车辆制动器制动力矩计算方法的研究

效能因数法是制动器制动力矩常用计算方法之一,笔者对领从蹄式鼓式制器制动力矩的效能因数法几种常见的计算公式进行了分析及计算验证,结果表明：各公式虽然形式各异,但都是基于现今广泛使用的刚性假设它们具有本质上的同一性,文后对公式的选用提出了建议。     

鼓式制动器效能因数的计算研究

双向自增力鼓式制动器受力复杂,影响因素较多,制动效能因数的计算比较困难。该文通过建立双向自增力鼓式制动器力学模型,用２种方法分别对其效能因数进行了计算,同时,通过台架试验测试了该制动器的制动力矩,以获得其效能因数,并对计算结果和试验结果进行对比分析。结果表明,所建立的双向自增力鼓式制动器力学模型基本与实际相符,计算方法准确简单。     

鼓式制动器相关参数对其制动效能的影响

从制动器制动全过程的动态仿真角度出发,重点考察了鼓式制动器摩擦系数、凸轮偏置角和摩擦片包角对制动器制动效能的影响.正交仿真试验分析表明:上述三个因素对制动器效能因数的影响按大小次序是摩擦系数、凸轮偏置角和摩擦片包角.制动器的效能因数随三个因素取值的增加而增大,同时,制动效能因数对摩擦系数的敏感性显著增大,而对凸轮偏置角及摩擦片包角的敏感性却在降低.这将为以后的制动器优化奠定基础.     

基于虚拟线圈假设的涡流制动器制动力矩计算

针对现有涡流制动器制动力矩计算方法中包含经验系数,妨碍涡流制动器制动力矩的精确计算和产品性能提升的问题,在原有圆盘假设的基础上,将涡流作用区域圆盘内的闭合涡流圆环等效成电流为涡流有效值、匝数为1的虚拟线圈.在综合考虑涡流去磁效应的前提下,根据毕奥-萨伐尔定律,推导得到涡流制动器的气隙磁感应强度,并利用能量守恒法计算涡流制动器的制动力矩.以电涡流缓速器为例,对推导出的计算公式进行验证计算.结果表明:试验曲线与理论计算吻合较好,该制动力矩计算方法能够很好地体现涡流去磁效应对制动力矩的影响.     

动力保持型AMT带式制动器的动态力矩特性

带式制动器是动力保持型自动变速器(AMT)的换挡执行元件,其中制动带的动态力矩特性对于换挡品质至关重要。为探寻动态制动力矩与制动力的关系,该文建立了制动带静力学模型和有限元模型,设计了带式制动器样机实验台架,完成了制动鼓正反转实验,将实验结果与仿真计算结果进行了对比分析,结果表明:动态制动力矩是转速、正压力、动态摩擦系数共同作用的结果;制动鼓正转时,制动带有增力效应,制动带所产生的制动力矩较大,静态区持续时间长,制动稳定性好,而反转时无明显的静态区,线性度好,对控制有利。根据实验结果拟合得到制动带动态力矩经验公式的控制参数,可用于制动带的平滑控制。     

基于CFD技术盘式磁流变液制动器结构及性能

为了研究转盘结构对盘式磁流变液制动器的性能的影响,对制动器磁流变液流场进行了仿真和试验研究。根据制动器的结构特点和磁流变液宾汉模型理论,运用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent对不同转盘结构下,制动器内磁流变液流场的速度、压力、黏度及剪切应力分布进行仿真,得到制动力矩随结构和磁场强度的变化规律,并进行了试验验证。仿真及试验结果表明:磁流变液腔室宽度对制动力矩影响较小,表面开辐射状槽时转盘制动力矩最大,开有通孔的情况次之,开环形槽时制动力矩最小。研究结果为磁流变液制动器的结构设计提供了参考依据。     

