【摘要】：近年來,我國的汽車行業(yè)發(fā)展十分迅速,汽車的人均保有量也越來越大,這也使得人們越來越關(guān)注車輛的安全性能。汽車制動性能作為車輛安全性能的重要指標(biāo),其重要程度可見一般。現(xiàn)如今,車輛上普遍使用鼓式制動器或盤式制動器作為制動執(zhí)行機(jī)構(gòu),這兩種制動器均屬于摩擦制動,使用過程中可能出現(xiàn)“熱衰退”、制動噪聲等現(xiàn)象,影響制動性能。近年來,隨著緩速器在大型客車上的廣泛使用,國內(nèi)外學(xué)者對“輔助制動”展開諸多研究,希望將“電磁制動”的理念融入傳統(tǒng)摩擦制動,也取得了一定的進(jìn)展,但這些研究大多僅停留在理論的基礎(chǔ)上,提出的一些方案局限性較大,并不具備普適性。因此,提出切實(shí)可行的集成摩擦、電磁制動的制動器方案十分重要。為此,本文設(shè)計了一種摩擦-電磁耦合制動器及制動控制系統(tǒng),在制動器結(jié)構(gòu)上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn),將電磁制動與摩擦制動結(jié)合,為摩擦、電磁集成制動領(lǐng)域的研究提供一種可用于實(shí)際的方案。本文具體的研究內(nèi)容如下:(1)對國內(nèi)外學(xué)者在摩擦制動、電磁制動的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié),重點(diǎn)對國內(nèi)外學(xué)者在集成摩擦制動與電磁制動方面的研究進(jìn)行深入分析,評價現(xiàn)有方案的優(yōu)點(diǎn)與不足。提出摩擦-電磁耦合制動器的方案,詳細(xì)介紹該方案的工作原理,并對其可行性進(jìn)行理論分析�；谔岢龅慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計方案,計算了各部分的制動力矩,并且以經(jīng)驗公式的形式提出,為之后的具體參數(shù)設(shè)計及性能分析做好準(zhǔn)備。(2)結(jié)合本文提出的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,詳盡分析介紹部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算過程和選取方法。選取某具體車型,充分考慮制動器實(shí)際設(shè)計時的尺寸空間限制,額定制動力矩、制動溫升等限制因素,詳細(xì)展開了該制動器在實(shí)際車型上的應(yīng)用,驗證了該方案的理論分析。(3)設(shè)計摩擦-電磁耦合制動系統(tǒng)的控制方案。耦合制動系統(tǒng)包含多種制動模式及各種制動模式的組合,為實(shí)現(xiàn)該制動系統(tǒng)的控制,運(yùn)用混合控制的理論,設(shè)計了解耦控制方法,提出了摩擦、電磁制動協(xié)調(diào)主動式控制策略與電磁制動主動式控制策略,并在快速控制試驗平臺上對控制算法的可行性進(jìn)行試驗驗證。(4)借助Maxwell電磁場分析軟件,對方案中的電磁制動部分進(jìn)行電磁學(xué)分析。首先結(jié)合具體參數(shù),在Maxwell軟件中建立電磁制動部分的3D仿真模型,并設(shè)置運(yùn)動條件,模擬電磁制動過程。通過仿真結(jié)果,對電磁制動部分的電磁場特性進(jìn)行分析,對制動力矩特性進(jìn)行總結(jié),為今后在電磁制動方面的后續(xù)研究提供參考。(5)驗證摩擦-電磁耦合制動系統(tǒng)的制動性能。建立Trucksim-Simulink聯(lián)合仿真模型:基于所選車型,在Trucksim中結(jié)合具體參數(shù),建立該車的整車動力學(xué)模型;分析耦合制動器制動行為,在Simulink中建立制動系統(tǒng)模型,聯(lián)合Trucksim開展整車的制動過程仿真,對耦合制動器在制動過程中的性能進(jìn)行分析評價。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.5
【圖文】：

制動系統(tǒng)是指具有讓車輛減速、停車以及駐車功能的專門裝置，制動器是要的部分。考慮到制動成本及現(xiàn)有制動技術(shù)的成熟度，以盤式制動器和鼓式制動器為代制動器仍是大部分汽車的首選制動形式。摩擦制動有著極高的制動效率，在動條件下，其優(yōu)點(diǎn)十分突出。但在實(shí)際使用過程中，不難看到摩擦制動存在長時間制動、頻繁制動時，制動器內(nèi)部摩擦副產(chǎn)生的摩擦熱量無法及時耗散升嚴(yán)重影響了摩擦元件的摩擦因素，使制動器的制動效率大大降低。在極端不排除出現(xiàn)制動失效的可能性，這也嚴(yán)重影響了乘員的人身安全[1]。同濟(jì)大團(tuán)隊就制動器失效現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)的研究統(tǒng)計[2]，他們對大量交通事故的原詳細(xì)的分析，特別指出其中諸多事故是因為制動失效導(dǎo)致的（圖 1.1）。并些因為制動器失效釀成的事故中，制動器溫升導(dǎo)致的制動效能下降也成為了[3]。另外，摩擦制動時產(chǎn)生的金屬噪聲也成為城市噪聲的主要來源，對市民居造成不良的影響[4]。

摩擦-電磁耦合制動系統(tǒng)設(shè)計與研究BS、電子控制制動系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用，以及對制動器結(jié)構(gòu)善了制動性能，但也使得制動系統(tǒng)日趨復(fù)雜。因此，車輛制動是可控性好、響應(yīng)迅速、安全高效。動具有響應(yīng)靈敏，非摩擦性等特點(diǎn)，成為輔助制動裝置的最優(yōu)最多的電渦流緩速器就是基于電磁制動原理設(shè)計的。華中科技速器的緩速效果進(jìn)行了深入的分析研究，得出了以下結(jié)論：駕等設(shè)備的車輛時，無論是換擋頻率還是制動頻率，與無緩速器（圖 1.2），這無疑對傳統(tǒng)摩擦制動器的摩擦副起到了保護(hù)的動產(chǎn)生的制動噪音等問題，也在一定程度上得到了有效緩解體積較大，無法適用于所有車型。

江 蘇 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文制動、電磁制動集成制動國內(nèi)外研究現(xiàn)狀外，KapJin Lee[22]首先設(shè)計了一種電磁制動器模型，該模型基于過給電磁線圈通電產(chǎn)生電磁場，以制動盤切割磁感線的方式產(chǎn)生導(dǎo)入電流的大小，調(diào)節(jié)制動力矩的大小。[23]提出一種設(shè)想，在汽車非驅(qū)動軸上安裝電渦流緩速器，在不下，實(shí)現(xiàn)集成制動。Dockstader S[24]申報了相關(guān)的專利，提出一緩速器集成制動”的方案，并在實(shí)車上使用。Anwar 等[25-27]提出（圖 1.3），該方案將前輪制動器設(shè)計成電液混合制動的形式，的結(jié)構(gòu)，基于該方案，進(jìn)行了試驗研究和仿真分析，得出一種非控制器。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2788766