鼓式制动

鼓式制动（精选四篇）

鼓式制动 篇1

目前,汽车制动系统主要分两类:盘式制动和鼓式制动(如图1、图2所示)。盘式制动器已广泛应用于轿车中,国内的中高档车都使用前后盘式制动器,而绝大部分入门级轿车还是采用前盘后鼓的低成本设计结构,同时后鼓式制动器集成手刹驻车制动一体,由手刹拉起后制动蹄片压在制动鼓上,产生摩擦力形成驻车制动。在收集统计制动系统故障信息后发现,后鼓式制动器车辆在雨后或者洗车后停车至第二天,制动器抱死造成车辆无法行驶问题严重,而且长期没有找到根本的解决办法。本文从鼓式制动器的结构和设计角度进行分析,以期找到解决制动抱死问题的方法。

1 测试验证

以下对某品牌车辆制动器抱死问题进行分析和统计。

1.1 淋雨停置测试

测试目的:统计测量抱死故障率。测试条件:20台车辆,淋雨8 min,车辆拉起手刹停放16 h。测试结果:12台车辆放下手刹后两人可以推动;6台车辆放下手刹后两人不可以推动,车辆启动后可以行使;2台车辆放下手刹后两人不可以推动,车辆启动后不可以行使。对抱死车辆进行检查,均发现制动蹄片和制动鼓生锈(如图3、图4所示)。测试结论:淋雨停放车辆,发生抱死的概率为10%左右。

1.2 不淋雨放置测试

测试目的:淋雨对车辆发生抱死问题的影响。测试条件:20台车辆,车辆不淋雨,直接拉手刹停放16 h。测试结果:20台车辆放下手刹后两人用手可以推动;蹄片及制动鼓未生锈。测试结论:没有雨水进入,车辆未出现抱死问题。

1.3 制动器台架测试

测试目的:台架模拟车辆抱死故障,测试抱死扭矩。测试条件:模拟运行制动20次,淋雨8 min,手刹拉起保持48 h。测试结果:4次台架试验,出现1次制动器抱死现象,同时制动蹄片及摩擦片均有生锈痕迹(设备输出250 N·M扭矩无法转动制动器,1.5 L排量汽车最大输出扭矩为150N·M左右)。台架试验台如图5所示。

测试小结:通过以上2个试验证明,淋雨是产生车辆抱死问题的诱因。

基于以上试验,初步确认淋雨是车辆发生抱死问题的诱因,且抱死车辆上均发现制动蹄片及制动鼓生锈,我们初步怀疑是否因为生锈导致蹄片与制动鼓黏接,进而导致车辆抱死。为了验证疑问,我们进行进一步测试。

1.4 制动蹄片锈蚀测试

测试目的:验证蹄片生锈对车辆制动抱死的影响。测试条件:制动蹄片与制动鼓贴合,淋雨8 min,保持48 h。测试结果:夹具放开后,蹄片与制动鼓生锈黏接,用手轻碰后蹄片松脱,黏接力很小,制动蹄和制动鼓表面有明显的锈迹(如图6、图7所示)。

测试小结:制动蹄片与制动鼓的锈蚀黏接力小,不是造成抱死问题的直接原因。

2 根本原因分析

2.1 制动蹄片与制动鼓锈蚀黏接的原因分析

目前,国内制动鼓的材料一般为HT200-300 (即灰铸铁),基体组织主要为珠光体及少量的铁素体、渗碳体,石墨主要为A级,形态为长片状,长度等级为4～6级,该材料容易产生锈蚀。制动蹄上摩擦片的材料配方分为半金属配方和NAO配方(少金属),NAO配方材料由于金属含量低,所以不会产生锈迹。半金属配方摩擦片材料的材质中含有30%～50%的金属材料,在遇水后很容易产生锈斑。当车辆使用半金属材料配方制动蹄片时,当水分进入后很容易造成制动蹄片及制动鼓生锈,严重情况下会导致制动蹄片与制动鼓锈蚀黏接。据统计,市场上出现淋雨后抱死问题的车辆主要为国产、欧美车辆,该类车辆大多使用半金属材料配方摩擦片。而韩国和日本的车辆出现抱死问题非常少,它们主要使用NAO配方摩擦片材料。