浮动蹄式制动器制动过程有限元分析

为了更准确地研究具有凸轮张开装置的领从蹄式制动器系统的力学行为,建立了浮动蹄式制动器的有限元模型,通过在凸轮轴上施加输入力矩来模拟制动器系统的制动过程,对摩擦衬片和制动鼓之间的摩擦接触进行分析,得到了该制动器的接触应力分布云图和制动力矩的分布曲线,并与传统蹄式制动器进行了对比分析。分析结果表明:浮动蹄式制动器领蹄由于接触面积增大,在制动力矩保持不变的情况下,接触应力比传统蹄式制动器的接触应力小;浮动蹄式制动器从蹄由于向上浮动,使其摩擦力矩大于传统蹄式制动器;浮动蹄式制动器的总制动力矩大于传统蹄式制动器的制动力矩。     

轿车盘式制动器渐进特性研究

介绍了轿车盘式制动器制动力矩渐进特性的概念及其评价参数,研究盘式制动器制动力矩渐进特性.在制动器惯性实验台上,对轿车盘式制动器分别进行了不同制动初始温度、制动压力及制动初始速度条件下的恒压制动实验.实验结果表明,制动初始温度、制动压力及制动初始速度对渐进特性有不同程度的影响,并结合评价参数分析了这些因素的各自作用规律.     

基于磁流变效应的汽车ABS制动器性能研究

为了解决汽车传统摩擦式制动器存在的缺陷,并为汽车自动驾驶等主动控制提供更多参考,利用磁流变液体在施加磁场时会发生磁流变效应的特性,设计一款前轮磁流变制动器,推导出制动力矩公式,并将模糊控制和滑模变结构控制有效结合,设计汽车ABS模糊滑模变结构控制器。利用Simulink软件对基于磁流变效应的汽车ABS制动器进行建模仿真,得出滑移率、车速-轮速、制动力矩和制动距离仿真曲线。结果表明,通过合理控制施加在制动器磁流变液体上的磁场强度,可较好实现汽车ABS制动要求。     

多片摩擦片式液压制动器及其间隙补偿装置

多片摩擦片式液压制动器及其间隙补偿装置是一种新型制动器，本文着重阐述了如何对其结构及参数的合理设计、计算等。使制动器无需进行复杂的预调，摩擦片磨损后能自动补偿，始终保持最佳间隙和制动行程。该制动器不但制动力矩大，且具有工作寿命长、调整方便、制动迅速、及安全可靠等优点。     

提升机闸瓦温度监测系统的研究

为了有效地保护提升机闸瓦的制动性能、提高其工作可靠性和使用寿命,建立了提升机闸瓦在制动过程中的温度监测系统,该系统由检测系统及报警器、通讯线路、上位机等组成,能对提升机闸瓦温度进行在线测量和实时监控,具有能耗低、体积小、可靠性和稳定性好,信息处理能力强等特点,该系统为工作人员提供了有效数据参考,可以根据监测结果及时进行相关参数的修正,在保证闸瓦性能的前提下提高了制动系统的安全可靠性。     

矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构稳健设计

以矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构为研究对象,应用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对其参数进行稳健设计与优化.首先,对矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构的运动过程进行分析,建立理想状况下的闸瓦制动连杆机构运动学模型.然后,考虑转动副间隙对该机构进行运动学分析,建立计入转动副模型的闸瓦制动连杆机构运动学模型.最后,以机构杆长为设计变量,以转动副间隙、间隙副接触角和杆件加工误差为噪声因素,建立以闸瓦制动距离误差均值和标准差最小化为目标的矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构参数稳健设计优化模型,并运用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对参数进行稳健设计与优化.结果表明,闸瓦制动连杆机构制动距离的误差均值减小了15.4%,标准差降低了28.6%.在不提高连杆制造精度的前提下,能显著降低闸瓦制动过程的不确定性,对提高矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构的设计质量具有重要意义.     

基于随机过程的盘式制动器闸瓦温升研究

盘式制动器闸瓦的温升直接影响工作效率和制动系统的可靠性，由于各种不确定性因素的影响，闸瓦热流输入是一个随机过程，本文把随机热传导应用于研究闸瓦温升问题，进行了闸瓦温度场的一维解析分析，较好的描述了在制运过程中时刻闸瓦沿厚度方向的温度分布以及温度场的随机特性，得出了有实际意义的结论。     

磁流变制动器的制动时间数学建模及实验验证

为研究磁流变制动器的制动时间与工作间隙的关系,基于Bingham理论模型并结合ANSYS磁场仿真推导出磁流变制动器制动时间的计算公式,基于此公式计算出不同工作间隙下不同转动角速度对应的制动时间.利用间隙可调式磁流变制动器进行不同工作间隙下制动时间与转动角速度的测量实验;对比理论值与实验值,验证了理论计算公式的准确性,并从理论与实际上证明了制动时间与工作间隙呈线性增长关系.不同励磁电流下制动时间的测量实验证明了同一工作间隙下制动时间与电流为非线性关系.     

