汽车制动器试验台飞轮组及其装卸系统设计_图文

1、文章编号:1001-2265(200810-0083-03收稿日期:2008-05-12作者简介:杨丽英(1981,女,安徽人,合肥工业大学硕士研究生,研究方向为机械制造及其自动化,(E -mail vshm ily 。汽车制动器试验台飞轮组及其装卸系统设计杨丽英,李旗号,谢峰(合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009摘要:为准确、有效地检测制动器综合性能,采用惯性飞轮对汽车行驶惯量进行模拟,模拟的惯量大小应在一定范围内可调并达到相应的精度要求。文章严格参照国家制动器试验标准和性能要求,对汽车制动器性能试验台的飞轮组及其装卸系统设计进行研究,介绍了一种对飞轮组进行优化重组的方法,并对其

2、装卸系统进行详述。利用该系统能够对飞轮组合进行调整,以模拟各试验所需的不同惯量。经实际应用验证,该系统能够满足试验标准要求,并且装拆与调整便捷。关键词:制动器;试验台;惯性飞轮;模拟;装卸中图分类号:TG65文献标识码:AFlywheels A ssem bly and D is a ssem bly System D esi gn of Veh i cle Brake Test R i gY ANG L i 2ying,L IQ i 2hao,X I E Feng(School of Mechanical and Aut omobile Engineering,Hefei Universit

3、y of Techonl ogy,Hefei 230009,China Abstract:For testing the general perfor m ance of brakes accurately and effectively,a kind of inertia fly 2wheel is designed t o si m ulate the running inertia of vehicle,and the si m ulating inertia should be adjusted in a given range and m eet the corresponding

4、required p recision .A ccording t o the national brake testing standard and the perfor m ance requirem ents,the fly wheel group and its assem bly &disassem bly system of vehicle brake test rig are researched in this paper,as well as an op ti m ial recomposed m ethod of the fly 2wheel group and its a

5、ssem bly and disassem bly system are introduced .This system can si m ulate the inertia which the testing item s required through adju sting the fly wheels .A fter p ractical app lication,it s p roved that this system can m eet the testing standard and m ake the disassem bly and adjust m ent of the

6、fly wheels easily .Key words:brake;test rig;inertia fly wheel;si m ulati on;asse mbly and disasse mbly0引言汽车制动器是汽车制动系统的主要组成部分,使得汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性,使下坡行驶的汽车速度保持稳定,以及使已停驶的汽车保持不动1,其性能的优劣直接影响到整车的安全性能,汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。进行制动器试验,检测其装配质量,评价它的综合性能,成为改善制动器制动性能不可或缺的一部分。因此,研制一种模拟性能好、试验精度高的制动器综合性能试验台十分必要。在汽

7、车制动器台架试验中,应尽量使被试制动器总成的工作状况与汽车制动器总成的实际工作状况相同。汽车行驶时,汽车的动能包含汽车平移质量运动的动能和旋转部件旋转时所贮藏的动能两部分,且旋转动能可以通过转换系数转换为平移动能。惯性式制动器试验台采用旋转的惯性飞轮模拟加载汽车的上述两部分动能,飞轮是一种贮藏能量的机械部件,它在角速度上升时吸收能量,在角速度下降时释放能量,因此它可以用来模拟制动器负载2。对于惯性飞轮组的设计,若不考虑装拆和调整,可以很容易地对惯性飞轮进行设计,但是这样的结构在实际运用中只能针对特定车型与车况的特定惯量进行试验,对车辆的实际行驶状态模拟远远不够。为了满382008年第10期工艺

8、与装备足试验方法中对转动惯量精度的要求,又要容易装拆和调整,同时在一定范围内还要满足不同车型与车况对转动惯量的不同要求,本文将介绍一种对飞轮组进行优化重组的方法,并对其装卸系统进行详述。1试验系统方案本试验台用于江淮中、轻卡制动器试验,其中载重量最大的中卡、轻卡车型分别为HFC1020K W 1和HFC1083KR1。试验台配有一组惯量组合飞轮组,采用锥面定位与螺栓固定,可模拟江淮中、轻卡系列车型空载及满载状态以10100k m /h 车速(具体车速的选择依据试验标准运行时,盘式及鼓式制动器的制动性能试验检测。试验台采用单端机械惯性试验台型式,分为机械、气液和电控部分。传动系统采用直流无级调速

9、电机驱动,直流电机具有启动力矩大、干扰小、可频繁启动的特点。试验台通过机械惯量来模拟整车的惯量,具有很高的稳定性和可靠性。试验台计算机控制系统可以对检测的数据进行处理、显示、存储、检索及输出并可进行实时控制,并结合预先输入的分组参数对产品进行质量性能的判断 。试验台的结构如图1所示。1.基础底座系统2.直流调速电机3.导向键4.联轴器5.轴承座6.中心转轴7.飞轮组8.集流图1试验台结构示意图2试验转动惯量及飞轮组的确定324根据QC /T 47921999货车、客车制动器台架试验方法,对于两轴车(含双后铀的三轴车,其前、后制动器应承担的惯性载荷分别为:I F =1+(G a +7%G 0r

