制动器研究现状分析

LYH2011

      随着公路交通系统的迅速发展，车辆速度的提高以及车辆密度的口益增加，为了保证行车的安全性，制动系统的性能以及可靠性就显得更加重要了。提高制动器的设计和制造水平，改善汽车的制动性能，减少制动时振动，噪声，成为汽车领域的越来越重要的课题。盘式制动器具有散热快，重量轻，构造简单，调整方便等优点。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。虽然盘式制动器的制动盘与空气接触的面积很大，但很多时候其散热效果还是不能让人满意，于是有的制动盘上又被开了许多小孔，加速通风散热以提高制动效率，这就是通风盘式制动器。一般来说，尺寸大的制动盘要比尺寸小的制动盘散热效率高，而通风盘则要比实体盘的散热效率高。四轮轿车在制动过程中，一般前轮的制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用。因此，一般情况下，汽车前轮制动盘的尺寸要比后轮大，且前轮多采用通风盘，后轮多采用实体盘或通风盘。各种研究和经验表明，汽车制动时的共振，制动器各个部件的变形是振动、噪声以及制动器不正常磨损的原因。
迄今为止，人们已经把全息照相、激光多普勒分析、有限兀分析以及试验模态技术等引入到制动器的振动和噪声研究中，并取得了大量的成果。全息照相技术向人们展示了制动过程中振动的真实形态;有限兀及模态分析的统一，使得建立与实际相符合的振动的数学模型成为了可能，这些都对制动系统的设计和分析提供了便利。
在对系统进行分析、综合和预测时，需要给出系统的动态特性。此时实际系统可能尚未完成或者处十经济性、安全性等因素的考虑，无法通过试验进行验证，往往需要借助于系统仿真来实现这一要求。所谓系统仿真是指利用计算机来运行仿真模型，模仿实际系统的运行状态及随时间变化的过程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得出被仿真系统的仿真输出参数和基本特性，以此来推断和估计实际系统的真实参数和真实性能。
采用仿真方法研究汽车的各项性能时，需对汽车作适当的简化，然后应用简化模型进行计算分析。随着简化程度的不同，必然会使计算结果与实际情况之间存在不同程度的偏差。由十汽车是一个复杂的系统，其整车、零部件以及各总成的运动模型和力学模型相当复杂，对这些模型进行分析计算，同时要保证一定的精度，所需要的工作量是很大的，在很大程度上受到了计算机处理能力的限制。
随着计算机软硬件技术的发展，计算机对数据的处理能力有了突飞猛进的提高，因此使得计算机仿真技术越来越多地用十汽车的研究开发和设计制造中。近年来，虚拟样机技术(Virtual Prototype Technology)得到快速的发展，采用虚拟样机技术可以综合考虑制动器非线性法向载荷、粘滑作用、结构祸合等因素，分析具体情况下制动器振动的主要诱因。虚拟样机技术已成为解决工程问题的一种快速、有效的手段。
盘式制动器具有散热性好、制动效能稳定、抗水衰退能力强、易于保养和维修等优点，可广泛应用于飞机、铁路、车辆和工程机械。对盘式制动器的早期研究侧重于试验研究其摩擦特性，随着用户对其制动性能和使用寿命要求的不断提高，有关其基础理论与应用方面的研究也在深入进行
由于盘式制动器在汽车中的使用日益增多，其研究工作方兴未艾。由于其用途的广泛性及结构形式的多样性，国内外学者对其研究方向和研究方法的选择不尽相同，有的从理论方面进行专题研究，有的从试验方面进行实验研究。
要对制动器进行完整的热分析，还要从以下几个方面进一步研究：① 由于制动过程中压力分布与温度场及磨损相互耦合，应将压力分布与热分析及磨损作为统一的耦合问题来分析，同时必须采用弹塑性理论求解应力场；②由于实际接触表面为粗糙表面，应研究粗糙表面的形貌模型，并在该模型的基础上研究制动器摩擦磨损热动力学；③ 现在对摩擦材料热物理特性缺乏研究，今后可考虑对特定的制动材料配对进行包括材料热物理参数在内的整个摩擦、磨损研究。
随着高新技术的不断应用与发展及新材料的不断出现，盘式制动器的理论与试验研究内容也将会得到不断更新与发展。基于目前盘式制动器的研究现状，今计算机仿真技术、热弹塑性理论和断裂力学理论，研究其摩擦副间热力耦合的摩擦机制及其破坏机理}借助有限元、相似理论和模态综合技术，建立其低频噪声结构耦合模型，形成数值仿真计算模型，通过试验模态分析对试验结果与理论计算结果进行分析比较，研究其结构参数对低频噪声的影响，进而定量提供结构设计参数。

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制动器研究现状分析

随着交通系统的进步，车辆性能提升对制动系统提出更高要求。制动器的设计与制造水平成为关键。盘式制动器因其散热快、重量轻、构造简单及适应恶劣环境等特点被广泛研究。但在实际应用中，其散热效果仍有待提高。为此，制动盘设计出现了开孔结构，以增加通风散热，提升制动效率。当前，研究者正深入探索更优化的材料、结构及控制策略，旨在实现制动性能的提升，减少振动和噪音。未来，盘式制动器的研发将更注重集成创新与性能优化，以满足日益增长的行车安全需求。