bob电子竞技制动器可以分两大类,工业制动器和汽车制动器,汽车制动器又分为行车制动器(脚刹)和驻车制动器。在行车过程中,一般都采用行车制动(脚刹),便于在前进的过程中减速停车,不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后,就要使用驻车制动(手刹),防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外,上坡要将档位挂在一档(防止后溜),下坡要将档位挂在倒档(防止前滑)。
使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据,其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料(制动件)的性能直接影响制动过程,而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等,后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。
臂架式盘式制动器是一种新型的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数及一些台架试验结果。除此之外还着重介绍了制动臂、松闸器等关键部件的设计参数及注意事项,同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。
制动器就是刹车,是使机械中的运动件停止或减速的机械零件;俗称刹车、闸。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩,缩小制动器的尺寸,通常将制动器安装在机构的高速轴上,也就是电动机上,或减速器的输入轴上。但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。特殊情况下也有将制动器装在中速轴中的,例如需要浸入油中的载重制动器。有些为了减轻发热与磨损,就装在减速器壳里。
制动器的工作原理是利用摩擦副中产生的摩擦力矩来实现制动作用,或者利用制力与重力的平衡,使机器运转速度保持恒定。具体如下:制动器是依靠摩擦副间的摩擦而产生制动作用的,摩擦副中的一组与机构的固定机架相连。另一组则与机构转动轴相连。当机构起动时,使摩擦面脱开,机构转动件便可运转;当机构需要制动时,使摩擦面接触并压紧,这时摩擦面间产生足够大的摩擦力矩,消耗动能,使机构减速,直到停止运动。制动状态还能阻止机构在外载荷作用下运动。bob电子竞技采用摩擦制动的优点是:机构制动平稳可靠,有时还可以根据需要调整制动力矩的大小。
在起重机的各个机构中,制动器几乎是不可缺少的组成部分。在起升机构中必须装设可靠的制动器,以保证吊重能停止在空中。自重不完全平衡的起重伸臂也必须用制动器将它维持在一定的位置。运行机构与回转机构也需要用制动器使它们在一定的时间或一定的行程内停下来。对于在露天工作或在斜坡上运行的起重机,制动器还有防止风力吹动或下滑的作用。只有速度很低、阻力很大的室内起重机的运行机构才可以不装设制动器。某些起重机的起升机构还利用制动器来使物品以所要求的速度下降,例如汽车起重机、淬火起重机等。
在设计或选用制动器时,应充分注意制动器的任务以及对它的要求。例如,支持制动器的制动力矩必须具有足够的储备,也就是应当保证一定的安全系数。对于安全性有高度要求的机构需要装设双重制动器,例如运送熔化铁水包的起升机构,规定必须装设两个制动器,其中每一个都能安全地支持铁水包不致坠落。对于落重制动器,则应该考虑散热问题,它必须具有足够的散热面积将重物的位能所产生的热量散去,以免制动器过热而损坏或失效。
a、带式制动器:利用挠性钢带压紧制动轮产生制动力矩。带式制动器构造简单,尺寸紧凑,但制动轮轴受力较大(使制动轮轴受到弯曲载荷),摩擦面上压力分布不均匀,因而磨损也不均匀。它常用于中小起重机和流动式起重机。
b、块式制动器:两个对称布置的制动瓦块在径向抱紧制动轮产生制动力矩,从而使制动轮轴所受制动力抵消。块式制动器结构紧凑,紧闸和松闸动作快,但冲击力大。在桥架类型起重机上大多采用这种制动器。
c、多盘式与圆锥式制动器的上闸力是轴向力,它的制动轮轴也不受弯曲载荷。这两种制动器都需要较小的尺寸与轴向压力就可以产生相当大的制动力矩,常用于上,使结构非常紧凑。
