电涡流缓速器优化设计与制动性能分析

文章在考虑去磁效应的基础上建立电涡流缓速器数学计算模型,采用涡流折算系数法求出闭合磁路磁感应强度,推导出电涡流缓速器电磁制动力矩表达式;在某汽车制动系统有限公司现有产品的基础上,将圆形极柱优化设计为扇形极柱,并利用Maxwell有限元仿真软件对不同长度扇形极柱的新型电涡流缓速器模型的制动力矩进行仿真分析;将最终确定的新型电涡流缓速器通过有限元仿真和台架实验与原产品进行对比验证。结果表明：新型电涡流缓速器与传统电涡流缓速器的制动扭矩在不同转速下变化的规律基本一致,制动性能有明显提升;仿真结果和实验结果最大误差小于5%,证明了新型电涡流缓速器的有效性和优化设计的正确性。     

利用电涡流缓速器调节车辆制动稳定性

利用电涡流缓速器制动力矩可控的特点,将电涡流缓速器的力矩输出进行适当的控制并施加在后轮上,与后轮制动器制动力共同形成了复合制动力.建立了车辆制动力的调节模型,理论上确定了电涡流缓速器的通电电流是车辆前轮制动器制动力的函数.实车模拟结果表明,后轮的地面制动力随前轮制动器制动力的变化关系,能较好地贴近车辆的理想制动力分配曲线,车辆较好地利用了地面的附着能力,改善了车辆的制动稳定性.     

电涡流缓速器制动力矩的实时控制

为了使装有电涡流缓速器的车辆在下坡时能以稳定的速度行驶,以电涡流缓速器的制动力矩和励磁电流的关系为依据,应用脉宽调制(PWM)技术实现电涡流缓速器制动力矩的无级调节.分析了车辆下坡运行的工况,以车辆的速度和瞬时加速度产生的惯性力作为电涡流缓速器制动力矩的控制依据,提出了电涡流缓速器制动力的无级控制策略,并绘制了控制流程.利用实车的不同初始运行工况进行模拟,计算结果表明,对车辆电涡流缓速器制动力矩的实时控制能使车辆在坡道上以稳定的目标速度行驶.     

基于制动控制器的磁流变制动器性能

本文主要对基于制动控制器的磁流变制动器性能进行探究.对磁流变制动器进行结构设计和仿真优化,得出制动器的最优结构,并基于Arduino开发板与L9349功率驱动芯片设计了磁流变制动控制器.为探究基于制动控制器的制动器制动性能,分别进行了不同阶跃信号规律、正弦信号规律的制动力矩跟随实验和制动减速度实验.实验结果得出制动器的响应时间约在40ms,控制系统滞后时间约为70ms,制动力矩在跟随过程中滞后时间约为20ms,与液压制动系统相比具有较快的制动响应.本研究对磁流变制动器的发展和应用奠定了基础.     

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。     

电磁旋转涡流制动器制动力矩控制

研究了电磁旋转涡流制动器制动力矩控制方法。利用磁路分析法得到了制动力矩的计算公式,以及制动力矩与励磁电流及列车速度的数学关系,从而确定制动力矩控制系统的总体方案,阐述系统工作原理,说明系统各主要组成模块,建立其仿真模型,并根据系统总体方案完成模块集成。介绍了PID(比例-积分-微分)控制、模糊控制、模糊自适应PI控制3种制动力矩控制算法,说明控制器设计步骤。完成仿真计算,并对结果进行对比分析。结果表明,相对于开环控制,3种控制算法都能有效地控制制动力矩。此外,无论是系统瞬态性能指标,还是稳态性能指标,都是模糊自适应PI控制表现最佳,模糊控制次之,PID控制相对最差。     

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动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     

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。     

大型空间机械臂制动器陶瓷摩擦副的研制

根据大型空间机械臂制动时的安全需求,基于大型空间机械臂制动安全的数学模型,确定了制动器摩擦副的综合设计指标.以制动器力矩稳定性及寿命等为指标,计算了摩擦副的等效半径及喷涂厚度,设计了基于陶瓷材料的摩擦副.研制了陶瓷摩擦副制动器样机及实验台.通过对制动实验数据的分析,验证了摩擦副设计的正确性.结果表明,以大型空间机械臂制动安全指标推算制动器摩擦副综合设计指标,以此来进行制动器摩擦副设计是可行的.     

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．     

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。     

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。     

起重机用块式制动器的制动容量及其选用的新方法

通过对块式制动器的制动容量的分析研究,提出用新方法(即按制动容量)选取制动器.具体方法是:按各机构电动机JC值的功率选用制动器,用每分钟制动功校验,这样所选用的制动器既满足制动力矩,又满足热容量,对制动材料的使用寿命也会有满意的结果.     

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。     

新型齿形带式制动器制动特性研究

为提升电驱动履带车辆动力性与经济性，设计并研制了新型齿形带式制动器以替代行星变速机构中的湿式多片离合器. 依据齿形带式制动器结构与工作原理，建立了制动过程的数值模型，研究了制动过程中制动鼓转角、转速和制动力矩等参数变化规律. 同时搭建齿形带式制动器试验台架验证了方案可行性和数值模型的正确性. 结果表明，制动鼓初始转速直接影响制动时间和制动力矩大小，且初始转速越高，制动时间越短，制动力矩相应增大. 相比原有装置，新结构方案提升了制动转速范围，具有更优的工作可靠性和使用前景.      

浮动蹄式制动器制动跑偏力学分析

运用有限元分析软件建立浮动蹄式制动器和传统蹄式制动器的有限元模型,选择摩擦片与制动鼓的8个偏心位置进行有限元分析,得到偏心量-制动力矩曲线关系图;为验证理论分析的正确性,利用Adams动力学软件进行2种制动器的动力学分析,并进行了车辆台架试验,其结果与有限元分析结果一致。分析结果表明:偏心误差改变时,浮动蹄式制动器仍能够保证总的制动力矩基本不变,降低了制动器对汽车跑偏的影响,而传统蹄式制动器总的制动力矩有很大的变化,易发生制动跑偏;浮动蹄式制动器对于减小车辆制动跑偏有明显的优越性。     

轿车电磁制动与摩擦制动集成系统的性能试验

利用所研制的电磁制动与摩擦制动集成系统试验台,进行了不同空气间隙、不同最大通电电流、不同电磁制动器线圈匝数以及不同制动盘材料时的集成系统联合制动力矩对比试验,研究了联合制动力矩、电磁制动力矩与摩擦制动力矩三者关系以及各参数对电磁制动与摩擦制动集成系统的影响.结果表明:气隙、电磁线圈通电电流、电磁线圈匝数以及制动盘材料等均对集成系统总制动力矩大小造成影响;综合考虑性能、安装2方面因素,可以选择的参数为气隙2 mm,电磁制动器线圈的最大通电电流为15 A,电磁线圈匝数为820×4,制动盘材料采用铜材质;对于整车总质量超过1 200 kg的车辆,线圈最大通电电流可以增大至25 A.     

某车型盘式制动器卡钳强度优化改进

利用制动器制动力矩及地面制动力矩,对某车型盘式制动器制动卡钳进行强度分析,识别制动卡钳的最大应力超出材料的判断标准,实车存在卡钳支架断裂的风险;通过优化分析研究,对盘式制动卡钳结构进行一系列改进,解决卡钳强度不足的问题.该分析方法可用于对汽车设计过程,对制动卡钳进行强度校核,降低后期试验成本,缩短产品开发周期.     

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。