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汽车磁-摩复合盘式制动器及其制动性能研究
| 论文题名： | 汽车磁-摩复合盘式制动器及其制动性能研究 |
| 关键词： | 摩擦材料;盘式制动器;制动性能;摩擦制动;电磁制动 |
| 摘要： | 盘式制动器是汽车的基础制动装置之一，它利用摩擦材料与制动盘之间的摩擦作用将汽车的动能转化为热能，保障汽车的运行安全和准确停止，但由于受摩擦材料自身性能的限制，在高速制动时容易发生热衰退导致摩擦失效。电磁制动器利用制动盘在磁场中旋转产生的电涡流效应实现制动，具有高速制动效果好的优点，但低速制动时不能提供足够制动力，不能用于停车定位，一般仅被用作汽车辅助制动装置。由于摩擦学研究已经表明磁场具有稳定摩擦、减小磨损的积极作用，因此设计集摩擦制动和电磁制动于一体的汽车磁-摩复合盘式制动器，不仅能够综合利用二者的优点，而且能够利用磁场对摩擦的有益影响，有助于提高汽车制动效能和可靠性。 本文以提高汽车制动性能为目标，采用理论计算、有限元仿真和试验分析相结合的研究方法，综合摩擦制动和电磁制动两种不同的制动方式，研制了汽车磁-摩复合盘式制动器，并研究了其制动性能。首先，基于均匀设计法，将坡莫合金粉末添加到有机摩擦材料配方中，制备了不同配方的导磁摩擦材料，分别测试了各配方摩擦材料的相对磁导率和摩擦磨损性能；基于模糊理论和层次分析法，并结合 SPSS数据处理软件，进行了配方优选；制备了最优配方的导磁摩擦材料，并测试了其摩擦磨损性能、物理性能和相对磁导率。其次，以导磁摩擦材料为基础，综合考虑汽车盘式制动器和电磁制动器的结构和工作原理，设计计算了汽车磁-摩复合盘式制动器的结构参数；基于麦克斯韦方程组等电磁场基本原理，建立了汽车磁-摩复合盘式制动器的仿真模型，仿真分析了磁场分布规律和电磁制动的动力学特性；设计了汽车磁-摩复合盘式制动器的加工图纸，制作了汽车磁-摩复合盘式制动器样机。最后，开展了汽车磁-摩复合盘式制动器的模拟制动试验和表面微观分析试验，探寻了制动力矩均值及波动性、制动盘表面温度和摩擦制动力矩随励磁电压的变化规律和机理。研究结果表明：本文研制的汽车磁-摩复合盘式制动器具有较好的制动性能；磁场主要通过改变摩擦副的表面形貌来影响制动性能；随着励磁电压的增大，制动力矩均值逐渐增大，制动力矩的波动性则明显减小。 |
| 作者： | 刘金革 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 鲍久圣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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