汽車制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)_圖文

1、文章編號(hào):1001-2265(200810-0083-03收稿日期:2008-05-12作者簡(jiǎn)介:楊麗英(1981,女,安徽人,合肥工業(yè)大學(xué)碩士研究生,研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及其自動(dòng)化,(E -mail vshm ily 。汽車制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)楊麗英,李旗號(hào),謝峰(合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院,合肥230009摘要:為準(zhǔn)確、有效地檢測(cè)制動(dòng)器綜合性能,采用慣性飛輪對(duì)汽車行駛慣量進(jìn)行模擬,模擬的慣量大小應(yīng)在一定范圍內(nèi)可調(diào)并達(dá)到相應(yīng)的精度要求。文章嚴(yán)格參照國(guó)家制動(dòng)器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和性能要求,對(duì)汽車制動(dòng)器性能試驗(yàn)臺(tái)的飛輪組及其裝卸系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,介紹了一種對(duì)飛輪組進(jìn)行優(yōu)化重組的方法,并對(duì)其

2、裝卸系統(tǒng)進(jìn)行詳述。利用該系統(tǒng)能夠?qū)︼w輪組合進(jìn)行調(diào)整,以模擬各試驗(yàn)所需的不同慣量。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證,該系統(tǒng)能夠滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求,并且裝拆與調(diào)整便捷。關(guān)鍵詞:制動(dòng)器;試驗(yàn)臺(tái);慣性飛輪;模擬;裝卸中圖分類號(hào):TG65文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(dòng)器是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分,使得汽車行駛時(shí)能在短距離內(nèi)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(dòng)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(dòng)性是汽車安全行駛的重要保障。進(jìn)行制動(dòng)器試驗(yàn),檢測(cè)其裝配質(zhì)量,評(píng)價(jià)它的綜合性能,成為改善制動(dòng)器制動(dòng)性能不可或缺的一部分。因此,研制一種模擬性能好、試驗(yàn)精度高的制動(dòng)器綜合性能試驗(yàn)臺(tái)十分必要。在汽

7、車制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)中,應(yīng)盡量使被試制動(dòng)器總成的工作狀況與汽車制動(dòng)器總成的實(shí)際工作狀況相同。汽車行駛時(shí),汽車的動(dòng)能包含汽車平移質(zhì)量運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)時(shí)所貯藏的動(dòng)能兩部分,且旋轉(zhuǎn)動(dòng)能可以通過轉(zhuǎn)換系數(shù)轉(zhuǎn)換為平移動(dòng)能。慣性式制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)采用旋轉(zhuǎn)的慣性飛輪模擬加載汽車的上述兩部分動(dòng)能,飛輪是一種貯藏能量的機(jī)械部件,它在角速度上升時(shí)吸收能量,在角速度下降時(shí)釋放能量,因此它可以用來模擬制動(dòng)器負(fù)載2。對(duì)于慣性飛輪組的設(shè)計(jì),若不考慮裝拆和調(diào)整,可以很容易地對(duì)慣性飛輪進(jìn)行設(shè)計(jì),但是這樣的結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)用中只能針對(duì)特定車型與車況的特定慣量進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)車輛的實(shí)際行駛狀態(tài)模擬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為了滿382008年第10期工藝

8、與裝備足試驗(yàn)方法中對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量精度的要求,又要容易裝拆和調(diào)整,同時(shí)在一定范圍內(nèi)還要滿足不同車型與車況對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不同要求,本文將介紹一種對(duì)飛輪組進(jìn)行優(yōu)化重組的方法,并對(duì)其裝卸系統(tǒng)進(jìn)行詳述。1試驗(yàn)系統(tǒng)方案本試驗(yàn)臺(tái)用于江淮中、輕卡制動(dòng)器試驗(yàn),其中載重量最大的中卡、輕卡車型分別為HFC1020K W 1和HFC1083KR1。試驗(yàn)臺(tái)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行時(shí),盤式及鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)性能試驗(yàn)檢測(cè)。試驗(yàn)臺(tái)采用單端機(jī)械慣性試驗(yàn)臺(tái)型式,分為機(jī)械、氣液和電控部分。傳動(dòng)系統(tǒng)采用直流無級(jí)調(diào)速

9、電機(jī)驅(qū)動(dòng),直流電機(jī)具有啟動(dòng)力矩大、干擾小、可頻繁啟動(dòng)的特點(diǎn)。試驗(yàn)臺(tái)通過機(jī)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(yàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示、存儲(chǔ)、檢索及輸出并可進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,并結(jié)合預(yù)先輸入的分組參數(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量性能的判斷 。試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。1.基礎(chǔ)底座系統(tǒng)2.直流調(diào)速電機(jī)3.導(dǎo)向鍵4.聯(lián)軸器5.軸承座6.中心轉(zhuǎn)軸7.飛輪組8.集流環(huán)9.試件夾具系統(tǒng)10.尾座滑移系統(tǒng)11.測(cè)力臂12.通風(fēng)冷卻系統(tǒng)13.飛輪裝卸系統(tǒng)圖1試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖2試驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及飛輪組的確定324根據(jù)QC /T 47921999貨車、客車制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法,對(duì)于兩軸車(含雙后鈾的三

