房车用电磁制动器之电磁体的新型结构研究

ＦＶ。
杆系统及车辆要求的最大制动力等因素 ， 而电磁体吸力的大小 ， 基本上 决定 于其体积的大小 。 根据上述的制动过程可知 ， 制动时 电磁体是以制 动鼓端面 巾心为圆心作 圆周相对滑动摩擦 ， 首先 ， 电磁体内侧与外 侧冈 离圆心的距离不同而线速度不 同， 如果摩擦面 内外侧吸力相同 ， 则磨损 速度 因外侧线速度大而比内侧快 。有报导 由于外侧首先磨损使线圈外 露而报废 ， 影响了电磁体 的耐用程度。其次 ， 从电磁体摩擦面～ 各面积 上 ＝ 元来看 ， 其受力方 向与制动鼓端 面在该处 运动的切线方 向相 同， Ｉ ， 矧此 电磁 体 受 到 使 之 与制 动 鼓 转 动 方 向 相 同 的旋 转 力 矩 。 ｒｎ ｌ 磁 制 动 Ｗａｎｅ 电 器公司的专利 ｐ ｔｅ ０ ４ ２给 出了防止 电磁体本身转 动倾向的机械 ａｎｔ １４ｌ ４ 结构 。某美同专利把 电磁体设计成准椭圆型 ， 也只能减小其旋转倾 向 采用活动十字联结 ，也具有防止电磁体旋转的功能 ，但 过大的旋转 力 矩， 在制动过程中容易卡住联结处 ， 影响制动的可靠性 。第 三， 制动 时， 电磁体 与 杆的十字联结受力等效点不可能 与摩擦 力在同一平 面， 杠 这 对力 的距离可等效为 电磁体厚度的 １ ， ／ 产生的力矩使电磁体具有倾覆 ２ 的趋势 ， 同样影 响制动的可靠性 。 该力矩在电磁体运动前后侧产生摩擦 面压力不均而磨损不均 ， 为了使电磁制动器安 全可靠 的实现制动 ， 同时 延 长其使用寿命 ，通过合理设计电磁体结构 ，可以有效避 开上述 的缺 陷。 ３新 型 电磁 体 的 结 构 ． 下 列 给 出 的 是经 理论 分 析 和 实 验 验 证 之 后 的新 型结 构 电 磁 体 ， 它 可以有效的解决内外侧磨损不均匀问题 。
ｗ ， 由磁 路 方 程可 得 ： ， 则 电磁 体 安 匝 数
（＋ ＋ 斋
（ 啬＋ 去 裔
其中 为组成磁路 的铁磁材料的导磁率 。 Ｉ两 式相 等 ， 则
（
１ 斋 ） 裔 ． ｚ Ｓ ３ 。 中 ） 赢
业 ： ．
∞Ｒ１ ｔ１ ｔ
裔） 意
图 ３电磁体 Ａ Ａ剖面图 — 磁路具体尺寸如下 ：单位 ：ｉ （ ｈ ｍ）
Ｒ】 ０； ＝ ２； ＝ ２；＝ ０； ＝ ３； ：１１ Ｒ２ ６ ｂ ５ １ ８ ｈ ２
ａ ３； ＝ ０； ＝ ＝ｌ ｅ ４ ｄ ２５； １ ． Ｗ ２ ５． Ｗ ＝３５； ＝ ３
４理 论 分析 ．
接的制动杠杆 ３ 长臂绕支点带动短臂产生位移 ，短臂顶开制动蹄片 ２ ， 实现制动。 制动结束后 ， 电磁体断电 ， 回位弹簧 ５使之回到初始状态 ， 制 动蹄片松开 。在制动过程 中， 制动蹄片移动到位后 ， 车轮仍在（ 减速 ） 旋 转。因此制动鼓端面外侧与 电磁体有相对摩擦 ， 吸力转换成 的摩擦力决 定了制动力 的大小。 最大制动力取决于车辆结构参数。 要求 电磁体产生
由于 Ｓ 、：Ｓ 截面的等效长度可近似相等， Ｉ ｓ 、 则 式即成
１ 引言 ．
目前 ， 国内外 的汽车行业 采用 电磁制动器制动 已经相 当普遍 ， 但是 它存在着一些 问题 ， 尤其是其关键部件 电磁体 。因此 ， 电磁体部分进 对 行优化研究 显得非常必要 。电磁制动器对电磁体的耐摩擦 力波动 、 耐高 温、 耐磨损等要求很 高 ， 前两方面 已经有所解决 ， 是磨损 一直是 比较 但 棘手的问题 ， 特别是电磁体在工作过程 中内外侧的磨损不均匀 ， 导致电 磁体寿命大大缩短 ， 所以工 作原 理 ． ２１电磁制动器结构 ．
科技信息
高校 理科 研 究
房 车用 电 ｌ ￣ 动 器 之 电 磁体 的飘 型 结 构研 穷 ｉＵ ｉ
江苏农林 职业技 术 学院 仲 文 才
［ 摘 要］ 本文分析 了电磁制 动器的工作原理及其存在的 问题 ， 出了一种新型非轴 对称 结构电磁 体 ， 提 并给 出了相应 的理论 分析 和 仿真分析 ， 为设计新型的电磁制动 器提供 了可靠的依据。 ［ 关键词］ 电磁制动器 电磁体 非轴对称 ｍａｗｅ３ ｘ ｌＤ ｌ
Ｉ
Ａ
Ｉ
Ａ
图 ２ 电磁体平面结构 图
Ｗ ｌ
２
Ｓ２
图 １ 电磁 制 动 器结 构 如图 １所示 ： 由电磁体 １制动蹄 片 ２ 制 动杠杆 ３ 销轴 ４ 同位弹 ， ， ， ， 簧 ５五 部分 组 成 。 ２２电磁 制 动 器 工 作原 理 ． 车辆制动时 ， 电磁体 １由控制器通 电， 电磁力使之与制动鼓端面外 侧吸合 ， 形成 闭合磁路 ， 车轮的转动带动 电磁体 随动 ， 与电磁体 十字连
的最 大 电磁 吸 力 大小 ， 决 于 电磁 体 摩 擦 面 上 填 充 材 料 的 摩擦 系数 、 取 杠
制动 时， 摩擦面 的磨 损速度正 比于正压力（ 此处 即为电磁 吸力 Ｆ ） 及摩擦 面的相对速度 ｖ， 比于摩擦面积 Ａ。由于如图 ３所示 ， 反 在内侧 磁路 ８处设计 成凸台形式 ， 当填充摩擦材料后 ， 摩擦面上见到的铁磁面 是对称 于 Ｙ轴 的， 因此 整个摩擦面是关 于 Ｙ轴对 称的 ， 上述 的摩 擦面 积 Ａ就 不会成 为非对称磨损 的因素 ， 则得假设 条件 ｌ磨损速度正 比于 ：
．－．— —
假设条件 ２ 磁路设计得处于非饱和状态 ， ： 即磁 导率 ｎ为常数 。电 磁体相关尺寸如图所示 。 其中 Ｒ 为电磁体外侧到制动鼓端面旋转中心 的半径 ， Ｒ 为其 内侧半 径 ，。 ｓ 为外侧磁路等效截 面积 ， 内侧磁路 的 ｓ为 等效截面积 ，， ｓ 为磁轭截面积 ， ｓ 为中柱截 面积． ｓ、 ｓ、 ｓ 相对应的磁路 等效宽度为 ｗ， ｗ 与 ，并假设通过制动鼓端面闭合的磁路等效宽度为