d、盘式制动器:其上闸力是轴向力,成对互相平衡,但其摩擦力对制动轮轴产生制动力矩,其大小依制动块的数目与安装而定。这种制动器的优点是对同一直径的制动盘可采用不同数量的制动块以达到不同的制动力矩。制动块的形状是平面的,摩擦面易于跑合,有时制动盘做成通风盘,更易于散热。体积小,质量小,动作灵敏,摩擦面积大,制动力巨大。它较多地应用于各类起重机中。
a、常闭式制动器:在机构停止工作时,制动器处于紧闸状态;当机构接通能源的瞬间施加外力才能解除制动,使机构开始工作。
b、开式制动器:机构在非工作状态时,制动器处于松闸状态,在外载荷(例如风载荷)作用下机构可产生运动;机构在工作状态需要运动停止时,可以根据需要施加上闸力使摩擦副结合,产生制动力矩。
制动轮通常由铸钢制造,转速不高的制动轮也可以用组织细密的铸铁制造。采用铁制动轮可以使制动衬料的磨损减轻。国外有用含钼、鉻或镍的合金铸铁制造制动。
为了增强制动轮摩擦表面的耐磨性,最好进行表面淬火,使之硬度为HRC35~45,深度为2~3mm制动轮表面粗糙度Ra值为12.5~6.3μm,表面粗糙度太低在跑合期间使制动衬料磨损太多。装在高速轴上的制动轮应全部加工,否则应进行平衡,以避免不平衡质量引起的振
制动轮的宽度通常比制动瓦块宽度大5mm到10mm。制动轮的直径根据制动力矩和制动衬料的容许比压力等决定。
制动瓦块有固定式(图2a)与铰接式(图2b)两种。固定瓦块构造简单,但由于对安装要求高,现在几乎已不采用。活动的铰接瓦块在松闸后有贴向制动轮的可能,因而在制动器的瓦块与制动臂之间装了两个弹簧垫圈,以使瓦块不能自由转动。
瓦块的材料通常为铸铁。为了便于加工圆弧面,瓦块的包角取为略小于360°/n,n=4或5。标准制动器瓦块的包角取为70°及88°(图3)。增大包角可以增加制动力矩,但包角太大降低散热作用,同时也使瓦块下端松闸间隙太小。图4示出极限情况的包角,这时A点的松闸运动在制动轮的切线方向,松闸间隙为零。
不加衬料的制动瓦块只用于铁路车辆,起重机制动器采用带有摩擦衬料的制动瓦块,一方面衬料的摩擦系数大,同时使制动轮的磨损小。
7)有适当的刚性——刚性大的材料要求的松闸行程较小,但刚性太大材料丧失缓冲作用,使上闸时的载荷增大。
9)导热性一般摩擦材料的导热性都不好,为了提高导热性能,有的制动衬料中加入一些导热性能良好的铜丝或铜末。
1)棉织制品摩擦系数较大,μ=0.45~0.55,最高容许工作温度100℃左右,容许的比压力也低,[p]=0.05~0.3N/mm2。
2)石棉织制品浸以沥青或亚麻仁油能增加强度,是一种常用材料。摩擦系数μ=0.35~ 0.4,最高容许工作温度175~200℃,容许比压力[p]=0.05~0.6N/mm2。
3)石棉压制品将石棉碎片与橡胶及小量硫混合压制在一起,然后进行硫化。摩擦系数μ=0.42~0.53,最高容许工作温度220℃,容许比压力容许比压力[p]=0.05~0.6 N/mm2 4)石棉树脂材料由石棉纤维或者石棉线与树脂粘结剂和各种填料混合后经热压而成。这种材料允许的最高工作温度与粘结树脂的分解温度有关。粘结剂通常用酚醛树脂,填料长用重晶石,可增加耐磨性与摩擦系数的稳定性。常常混入黄铜丝碎段或黄铜末以提高耐热性。摩擦系数μ=0.35~0.5,最高容许工作温度250℃,容许比压力[p]=0.15~0.8N/mm2 。5)粉末冶金摩擦材料金属粉末及石棉、石墨等材料压制烧结而成,容许工作温度达600℃以上,容许比压力[p]=1~1.5N/mm2。
粉末冶金材料是较新的摩擦材料,它是以金属为主体,通常用铁或铜,添加增加摩擦系数的组元,如石棉、二氧化硅、三氧化二铝、碳化硅等,及减少磨损的润滑组元,如石墨、铅、二硫化钼、金属硫等。调节各组元的含量,可得到所需要的性能。各组分按一定比例混合均匀,在钢制模具中压制成型,然后在保护气氛下烧结。
铜基粉末冶金摩擦材料对于钢质的对偶材料不易出现粘结,适合作为离合器的摩擦材料,尤其是湿式离合器。在高速重载的刹车制动,瞬间摩擦表面温度可达1000℃以上,大多采用铁基材料。下表列出了常用的制动粉末冶金摩擦材料的成分和性能。
粉末冶金摩擦材料的导热系数比石棉树脂材料大的多,前者为4.18kW/(m2?k),后者为0.04K w/(m2?k)。
粉末冶金摩擦材料的摩擦系数也是随着比压力与相对速度的增大而降低。但由于强度较高,容许比压力较大,工作温度较高,特别适合于高速重载工作。在高温工作时,磨损量比石棉树脂小一倍以上。
制动衬料的固定方法通常用铝铆钉或软钢空心铆钉将衬料和瓦块铆在一起。采用铆接的办法,衬料的利用率仅为50%左右。采用胶合的方法可以大大的提高材料的利用率,延长更换衬料的周期。其方法是将衬料胶在2.5~3mm的钢板上,把该板插在瓦块的凹槽中,两端用压板及螺钉固定.
