电子机械式制动器结构设计及仿真

电子机械式制动器结构设计及仿真摘要电子机械式制动器作为一种前进的科学技术，这是汽车行业里面的一项重要的创新突破点，属于汽车线控系统的一种。对于一些体积和重量比较庞大的汽车来说，传统的系统已经无法满足系统的要求，也无法在性能上对汽车带来进一步的提升，其中还存在着很多缺陷和不足，所以，由此而来，研究和开发电子机械式制动器是非常有必要的，并且这将成为汽车发展行业中的一个重要的节点。关键词：电子机械式制动器电磁制动器，盘式制动器1制动器总体方案设计与计算制动器总体设计要求通过梳理目前国内的法律法规和相关的文献资料，为EMB的机构方案设计和控制提供理论参考，避免出现设计出的产品不符合现有国家相关法规的情况。总体方案设计主要参考标准Q/SQ101020-2012制动系统设计规范GB7258-2012机动车运行安全技术条件GB12676-2014汽车制动系统结构、性能和试验方法GB/T13594-2003机动车和挂车防抱制动性能和试验方法方案设计要求a.行车制动跟驻停车制动应各自分开。b.尽量达到车辆对系统的要求。C.供电系统应该提供足够的电流。制动器磨损应易于通过手动或自动调整装置来补偿,并且传输装置及制动器的部件和控制装置应具有一定的储备行程，如有必要还应具有适当的补偿方式确保当制动器发热或制动衬片磨损到一定程度时仍然能够进行有效制动，而无须立即进行间隙调整。在水平沥青或者混凝土路面上以初速度30km/hh.制动时候的距离在一定范围。行车制动时作用力应作用在全部车轮上。行车制动时的制动力合理分配在各轴之间。机动车行车制动时的制动力应合理分配在同一车轴左右轮之间。1.2制动器结构种类的选择1.2.1鼓式制动器的介绍锁从潞式〈凸轮张幵hc.b＞锁从潞式〈凸轮张幵hc.b＞领从站戌〔制曲轮缸张开兀3讯汕蹄庸＜11■:jRA. (d)双向双報蹄式，町单向增力式ILf)双向增力式图2.1鼓式制动器的结构一般形式鼓式制动器是利用制动传动机构使制动蹄将制动摩擦片压紧在制动鼓内侧，鼓式制动器中，摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其圆柱面为工作表面，从而产生制动力，根据需要使车轮减速或在安全的距离内停车，以确保行车安全，并保障汽车停放可靠包括在坡道上的可靠停放。鼓式刹车的优点：结构简单、易实现，减速比大，对电机要较低，驻车制动采用棘轮机构，技术成熟，整体制造成本较低。因此可以自动紧急刹车，使刹车系统的油压降到最低。机械安装结构较少，便于装配，手刹车容易安装。后轮装置盘式刹车，在刹车盘中心安装鼓式刹车的手刹车机构。盘式制动器介绍根据摩擦副中不一样的固定原件，盘式制动器可以分为钳盘式制动器和全盘式制动器两种。钳盘式制动器制动块是固定摩擦原件，装在制动钳中，这种制动钳与车轴连接且不能绕车轴轴线旋转。在制动衬块和制动盘之间有很小的接触面积，中心角一般仅30°〜50°，所以钳盘试制动器又叫做点盘式制动器。全盘试摩擦副的旋转元件是圆盘形，固定元件也是圆盘形，在刹车的时候，各个摩擦盘表面都解除，和离合器的效果差不多，所以又叫做离合器式制动器。多片全盘式制动器在全盘式中运用比例较多。多片全盘式制动器一方面可当作车轮制动器，另一方面又可以当作缓行器。盘式制动器相对于鼓式制动器，有如下优点：1.热稳定好。普通情况下没有自行增力的效果，鼓式中的衬片没有衬快摩擦表面压力分布的均匀。另外，制动鼓经过受热膨胀，工作半径变大，因此让他只能够和蹄的中间部分接触，于是制动效果降低，这叫做机械衰退。采用盘式制动器的的轴向膨胀极其微小，径向膨胀和性能没有关联。