制动夹钳单元教学仿真实验台的开发--以西安铁路职业技术学院铁道车辆、动车组检修专业为例

结合有关车辆专业与动车组检修专业在目前理论与实践教学过程中的现实背景及现有条件,对制动夹钳教学仿真模型的研究进行可行性分析,具体阐述了制动夹钳教学仿真系统的开发过程及其使用过程中的教学评价方法,并给出了该教学仿真实验台研究的必要性。

周盘式制动器热-结构耦合分析及实验研究

对后驱动单轮周盘式制动器进行了研究,探究周盘式制动器的生热机理,建立热-结构耦合仿真分析,预测制动器可能出现的失效形式。在试验台架上进行了连续制动实验,为新型制动器提供理论和实践的支撑。通过定时记录不同测量点的温度变化,结合台架实验可以看出,随着循环制动的进行,每次制动周期的最高温度基本上呈梯度式增加,而且实验和仿真结果基本吻合,实验和有限元仿真的最大误差为8.29℃,验证了有限元分析的可靠性,为之后的生产设计和整车实验提供理论依据和实验支撑。

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。

试验环境的盘式制动器NVH特性研究

文中采用多体动力学和声学边界元等数值方法,研究某盘式制动器试验条件下的NVH(Noise,Vibration,Harshness)特性。首先,建立试验环境的制动器刚柔耦合模型,从结构、激励源和传递路径3个方面分析制动NVH特性影响因素;然后,运用声学边界元法仿真得到制动振动辐射的噪声,并与台架试验结果进行比较。结果表明:制动盘第2~5阶轴向模态,支架第2~3阶轴向模态,以及制动钳和连接板第1阶轴向模态等模态固有频率与台架试验噪声频率较接近,可能引起共振而产生制动噪声;在不影响制动性能的前提下,改变制动盘与摩擦衬片阻尼系数能改善制动NVH特性;悬架螺旋弹簧下端振动大,减振器与衬套对振动具有显著衰减作用;由仿真声压级云图发现,制动盘与摩擦片接触部位声压级最大,且随频率增加呈先增后减趋势,与台架试验对应测点的噪声结果进行直接比较,两者趋势一致。

基于电动汽车制动安全检测的短时工况及方法研究

常规的制动安全检测通常采用长时间、极端工况,但可能会失去准确的工作范围。针对这一不足,首先提出一种踏板稳定模式的短时工况试验方法,该方法结合了现有的测试标准,并不限于单一的极端制动模式,而是可以考虑电动汽车的快速稳态运行。在此基础上,基于机器学习对运行片段回归并通过连续拼接构建短时工况。利用短时工况提出一种改进的制动安全检测方法,该方法通过主成分分析对制动片段的特征参数进行降维,同时根据特征参数计算制动片段的重复性距离判断安全隐患。最后,通过在测试台架上跟随短时工况,验证所提出的短时工况和制动安全检测方法的有效性。

电动葫芦安全制动器制动性能台架试验方法

安全制动器是葫芦式起重机起升机构的重要安全装置,现行的安全技术规范和国家标准中对电动葫芦安全制动器制动性能缺少定量检测方法。针对于此,分析电动葫芦棘轮棘爪型安全制动器的工作原理,设计一种安全制动器制动性能试验台架,在释放工作制动器后利用间接测量方法对触发速度、制停距离等制动性能关键参数进行定量检测。以HYJ II型电动葫芦为实例进行测试,对测量数据进行不确定度评定。测试结果表明,试验台架检测易操作、功能可靠,可为棘轮棘爪型安全制动器研发测试及型式试验提供借鉴。

基于有限元方法的某型车制动总成铆钉脱落分析及试验研究

某型车在实车路试时,驻车制动总成铆钉头出现脱落。针对此问题,首先进行原因分析,其次建立制动总成分析模型,根据实际受力情况分别进行轴向工况和侧向3种工况的分析,其中轴向力为34 kN,侧向力最小为16.2 kN,不满足性能要求;基于原始结构的分析结果对铆钉进行结构优化,并分析验证,结果显示,优化后轴向工况提升48.24%,侧向力最小工况提升37.04%,提升效果明显。台架试验结果与分析结果一致,满足性能要求,并通过实车验证。该解决方案和思路可以应用于同类产品的开发设计验证。