制动臂可用铸钢或钢板制造,但不允许用铸铁。铸钢制动臂断面为工字形,钢板制动臂断面为矩形。由于铸钢制动臂费工、费料、自重大,所以现在我国大都将制动臂改为由两片钢板组成。
制动臂做成直的或弯的,主要由铰点的位置决定。直的制动臂可以保证制动轮轴不受弯曲力。采用弯制动臂使下铰点(固定铰点)向内移,可以增大制动瓦块的包角(图5)。但由于在制动过程中两瓦块制动压力不相等,合力不为零,使制动轮轴受弯曲力。图6示出铰点位置对于制动瓦块压力的影响。
对于同样的上闸力FP,如果c≠0,向不同方向回转时瓦块的压力与制动力矩是不相同的。对于双瓦块制动器来说,如果一侧制动臂为正向,则另一侧为反向,因而两侧的制动瓦块压力与摩擦力不相等(图7),使制动轮轴向一侧弯曲力为
铁。除少数特殊情况外,通常将电磁铁与电动机并联,电压是恒定的。直流电磁铁的电流完全由线圈电阻决定,具有恒定的磁势,其磁通大小随磁铁空气间隙而变,气隙大时磁通小,吸力也小;完全吸合后磁通最大,吸力也最大。有时为了减轻电磁铁发热,在完全吸合后串入一个电阻以减小电流,此电阻称为经济电阻。此外还需要与电磁铁线圈并联一个电阻,以避免断电时由于电感产生高压将线圈绝缘击穿,称为放电电阻。交流电磁铁的电流是变化的。当气隙大时,由于电感小,电流很大,完全闭合后电流降到最小。由于电流的这种变化,使交流电磁铁的吸力随气隙的变化比直流电磁铁缓和得多。但值得注意的是,如果交流电磁铁吸合不完全,会产生烧毁线圈的危险,而直流电磁铁则否。通常交流电磁铁与交流电动机配套,直流电磁铁与直流电动机配套。如果在交流电动机处需要采用直流电磁铁,则必须附加整流设备。
根据行程的大小,制动电磁铁分为短程电磁铁与长程电磁铁。如前所述,采用短程电磁铁时不需要复杂的杠杆系统,制动器紧凑,上闸动作灵敏,但由于松闸能量小(吸力×行程),只能用于小型制动器,制动轮直径一般不超过φ300mm。长程电磁铁则需要杠杆系统以增大上闸力。
上述简单的电磁铁的共同缺点是动作时有猛烈的冲击。为了减小冲击,有些电磁铁上设有空气缓冲装置。
目前采用一种新型的电磁铁,称为液压电磁铁。这种电磁铁消除了简单电磁铁的缺点。它的动作平稳,无噪声,寿命长。此外它还有能自动补偿瓦块衬料磨损的优点。它的缺点是制造工艺要求较高,价格昂贵。制造不完善的液压电磁铁也常有动作失灵、漏油等毛病。
目前采用的电动推杆有两种,即电动液压推杆与电动离心推杆,两者的基本原理都是利用回转物体的离心力,前者是利用回转液体离心力所产生的液体压力,后者是利用重块回转时的离心力。
电动液压推杆的缺点是:上闸缓慢,用于起升机构时,制动行程较长;不适于低温环境;只宜于垂直布置,偏角一般不大于10°。
电动离心推杆几乎具有电动液压推杆的所有优点。此外,它可用于寒冷气候与任何位置。它的缺点是:由于惯性质量大,松闸、上闸动作迟缓,不宜于起升机构。目前我国尚未生产这种松闸器。
制动器在松闸状态时应当使制动瓦块与制动轮间具有适当的间隙。通常这个松闸间隙随着闸瓦衬料的磨损逐渐增大。为了保证制动器正常工作,松闸间隙不能过大与过小。最小松闸间隙根据制动材料的弹性而定,通常约为εmin=0.4~0.8mm,用以保证制动轮在旋转时不致由于振摆、轴的挠度以及热膨胀而与制动瓦接触。松闸间隙过大可能引起很大的上闸冲击。最大的松闸间隙通常约为εmax=1.5εmin。
松闸间隙的调整包括两个方面。一方面要求松闸器的实际行程(它通常小于额定行程)合乎要求,这样就保证了两侧的松闸间隙的和为规定值。例如对于短行程制动器,这是通过调整带螺纹的松闸顶杆来达到的。另一方面要求两侧的松闸间隙相等。为此目的,制动器都备有
