多盘连续可变工作间隙磁流变制动器仿真与验证

为提高磁流变制动器制动能效,提出一种多盘连续可变磁流变液工作间隙结构的磁流变制动器。在ANSYS workbench环境下完成不同电流、间隙状态下的三维静态磁场仿真,对磁场沿工作间隙分布状况进行分析,通过试验台架对制动器性能进行测试。结果表明,磁流变液工作区域磁矢量分布相对均匀,无明显积聚现象,磁路设计合理。理论与实验结果变化趋势基本吻合,但在电流较大时,两者之间误差呈逐渐增大趋势。制动力矩在0~2.5 A电流变化区间增速较快,而在2.5~4.0 A区间明显放缓,最大力矩达到146.4 N·m,较间隙未改变状态增加25.80%。设计的制动器TVR值达到48.81 kN·m/m^(3),较传统磁流变制动器结构更紧凑,力矩调节范围更广,设计思路及实验结论对磁流变制动器结构的进一步研究具有借鉴意义。

叶轮间隙对水介质缓速器制动力矩影响分析

为揭示定、转子叶轮间隙宽度对水介质缓速器制动力矩的影响,基于自主研发的水介质缓速器样机结构模型,采用CFD仿真计算方法,在转子叶轮转速2 000 r/min工况下,以0.5 mm作为分段值,分别对0.5~5.0 mm的10个叶轮间隙宽度进行计算对比分析。结果表明:制动力矩计算结果绝对值在间隙为1.5 mm时最大;进一步,制动力矩计算结果绝对值在间隙为1~2 mm将达到最大值。定、转子叶轮之间的间隙并非越小越好,间隙值较佳选用区间为[1,2] mm。该研究为进行水介质缓速器样机结构优化设计与应用提供参考。

电子机械制动系统无压力传感器控制策略

针对低地板有轨电车电子机械制动(EMB)系统压力传感器故障问题,提出一种强耦合条件下的无压力传感器制动力伺服控制策略。基于系统转矩特征曲线,提出一种不依赖于附加机械调节机构及压力检测装置的EMB间隙调整方法。同时,考虑系统制动和缓解过程中存在的“迟滞”特性,在EMB系统刚度特征曲线的基础上,提出一种强耦合条件下的制动力估算策略,与传统方法相比,其可有效地改善制动力的估计精度,能够作为备份制动方案,提高系统的可靠性。在此基础上,设计基于Sigmoid函数的改进型扩张状态观测器(ESO)对系统中的未建模部分与外界扰动进行估计与补偿,并将观测值前馈补偿至积分反步控制器,消除系统的观测误差,提高系统的鲁棒性。通过静态实验平台验证了所提控制策略的有效性。

电梯曳引机盘式制动器设计

针对电梯曳引机盘式制动器设计中的关键参数,包括电磁气隙、制动器制动响应时间以及制动力矩等,进行了深入的研究和计算,设计出一种新型盘式制动器,通过样机试产和实验,获得相关实验数据,结果表明,新设计的制动器构型合理,气隙固定,无需人工调闸,制动器制动响应时间符合标准要求,制动力矩合格。

考虑热影响的永磁液冷缓速器制动力矩模型

针对传统液冷缓速器制动力矩热衰减的问题,提出了一种变速器前置式永磁液冷缓速器。基于等效磁路法和分段函数法建立了考虑缓速器漏磁影响的静/瞬态气隙磁场的计算模型,基于瞬态气隙磁场模型得到了永磁液冷缓速器制动力矩模型,并通过有限元分析方法进行了验证。基于建立的制动力矩模型并根据电热耦合理论,建立了考虑温度影响的涡流制动力矩迭代计算模型。台架试验结果表明:制动力矩模型计算值与制动力矩-转速特性试验吻合良好;考虑温度影响的制动力矩的迭代模型计算的力矩值与持续制动试验结果吻合良好,误差在7%以内。

锥形转子电机轴向尺寸控制方法与分析

介绍了锥形转子电机的结构特点、工作原理以及轴向尺寸之间的关系,主要阐述测量定转子轴向气隙的具体方法及理论分析,并结合电机结构特点分析了影响轴向尺寸的因素,提出了调整轴向位置尺寸常见的方法,具体包括转子静态制动间隙与定转子之间动态气隙,最后介绍了控制轴向尺寸的关键加工工艺与便携检测工具。