一种制动盘热容量近似计算方法的探讨

在城市轨道交通制动系统制动盘技术条件中,试验台转速与通风条件与日常运行线路条件有所不同,根据技术条件的规定,制定了一种近似的换热系数计算方法,在有限元软件中分别进行不同材质的制动盘热容量的计算,该方法计算所得的温度与台架试验得到的结果差异较小,具有一定的实用性。

盘式制动器摩擦特性及制动尖叫测试与分析

针对汽车制动时制动副间摩擦产生的制动尖叫问题,笔者搭建了汽车盘式制动器制动噪声实验台架,对制动尖叫进行了实验研究。测试了制动尖叫产生时的制动盘转速、制动压力、制动扭矩参数及噪声信号,并研究了一定初始转速下,制动盘和制动衬块之间摩擦系数随制动压力、制动副表面温度、转速及时间的变化关系。使用时域和频域方法分别对制动尖叫的声压信号进行分析,获得了其信号特征和频谱成分。本研究工作有助于理解和揭示汽车盘式制动器制动尖叫的产生机理。

汽车防抱制动系统中液压系统性能评价与试验

建立包含电磁阀、制动管路和制动分泵的防抱制动系统(Anti-lockbraking system,ABS)液压系统数学模型,设计ABS液压系统试验平台,对实车ABS液压系统进行测试。采用回归分析的方法对模型参数进行拟合,对仿真结果与试验数据进行对比验证。在液压系统模型的基础上,建立整个ABS系统的仿真模型,进行仿真分析,讨论影响ABS控制效果的液压系统滞后时间、升压减压能力、压力波动特征等关键因素及参数。研究结果为ABS系统与整车制动系统的匹配提供了重要依据。

电动汽车复合制动动态试验台的研发

研发了一种装备液压制动与电机制动执行机构、并能实时模拟路面制动力动态变化的动态试验台。该试验台基于硬件在环试验原理,引入了液压制动器子系统、电机子系统和转速与压力传感器等实际部件,并综合考虑了制动过程中车轮、液压制动系统和电机制动系统相互作用的动态响应特性,同时基于MABLAB/Simulink环境开发的试验台控制系统能满足各种控制策略的验证需求。最后进行了试验台关键参数的测定和电动汽车电液复合制动的滑移率协调控制试验,验证了试验台的有效性和优势。

基于逻辑门限值的汽车ABS控制策略与试验研究

研究了一种考虑汽车前、后轴轴荷不同和制动时轴荷转移的汽车防抱死制动系统(ABS)逻辑门限值控制策略。该控制策略以车轮滑移率为主要控制目标,以车轮角加速度为辅助控制目标,通过仿真试验确定前、后车轮不同的最佳滑移率范围,采用前轴制动压力高选和后轴制动压力低选控制方式,提高汽车在低附着系数、对开路面的制动性能。编写控制策略程序,应用驾驶模拟器硬件在环制动试验台进行低附着系数、对开路面紧急制动工况验证。试验结果表明:控制策略具有良好的实时性,缩短了制动距离,提高了汽车制动时的方向稳定性。

汽车能量再生制动模拟试验台设计

为研究汽车再生制动回收能量和能量利用相关理论设计了在环仿真试验台。试验台结构采用模块化、分层控制设计方法,各级之间采用CAN总线连接,具有较好的可控性与可扩展性,测控软件用虚拟仪器技术开发。试验台架可实现汽车行驶工况、制动、道路阻力模拟、能量转换、能量回收储存利用等功能,可进行包括制动稳定性、能量回收利用、制动踏板平稳性控制、复合制动协调兼容等在内的再生制动理论在环仿真研究,还可以扩展成为线控制动技术试验系统。

汽车通风盘式制动器的摩擦学性能测试和流固热耦合仿真

根据摩擦微凸理论和耦合控制方程组分析了汽车通风盘式制动器的弹塑性状态转变条件和对流换热机理,通过乘积解法实现了通风盘的三维传热计算;基于Link 3900 NVH测试台对制动器的平均摩擦因数和摩擦稳定系数进行了测试,得出制动速度、制动压力和温度对其摩擦学性能的影响;建立了制动器的流固热数值仿真模型,利用MPCCI平台实现了ABAQUS热固耦合和FLUENT流固耦合的同步迭代,通过耦合节点的数据共享与交换得出盘体的瞬态温度场、应力场和耦合面的对流换热系数。结果表明,在单制动周期内通风盘表面的温度变化的数值模拟值与试验值基本一致,最大偏差仅为5.6%,这对于通风盘式制动器的性能评价和结构优化有着重要的指导意义。