(2)制动器一般装在机构的高速轴上,以减小制动转矩。如果在起升和变幅机构的传动系中有离合器或挠性传动件,制动器必须装在卷筒上,以确保安全。起升和变幅机构必须使用自动作用或操纵的常闭式制动器。必须使用常开式操纵制动器时,应加装停止器。运行和回转机构推荐使用操纵式制动器。为了兼有自动作用常闭式制动器安全可靠和常开操纵式制动器制动平稳的优点,在电动桥、门式起重机的运行机构上可采用综合式制动器。
运行、回转机构采用自动作用常闭式制动器时,应满足制动时间或制动减速度的要求。门式、门座起重机和装卸桥运行机构制动器,应保证起重机具有工作状态下的防风抗滑安全性。铁路起重机运行机构制动器除具有自力行走制动的功能外,还应保证起重机随列车回送时能与列车空气制动系统同步制动。
汽车起重机运行机构应具有行车制动和驻车制动功能。行车制动由车轮制动器实现。驻车制动可采用中央制动器,制动传动轴或变速器输出轴,也可在车轮制动器上另设操纵机构,使之兼起驻车制动器作用,不另设中央制动器。
(4)选制动器应注意经济性、维修性和使用可靠性。选用电力液压块式制动器标准产品时,制动转矩只能在(1.0~0.7)额定制动转矩范围内调整,以保证制动转矩稳定,制动可靠。电磁块式制动器标准产品的制动转矩可在(1.0~0.5)额定转矩范围内调整。
(5)制动器选定后,应根据起重机的工作条件和具体要求验算制动时间或制动距离或制动减速度,必要时应作发热验算。
4)吊运炽热金属或其他危险品的起升机构,以及发生事故可能造成重大危险或损失的起升机构,每套独立的驱动装置都应装设两套支持制动器。
正常使用的起重机,每个班次都应对制动器进行检查。检查内容包括:制动器关键零件的完好状况、摩擦副的接触和分离、松闸器的可靠性、制动器的整体工作性能等,所有的制动器都应保证灵敏无卡塞现象。制动器的零件,出现下述情况之一时应报废更新:
5)制动轮轮缘厚度磨损,对起升、变幅机构损坏达原厚度的40%,对其他机构磨损达原厚度的50%。
松闸杠杆系统应当具有适当的传动比i.对于不同的松闸器,确定传动比i的原则也不一样。对于液压电磁铁,由于它的松闸行程是恒定的,应当根据松闸行程来决定传动比i,即
这时松闸的能量储备全部为松闸推力的储备,如果储备不过大,对于有缓冲能力的松闸器是没有什么严重不利的。如果储备太大,应当改变液压电磁铁的垫片,将电磁铁的工作行程减小。
反之,如果是没有缓冲性质的电磁铁,当松闸力超过需要数值过大时,会使松闸时冲击过大。因之,对于像交流电磁铁这类的松闸器,最好是根据松闸力来确定传动比i,即
η为杠杆系统的机械效率,根据铰链数目的多少,其值在0.9~0.95之间。系数1.2是考虑松闸时上闸弹簧力有若干增长,并使松闸力有一些储备。
制动器的发热验算是设计制动器很重要的一个环节。对于轻级工作机构的制动器,由于发热不太严重,可以不验算发热,但是对于重级和特重级工作机构的制动器,必须验算其发热,因为在制动器反复工作的过程中,制动轮及制动衬料温度逐渐上升。当制动时摩擦产生的热量与散发的热量相等时,制动轮及制动衬料达到近于稳定的最高温度τmax。设计时应使
τmax不大于制动衬料的容许温度,即τmax<[τ];或验算在容许温度下散发的热量,应使它不少于制动摩擦热,即
式(12)中前一项为制动轮轮缘的散热面积(扣除了瓦块遮盖的面积)。后一项考虑了轮辐及散热面的面积。
(1)制动臂:主要摆动铰点设自润滑轴承,传动效率高,动作灵敏可靠,使用过程中无需润滑;无石棉制动衬垫与制动瓦块采用卡装插入式;安全可靠,更换方便、迅速、寿命长、利用率高。
当通电时,电力液压推动器动作,其推杆迅速升起,并通过杠杆作用把制动瓦打开(松闸);当断电时,电力液压推动器的推杆在制动弹簧力的作用下,迅速下降,并通过杠杆作用把制动瓦合拢(抱闸)。
(2)横装:若制动轮装在电机和机件之间时,首先使制动弹簧(7)放松在自由状态,取掉副制动臂(10)与结构构架(20)的连接轴(25),松掉拉杆(21)副制动臂(1 0)端部的锁紧螺母(15)及螺母(16)和结构构架上退距调整螺栓,使副制动臂(10)脱离结构构架(20),然后使结构构架从间隙穿过,从侧面装到制动轮上,重新使制动臂与结构构架连接。
使制动器处于闭合状态继续旋转,这时推动器推杆慢慢升起,当升起高度达到规定尺寸时,即完成调整,然后旋紧拉杆与制动柱两端螺母。随着制动衬垫的磨损,规定尺寸逐渐减小,当减小到一定尺寸时,需及时按以上方法重新调整;否则,失去制动作用。
(2)瓦块随位的调整:在制动器处于抱闸状态时,旋转瓦块随位调整装置中的螺栓(18),使其顶端与制动瓦筋板轻轻接触,并背紧螺母。
(3)制动力矩的调整:转动弹簧拉杆上的螺母,压缩制动弹簧,根据所需制动力矩,进行弹簧安装长度的调整。
(4)退距均等装置的调整:首先调整结构构架上左右两侧制动瓦退距均等装置螺栓(19),保证两制动柱退距基本相等。
(1)安装要领:不要在有爆炸危险的场所使用;该制动器是地板安装型,因此不能设置在顶棚,墙壁以及倾斜场所,否则不能正常动作,有伤人的可能,安装面必需取水平。无专业知识的人员有可能接近安装地点的场合,应设置护栏,否则可能伤人。
(2)保管要领:不要在包装破损状态下做短期或长期保管,并且,对于制动器的保管场所,务必考虑以下几点;
车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后,就要使用驻车制动(手刹),防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外,上坡要将档位挂在一档(防止后溜),下坡要将档位挂在倒档(防止前滑)。
使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定,以及使已停驶的汽车保持不动,这些作用统称为制动;汽车上装设的一系列专门装置,以便驾驶员能根据道路和交通等情况,借以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,对汽车进行一定程度的制动,这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力;这样的一系列专门装置即称为制动系。
这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系;用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置,称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具备的。
4)制动器,产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件,其中包括辅助制动系中的缓速装置。
制动系统的一般工作原理是,利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。
可用一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上,随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上,有两个支承销,支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮缸,用油管5与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。
当驾驶员踏下制动踏板,使活塞压缩制动液时,轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓,使制动鼓减小转动速度,或保持不动。