10、軸車,其前、后制動(dòng)器應(yīng)承擔(dān)的慣性載荷分別為:I F =1+(G a +7%G 0r 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(dòng)器應(yīng)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(dòng)器和雙后軸的三軸車后制動(dòng)器應(yīng)承受的慣性載荷,kg m s 2;為前后軸制動(dòng)力比;對(duì)于雙后軸的三軸車,為兩前后軸制動(dòng)力之和作為后軸制動(dòng)力;G 0為汽車空車總質(zhì)量,kg ;G a 為汽車滿載總質(zhì)量,kg ;r 為車輪滾動(dòng)半徑,m ;g 為重力加速度,m /s 2。經(jīng)計(jì)算,本文所述試驗(yàn)臺(tái)所需模擬的不同單端制動(dòng)器

11、慣性載荷范圍在21588kg m s 225179kg ms 2。根據(jù)J =I g,得出單個(gè)制動(dòng)器所應(yīng)承受的慣量范圍:251378kg m 2374151kg m 2。依據(jù)上述公式計(jì)算得出的被試制動(dòng)器所受慣量,即為試驗(yàn)臺(tái)所需模擬的整車慣量。參考文獻(xiàn)4詳述了車輛制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)慣性飛輪的優(yōu)化組合設(shè)計(jì)方法,參考該文獻(xiàn)并對(duì)單片飛輪慣量進(jìn)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(duì)被試制動(dòng)器進(jìn)行慣量模擬,其中,2片大飛輪構(gòu)成基本調(diào)解組,7片小飛輪構(gòu)成精確調(diào)解組,所選飛輪材料為45#鋼。3飛輪組裝卸系統(tǒng)為適應(yīng)不同試驗(yàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的不同要求,方便飛輪組的重新組合,設(shè)

12、計(jì)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(zhuǎn)軸、飛輪組、固定機(jī)架、平移吊裝組件、手輪與鏈輪鏈條組件、定位塊等各部分構(gòu)成。飛輪組安裝在中心轉(zhuǎn)軸上,中心軸設(shè)計(jì)了聯(lián)接法蘭盤,法蘭盤左端設(shè)計(jì)成錐軸,用于安裝飛輪組精確調(diào)解組,法蘭盤右端設(shè)計(jì)成臺(tái)階軸,用于安裝飛輪基本調(diào)解組,飛輪片與法蘭盤通過內(nèi)六角螺釘順次固定,中心轉(zhuǎn)軸兩端通過軸承座與試驗(yàn)臺(tái)其他組件相聯(lián),橫置于固定機(jī)架內(nèi)部。固定機(jī)架頂框上設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)的吊裝螺釘構(gòu)成,相應(yīng)飛輪位置設(shè)有徑向吊裝螺孔。V

13、型定位塊利用地腳螺栓安裝在試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)底座系統(tǒng)上機(jī)架內(nèi)部位置。對(duì)于不同的試驗(yàn)車型與車速,確定試驗(yàn)所需飛輪48工藝與裝備組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù) 1.固定機(jī)架2.中心轉(zhuǎn)軸3.精確調(diào)解組4.基本調(diào)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9.線性導(dǎo)軌10.V 型定位塊圖2飛輪組及其裝卸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖數(shù)目后對(duì)飛輪組進(jìn)行調(diào)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(dòng)手輪,通過鏈輪鏈條組件帶動(dòng)精密滾珠絲桿旋轉(zhuǎn),飛輪片脫離錐軸面或臺(tái)階面發(fā)生平移,至機(jī)架限位處停止搖動(dòng),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

14、壓板固定將飛輪軸向固定在機(jī)架側(cè)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(shí)現(xiàn)飛輪片重新投入使用,從而實(shí)現(xiàn)飛輪組的重組。該飛輪組及其裝卸系統(tǒng)實(shí)物如圖3所示 。圖3飛輪組及其裝卸系統(tǒng)實(shí)物圖4結(jié)束語本文通過較為詳細(xì)的描述,介紹了一種可重組的飛輪組機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)與已有技術(shù)相比較,其有益效果體現(xiàn)在如下幾點(diǎn):(1該機(jī)構(gòu)針對(duì)不同車型與車況,通過對(duì)飛輪組中飛輪片的組合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),能夠模擬出汽車各種不同的實(shí)際行駛狀態(tài)下的慣量大小,可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法中對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量精度的要求。(2該機(jī)構(gòu)中飛輪粗調(diào)組和精調(diào)組的分別設(shè)置利于獲得快速、精確的調(diào)節(jié)。(3該機(jī)構(gòu)將中心轉(zhuǎn)軸設(shè)置為錐軸或臺(tái)階軸,有利于飛輪片的快速、準(zhǔn)確拆裝,也有利于各飛輪片的穩(wěn)固。(4精密絲桿與線性導(dǎo)軌的配合使用使得飛輪組在重組調(diào)整過程中運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、定位精確。參考文獻(xiàn)1陳家瑞.汽車構(gòu)造(第2版M .北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.2林榮會(huì),劉明美.制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)中模擬負(fù)載的新方法J .機(jī)械科學(xué)與技術(shù),1997,26(6:58-60.3QC /T 47921999貨車、客車制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法S.1999.4王志中,彭彥宏,洪哲浩.車輛制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)慣性飛輪的優(yōu)化組合設(shè)計(jì)J .2006,33(2:59-62.5余志生.汽車?yán)碚摰谌鍹 .北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.6安相壁.汽車試驗(yàn)工程M .北京: