汽車制動器試驗臺飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設計_圖文

1、文章編號:1001-2265(200810-0083-03收稿日期:2008-05-12作者簡介:楊麗英(1981,女,安徽人,合肥工業(yè)大學碩士研究生,研究方向為機械制造及其自動化,(E -mail vshm ily 。汽車制動器試驗臺飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設計楊麗英,李旗號,謝峰(合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院,合肥230009摘要:為準確、有效地檢測制動器綜合性能,采用慣性飛輪對汽車行駛慣量進行模擬,模擬的慣量大小應在一定范圍內可調并達到相應的精度要求。文章嚴格參照國家制動器試驗標準和性能要求,對汽車制動器性能試驗臺的飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設計進行研究,介紹了一種對飛輪組進行優(yōu)化重組的方法,并對其

2、裝卸系統(tǒng)進行詳述。利用該系統(tǒng)能夠對飛輪組合進行調整,以模擬各試驗所需的不同慣量。經(jīng)實際應用驗證,該系統(tǒng)能夠滿足試驗標準要求,并且裝拆與調整便捷。關鍵詞:制動器;試驗臺;慣性飛輪;模擬;裝卸中圖分類號:TG65文獻標識碼: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引言汽車制動器是汽車制動系統(tǒng)的主要組成部分,使得汽車行駛時能在短距離內停車且維持行駛方向穩(wěn)定性,使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定,以及使已停駛的汽車保持不動1,其性能的優(yōu)劣直接影響到整車的安全性能,汽車的制動性是汽車安全行駛的重要保障。進行制動器試驗,檢測其裝配質量,評價它的綜合性能,成為改善制動器制動性能不可或缺的一部分。因此,研制一種模擬性能好、試驗精度高的制動器綜合性能試驗臺十分必要。在汽

7、車制動器臺架試驗中,應盡量使被試制動器總成的工作狀況與汽車制動器總成的實際工作狀況相同。汽車行駛時,汽車的動能包含汽車平移質量運動的動能和旋轉部件旋轉時所貯藏的動能兩部分,且旋轉動能可以通過轉換系數(shù)轉換為平移動能。慣性式制動器試驗臺采用旋轉的慣性飛輪模擬加載汽車的上述兩部分動能,飛輪是一種貯藏能量的機械部件,它在角速度上升時吸收能量,在角速度下降時釋放能量,因此它可以用來模擬制動器負載2。對于慣性飛輪組的設計,若不考慮裝拆和調整,可以很容易地對慣性飛輪進行設計,但是這樣的結構在實際運用中只能針對特定車型與車況的特定慣量進行試驗,對車輛的實際行駛狀態(tài)模擬遠遠不夠。為了滿382008年第10期工藝

8、與裝備足試驗方法中對轉動慣量精度的要求,又要容易裝拆和調整,同時在一定范圍內還要滿足不同車型與車況對轉動慣量的不同要求,本文將介紹一種對飛輪組進行優(yōu)化重組的方法,并對其裝卸系統(tǒng)進行詳述。1試驗系統(tǒng)方案本試驗臺用于江淮中、輕卡制動器試驗,其中載重量最大的中卡、輕卡車型分別為HFC1020K W 1和HFC1083KR1。試驗臺配有一組慣量組合飛輪組,采用錐面定位與螺栓固定,可模擬江淮中、輕卡系列車型空載及滿載狀態(tài)以10100k m /h 車速(具體車速的選擇依據(jù)試驗標準運行時,盤式及鼓式制動器的制動性能試驗檢測。試驗臺采用單端機械慣性試驗臺型式,分為機械、氣液和電控部分。傳動系統(tǒng)采用直流無級調速

9、電機驅動,直流電機具有啟動力矩大、干擾小、可頻繁啟動的特點。試驗臺通過機械慣量來模擬整車的慣量,具有很高的穩(wěn)定性和可靠性。試驗臺計算機控制系統(tǒng)可以對檢測的數(shù)據(jù)進行處理、顯示、存儲、檢索及輸出并可進行實時控制,并結合預先輸入的分組參數(shù)對產(chǎn)品進行質量性能的判斷 。試驗臺的結構如圖1所示。1.基礎底座系統(tǒng)2.直流調速電機3.導向鍵4.聯(lián)軸器5.軸承座6.中心轉軸7.飛輪組8.集流圖1試驗臺結構示意圖2試驗轉動慣量及飛輪組的確定324根據(jù)QC /T 47921999貨車、客車制動器臺架試驗方法,對于兩軸車(含雙后鈾的三軸車,其前、后制動器應承擔的慣性載荷分別為:I F =1+(G a +7%G 0r

10、22gkg m s2I R =11+(G a +7%G 0r 22gkg m s2如為雙后軸的三軸車,則其后制動器應承受的載荷I DR為:I DR =12I R式中,I F 、I R 、I D 分別為前、后制動器和雙后軸的三軸車后制動器應承受的慣性載荷,kg m s 2;為前后軸制動力比;對于雙后軸的三軸車,為兩前后軸制動力之和作為后軸制動力;G 0為汽車空車總質量,kg ;G a 為汽車滿載總質量,kg ;r 為車輪滾動半徑,m ;g 為重力加速度,m /s 2。經(jīng)計算,本文所述試驗臺所需模擬的不同單端制動器慣性載荷范圍在21588kg m s 225179kg ms 2。根據(jù)J =I g,

11、得出單個制動器所應承受的慣量范圍:251378kg m 2374151kg m 2。依據(jù)上述公式計算得出的被試制動器所受慣量,即為試驗臺所需模擬的整車慣量。參考文獻4詳述了車輛制動器試驗臺慣性飛輪的優(yōu)化組合設計方法,參考該文獻并對單片飛輪慣量進行了圓整,最終選擇使用2片慣量為70kg m 2大飛輪與7片慣量30kg m 2的小飛輪對被試制動器進行慣量模擬,其中,2片大飛輪構成基本調解組,7片小飛輪構成精確調解組,所選飛輪材料為45#鋼。3飛輪組裝卸系統(tǒng)為適應不同試驗對轉動慣量的不同要求,方便飛輪組的重新組合,設計飛輪裝卸系統(tǒng)如圖2所示。飛輪組及其裝卸系統(tǒng)由中心轉軸、飛輪組、固定機架、平移吊裝組

12、件、手輪與鏈輪鏈條組件、定位塊等各部分構成。飛輪組安裝在中心轉軸上,中心軸設計了聯(lián)接法蘭盤,法蘭盤左端設計成錐軸,用于安裝飛輪組精確調解組,法蘭盤右端設計成臺階軸,用于安裝飛輪基本調解組,飛輪片與法蘭盤通過內六角螺釘順次固定,中心轉軸兩端通過軸承座與試驗臺其他組件相聯(lián),橫置于固定機架內部。固定機架頂框上設置可轉動的精密滾珠絲桿,絲桿螺紋套筒上固聯(lián)飛輪平移吊裝組件,平移吊裝組件與各飛輪片之間為螺紋可裝拆式聯(lián)接,由固聯(lián)在絲桿螺紋套筒底部的吊架和懸置在吊架底部并可轉動的吊裝螺釘構成,相應飛輪位置設有徑向吊裝螺孔。V 型定位塊利用地腳螺栓安裝在試驗臺基礎底座系統(tǒng)上機架內部位置。對于不同的試驗車型與車速

13、,確定試驗所需飛輪48工藝與裝備組合機床與自動化加工技術 1.固定機架2.中心轉軸3.精確調解組4.基本調解組5.手輪組件6.平移吊裝組件7.鏈輪鏈條組件8.精密滾珠絲桿圖2飛輪組及其裝卸系統(tǒng)結構圖數(shù)目后對飛輪組進行調整,將不需要的飛輪片平行移出:首先利用平移吊裝組件中的螺桿將該組件與飛輪片連接,完成吊裝后搖動手輪,通過鏈輪鏈條組件帶動精密滾珠絲桿旋轉,飛輪片脫離錐軸面或臺階面發(fā)生平移,至機架限位處停止搖動,緩慢旋出聯(lián)接螺桿,飛輪底部位置降低至V 型定位塊后垂直方向定位;利用螺桿與壓板固定將飛輪軸向固定在機架側框上,如此循環(huán)至不需要的飛輪片完全移出固定,反向操作即可實現(xiàn)飛輪片重新投入使用,從而

14、實現(xiàn)飛輪組的重組。該飛輪組及其裝卸系統(tǒng)實物如圖3所示 。圖3飛輪組及其裝卸系統(tǒng)實物圖4結束語本文通過較為詳細的描述,介紹了一種可重組的飛輪組機構,該機構與已有技術相比較,其有益效果體現(xiàn)在如下幾點:(1該機構針對不同車型與車況,通過對飛輪組中飛輪片的組合進行優(yōu)化設計,能夠模擬出汽車各種不同的實際行駛狀態(tài)下的慣量大小,可以滿足國家標準試驗方法中對轉動慣量精度的要求。(2該機構中飛輪粗調組和精調組的分別設置利于獲得快速、精確的調節(jié)。(3該機構將中心轉軸設置為錐軸或臺階軸,有利于飛輪片的快速、準確拆裝,也有利于各飛輪片的穩(wěn)固。(4精密絲桿與線性導軌的配合使用使得飛輪組在重組調整過程中運動平穩(wěn)、定位精確。參考文獻1陳家瑞.汽車構造(第2版M .北京:機械工業(yè)出版社,2004.2林榮會,劉明美.制動器試驗臺中模擬負載的新方法J .機械科學與技術,1997,26(6:58-60.3QC /T 47921999貨車、客車制動器臺架試驗方法S.1999.4王志中,彭彥宏,洪哲浩.車輛制動器試驗臺慣性飛輪的優(yōu)化組合設計J .2006,33(2:59-62.5余志生.汽車理論第三版M .北京:機械工業(yè)出版社,2000.6安相壁.汽車試驗工程M .北京:國防工