随着人们对汽车安全性要求的不断提高和电子技术的飞速发展,现今的汽车制动系统已经发生了性的进步。一方面,制动系统通过各种传感器的实时监控为制动系统的高效制动提供了更有效的安全保证;另一方面,制动系统与汽车系统构成了纵横交错的区域化网络,在实现智能化的制动控制的同时,还能进一步降低汽车的能源消耗;另外,随着新材料和新结构的大量应用,制动系统自身的可靠性也得到了进一步的改善。
防抱死制动系统ABS(Anti-lock Brake System)通过轮速传感器实时检测各车轮的转速,当车轮出现抱死/滑动的趋势/现象时,ABS电子控制单元ECU根据轮速传感器传送的信号实时调节对应车轮的制动力,以避免车轮发生抱死/滑动,进而提高车辆紧急制动工况下的转向操纵性及行驶稳定性,确保驾驶者能够进行有效地紧急避让操纵及缩短大多数路况下的紧急制动距离。
电子稳定程序控制系统ESP(Electronic Stability Program)的车载微型计算机通过对来自转向、轮速、侧滑及加速度等传感器的信号监控车辆的运行状况,ESP系统一旦诊断出车辆存在侧滑倾向时,系统就立即通过制动、发动机和变速器等方面采取修正措施,以实现车辆平稳行驶。
电液制动系统EHB(Electro-Hydraulic Brake)采用电子控制功能取代了传统制动系统中制动踏板与轮边制动器之间的机械及液压连接,即由电气控制替代了原先的杆系及液压管路连接。EHB系统在正常的制动过程中:首先,由踏板行程模拟器中集成的行程传感器及压力传感器感应驾驶者施加在踏板上制动力的速度及强度,以获得(识别)驾驶者的制动意图;然后,EHB计算机根据系统电气线路传输来的感应信号计算出各车轮所需的制动力;接着,液压执行单元根据EHB计算机输出的控制指令通过高压蓄能器分别向各车轮精确施加所需的制动力,使得车辆更快速、更稳定地制动或减速。车辆安装EHB系统后,便可以取消原先的真空制动增压器及发动机真空泵。同时,EHB系统的高压蓄能器中持续稳定的制动液压力可达140巴,完全能够快速响应驾驶者的制动指令。
全电制动系统EMB (Electro-Mechanical Brake)没有电液制动系统的高压储能器,其通过电机驱动将摩擦片推向制动盘,直接在制动钳上产生相应的制动力。由于EMB工作时无需液压,因此也被称为“干式”线控制动系统。
混合制动系统(Hybrid Brake System)是指前轮采用电液制动、后轮采用全电制动的混合式线控制动系统,是干式线控制动系统之前的过渡方案。因为,如果全套制动系统都采用全电制动技术,则需要42伏的电源以取得较高的前轮制动力,事实上该技术条件在未来的几年内还不可能成为现实。采用混合制动系统后,后轮的全电制动系统可沿用传统的12伏电压,同时,后轮制动回路可采用“即插即用(Plug and Play)”的安装方式,不仅安装和维护极为容易,而且还大大降低了技术创新的风险。
上述的线控制动系统都能够根据实际需要对各车轮制动力进行独立计算及控制,所以,线控系统能够缩短车辆制动距离,提高行车安全性。另外,线控制动系统还能够通过软件集成诸如防抱死制动ABS、电子稳定程序控制ESP及辅助制动BAS等功能,以进一步提高车辆制动的安全性及舒适性。
发动机缓速(制动)技术利用液压原理将车辆动力之源的发动机暂时转换为吸收(消耗)能量的缓速装置。这种安装在发动机顶部的缓速装置被称为发动机缓速器。发动机缓速器在运行过程中会产生一定的发动机制动噪声,其产生的缓速(制动)能量与发动机的转速成正比。
排放缓速是利用安装在发动机排放系统上的缓速器通过约束(限制)排放气体的流量提高排放系统的背压,背压的提高约束了活塞的运动,进而降低了曲轴的转速,最终起到了制动的效果。bob电子竞技排放缓速器在运行过程中不会产生制动噪声,其产生的缓速(制动)能量与发动机的转速RPM成正比。
液力缓速是利用专设的液力缓速器来产生缓速作用。液力缓速器中有固定叶轮和旋转叶轮,后者一般由变速器驱动。其通过液力缓速器内的液力阻尼作用将由旋转叶轮输入的汽车动能转换为热能来实现缓速制动作用。