盘式汽车制动器的有限元模态分析

以夏利汽车前轮盘式制动器为研究对象,建立了包括制动钳和摩擦片在内的耦合模型,进行了模态分析,得到了制动器在制动状况下的模态参数.并对有限元模型的简化和各部分之间的连接方式进行了探讨,分析结果对盘式汽车制动器动态性能及减振降噪机理的研究提供理论基础和依据.     

空气动力制动制动风翼纵向位置制动力规律

分析了全列车均装制动风翼时,不同纵向位置处制动风翼周围流场特性,数值计算得到迎风面第1块制动风翼产生的制动力最大,其余制动风翼产生的制动力逐渐减小,且减小幅度逐渐减慢的制动力规律.结合某高速列车车型,考虑减少受电弓影响,分析受电弓车辆不装制动风翼时,纵向位置各制动风翼产生制动力规律,并同每辆车均安装制动风翼时制动力规律进行对比.最后,对空气动力制动产生制动力效果进行了分析.     

高速列车线性涡流制动的特性研究

研究了线性涡流制动的特性方程，在低速区和高速区分别推导出特性曲线方程．对方程使用试验数据进行验证，表明特性曲线方程能很好地吻合试验数据．根据特性曲线方程可以更好地理解涡流制动的物理过程，同时也可将其用在磁悬浮涡流制动器的优化设计中．     

起升机构制动下滑问题的理论探讨

本文在分析起升机构制动过程的基础上,推导出起升机构下降制动时间和制动下滑距离的计算公式。通过实例计算,说明起升机构采用电力液压瓦块式制动器,存在制动下滑距离超标、严重影响起重机安全性能的问题,并且提出了限制和减小制动下滑距离的实用措施,供设计和老产品改造时选用。     

电动汽车再生制动过程制动踏板位移与制动意图及制动强度之间的关系研究

电动汽车可以通过再生制动提高动力电池的能量利用效率并延长续航里程;而电动汽车的再生制动效率依赖于其制动力的分配策略。在不同制动强度下,电动汽车再生制动过程制动力的分配比例应该不同,需要根据驾驶员踩踏制动踏板的位移进行制动意图和制动强度的识别。基于制动踏板位移对应的电压和电压变化率,设计了个模糊逻辑控制器,分别进行驾驶员制动意图和制动强度的识别。将驾驶员的制动意图分为缓慢制动、中等制动和紧急制动三种状态;并对三种状态下的制动强度变化进行准确的识别。搭建了由制动踏板、dSPACE半实物仿真平台和Control Desk调试界面组成的测试系统。对设计的模糊逻辑控制器进行了实验测试。测试结果显示,制动踏板位移对应的电压和电压变化率可以反映驾驶员的制动意图和制动强度,通过设计的模糊逻辑控制器可以识别出驾驶员的制动意图和对应的制动强度变化。因此,本系统可以用于电动汽车再生制动过程中进行制动强度的识别和基于制动强度的制动力分配,提高电动汽车的能量利用效率。     

电动汽车制动能量回收最大化影响因素分析

对再生制动的原理和能量流动进行了分析,并讲述了制动功率、再生制动功率、制动能量回收效率等之间的关系和计算方法.从分析中得出电机、蓄电池、液压制动系统是影响制动能量回收的主要因素,并重点分析了制动管路布置型式对制动能量回收的影响.针对典型的理想制动工况,计算出前轴电驱动汽车在制动能量回收方面的潜力和制动能量回收效率,但结果并不理想.通过对比发现,双轴电驱动汽车无论是在制动能量回收潜力还是在制动能量回收效率以及制动效能方面都有能力达到最优.