воздуха. За счет изменения давления в пневмобаллонах изменяется расстояние между кузовом и мостом (осью). При движении по ровной дороге таким образом поддерживается постоянный уровень кузова, независимо от нагрузки.
    Для опускания кузова или для его наклона на остановках, а также для подъема кузова (относительно нормальной высоты) перед встретившимся на дороге препятствием, водитель включает соответствующие кнопки на пульте управления положением кузова в кабине. Эти сигналы также воспринимаются ЭБУ, который в соответствии с заложенной программой выдает команды электромагнитным клапанам на изменение давления в пневмобаллонах подвески.
    О состоянии системы ECAS сигнализируют контрольные лампы на пульте управления положением кузова.

  • Конструкция узла привода датчика положения кузова

    1 - датчик положения кузова; 2 - кронштейн кузова; 3 - рычаг; 4 - тяга; 5 - кронштейн подвески; 6 - соединение.

    Конструктивное исполнение привода датчиков положения кузова для переднего колеса показано на рисунке выше. Для задних колес узел отличается пространственной ориентацией датчиков, а также взаимным расположением датчиков, тяг, рычагов и штифта А на датчике.

  • Датчик положения кузова

    1 - штифт; 2 - якорь; 3 - шатун; 4 - корпус; 5 - эксцентрик; 6 - ось вращения рычага; А - выступы.

    Датчик положения кузова состоит из корпуса 4, внутри которого установлена ось 6, связанная с рычагом 3. При повороте рычага ось 6 через эксцентрик 5 и шатун 3 перемещает якорь 2 относительно корпуса.
    В корпусе датчика находится катушка индуктивности. Якорь втягивается в катушку или выдвигается из нее, при этом индуктивность катушки изменяется.
    Изменение индуктивности замеряется электронным блоком управления, который анализирует полученные данные и при необходимости выдает необходимые сигналы электромагнитным клапанам.

  • Схема пневмосистемы подвески (для электробусов 1-го поколения)

Кабина водителя

    1 - блок управления системы; 2 - баллоны контура IV; 3 - датчик давления воздуха для системы управления; 4 - пульт управления подвеской; 5 - датчик положения кузова; 6 - блок электромагнитных клапанов передней подвески; 7 - пневмобаллоны подвески передней оси; 8 - клапан контрольного вывода; 9 - обратный клапан; 10 - блок электромагнитных клапанов задней подвески; 11 - пневмобаллоны подвески заднего моста; 12 - модуль подготовки воздуха.

    Передняя подвеска питается сжатым воздухом от баллона Б8, задняя подвеска – от блока баллонов Б5-Б7. Баллоны соединены общим трубопроводом и давление в системе контролируется датчиком 3.
    Пневмосистему подвески обслуживают два блока электромагнитных клапанов – 6 и 10. Блоки невзаимозаменяемы. Кроме того, блоки связаны между собой пневматически трубопроводом. Оба блока клапанов управляются электронным блоком 1 системы ECAS, получающий сигналы от датчиков 5 положения кузова. По сигналам блока управления блоки клапанов регулируют давление воздуха в пневмобаллонах 7 передней и пневмобаллонах 11 задней подвески. Для проверки работы системы установлены клапаны контрольного вывода 8.

  • Схема пневмосистемы подвески (для электробусов 3-го поколения)

    1 – блок управления системы; 2 – датчик давления IV контура; 3 – датчик аварийного давления воздуха для системы управления; 4 – датчик положения кузова передней подвески; 5 – блок электромагнитных клапанов передней подвески; 6 – пневмобаллоны подвески передней оси; 7 – клапан контрольного вывода; 8 - блок электромагнитных клапанов задней подвески; 9 – обратный клапан; 10 – датчик положения кузова задней подвески; 11 – пневмобаллоны подвески заднего моста; 12 – модуль подготовки воздуха; 13 – воздушные баллоны IV контура; 14 – клапан защитный одинарный с ограниченным обратным потоком.

  • Блок электромагнитных клапанов задней подвески

    1 - атмосферный вывод; 2 - глушитель; 3 - поршень подачи/стравливания; 4 - клапан подачи управляющего давления; 5 - электромагнит; 6 - поршень управления давлением в пневмобаллонах подвески; 7, 8 - клапан подачи управляющего давления; 9 - поршень управления давлением в пневмобаллонах подвески; 10, 11 - исполнительный клапан управления давлением в пневмобаллонах подвески; 12 - основной клапан подачи и сброса воздуха; "11" - канал от пневмосистемы электробуса; "21" - соединительная линия (к блоку электромагнитных клапанов передней подвески); "22, 23" - канал к пневмобаллонам задней подвески; А - канал подачи сжатого воздуха под управляющие клапаны; Б - канал подачи сжатого воздуха в управляющую полость; В - управляющая полость; Г - полость исполнительных клапанов.