10、22gkg m s2I R =11+(G a +7%G 0r 22gkg m s2如为双后轴的三轴车,则其后制动器应承受的载荷I DR为:I DR =12I R式中,I F 、I R 、I D 分别为前、后制动器和双后轴的三轴车后制动器应承受的惯性载荷,kg m s 2;为前后轴制动力比;对于双后轴的三轴车,为两前后轴制动力之和作为后轴制动力;G 0为汽车空车总质量,kg ;G a 为汽车满载总质量,kg ;r 为车轮滚动半径,m ;g 为重力加速度,m /s 2。经计算,本文所述试验台所需模拟的不同单端制动器惯性载荷范围在21588kg m s 225179kg ms 2。根据J =I g,

11、得出单个制动器所应承受的惯量范围:251378kg m 2374151kg m 2。依据上述公式计算得出的被试制动器所受惯量,即为试验台所需模拟的整车惯量。参考文献4详述了车辆制动器试验台惯性飞轮的优化组合设计方法,参考该文献并对单片飞轮惯量进行了圆整,最终选择使用2片惯量为70kg m 2大飞轮与7片惯量30kg m 2的小飞轮对被试制动器进行惯量模拟,其中,2片大飞轮构成基本调解组,7片小飞轮构成精确调解组,所选飞轮材料为45#钢。3飞轮组装卸系统为适应不同试验对转动惯量的不同要求,方便飞轮组的重新组合,设计飞轮装卸系统如图2所示。飞轮组及其装卸系统由中心转轴、飞轮组、固定机架、平移吊装组

12、件、手轮与链轮链条组件、定位块等各部分构成。飞轮组安装在中心转轴上,中心轴设计了联接法兰盘,法兰盘左端设计成锥轴,用于安装飞轮组精确调解组,法兰盘右端设计成台阶轴,用于安装飞轮基本调解组,飞轮片与法兰盘通过内六角螺钉顺次固定,中心转轴两端通过轴承座与试验台其他组件相联,横置于固定机架内部。固定机架顶框上设置可转动的精密滚珠丝杆,丝杆螺纹套筒上固联飞轮平移吊装组件,平移吊装组件与各飞轮片之间为螺纹可装拆式联接,由固联在丝杆螺纹套筒底部的吊架和悬置在吊架底部并可转动的吊装螺钉构成,相应飞轮位置设有径向吊装螺孔。V 型定位块利用地脚螺栓安装在试验台基础底座系统上机架内部位置。对于不同的试验车型与车速

13、,确定试验所需飞轮48工艺与装备组合机床与自动化加工技术 1.固定机架2.中心转轴3.精确调解组4.基本调解组5.手轮组件6.平移吊装组件7.链轮链条组件8.精密滚珠丝杆图2飞轮组及其装卸系统结构图数目后对飞轮组进行调整,将不需要的飞轮片平行移出:首先利用平移吊装组件中的螺杆将该组件与飞轮片连接,完成吊装后摇动手轮,通过链轮链条组件带动精密滚珠丝杆旋转,飞轮片脱离锥轴面或台阶面发生平移,至机架限位处停止摇动,缓慢旋出联接螺杆,飞轮底部位置降低至V 型定位块后垂直方向定位;利用螺杆与压板固定将飞轮轴向固定在机架侧框上,如此循环至不需要的飞轮片完全移出固定,反向操作即可实现飞轮片重新投入使用,从而

14、实现飞轮组的重组。该飞轮组及其装卸系统实物如图3所示 。图3飞轮组及其装卸系统实物图4结束语本文通过较为详细的描述,介绍了一种可重组的飞轮组机构,该机构与已有技术相比较,其有益效果体现在如下几点:(1该机构针对不同车型与车况,通过对飞轮组中飞轮片的组合进行优化设计,能够模拟出汽车各种不同的实际行驶状态下的惯量大小,可以满足国家标准试验方法中对转动惯量精度的要求。(2该机构中飞轮粗调组和精调组的分别设置利于获得快速、精确的调节。(3该机构将中心转轴设置为锥轴或台阶轴,有利于飞轮片的快速、准确拆装,也有利于各飞轮片的稳固。(4精密丝杆与线性导轨的配合使用使得飞轮组在重组调整过程中运动平稳、定位精确。参考文献1陈家瑞.汽车构造(第2版M .北京:机械工业出版社,2004.2林荣会,刘明美.制动器试验台中模拟负载的新方法J .机械科学与技术,1997,26(6:58-60.3QC /T 47921999货车、客车制动器台架试验方法S.1999.4王志中,彭彦宏,洪哲浩.车辆制动器试验台惯性飞轮的优化组合设计J .2006,33(2:59-62.5余志生.汽车理论第三版M .北京:机械工业出版社,2000.6安相壁.汽车试验工程M .北京:国防工