电磁缓速是利用专设的电磁缓速器来产生缓速作用。电磁缓速器的主要元件是由驱动轮通过传动系带动的盘状金属转子和由若干个固定不动的电磁铁组成的定子。当有电流通过定子的励磁线圈时,便产生了磁场,并对在此磁场中旋转的转子造成阻力矩,即制动力矩,进而产生了阻缓汽车运动的制动力。
空气动力缓速通过使车身的某些活动表面钣件伸展来增加汽车空气阻力的方法起到缓速作用。目前,这种方法只用于竞赛汽车。
2009年美国新的联邦制动法规就要生效了,届时,牵引车—挂车列车的制动距离将要比现在缩减30%。目前,重型卡车制动系统正处于进化阶段,但是进化的方向和速度并不明朗。2009年以后,制动系统的进化应该更多的依赖于车队的运营状况反馈,而不会象现在这么大程度上的依赖于实验数据。如果车队认为新技术带来的好处超过成本投入,则制动系统会很快的改变;如果他们认为成本太高,制动系统的进化则有可能停滞数年。
车队运营者们正在寻求成本更低、寿命更长、重量更轻、不以牺牲性能或增加维修成本为代价的制动系统。由于2007年和2010年的排放控制系统带来的重量增加,制动系统的更轻量化显得至关重要。因此,供应商们将零件材料、冶金工艺、制动设计和电子控制等的一揽子事物全都归入了研发改进之列。如果技术、材料和设计的适当组合能够节省成本,那么车队将乐意买新制动系统的帐。
卡车基本的停车系统——以制动鼓著称,或是最基本的称为制动器——首次有秩序的更新,很大程度上是由于新的停车距离法规的颁布。国家公路交通安全管理局(NHTSA)在2006年的3月就此定案,对于以96.7km/h的速度行驶的8等级牵引车,在从制动开始到车辆完全停止时运行的距离,法规规定要减少目前距离的30%。到2009年,所有新的三轴牵引车都必须符合该项要求;专用牵引车到2011年达到该要求。
目前看来,加宽制动器的制动鼓是缩短停车距离的最基本方法。许多车队采用了这种方法,因为它能提供更大的制动功率,延长制动鼓的使用寿命,从而降低成本。更宽的制动鼓有更多的制动器摩擦衬片,能降低25%-50%的制动温度。新的摩擦材料和摩擦衬片的覆层有利于散热,可以使部件有更长的使用寿命。
W8Less就是由金属基质合成物(MMC)结合铝和碳化硅颗粒为原材料制成的制动鼓。这种结合使得MMC材料的强度是铸铁的四倍,这种材料最典型的用途就是制造制动鼓,重量能降低60%。铸铁制动鼓可靠且耐磨损,但是重量大使得保养——特别是更换制动鼓——成为了一个负担。采用这种合成材料的制动鼓,不仅使维修保养变得更容易,也能够增加车辆的有效载荷能力。但是,采用这种新材料制造制动鼓远非想象的那么容易,铸造过程的关键是赶出材料中的气泡,因为气泡能使材料出现承力和耐磨弱点。研究发现,在会受到磨损的表面区域采用MMC,在部件的部分采用有延展性的铝合金,这样的效果最好。另外,需要说明的一点是,只有制动摩擦衬片也是MMC材料制成的,才能用MMC制成的制动鼓,因为采用两种不同类型的摩擦材料会降低制动性能。
气压盘式制动器在制动系统的发展中代表着一个大的进步,它们在美国市场中的商业应用已经有十年以上的时间了。虽然只要求用在牵引车的转向轴上,但新的制动距离规则应该能在短时间内促进气压盘式制动器更广泛的应用。但是,据专家称,在牵引车和挂车的所有轴上都装备气压盘式制动器在下个10年或是更长的时间内还是不可能的事情。
在近期内,车辆主要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。虽然盘式制动器的使用经济性现在有所提高,但是与鼓式制动器比起来还是贵得多。当然,气压盘式制动器的性能更优越,内衬的使用寿命更长,维修间隔和保养技术也进一步提升。