2.2 制动蹄片与制动鼓黏接对制动器抱死的影响

要想确认蹄片与制动鼓黏接对制动器抱死问题的影响,必须先了解鼓式制动器的工作方式,理解制动器的结构形式和制动原理。

目前,国内鼓式制动器绝大多数为领从蹄式制动器。鼓式制动器由一对带有圆弧形摩擦蹄片的制动蹄和制动鼓组成,制动蹄安装在制动底板上,而制动底板则紧固在后桥桥壳半轴套管的凸缘上,旋转制动鼓作为摩擦元件。车辆制动时,制动蹄在制动分泵的作用下向外张开,压在制动鼓上,制动鼓的圆柱内表面与制动蹄摩擦蹄片的外表面产生摩擦力矩,降低制动鼓旋转速率,从而达到车辆制动目的。

如图8所示,若图上方的旋向箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向(制动鼓正向旋转),则蹄1为领蹄,蹄2为从蹄。领蹄受摩擦力的作用将蹄更紧地压在制动鼓上,即摩擦力矩具有增势作用;而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势,具有减势作用。汽车倒车时制动鼓的旋转方向变为反向旋转,则相应地使领蹄与从蹄相互对调。这种当制动鼓正、反向旋转时总有一个领蹄和一个从蹄的内张型鼓式制动器称为领从蹄式制动器。

从领从蹄式制动器的工作原理可以看出,当制动器工作时,总有一个蹄作为领蹄压紧在制动鼓上并具有增势作用,有更加紧地压在制动蹄上的趋势。那么,当领蹄由于生锈黏接后,蹄片无法脱离制动鼓,手刹放下行车后,该蹄片由于结构增力,将更加紧密地贴合在制动鼓上,当出现制动蹄的R半径大于制动鼓的R半径时,制动蹄将被嵌入制动鼓的圆弧中,导致蹄片紧紧地压在制动鼓上无法脱离,也就导致车辆抱死。

2.3 车辆抱死问题根本原因确认

车辆淋雨后,水分进入制动器内部,摩擦片及制动鼓生产锈蚀并黏接。在用户启动车辆前进并放下手刹后,当回位弹簧回位力无法克服黏接力促使摩擦片与制动鼓分离时,领蹄受摩擦力作用更紧地压在制动鼓上,产生巨大的摩擦力矩,阻止制动鼓旋转,从而导致车辆无法前进。同理,当用户倒车试图冲击致使摩擦片松脱时,从蹄变成领蹄,在摩擦力的作用下压在制动鼓上,导致制动鼓及轮胎无法转动。

3 解决方案

3.1 设计改进

(1)鼓式制动器更改为后卡钳式制动器,从根本上解决了生锈及抱死问题。

(2)采用NAO配方非金属摩擦片,避免摩擦片生锈与制动鼓黏接,从根本上解决了生锈问题。

(3)优化制动鼓及防尘罩结构,防止雨水进入,降低生锈风险。

(4)增加回位弹簧回位力,保证手刹放下后弹簧有足够回位力分离摩擦片与制动鼓。

3.2 预防抱死

(1)洗车或者小雨后,以及其他原因导致制动器有水分进入,在停车前进行几次稍微强一点的制动,让积水尽量从制动鼓中甩出来和把摩擦片上的水分蒸发掉。

(2)洗车或涉水后,关闭发动机,把挡位挂到1挡避免车子移动,然后不拉手刹进行放置,放置过程中摩擦片与制动鼓接触,防止摩擦片与制动鼓黏合而产生抱死问题。

3.3 抱死排除方法

(1)步骤1:尝试挂入倒车挡进行一下倒车,如果倒车抱死消除,再挂入前进挡验证向前是否抱死,如果实施步骤1后仍然没有排除抱死故障,则实施步骤2。

(2)步骤2:用橡胶榔头对着两后轮圆周一圈大致均匀地敲打约10下(根据实际情况可以增加敲打次数)。在没有橡胶榔头的情况下,可用木棒敲打或者脚踢的方法代替,但注意不能用钢管或者带有尖锐棱边或尖角的工具进行敲打,以免损坏轮胎或者刮伤其他零件,如果实施步骤2后仍然没有排除抱死故障,则进行步骤3。