车用电磁制动器制动力的计算与分析

在介绍了车用电磁制动器的基本原理后,基于电磁理论推导了电磁制动器的气隙磁感应强度、制动功率和制动力的计算公式。采用计算公式对缓速器性能进行计算,结果与实验数据基本一致,说明此计算方法可行,可为电磁制动器的设计提供参考。

声子晶体结构在汽车制动降噪中的理论研究及应用

基于弹性波在声子晶体结构中传播时会产生弹性波带隙，即特定频率范围的弹性波被禁止传播这一特性，为降低高频的制动噪音，将声子晶体这一新结构引入到汽车盘式制动装置中。通过对汽车制动噪音频谱的分析，得到高频噪音比较集中的频段。通过设计专用的二维空气柱/钢体系正方格子声子晶体结构（体积占有率为40％），使高频噪声集中频段（2000-2500Hz）落于声子禁带中，以达到降噪的目的。与传统的制动降噪技术相比，利用声子晶体结构的降噪装置具有频带宽和降噪量大的优越性。通过实验装置验证了声子晶体降噪结构的可行性，在2000～2500Hz范围内，声压的降低幅值最大可达25dB，平均降噪量可达13dB以上，即对汽车刹车减噪起到了明显的效果。

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.

新型汽车电子机械制动系统建模仿真与实验研究

线控制动技术是未来汽车制动技术的发展方向,引起了国内外汽车制造商的广泛关注。针对现有汽车电子机械制动系统缺少GB12676—2014中规定的制动磨损补偿装置,创新设计了一种具有间隙自动调节功能的新型汽车电子机械制动系统。在MATLAB/Simulink中建立汽车电子机械制动系统的驱动电机、电机摩擦、蜗轮蜗杆、滚珠丝杠、负载的数学模型。搭建制动系统实验台,测试分析了系统在阶跃、三角波、方波、正弦信号下仿真与实验的制动性能区别,测试对比了系统在有/无间隙自动调节功能下的制动性能。实验结果显示,系统启动电流具有"尖峰"特性,制动正压力反应灵敏,可以满足制动要求。通过参数关系分析,得出制动正压力与堵转电流成线性关系,制动正压力与丝杠位移(电机转角)满足三次多项式的参数关系。仿真与实验结果验证了所建数学模型的正确性,所得到的参数关系可以为减少力传感器等装置的制动系统提供理论依据。所设计的间隙自动调节功能可以有效保障每次制动时制动间隙和制动响应时间的一致性,进一步提高制动系统的安全性能。

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.

自励式车桥缓速器制动性能

针对传统电涡流缓速器制动力矩热衰退严重,液力缓速器结构复杂、价格高以及拖挂车辆缓速器安装位置的特殊性,提出了一种自励式车桥电磁液冷缓速器.研究了自励式车桥缓速器的结构特点和工作原理,利用电磁学原理推导出缓速器气隙磁密和制动力矩的公式,建立制动系统和发电系统的数学分析模型,对制动系统的磁路和发电系统的性能进行分析.设计了2000 N·m自励式车桥缓速器的三维模型,利用有限元法对其电磁场分布、制动力矩和发电特性等进行瞬态仿真分析,得出影响制动力矩和发电性能的相关因素.最后对自励式车桥缓速器样机进行台架试验,对缓速器样机制动特性和发电特性进行测试,并将测试结果与理论计算结果进行对比,得出测试结果与理论计算结果误差在6%以内;在车桥缓速器转速为1000 r/min时,制动力矩达到2000 N·m,工作20 min后,制动力矩为1580 N·m,下降了20.8%,满足重型车辆的要求;在转速为1000 r/min时,发电机负载电流达到90 A,满足供电需求,证明自励式车桥缓速器设计合理,满足车辆制动要求.