摩擦材料现在更大程度的向有机材料类型转变,这对盘式制动器的发展来说是一个契机,可以使得气压盘式制动器在更高的温度下运行,而鼓式制动器材料是不能承受这样的温度的。鼓式制动器的发展已经达到了最高限度。
更长的使用寿命和更低的保养费用是气压盘式制动器开发的关键。但是成本将是个问题。据国家公路交通安全管理局(NHTSA)的估算,要达到新的停车距离标准,一个气压盘式制动器的成本就要增加1,308美元,而对于鼓式制动器来说,只需增加153美元。所以,业内人士指出,最好的方案是逐步向气压盘式制动器转换。虽然在未来的4-5年内气压盘式制动器在车辆上的应用会有一个坚挺的增长,但要看到显著的升量,至少还需要十年的时间。7.5.3 电控:一大进步
在美国,真正打开局面的卡车制动系统的发展阶段是电控化。电控制动系统(ECBS)与气压盘式制动器现在在欧洲已广泛应用。
但是,在美国,ECBS将要在制动时限到来之后很长时间内才能采用,这是因为美国车队要面临欧洲车队不需要面临的一个问题:配平制动系统。制动系统的配平在欧洲不是问题,但在美国却是个大罪过。
2009年生效的制动法规只影响到牵引车,这就是牵引车和挂车全都采用气压盘式制动器则还需要更长时间的原因之一。在一些老的挂车上,甚至没有防抱制动系统。对全车制动系统的挑战就是如何使这些不同的系统——盘式、鼓式、ABS和非ABS——在同一辆车上一起工作。
联邦指令要求在所有的新卡车上都必须装有ABS,这是在20世纪90年代后期开始逐步实施的,也许正是这项法令充当了阻碍采用ECBS的角色。ABS允许OEM增加车桥的制动功率,为更广泛的采用鼓式制动器敞开了大门。ABS阻止制动器锁死,一旦有一个系统能适当地阻止锁死,就可以提高制动功率。
另外,由于ABS和ECBS两者之间制动启动的时间差别非常小,这就更难使人信服装配E CBS的必要性了。ABS和ECBS制动启动的时间分别是2/10秒和3/10秒,人们不仅要问,这相差的1/10秒有价值吗。
以ECBS为基础的技术装备无论如何也要比ABS贵1,000-2,000美元,这个价格是很难达到用户满意的。如果不以牺牲安全性为代价,那价格的敏感性就变成决定因素了。
上述这些因素虽然延缓了ECBS在车辆上的使用,但是不会阻碍这一进程。现在对车辆稳定性、牵引控制、防倾翻系统的兴趣越来越大,电控系统可以优化制动并且真正可以最高效地使用这些系统。
对ECBS来说,最理想的制动形式是气压盘式制动,这样,气压制动盘勿庸质疑地就成为任何ECBS预装件中的一个部分。电子系统可以以鼓式制动器不可能实现的方式对制动盘进行调节,所以,电控化的程度越高,意味着对盘式制动器的需求就越大。
在将来的某个时候,所有的制动系统将都是电控式的。达到这个程度应该不会超过20-30年,或者会更早。全电控制动系统是最高进化阶段,这个时代肯定会到来。
在这次设计中我们主要用到了机械制图、机械工程材料、实用机械设计、理论力学、材料力学等方面的知识,同时还了解了制动器的发展和使用范围。
这一次的毕业设计让我收获很多同时对于我来说是一个很好的锻炼,它使我对自己有了一个准确的认识,让我明白以前自己对自己的不负责是多么的不对。通过这次设计,我对书本上所讲的知识有了一个系统的了解,从开始的不理解到最后的懂,都离不开老师的严格要求与指导。
此外,在这次毕业设计中我也体验到。我只有不断的去练习学习经验,我才能更好的去了解一些在书上没有的东西,所以在以后的学习和工作中要不断的去学习和实践。我才能进步的更快,学的知识也更牢固,才有可能在这个行业中有所学。
这次设计还存在着很多不足之处:结构构架过于笨重;如加上手动装置,在停电时也能操纵等。望老师加以指导。
[6]《机械工程手册》编写组编.机械工程手册,第67篇,起重机械。北京:机械工业出版社,1979
[8]大连起重机厂《起重机设计手册》编写组编.起重机设计手册.沈阳:辽宁人民出版社,1979