(3)步骤3:启动车子,挂入1挡,稍微加大油门启动。如果油门加大后发动机转速较高、发动机抖动较厉害仍然抱死无法启动,请关闭发动机实施步骤4。

电力液压鼓式盘式制动器的性能比较 篇2

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, 鼓式制动器结构紧凑, 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。

2 制动性评价指标

评价制动性常用的两个指标是:

制动效能:制动效能指制动时所产生的制动减速度所经过的制动距离和制动时间;

制动效能的恒定性:制动效能的恒定性指制动器抵抗制动效能变坏的能力, 如抗热衰退性能, 即长时间反复制动使制动器发热时, 制动效能的保持能力。

3 电力液压鼓式制动器的结构特点

根据现有鼓式制动器的制动臂形状特征分为直臂结构、双弯臂结构、单弯臂结构、弯臂结构;弹簧的安装形式分为横簧和竖簧。

直臂结构:简单、工艺性好, 使用中制动臂不受横向力, 适应制动轮正反转向性能好、但是它的闸瓦摩擦片上、下两片磨损不均, 上边在开闸状态还易于浮贴制动轮, 加快磨损和轮的发热, 因此开闸间隙必须加大而延长了制动时间。

弯臂结构:克服了摩擦不均的弊病, 可使退距尽量变小, 提高制动性能。

横簧结构:动作较灵敏, 但刚度要求高, 且制动衬垫摩擦过程中, 力矩降的快。

竖簧结构:制动力矩直接显示, 调整方便直观。

性能安全可靠, 制动平稳, 动作频率高;主要摆动铰点装有自润滑轴承, 传动效率高, 寿命长, 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, 快捷;联锁式等退距装置, 使用过程中始终保持两侧瓦块退距均等, 避免因退距不均使一侧制动衬垫浮贴制动轮的现象。

4 电力液压盘式制动器工作原理

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, 制动力矩大。它较多地应用于各类起重中。

5 电力液压盘式制动器的优点

(1) 结构简单紧凑, 摩擦片磨损均匀, 使用寿命长。

(2) 制动盘对摩擦片无摩擦增势作用, 制动效能受摩擦系数的影响较小。因此, 制动器的稳定性较好。

(3) 两摩擦面为平面接触, 制动瓦退距小, 因此两摩擦面贴合面积较大, 制动平稳冲击小。

(4) 易采取有效的散热措施 (如在制动盘中开设通风道) , 散热面积大, 因此散热性能好。

6 电力液压鼓式制动器和电力液压臂盘式制动器的结构比较

6.1 制动臂

鼓式制动器的制动臂现在大都由两片钢板组成, 形状做成直的或弯的, 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, 弯的制动臂使下铰点 (固定铰点) 向内移, 可以增大制动瓦块的包角。而液压臂盘式制动器的制动臂也是由两片钢板组成, 形状做成了半直半弯的。

6.2 等退距结构

液压臂盘式制动器的联锁式等退距均等装置, 在使用过程中可始终保持两侧瓦块退距均等, 完全避免了因退距不均使一侧制动衬垫浮贴制动盘的现象, 并设有瓦块自动随位装置。

6.3 衬垫磨损自动补偿装置

制动器在使用寿命期间不需要更换衬垫, 若使用磨损补偿装置, 则不需人工调节推杆的补偿行程, 可使瓦块退距和制动器力矩在使用过程中保持恒定。

6.4 润滑轴承

主要摆动铰点均设有自润滑轴承, 传动效率高。

(1) 鼓式制动器的杠杆结构简单, 横簧结构不分左右式手动装置, 竖簧结构和液压臂盘式制动器分左右式手动装置。

(2) 制动瓦与制动臂采用销轴链接, 制动衬垫铆接或插装在制动瓦上, 更换十分方便。

总之, 液压臂盘式制动器将向高频、高效、长寿命的工作制动器和大型化、高可靠性、长寿命的安全制动器两个方向发展。虽然体积较大, 较重, 但它仅接三相交流电, 方便使用, 既具有盘式的特点, 又具有液压推杆的特点, 所以在港机工作制动器上得到广泛使用。