  • Блок электромагнитных клапанов передней подвески

    5 - электромагнит; 6, 9 - поршни управления давлением в пневмобаллонах подвески; 7, 8 - клапаны подачи управляющего давления; 10, 11 - исполнительные клапаны управления давлением в пневмобаллонах подвески; 12 - основной клапан подачи и сброса воздуха; 13 - клапна перекрытия дросселя; 14 - электромагнит управления дросселем; 15 - дроссель; 11 - канал от пневмосистемы электробуса; 21 - соединительная линия (к блоку электромагнитных клапанов задней подвески; 22, 23 - канал к пневмобаллонам передней подвески; А - канал подачи сжатого воздуха под управляюшие клапаны; Б - канал подачи сжатого воздуха в управляющую полость; В - управляющая полость; Г - полость исполнительных клапанов.

  • Описание работы блоков электромагнитных клапанов
    Блок электромагнитных клапанов задней подвески показан на рисунке 72. Блок состоит из нескольких клапанов, управляемых электромагнитами, которые включаются и выключаются по командам ЭБУ. Схема управления исполнительными клапанами – двухступенчатая. Подводимое от пневмосистемы электробуса к выводу 11 давление сжатого воздуха по каналу А поступает под клапаны 4, 7 и 8 (рис. блока задней подвески), а также под клапаны 7 и 8 (рис. блока передней подвески) блока электромагнитных клапанов передней подвески, так как выводы 21 обоих блоков соединены между собой трубопроводом (рис. блока передней подвески).
    В блоке клапанов задней подвески помещен основной клапан 12 (рис. блока задней подвески), от положения которого зависит, идет ли в данный момент пополнение пневмобаллонов подвески (всех или некоторых) сжатым воздухом, сброс части воздуха в атмосферу или система находится в состоянии равновесия, т. е. ни пополнения, ни сброса нет.
    Основной клапан 12 управляется следующим образом: при закрытом клапане 4 (отсутствии напряжения на электромагните клапана) полость Г через центральное и радиальные отверстия в поршне 3 и глушитель 1 сообщена с атмосферой.
    Если при этом открыты своими электромагнитами клапаны 7 и 8 задней и передней подвесок (рис. блока задней подвески и 73), то давление со входа 11 поступает в управляющую полость В, перемещает вниз поршни 6 и 9, которые своими торцами открывают исполнительные клапаны 10 и 11, и из пневмобаллонов задней подвески воздух стравливается в атмосферу (опускание кузова).
    Когда клапан 4 открыт (подано напряжение на его электромагнит), то давление с вывода 11, поступающее в управляющую полость В, перемещает поршень 3, который своим торцем вначале садится на подушку клапана 12 и тем самым изолирует полость Г от атмосферы, а затем открывает клапан 12. В полость Г поступает воздух из пневмосистемы. Если при этом открыты клапаны 10 и 11 (таким же образом, как описано выше), то давление в пневмобаллонах увеличится (подъем кузова).
    К выводу 11 блока электромагнитных клапанов передней подвески (рис. блока передней подвески) также подводится давление от пневмосистемы электробуса. Это необходимо для питания управляющей полости А блока.
    При нормальном режиме (например, при движении по ровной дороге) электромагниты будут включаться и выключаться, а соответствующие клапаны открываться и закрываться таким образом, чтобы поддерживать постоянный и горизонтальный уровень кузова. Например, если нагрузка на правую сторону увеличится, расстояние между кузовом и рамой с правой стороны электробуса уменьшится, правый датчик уровня выдаст сигнал в ЭБУ, который выдаст сигналы электромагнитам, управляющим клапанами 4 и 7. Клапаны 4 и 7 откроются, давление будет воздействовать на поршни 3 и 6, которые откроют клапаны 11 и 12. Торец поршня 12 перекроет связь полости Г с атмосферой, начнется подпитка правых пневмобаллонов подвески сжатым воздухом из пневмосистемы электробуса до выравнивания кузова.
    Блок электромагнитных клапанов передней подвески имеет дроссель 15 (рис. блока передней подвески), расположенный в канале, соединяющем полости правого и левого пневмобаллонов передней подвески. В этом же канале расположен клапан 13, управляемый электромагнитом 14. Дроссель необходим потому, что в передней подвеске установлен один датчик положения кузова (требование достаточной чувствительности системы управления), и в пневмобаллонах может быть разница давлений, например, при неравномерной загрузке правой и левой сторон электробуса. В этом случае через дроссель давление в пневмобаллонах будет выравниваться (при открытом клапане 13). Для наклона кузова требуется раздельное управление давлением в правых и левых пневмобаллонах. Этой цели и служит клапан 13, который в этом режиме закрывается управляющим электромагнитом 14, разобщая полости правого и левого пневмобаллонов.
    Таким образом, функция наклона осуществляется следующим образом. После нажатия соответствующей клавиши на щитке приборов водителя сигнал через электронный блок синхронно поступает на электромагниты, открывающие клапаны 7 (рис. блока задней подвески и рис. блока передней подвески) в блоках задней и передней подвесок. Воздух, поступающий в управляющую полость В, воздействует на поршни 6, которые открывают клапаны 11.
    Воздух из правого пневмобаллона задней подвески (с вывода 22) через центральное и радиальные отверстия поршня 3 (рис. блока задней подвески) будет стравливаться в атмосферу. Из пневмобаллонов передней подвески воздух будет поступать по соединительной линии (рис. блока передней подвески), соединяющей выводы 21 обоих блоков, и стравливаться через тот же поршень 3 блока задней подвески.

eltroll2 2019-2024