所以前轮采用盘式制动器，汽车在刹车时就不会跑偏。2.水稳定性优良。制动块对盘的单位面积上受压力较高，水容易被挤出来，能效受进水的影响并没有多少降低；又因为衬快对盘的擦拭和离心力的双重作用出水以后，只要经过两次以内的制动就可以恢复正常。但是鼓式制动器就需要经过十余次制动才可以恢复其正常。汽车运动方向和制动力矩没有关系。双回路制动系比较容易形成，安全和可靠性在系统中就容易形成。质量和尺寸小、因此它的散热较好。制动衬块上压力的分布较为匀称，所以衬块的磨损也较为匀称。衬快在更换的时候比较简单。8•制动盘和衬块之间的缝隙小（0.05〜0.15mm），制动协调时间得到减少。9.有利于间隙的自动调整的实现。1.3制动器参数的计算1.3.1基本参数的选择在这里我们选择的车辆的基本参数：轴距：2656mm质量：1640kg满载质心高度：900mm前轴到质心距离：1300mm后轴到质心距离：1356mm轴荷分配：空载（前/后）597/623kg满载（前/后）803/837kg车轮规格：195/60R151.3.2制动器基本参数的计算制动盘的直径制动盘的直径一般选轮辋直径的70%〜79%，总而言之量最多2吨，轮胎规格为R15,M=1640kg，所以D=15X70%=10.5英寸。(2.1)10.5X25.4=266.7mm(2.2)制动盘的厚度TOC\o"1-5"\h\z制动盘厚度一般在10-20mm,在这里我们先取20mm. (2.3)摩擦衬快内外半径R1和R2.一般的原则是＜1.5根据经验我们取R2=135mm,R1=95mm. (2.4)制动衬块工作面积A推荐根据制动衬块单位面积占有的汽车质量在1.6kg/〜3.5kg/，满载时前轴的轴荷为803kg.前轴有两个制动器每个制动器又有两个摩擦衬片。所以A=80. (2.5)制动盘与摩擦衬块之间的空隙一般取0.1〜0.3(单侧为0.05〜0.15),在这里我们取0.2mm.制动轮缸按标准选择d=40mm.制动块，初选摩擦衬片为10mm.摩擦材料的摩擦系数选择为f=0.3.

前后轮一起出现抱死现象的条件：附着力是前后轮制动力的和；并且前后轮制动器制动力分别和各自的附着力相当。在这里附着力系数=0.7.1.4.电磁体的设计理论图2.2制动器部分结构图由顶杆6所提供的力应为如图2.2由于电磁铁的设计迄今为止没有一套标准的方法，所以需要查阅相关的资料通常情况下电磁铁的几何尺寸大小与安匝是由吸力，运行路程，额定电压，吸力特性曲线等参数来确定的。电磁铁的供电方式有交流电跟直流电两种，直流电磁铁的使用寿命长，同时具有节能，工艺生产简单，噪声较低等特性，所以也被大量的使用。直流电磁铁有长行程与短行程两类。短行程的直流电磁铁应用的盘式结构，它的电磁铁铁心柱比较大，所以比较大的电磁吸力在较短的行程内就可以获得。结论现如今国内外的汽车上已经应用了电磁制动器，但是由于其技术不够成熟，所以并没有广泛使用，但此类的制动器由于其巨大的发展与应用前景，所以现在的研究比较热门。通过对本次电磁制动器的设计，学习到了书本上没有的了知识主要对UG软件以及ADAMS软件有了跟多的了解与学习使用。同时也提高了自己的思考能力跟团队协作能力。本文对电磁制动器的设计，所做的主要工作是在理论的基础上讨论了一种电磁制动器的工作原理，并且结合其最基本的参数并对其进行了仿真研究，从工作稳定性及安全性方面来说，结果表明其符合需求设计还是可行的。参考文献孙红芬，陈庆涛•电制动控制系统的研究和发展[J].世界汽车，1999(11)：22-24丁磊•汽车电磁制动系统建模与仿真[J].汽车电器，2006(3)：6-9沈向明.汽车电磁制动器[J].中国专利,94106