自制鼓式制动器教具在教学中的应用 篇3

随着汽车工业的飞速发展, 对人员的素质以及业务能力水平要求也在逐步提升。学校为满足人才培养需要, 购置多种仪器设备, 其中鼓式制动器是不可缺少的一部分。但由于在使用过程中有损坏、遗失零部件等情况, 影响教学效果。购买新的设备费用较高, 时间周期长。现为提高设备使用利用率, 转化设备功能, 将报废的汽车进行模块拆解, 为教学服务。将报废汽车后驱动桥总成拆下, 固定在一可移动支架上面。这样既保证了使用方便性、操作安全性, 也提高了实际教学效果。鼓式制动器教具可进行下列教学活动, 鼓式制动器的拆装实验、设计时实物参考;鼓式制动器的检修等。

1、鼓式制动器的拆装实验

1.1 鼓式制动器组成与工作原理

鼓式制动器基本组成:制动鼓、制动轮缸、制动蹄、回位弹簧、限位杆、制动底板等组成。制动器的作用是产生制动力以迫使停转, 从而使路面对车轮产生一个与汽车行驶方向相反的汽车制动力, 在该力作用下, 使汽车迅速减速、维持一定的车速或停车。

鼓式制动的原理是轮缸式制动器工作时, 踩下制动踏板, 液压作用于制动分泵时, 制动分泵内活塞移动, 把制动蹄片推向制动鼓, 使摩擦衬片压紧旋转的制动鼓产生制动力, 使车轮减速或停止转动。轮缸式制动器不工作时, 放松制动踏板, 制动分泵内的液压消失, 制动蹄片在回位弹簧的作用下开始回到原来位置, 进而活塞也回原位。这样制动摩擦蹄片与制动鼓之间仍保留原有的间隙。

1.2 鼓式制动器拆卸步骤

(1) 用工具卸下轮毂盖; (2) 取下开口销, 旋下后车轮轴承上的六角螺母, 取出止推垫圈; (3) 用螺丝刀通过制动鼓螺孔向上拨动楔形块, 使制动蹄与制动鼓放松。 (4) 用鲤鱼钳拆下压簧座圈。用手从下面的支架上提起制动蹄, 取出下回位弹簧。 (5) 取下制动杆上的驻车制动拉索。用鲤鱼钳取下楔形件的回位弹簧和上回位弹簧。 (6) 卸下制动蹄。 (7) 把带压力杆的制动蹄卡紧在台虎钳上, 拆下定位弹簧, 取下制动蹄; (8) 拆下制动轮缸并解体。在轮缸上有放气螺栓, 用于制动管路排气, 防止出现气阻现象, 影响汽车制动性能。

1.3 鼓式制动器安装步骤

(1) 装上回位弹簧, 将制动蹄装在压力杆上; (2) 装上楔形件, 凸块朝制动器底板。 (3) 将带有传动臂的制动蹄装在压力杆上; (4) 装入上回位弹簧;在传动臂上套上驻车制动拉索。 (5) 把制动蹄装在车轮制动轮缸的活塞外槽上。 (6) 装入了回位弹簧, 并把制动蹄提起, 装到下面的支座上。 (7) 装楔形件的回位弹簧。装压簧和弹簧座圈。 (8) 装上制动鼓及后轮轴承, 然后调整轮毂轴承的间隙。