考虑运动副间隙的齿轮传动效率试验研究

针对齿轮传动系统在空间与地面不同运行环境下的运动试验要求,设计了一种考虑运动副间隙的齿轮运动行为模拟试验平台,并采用工控机开发了一种齿轮行为模拟试验平台测控系统。该试验机的驱动力由伺服电动机提供;齿轮间隙调节系统由伺服电动机配合直线滑台完成;力矩加载方式采用磁粉制动器变载荷加载;重力模拟采用气动变载荷加载;制动器加载和气动加载部分均采用经典PID闭环控制,保证试验要求的加载性能。对系统齿轮副进行多次传动性能试验,证明该试验平台性能稳定,测控系统工作可靠。并且通过在不同加载及转速条件下对齿轮传动系统进行多次重复试验和数据分析来研究齿轮转速、齿轮间隙、负载转矩、模拟重力等因素对齿轮传动系统工作效率的影响。

改进的元胞自动机交通流模型

在Nagel-Schreckenberg模型(简称NS)的基础上,提出一种可应用智能交通系统(ITS)信息的新的交通流元胞自动机模型。其中考虑了有效间距及刹车灯的作用,并引入了可变安全间距的新概念。数值模拟表明:对于这种改进的ITS元胞自动机模型,道路交通量有了显著提高,体现了智能交通的优越性———有效地扩大交通流量,减少阻塞生成。当考虑快车和慢车的混合交通流时,发现即使少量的慢车也会导致交通流量大幅度下降,说明了严格实施快慢道行驶的必要性。

电子机械制动器的间隙调控方法

为解决现有电子机械制动器(EMB)的间隙调控主要依靠附加机械自动调整机构或采用多种传感器引起的体积增大、结构复杂、成本提高等问题,给出一种EMB的设计方案,并提出一种利用电机转速与电流变化信号分别识别制动摩擦片与制动盘的接触临界点与分离临界点的间隙调控策略。建立数学模型,并在MATLAB/Simulink环境下对所设计的EMB进行仿真分析。其控制系统采用基于压力环、转速环、电流环的PID三闭环控制策略,仿真与实验结果表明:该EMB与间隙调控策略能够精确保证制动间隙,有效减小了达到目标夹紧力和制动间隙消除的时间,实现较好的制动效果,并验证了设计方案的合理性。

提升机电机械盘式制动器的间隙与压力控制

制动间隙调节和正压力控制是电机械盘式制动器设计和实现的关键问题。通过对矿井提升机电机械盘式制动器的分析,建立了包括电机、减速器、碟簧及螺纹副的数学模型。使用遗传算法和模糊控制律优化比例-积分-微分控制器(proportional-integral-derivative,PID)的参数选择。针对制动间隙和正压力控制,将具有自整定功能的PID应用在矿井提升机电机械盘式制动器。对比仿真与试验结果,讨论了控制器的性能。试验表明:制动间隙调节时间为0.8 s,上升时间为0.4 s,稳态误差为4%;制动器正压力与电机电压呈线型关系,模糊PID控制器能够将制动正压力控制在目标范围内,具有很好的跟踪性能。

刹车片钢背模具结构的改进

针对普通冲裁工艺中存在的质量问题,对桑塔纳刹车片钢背产品工艺进行了分析,后采用整修工艺,得到了比较光洁垂直的侧面,满足了产品的使用要求。

基于ARM的闸间隙报警系统的设计

主要介绍了基于ARM的闸间隙报警系统硬件构成、WINCE的软件环境,采用北京阿尔泰生产的ARM8019作为处理器,在基于WINCE系统下,对影响闸间隙的相关超限参数进行实时监测,并引发语音报警功能,确保矿井提升机的安全运行。

刘家峡水电厂水轮发电机组制动器改造装配工艺分析

介绍了在刘家峡水电厂水轮发电机组制动器改造项目中,新制动器装配方法的研究实施。通过现场实际操作,最终达到了机组安装工艺要求,确保机组安全稳定运行。

永磁涡流制动与电磁涡流制动热力学特性对比分析

电磁涡流制动由于其不受列车黏着限制且衰减较小的优点,常用作高速列车的制动装置,但其结构尺寸和质量较大,磁极温升较高,阻碍了进一步推广应用。因此,在电磁涡流制动装置的基础上提出永磁涡流制动方案,结合理论计算和仿真分析,对比了相同极距和结构尺寸的2种涡流制动装置的气隙磁场,得出涡流制动力与气隙磁场的关系;计算了相同结构尺寸下永磁涡流制动和电磁涡流制动装置制动力和吸引力大小随速度的变化,同时对比分析了2种装置的磁极平均温度随速度的变化。研究结果表明,永磁涡流制动和电磁涡流制动的制动力计算方式具有等效性,相同结构下永磁涡流制动的制动力可达标准励磁参数下电磁涡流制动制动力的3.29倍,制动力相同时永磁涡流制动的磁极温升更小。