论文部分内容阅读
制动系统作为汽车的重要系统之一保证着车辆行驶的安全,而执行机构作为制动系统产生制动力的部件发挥着重要作用。目前商用客车制动执行机构所采用的气压盘式制动器存在体积大、制动效能低、危害环境等问题,为此本文从辅助制动和主制动功能两方面着手,设计了适用于商用客车的辅助制动执行机构—双定子涡流制动器和主制动执行机构—电子机械制动器(Electromechanical Brake,EMB),并对其制动性能展开研究。具体研究内容如下:阐述了课题的研究背景及意义,分析了国内外涡流制动器和EMB执行机构的研究现状。针对商用客车,从辅助制动和主制动功能着手,确定了制动执行机构总体方案,辅助制动执行机构确定为双定子涡流制动器,主制动执行机构确定为电子机械制动器(EMB)。根据该方案推导出执行机构制动力矩的理论表达式。依据涡流制动器的性能评价指标,结合制动器设计相关要求,完成辅助制动执行机构—双定子涡流制动器的参数设计,包括磁路设计、最大功率、制动盘参数、铁芯参数、气隙厚度等,根据此参数建立制动器3D仿真模型,验证两种磁路的可行性,分析不同磁路对制动力矩的影响,优化了制动器磁路。在磁路优化的基础上,分析辅助制动执行机构—双定子涡流制动器各电磁参数对制动力矩的影响。基于麦克斯韦尔方程组,推导适用于有限元分析的运动介质电磁场方程及涡流场数学模型。将制动器3D模型导入Maxwell中,仿真分析制动器电磁场和涡流场的分布情况,分析电磁参数对制动器制动力矩特性的影响,进一步优化涡流制动器部分参数。完成主制动执行机构—EMB执行机构驱动电机的设计。根据气压盘式制动器制动参数推导出驱动电机堵转转矩和空载转速,设计一台50W商用客车EMB永磁无刷直流驱动电机,堵转转矩为10.3N·m,空载转速为370r.min-1。分析电机在间隙消除阶段和夹紧力增加阶段的制动性能,并与机械制动器试验平台夹紧力数据进行对比,验证了EMB替代气压盘式制动器的合理性。