通过上述操作, 学生基本掌握了鼓式制动器的结构、工作原理以及常见拆装工具的正确使用。

2、设计时实物参考

学生在做课程设计或毕业设计时, 自己根据选型和计算, 绘制鼓式制动器图纸, 在此过程中一些学生在设计的结构上出现错误, 指导教师指出后, 没有实物学生很难理解, 通过实物结构的认识, 学生很快就能意识到错误, 及时改正, 提高了效率。

3、鼓式制动器的检修

鼓式制动器的检修主要为制动鼓和制动蹄的检修。

3.1 制动鼓检修

制动鼓常见的损伤主要是工作表面磨损、变形和裂纹。制动鼓不得有任何性质的裂纹, 否则更换新件。测量制动鼓内径, 内圆柱面的圆柱误差度不得大于0.15mm, 圆柱度误差不得大于0.05mm, 直径不得超过车辆规定的极限值。例如桑塔纳轿车制动鼓直径的标准为200mm, 极限直径为201mm。

制动鼓内圆工作表面对旋转轴线的径向全跳动误差不得大于0.10mm。制动鼓圆度、圆柱度、径向全跳动误差超过规定时, 应对制动鼓进行镗削, 镗削后的制动鼓内径不得超过极限值, 同轴两侧制动鼓的直径差应小于1mm。

制动鼓内圆表面的锉削, 应在专用的制动鼓镗削机上进行。将制动鼓装在轮毂上, 以轮毂内外轴承外座圈内锥面的公共轴线为基准配镗。因此, 镗削前应检查两轴承内锥面的滚道有无斑点、剥落、松旷, 轮毂轴承孔有无损伤等, 若需更换轴承, 应在轴承更换以后再进行镗削。

制动鼓的检查: (1) 用汽油、毛刷, 将制动鼓清理干净。使用汽油刷洗制动鼓时, 要佩戴耐油防护手套, 保护皮肤不受侵蚀, 保持制动鼓洁净, 还可以提高测量精度。 (2) 使用制动鼓量规或游标卡尺, 测量制动鼓的内径。将测量值与规定值进行比较, 如果测量值接近或超过规定值的允许范围, 应更换制动鼓。 (3) 使用弓形内径百分表在同一截面的不同方向上测得3~5个制动鼓内径值, 然后计算出制动鼓的圆度误差。将测量值与规定值进行比较, 如果测量值接近或超过规定值的允许范围, 应更换制动鼓。桑塔纳2000GSi型轿车后轮制动鼓的圆度误差≤0.10mm。

3.2 制动蹄的检修

制动蹄的常见损伤形式为摩擦片磨损、龟裂、制动蹄支承孔的磨损等。制动蹄不得有裂纹和变形, 支承销孔与支承销的配合应符合原设计规定。制动蹄衬片的磨损不得超过规定值。当铆钉头的沉入量小于0.5mm时, 衬片龟裂和严重油污时应更换衬片。衬片与制动蹄应严密贴合。不得垫入石棉垫, 以免影响摩擦热的散热, 局部最大缝隙不得超过0.10mm。

制动蹄的检查:目视检查制动蹄的摩擦片是否有裂纹、油渍、脱胶等现象。如果制动蹄的摩擦片出现裂纹、脱胶等现象, 应更换制动蹄。如果制动蹄摩擦表面有油渍, 应予以清洁。检查制动蹄与制动盘的接触面积和接触位置, 采用划线法检查。 (1) 用粉笔在制动鼓的摩擦表面均匀划线。 (2) 将制动蹄压紧在制动鼓的摩擦表面上, 并转动制动蹄。 (3) 检查制动蹄与制动鼓的接触面积和接触位置。

制动蹄摩擦表面的接触面积和接触位置, 应符合规定要求。否则, 进行研磨修理或更换制动蹄。用直尺或游标卡尺测量制动蹄厚度, 如果测量值接近或达到极限值, 应更换新件。制动蹄的标准厚度为5mm (不含底板) , 磨损极限值为2.5mm (不含底板) 。

通过上述操作, 使学生掌握制动鼓、制动蹄的检查与修理以及测量仪器仪表的使用, 为以后从事相关工作打下坚实基础。

4、结论

通过改造使废旧的部件成为教具, 更好地发挥实践教学功能, 拓宽实践教学的使用范围, 提高了设备的使用率, 并且具有可操作性和安全性。在此过程中不但增加了实验室的教学设备, 也提高了学生的工程实践能力。

