汽车电磁制动器实验装置研究

电磁制动器研究设计作者: 颜珂学院(系):机械工程学院专业: 机械工程及自动化2009 年 6月第I页共I 页目次1 绪论 (1)1.1 课题研究背景、目的和意义 (1)1.2论文主要研究工作及意义 (3)2 电磁制动器设计 (4)2.1电动机选择 (5)2.2电磁制动器原理设计 (6)2.3本章小结 (8)3 主要零件的分析与设计 (9)3.1摩擦元件设计 (9)3.2线圈设计 (12)3.3弹簧设计 (14)3.4其他零件的设计 (16)3.5本章小结 (17)4 有限元分析 (17)4.1COSMOSWORKS的线性静力分析假设 (19)4.2弹性力学假设 (19)4.3摩擦片的有限元分析 (20)4.4本章小结 (23)结论 (24)致谢 ................................................ 错误！未定义书签。

参考文献 .. (25)附录 ................................................ 错误！未定义书签。

1 绪论1.1 课题研究背景、目的和意义20世纪60年代以来，由于科学技术的发展和生产工艺的改进，火炮在射程、射速、威力和机动性各方面都有明显提高。

在增大火炮射程方面，主要采用高能发射药,加大装药量,加长身管，增大膛压，提高初速，相应采用自紧炮身以及发展新弹种（如底凹弹、底部喷气弹、火箭增程弹和枣核弹）等。

105毫米榴弹炮射程从第二次世界大战时的11～12公里增大到15～17公里,155毫米榴弹炮射程从14～15公里增大到30公里以上，有的达40余公里。

在增大火炮射速方面，采用半自动炮闩，液压传动瞄准机构，可燃药筒和全自动装填机构等。

瑞典FH77-A式155毫米榴弹炮，最大发射速度3发／6～8秒。

美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理缩短后坐量，后坐时间由2.5秒降为1.4秒，后坐距离由1184毫米降至430毫米。

1 引言近年来，我国汽车保有量逐年增加的，全国各大城市的堵车问题尚未得到有效的解决，导致汽车在行驶中制动的次数越来越多。

而传统的机械摩擦式制动过程，是一种消耗式制动系统，不但使制动系统磨损，而且是对汽车制动中动能的一种无形的浪费。

随着能源问题愈发严峻，全球变暖等问题日益突出。

我们需要一种合适的的辅助系统，减少刹车片磨损，使制动系统更加安全可靠的同时，可以充分利用原来制动过程中无形消耗掉的机械能。

电磁制动系统作为一种新型的制动系统，是在需要制动时，使用发电机转动时，产生安培力，从而产生制动力。

电磁制动机构相比于传统的液压制动机构，制动安全性明显提高，电磁制动有很多传统液压制动难以比拟的优势，制动不再完全依赖消耗式的摩擦制动，而是引入安培力，并且在制动过程中产生附加产品电能。

我们使用传统制动与电磁制动相结合的方式，使制动距离更小。

而且，电磁制动系统的效率本来就要由于传统制动，两个相结合使制动效率更高。

电磁制动代表了先进制动方式的发展方向。

2 传统制动方式及几种制动能量回收方式的比较传统制动系统结构普遍比较复杂，质量较大，而且有不小的能源消耗。

传统制动中需要液压油，频繁的使用会有液压油燃烧的风险。

现有的制动技术实际上是对汽车原有的行驶的动能通过制动装置，使其转化为热能散失掉了。

制动能量回收，是将制动时的一部分机械能，转化为其他形式的能量，并加以储存利用的一种手段。

现在常见的制动储能方式有三种，即飞轮储能、液压储能、电储能。

飞轮储能，结构简单，但是其致命弱点就是不能实现大量的储能，使其实际效用并不是很高。

新型汽车电磁辅助制动系统的探究李海生 李宏宇 陈 刚 西南交通大学机械工程学院 四川成都 611756液压储能，储能安全性难以保证，而且其结构较一般复杂很多。

我们这里重点研究电磁制动储能。

3 电磁制动系统的结构及工作原理所谓电磁制动储能系统，实际上就是利用汽车制动过程中的动能通过发电机转化为电能，实现车辆动能到电能的转换。

1 引言1.1 课题研究的背景及意义制动器是保障汽车安全运行、取得预期运行效益的最基本的使用性能，因此汽车制造厂、使用者、汽车维修和管理人员都很重视车辆的制动性。

随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性日渐突出，众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。

目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法以及采用新的技术。

最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，那时的车辆质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自身质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。

这时，开始出现真空助力装置。

1932年生产的质量生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置。

林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。

随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动（图1.1）是继机械制动后的又一重大革新。

Duesenberg Eight车率先使用了轿车液压制动器，克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世，通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。

到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。

1.前轮制动器2.制动轮缸 3、6、8.油管 4.制动踏板机构5.制动主缸 7.后轮制动器图1.1在液压鼓式制动器出现的若干年后，人们又发明了液压钳盘式制动器，盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义，是取其形状而得名。

由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。

制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。

分泵固定在制动器的底板上固定不动。

制动卡钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。

20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统（ABS)的实用和推广。