制动器摩擦尖叫台架试验与不确定性统计分析

制动器的摩擦尖叫具有显著的不确定特征.基于制动声振试验台,开展盘式制动器的多工况制动尖叫试验,考察了尖叫的不确定性.为了进行不确定性分析,提出了基于噪声信号时频分析结果,能够全面反映尖叫的时间、频率和幅值特征的摩擦尖叫提取方法;建立了尖叫不确定性的统计分析流程、尖叫频率和声压级的统计性指标和基于QQ图的概率密度分布检验方法;提出了"频率数值倍数性和发生时刻一致性"的尖叫倍频关系充分必要条件,并建立了考虑倍频关系的尖叫不确定性统计分析方法.利用这些流程和方法分析了制动尖叫的不确定性.研究发现:不同的尖叫频率及其声压级具有不同的均值和标准差统计特性;尖叫频率近似服从正态分布,尖叫声压级越高,发生频次越低;拖滞工况和减速工况下的尖叫频率既有相同频率,也存在不同频率,而且频率和声压级的统计特性也存在一定的差别.

制动器摩擦尖叫的时变性与不确定性统计分析

为了研究制动器摩擦尖叫的时变性与不确定性特征,对某型号汽车用鼓式制动器在制动器声-振综合试验台架上进行了制动尖叫台架试验,并对尖叫信号进行了统计分析。建立了摩擦尖叫不确定性统计分析流程及一套尖叫频率与声压级的统计特性评价指标,并考察了摩擦工况对尖叫时变性和不确定性的影响。分析发现:摩擦尖叫的频率成分及数量、时间持续特征以及声压级水平呈现明显的时变性和随机性;尖叫频率近似服从正态分布,而各频率下的声压级也接近于均值为60dB的正态分布,且不同频率水平尖叫统计特性评价指标差别较大。

汽车ABS滚筒式惯性检测台架的设计

概述了国内汽车安全检测设备的现状和ABS系统的原理,目前国内的汽车检测设备还无法评价汽车ABS的制动性能。利用物体的动能可以用物体的转动惯量来表示这一原理,设计出一种以模拟汽车的运行状况的滚筒式惯性检测台架。该台架不仅可以评价汽车ABS的制动性能,还可以取代现有的汽车安全检测设备,极大提高汽车安全检测效率,具有很好的应用前景。

基于道路和台架的制动器振动噪声试验方法研究

介绍了汽车制动器振动噪声试验方法的研究状况,针对基于整车的道路试验和基于试验台的台架试验,从试验方法的特点及适用性、评价方法、具体试验操作程序、测试手段及数据分析与处理等方面对两种试验进行了阐述和对比分析,指出了制动器振动与噪声试验方法的发展趋势。

汽车摩擦材料惯性缩比试验装置与试验流程研究

为建立具有广泛适用性的摩擦材料惯性缩比试验方法,对惯性缩比试验的试验装置和试验流程进行初步研究,给出惯性缩比试验装置的基本特征以及可用于惯性缩比试验的摩擦盘和摩擦材料样块的具体参数,提出速度和压力缩比系数概念,并在台架试验标准ISO-26867的基础上提出一种适用于惯性缩比试验的建议试验流程。在符合上述基本特征的惯性缩比试验台上进行实验研究,并与同批次摩擦片的台架试验进行对比分析。结果表明,该试验装置执行建议缩比试验流程测得的结果与台架试验可比性较好,证明了所提出试验装置与试验流程的有效性,为摩擦材料惯性试验方法的建立提供了借鉴。

基于台架试验的长下坡路段满载中型货车制动风险阈值研究

货车在长下坡过程中为保证行驶安全需要连续制动,容易导致制动器温度不断上升而出现热衰退现象,严重时会导致制动失效和车辆失控,进而发生恶性交通事故。通过台架模拟试验测试了长下坡路段满载中型货车制动鼓温度的变化过程,建立了组合预测模型,分析了不同制动初始速度下鼓式制动器温度的变化规律,得出不同制动初始速度对应的制动器失效温度风险阈值和最大临界制动次数。结果表明:制动初速度越大,制动频次越高,制动器就越容易达到失效状态;当制动鼓发生"热衰退"现象后,其制动效能下降速率也会随着初速度的增大而增大;同时在预测制动风险时,对单一预测模型进行适当组合,可以提高预测精度、减小预测误差。