近 年来,虚拟样机技术(Virtual Prototype Technology)得到快速的发展,采用虚拟样 机技术可以综合考虑制动器非线性法向载荷、粘滑作用、结构祸合等因素,分析 具体情况下制动器振动的主要诱因。虚拟样 盘式制动器具有散热性好、制动效能稳定、抗水衰退能力强、易于保养和维修等优点,可广泛应用于飞机、铁路、车辆和工程机械。对盘式制动器的早期研究 侧重于试验研究其摩擦特性,随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提 高,有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行 由于盘式制动器在汽车中的使用日益增多,其研究工作方兴未艾。由于其用途的广泛性及结构形式的多样性,国内外学者对其研究方向和研究方法的选择不尽 相同,有的从理论方面进行专题研究,有的从试验方面进行实验研究。 要对制动器进行完整的热分析,还要从以下几个方面进一步研究:由于制 动过程中压力分布与温度场及磨损相互耦合,应将压力分布与热分析及磨损作为 统一的耦合问题来分析,同时必须采用弹塑性理论求解应力场;由于实际接触 表面为粗糙表面,应研究粗糙表面的形貌模型,并在该模型的基础上研究制动器 摩擦磨损热动力学; 现在对摩擦材料热物理特性缺乏研究,今后可考虑对特 定的制动材料配对进行包括材料热物理参数在内的整个摩擦、磨损研究。 随着高新技术的不断应用与发展及新材料的不断出现,盘式制动器的理论与试验研究内容也将会得到不断更新与发展。基于目前盘式制动器的研究现状,今计 算机仿真技术、热弹塑性理论和断裂力学理论,研究其摩擦副间热力耦合的摩擦 机制及其破坏机理}借助有限元、相似理论和模态综合技术,建立其低频噪声结 构耦合模型,形成数值仿真计算模型,通过试验模态分析对试验结果与理论计算 结果进行分析比较,研究其结构参数对低频噪声的影响,进而定量提供结构设计 参数。 给定的相关主要技术参数如下:整车质量: 空载:1550kg 满载:2000kg 质心位置: a=L1=1.35m b=L2=1.25m 质心高度: 空载: hg=0.95m 满载:hg=0.85m 最高车速:160km/h 轮毂直径:140mm 轮缸直径:54mm 195/60R1485H 同步附着系数: 时:制动时总是前轮先抱死,这是一种稳定工况,但丧失了转向能力; 时:制动时总是后轮先抱死,这时容易发生后轴侧滑而使汽车失去方向稳定 时:制动时汽车前、后轮同时抱死,是一种稳定工况,但也丧失了转向能力。 分析表明,汽车在同步附着系数为的路面上制动(前、后车轮同时抱死)时, 其制动减速度为 为制动强度。而在其他附着系数的路面上制动时,达到前轮或后轮即将抱死的制动强度 这表明只有在 的路面上,地面的附着条件才可以得到充分利用。 前后轴制动力矩分配系数的确定 常用前制动器制动力与汽车总制动力之比来表明分配的比例,称为制动器制动力分配系数,用 表示,即: 由于已经确定同步附着系数,则分配系数可由下式得到:根据公式: 根据汽车满载在沥青,混凝土路面上紧急制动到前轮抱死拖滑,计算出后轮制动器的最大制动力矩 L:汽车轴距;其中 (2-3)故后轴 6Tf2max=0.67/(1-前轮的制动 力矩为 制动器是用来吸收汽车的动能,使之转变为热能散失到大气中,迫使汽车车速迅速降低,直至停车的机构,是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的 力的部件。制动器一般是利用摩擦效应将动能转化为热能,因此来讲,制动器的 散热性能对制动系统是十分重要的。如果制动系统长期处十一种高温的状态,就 会阻碍能量的转换过程,造成制动效能下降。车速越高,制动时产生的热能越大, 对制动性能的要求也就越高。因此随着车速的提高,现代轿车除了采用散热性能 较好的铝合金车圈来降温以外,一般都采用散热性能优越的盘式制动器。 盘式制动器又叫做碟式制动器,一般是由液压控制,主要的部件有制动盘、制动钳、固定器,制动轮缸等组成。按摩擦副中固定元件的结构不同,盘式制动器 分为钳盘式和全盘式两类。 全盘式制动器的固定摩擦元件和旋转元件均为圆盘形,制动时各盘摩擦表面全部接触。其工作原理如摩擦离合器,故又称为离合器式制动器。用得较多的是多 片全盘式制动器,以便获得较大的制动力。但这种制动器的散热性能较差,故多 为油冷式,结构较复杂。 定钳盘式制动器的制动钳固定安装在车桥上,既不能旋转,也不能沿着制动盘轴线方向移动,因此必须在制动盘的两侧都安装制动块的促动装置,以便 于将两侧的制动块分别压向制动盘.。定钳盘式制动器在制动钳体上有两个液压 油缸,其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸活塞外腔时,推动两个活 塞向内将位于制动盘两侧的制动块总成压紧到制动盘上,从而将车轮制动。当放 松制动踏板使油液压力减小时,回位弹簧又将两制动块总成及活塞推离制动盘。 这种型式也称为对置活塞式或浮动活塞式。 2)、液压缸分装于制动盘的两侧,制动液必须跨越制动盘的钳内油道或者外部的油管。 3)、热负荷较大,液压缸和跨越制动盘的钳内制动管路或者是外部油管内的制动液容易气化。 由于上述的种种原因,定钳盘式制动装置已经很难适应现代轿车的发展趋势,也逐渐的在70 年代以后让位于浮钳盘式制动器。 浮钳盘式制动器只在制动盘的一侧装油缸,结构简单,造价低廉,易于布置,结构尺寸紧凑,可以将制动器进一步移近轮毂,同一组制动块可兼用于行车和驻 车制动,在兼行车和驻车制动的情况下不需要加设驻车制动钳,只需要在行车制 动钳液压缸的附近加装一些用 于推动液压缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。