摘要：为转化设备功能, 将报废汽车拆解, 取其后驱动桥总成制作鼓式制动器实验教具。拓宽实践教学的使用范围, 与此同时也提高学生的工程实践能力。

关键词：鼓式制动器,教学,拆装,检修

参考文献

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鼓式制动 篇4

鼓式制动器结构紧凑、性能可靠、制动功率大,因而成为卡车和大中型客车常见的制动装置[1]。在车辆制动过程中经常产生强烈的振动,并伴随着噪声的产生。鉴于低频制动振动对车辆的安全性和舒适性的重要影响[2]。因此本文重点考察摩擦系数对鼓式制动器低频振动的影响。

现有的有关制动噪声的研究数值分析方法大致分为两大类:频域内的复特征根分析(也称为稳定性分析[3,4])和时域内的瞬态分析。复特征根分析只能被看作是“运动冻结”的一种近似。系统时变范围越大,复特征根分析方法的作用就越小[5]。而非线性瞬态分析(如有限元方法,FEA)则适用于系统出现明显的非线性且没有衰减趋势或者系统参数为时变的情况。

有别于使用有限元方法进行的瞬态分析,本文将借助多体仿真软件ADAMS,从制动器制动全过程的动态仿真角度出发,对其进行振动噪声的瞬态分析[6,7]。这样做的优点有两个[8]:1)制动器系统振动所需要的激励力是由ADAMS软件计算得到的,而非靠外界来提供激励力;2)充分考虑了制动器各部分的非线性耦合。

1 制动器仿真模型

现有的有关鼓式制动器低频振动分析的文献所使用的制动器模型一般基于如下几点基本假设[9]:恒定摩擦系数假设;制动蹄及制动鼓刚性假设;压力沿摩擦片宽度方向均匀分布假设等。同时,现有公开的关于鼓式制动器制动全过程的动态仿真模型中尚缺乏合适的凸轮驱动力模型。

本文所使用的鼓式制动器多柔性体动力学模型[10](包括凸轮驱动力模型)不但考虑了制动振动问题的多种基本特性[5] ,如非线性接触力(包括非线性摩擦力)、阻尼以及非线性动态过程等因素。同时,模型中还考虑了制动鼓柔性的影响。制动器总成中各部分连接关系、凸轮与滚轮关系以及摩擦片与制动鼓之间的关系拓扑图如图1所示。其中, F表示固定铰接(Fixed Joint)、R表示旋转铰接(Revolute Joint),C表示接触力(Contact Force)。

参照GB/T 5620—2002的相关要求,仿真得到制动鼓的外部因数及凸轮对从、领蹄的驱动力比值分别与GB/T 5620—2002和文献[11]的参考值相一致,说明了本文使用模型的正确性。如图2所示,其中(a)表示制动器外部因数,(b)表示凸轮对从、领蹄的驱动力的比值;图2中实线表示仿真结果,虚线表示拟合曲线;横坐标为制动时间(s)。

2 制动鼓响应的频谱分析

制动振动问题本质上是含有摩擦的滑移接触问题。因此,本文主要考察摩擦系数对制动过程中振动的影响。制动鼓角加速度的动态响应反映了制动过程中摩擦力矩的动态变化情况。因此,对制动鼓角加速度的动态响应进行分析,可以间接地得知制动力矩的动态变化过程,从而推断出制动过程中制动器的振动情况。本文将根据仿真分析结果,重点定性地考察摩擦系数对鼓式制动器低频振动(几十赫兹到几百赫兹)的影响。

仿真工况是在制动鼓相同转速(制动鼓角速度为3000 deg/s,车速相当于90 km/h)、相同的制动条件下,以不同的摩擦系数(摩擦系数分别为0.2、0.3、0.4、0.5和0.6)进行的制动。

