制動力矩
制動力矩
作為汽車的主動安全件,ADB需要提供足夠的制動力矩。隨著載重汽車載重噸位的增大,對ADB制動力矩要求也在不斷增加。ADB已經開始在我國應用,國產ADB能提供的制動力矩在1.6萬N·m以下,不能滿足13t以上載重車輛的制動需求。目前國外適用於22.5英寸車輪較先進的產品制動力矩一般都在2.2萬N·m左右,我公司受國內製動廠家委託,對ADB產品進行改進,以期增大其制動力矩。
制動力矩是由制動器產生的力矩,其作用是使車輪的轉速下降,最終使汽車減速直至停車;在下坡行駛時,使汽車保持適當的穩定車速;此外,還可使汽車可靠地停在原地或坡道上。
由公式①可知,摩擦係數μ也可以直接增加制動力矩。但是摩擦材料μ值在高溫、高壓下並不恆定,變化很大。正常情況下,摩擦係數越高,耐磨性越差,所以不宜單純地追求摩擦材料的高摩擦係數。相對而言,摩擦係數的穩定性和偏離正常值的敏感性對制動器更可靠。目前摩擦係數比較普遍的穩定值約為0.3~0.5。為了提高摩擦係數,除了改進摩擦片材料,目前主要有以下3種方式:1.增加摩擦片面積增加摩擦片面積,減少了制動時摩擦片上壓應力,減少因制動壓力過大而產生的熱能。目前雙推桿式ADB基本上應用這種方式增加制動力矩。2.增加摩擦片的柔韌性增加摩擦片柔韌性,可以增加摩擦片與制動盤的接觸面積,從而增加制動力矩。這種方式對摩擦材料要求比較高,目前在國外已經開始應用,取得不錯的效果。3.增加制動盤厚度制動瞬間,制動盤吸收99%左右制動產生熱能,如果能夠降低制動盤的溫度,則有利於摩擦係數的穩定。目前多孔隙的加厚制動盤已在國內外開始使用。三、增加制動力矩的新技術增加制動力矩就是增加汽車的安全係數,增加制動力矩的研究已不限於常規影響制動力矩的幾個主要因素。目前國外已經出現了滑動雙盤式制動器(圖5)。
圖中內外盤都可以在轉軸上沿花鍵槽軸向自由滑動,制動時內摩擦片推動內盤→中摩擦片→外盤→外摩擦片,從而形成制動。這種形式制動器保證制動壓力和制動半徑不變的情況下,直接增加摩擦副數量,從制動器效能因素分析:BF=2nf式中BF為制動效能因素;n為制動盤數量;f為摩擦係數。增加一個制動盤,制動效能增加2倍。實際試驗數據表明,新系統的制動力可提高到原來的1.7倍,同時熱負荷也可以大大降低。這種新制動器將在明年上市,主要對象為液壓盤式制動器。在ADB上應用還需要通過驗證。四、實際產品改進應用於城市公交車和中卡車。結構為單推桿,制動半徑168mm,設計制動力矩2.2萬N·m(圖6)。為了滿足制動力矩的要求,壓力臂增力比超過20,實際試驗數據表明,制動力遠小於設計值。分析原因可能有以下幾點:(1)制動半徑偏小;(2)單推桿不能保證摩擦副之間均勻的壓應力,局部變形較大。