一种盘式制动器有效半径计算方法与流程

本发明属于气压盘式制动器制动半径计算，具体地说是一种盘式制动器有效半径计算方法。

背景技术：

1、盘式制动器是一种广泛应用于汽车、摩托车等多种交通工具上的高效制动装置，盘式制动器的工作原理基于摩擦力矩的转化，通过夹紧装置将制动块总成和制动盘贴合在一起，通过两者的摩擦产生制动力。

2、盘式制动器具有以下优点：

3、热稳定性好：由于制动盘对摩擦衬块无摩擦增力作用，且制动摩擦衬块的尺寸较短，工作表面面积仅为制动盘面积的12%～6%，因此散热性较好，不易产生热衰退现象。

4、水稳定性好：制动衬块对制动盘的单位压力高，能够容易地将水挤出并迅速甩掉，从而具有良好的水可靠性。

5、反应快速：盘式制动系统的反应速度快，可以进行高频率的刹车动作，符合abs系统的需求。

6、制动力矩稳定：制动力矩与汽车前进和后退行驶无关，保证了制动的稳定性。

7、轻巧设计：在相同制动力矩下，盘式制动器比鼓式制动器更为轻巧，更利于车辆的整体设计。

8、适应性强：适用于各种路况，特别是在冬季和恶劣天气条件下表现优异。

9、随着盘式制动器的广泛使用，以及用户对制动安全的重视，整车制动效能要求越来越高，不但要控制精确，而且制动效能也越来越高，从而使得对制动器效能计算要求更加精密，对制动摩擦副效能的稳定性及摩擦副使用寿命要求越来越高。制动有效半径是摩擦副匹配的关键参数，其准确度也决定了制动效能计算的可信度。

10、目前行业技术只能通过制动块总成尺寸进行粗略计算，该计算方法的前提是制动块承载均匀，但制动器夹紧装置形状复杂，导致制动块总成受力不可能均匀，因此计算与真实出入较大。

技术实现思路

1、为解决现今只能通过制动块总成尺寸进行制动有效半径的粗略计算，该计算方法的前提是制动块承载均匀，但制动器夹紧装置形状复杂，导致制动块总成受力不可能均匀，计算与真实出入较大，计算不准确的问题，本发明提供一种盘式制动器有效半径计算方法。

2、本发明是通过下述技术方案来实现的：

3、一种盘式制动器有效半径计算方法，包括以下步骤：

4、s1、确定制动块总成弹性模量；

5、s2、确定制动块总成摩擦系数μ：，

6、；

7、s3、建立夹紧装置、制动块总成、制动盘的仿真模型；将制动盘、制动块总成装配到托架上，制动块总成与托架一端挡肩接触，钳体总成与托架固定安装，制动盘释放转动及轴向运动，制动块自由度不进行限制；

8、s4、对整体推盘两凸台加载力f，f由0线性增加，对制动盘加载运动载荷，使制动盘转动速度由0线性增加到63.25rad/s；

9、s5、提取稳态状态下的制动块总成与制动盘之间的摩擦扭矩m，获得有效半径re=m*μ/f。

10、本发明的进一步改进还有，s1中包括以下步骤：

11、a、初步确定制动块弹性模量：

12、取质量占比前7位的制动块材料：

13、制动块主要材料a：重量比例为a，密度为μ1，杨氏模量为e1；

14、制动块主要材料b：重量比例为b，密度为μ2，杨氏模量为e2；

15、制动块主要材料c：重量比例为c，密度为μ3，杨氏模量为e3；

16、制动块主要材料d：重量比例为d，密度为μ4，杨氏模量为e4；

17、制动块主要材料e：重量比例为e，密度为μ5，杨氏模量为e5；

18、制动块主要材料f：重量比例为f，密度为μ6，杨氏模量为e6；

19、制动块主要材料g：重量比例为g，密度为μ7，杨氏模量为e7；

20、计算制动块弹性模量为：

21、，

22、；

23、b、根据步骤a计算的弹性模量，进行仿真分析，获取压缩量l计算；

24、c、对比l计算/l实测，若比值处在0.9～1.1之间，将计算弹性模量e作为制动块弹性模量；若比值不在0.9～1.1之间，制动块弹性模量采用e*（l实测/ l计算）。

25、实现制动块弹性模量计算的准确性和真实性。

26、本发明的进一步改进还有，步骤b中：采用厚度为10mm的小样尺寸及试验压力建立制动块压缩试验的仿真模型，并进行动力仿真分析，整个计算时间为1s；通过仿真获得制动块的压缩应变量，计算出压缩应变。实现压缩应变计算的准确性。

27、本发明的进一步改进还有，制动块总成冷态压缩率为0.55%～1%。保证制动盘抗热裂性能。

28、本发明的进一步改进还有，制动块总成初始热增长小于0.7mm，热膨胀低于100μm。保证制动块总成初始磨损与热增长相互抵消。

29、本发明的进一步改进还有，制动块总成摩擦面积为170～200cm2。防止出现金属转移。

30、本发明的进一步改进还有，制动盘在373k时热传导率大于45w/（mk）。保证制动盘抗热裂性能。

31、本发明的进一步改进还有，制动盘表面硬度小于300hb。防止出现金属转移。

32、本发明的进一步改进还有，制动块总成与制动盘外径同心。保证制动盘与制动块总成外缘配合良好。

33、本发明的进一步改进还有，制动块总成较制动盘直径小1.5～2mm。保证使用过程中制动盘不会出现凸台，制动块总成摩擦材料也不会包裹制动盘。

34、从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：

35、通过建立夹紧装置及摩擦副的仿真计算模型，实现科学、精确计算摩擦副有效半径，保证有效半径计算的真实性，避免通过制动块总成尺寸进行制动有效半径计算的不准确性。

技术特征：

1.一种盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，s1中包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，步骤b中：采用厚度为10mm的小样尺寸及试验压力建立制动块压缩试验的仿真模型，并进行动力仿真分析，整个计算时间为1s；通过仿真获得制动块的压缩应变量，计算出压缩应变。

4.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动块总成（2）冷态压缩率为0.55%～1%。

5.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动块总成（2）初始热增长小于0.7mm，热膨胀低于100μm。

6.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动块总成（2）摩擦面积为170～200cm2。

7.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动盘（3）在373k时热传导率大于45w/（mk）。

8.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动盘（3）表面硬度小于300hb。

9.根据权利要求1所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动块总成（2）与制动盘（3）外径同心。

10.根据权利要求9所述的盘式制动器有效半径计算方法，其特征在于，制动块总成（2）较制动盘（3）直径小1.5～2mm。

技术总结
本发明公开一种盘式制动器有效半径计算方法，属于气压盘式制动器制动半径计算技术领域，包括以下步骤：确定制动块总成弹性模量；确定制动块总成摩擦系数μ：建立夹紧装置、制动块总成、制动盘的仿真模型；对整体推盘两凸台加载力F，F由0线性增加，对制动盘加载运动载荷，使制动盘转动速度由0线性增加到63.25rad/s；提取稳态状态下的制动块总成与制动盘之间的摩擦扭矩M，获得有效半径Re=M*μ/F。通过建立夹紧装置及摩擦副的仿真计算模型，实现科学、精确计算摩擦副有效半径，保证有效半径计算的真实性，避免通过制动块总成尺寸进行制动有效半径计算的不准确性。

技术研发人员：孙超,林玮静
受保护的技术使用者：中国重汽集团济南动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18