当摩擦系数分别为0.2～0.6时,制动鼓角加速度的频谱图如图3所示。其中,(a)～(e)分别对应摩擦系数分别为0.2～0.6时的制动鼓角加速度的频谱图。

为了直观的反映出不同的摩擦系数对制动鼓振动的主频、主频幅值的影响,将图3中的制动鼓角加速度的频谱图以频谱分析简表的形式给出。频谱分析简表如表1所示。图4、图5则是根据表1中的结果绘制的制动鼓低频振动的主频、主频幅值随摩擦系数变化的关系曲线。即,图4表示表1中的低频振动主频随摩擦系数的变化曲线;图5表示表1中的低频振动主频的幅值随摩擦系数的变化曲线。

考察制动鼓角加速度响应的频谱图(图3)、频谱分析简表(表1)以及表1中的制动鼓低频振动的主频、主频幅值随摩擦系数变化关系曲线(图4、图5),可以得出以下结论:

1)由图4及表1可以看出,由摩擦力矩产生的制动鼓低频振动频率大致处于几十赫兹到二百赫兹的频率带宽内,其主频分布在70～100 Hz左右的带宽内,并伴有其他较高的振频率的产生(较高的振动频率同样分布于一定的带宽内)。

2)由图4与图5可知,制动鼓低频振动的主频随着摩擦系数的增大有降低的趋势,主频幅值却随着摩擦系数的增大有增大的趋势,而且制动鼓振动的主频、主频幅值与摩擦系数变化曲线呈现非线性特性。

振动幅值越大意味着振动越剧烈。在车辆制动过程中,摩擦系数通常会有一定的变化[12] 。这就说明,制动过程中,随着摩擦系数的变化,制动鼓振动的主频也将随之相应的变化,从而造成制动鼓振动的高频频率也会随之变化。由此可以断定,制动过程中,制动鼓低频振动时振动频率的不唯一性和不恒定性。

3)考察图3及图4,可以看出,随着摩擦系数的增大,频谱图整体向左运动(低频方向)的趋势越来越明显,且较低频率(0～70 Hz)对应的幅值越来越大。

这说明,随着摩擦系数的增大,制动鼓以较低频率振动的现象越来越明显,且摩擦系数越大,制动鼓较低频率的振动越剧烈。但是,这并不意味着较大的摩擦系数不会产生高频率的振动。这里仅仅从能量耗散的角度说明,摩擦系数较大时,大部分能量通过低频振动的形式耗散掉。这与实际情况也是相吻合的。由于汽车的低频滤波作用,在汽车制动的过程中,人们能够感受到的是低频振动例如驾驶室的共鸣或方向盘的抖动等。另外,这种振动容易与其它部件发生共振,影响汽车的制动性能。

3 总结

通过对制动器制动全过程的动态仿真,借助于频谱分析方法,得到了整个制动过程中制动鼓随摩擦系数变化时的振动信息。从中可以得到以下结论:(1)制动鼓振动的主频及其振动的频率范围随着摩擦系数的增大有所降低,振动幅值却随着摩擦系数的增大而增大,且相应的关系曲线呈现非线性特性;(2)随着摩擦系数的增大,制动鼓的振动主要表现为较低频率的振动,且摩擦系数越大,较低频的振动越剧烈;(3)另外,从仿真分析结果中可以推知,由于制动过程中摩擦系数的变化,制动过程中制动鼓的振动频率不是唯一的、恒定的,而是分布于多个频率带宽内。这为以后的振动减噪等研究工作奠定基础。

摘要：从制动器制动全过程的动态仿真角度出发,考察了摩擦系数对鼓式制动器低频振动的影响:制动鼓低频振动时的主频随着摩擦系数的增大有减小的趋势、而振动的幅值随着摩擦系数的增大有增大的趋势,且相应的关系曲线呈现非线性特性;随着摩擦系数的增大,制动鼓的振动主要表现为较低频率的振动,且摩擦系数越大,制动鼓以较低频率的振动越剧烈。

关键词：鼓式制动器,摩擦系数,制动器振动,ADAMS

参考文献

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