汽车驻车制动拉索的力学模型与受力分析
120_某车型驻车制动拉杆干涉问题分析及改进_荣兵
Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 某车型驻车制动拉杆干涉问题分析及改进荣兵,竺福庆,朱贞英,门永新,赵福全(吉利汽车研究院工程分析部 杭州萧山 311228)摘 要:针对某车型驻车制动拉杆与副仪表板干涉问题,在HyperMesh中建立相应的有限元计算模型,确定与实际情况相符合的边界条件,进行驻车制动拉杆变形分析。
通过优化设计,对刚度不足的板件进 行改进,最终干涉问题得到了有效解决。
关键字:有限元 干涉问题 优化设计1 概述在整车研发流程的不同阶段中, CAE技术都能体现其独有的价值。
在设计阶段进行静态、 动态分析, 平顺性、操纵稳定性仿真,发现设计中存在的缺陷、错误,及时地改进这些缺陷和错误,可以大大地减 少了样车的制作和试验时间;进入设计验证阶段,试制工程样车以后,针对样车试验反馈的问题,快捷 有效地进行CAE分析,找出问题的原因,及时解决。
针对某车型装车后驻车制动拉杆与副仪表板存在干 涉问题,本文在HyperMesh中建立相应的有限元模型,分析该车型驻车制动拉杆产生大变形的原因,最 后对结构进行优化,有效地解决了干涉问题。
2 问题描述某车型在装车后,未连接拉索时,在上、下极限位置,驻车制动拉杆均位于副仪表板中间,不存在 干涉,如图1、图2所示:图1 连接拉索前-拉杆上极限位置图2 连接拉索前-拉杆下极限位置连接拉索后,在上、下极限位置,驻车拉杆与副仪表板发生干涉,且在上极限位置时干涉量较严重, 如图3、图4所示:‐1‐ Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集 图 3 连接拉索后-拉杆上极限位置图 4 连接拉索后-拉杆下极限位置数模状态显示,驻车制动拉杆在未连接拉索时基本位于副仪表面板中央,与左右侧面的设计间隙分 别为 4.1mm 和 3.1mm,如图 5 所示:图5数模状态中的设计间距拉索连接后,驻车制动拉杆干涉主要原因有以下三方面: 1、 安装支架本身刚度较弱; 2、 各板件在安装时存在一定的误差和间隙; 3、 初始预紧力较大等。
bd-汽车驻车制动器技术交流
怎样进行球盘式驻车制动器增力比的计算东文武(武汉0三厂)当前,采用滚珠斜坡增力原理的球盘式(BIR)综合驻车制动器由于效率高,结构紧凑,抗衰性强,易于电控等优点,在我国正被越来越多的轿车所采用,其取代传统的盘带鼓式(DIH)驻车制动器和杠杆式综合驻车制动器的趋势越来越明显。
关于球盘式综合驻车制动器的基本原理已有许多资料进行过详细介绍,而对于其增力比(即活塞输出力与拉索输入力的比值)大小的具体计算方法,尚未见有详细的论叙。
本文将从力学平衡的原理探讨球盘式综合驻车制动器增力比的计算方法,并用实际试验数据对理论计算结果进行验证。
1 拉索输入力到活塞输出力的传递过程图1为球盘式综合驻车制动器内部结构简图。
从图中可看出,在进行驻车操作时,作用于拉索上的拉力Fl通过制动臂作用于驱动轴上,使驱动轴旋转。
旋转的驱动轴带动三个斜坡型沟槽中的三个钢球沿斜面向上移动,驱动轴也因此产生向前的轴向位移,并依次推动放置在其前端的减磨垫片,螺杆、螺套、刹车片,从而顶住制力盘产生制动夹紧力Fp。
在进行释放操作时,制动臂回复到原位,三个钢球沿斜面向下移动,驱动轴向后移动到初始位置,制动解除。
2) 驱动轴的受力分析驱动轴受拉索输入力的作用产生运动,与位于缸体上的驱动轴孔内表面、减磨垫片、钢球这三个零件接触,产生相应的力的作用。
轴孔内表面对驱动轴的作用主要是磨擦力矩,由于此处的磨擦力小,孔径小,所以此处产生的对驱动轴的阻力作用可以忽略不计。
减磨垫片与驱动轴产生相对运动和挤压,具有磨擦阻力和正压力。
对于钢球在驱动轴沟槽内的运动情形,现作如下近似假设:①三个沟槽及钢球的运动过程和受力状态完全一致。
②钢球和沟槽接触面间的压力作用在半径为r的螺旋线上,其方向位于与轴线平行的园柱面内。
根据以上二个假设,可做如下简化:①将三个钢球及沟槽作为一个钢球及一个沟槽来对待。
②将沟槽沿空间螺旋线所在的园柱面展开成一个斜平面。
经过如此的简化之后,可建立如图2 所示的力学分析模型,就是将驱动轴看作是一个夹在钢球和减磨垫片之间左右移动的锲形块, 由此作出的以驱动轴为研究对象的受力图如图3,图4所示。
驻车制动拉索工作原理
驻车制动拉索工作原理
驻车制动拉索是一种重要的汽车驻车装置,它的工作原理是通过
拉动拉索来收紧制动鼓或制动盘的制动器,从而达到对车辆的固定和
防滑的效果。
具体来说,当驾驶员手动将驻车制动拉杆拉向车厢内侧时,拉杆
上的拉索就会向后收紧,拉动制动机构使其与车轮上的制动鼓或制动
盘紧密接触,从而阻止车轮的旋转。
当需要释放驻车制动时,只需按
下驻车制动拉杆旁边的释放按钮,驻车制动拉索就会自动松开,制动
器也会松开,车轮得以自由转动。
驻车制动拉索工作原理简单易懂,但它的重要性却不可小觑。
只
有当驻车制动拉索正确操作和维护,才能保障车辆的行车安全和停车
平稳。
因此,驾驶员平时应该经常检查驻车制动拉索的工作是否正常,及时更换老化或磨损的零部件,以确保驻车制动的可靠性。
某车型驻车拉索支架模态及强度仿真分析与优化
10.16638/ki.1671-7988.2019.04.027某车型驻车拉索支架模态及强度仿真分析与优化王友华1,靖娟2(1.江铃汽车股份有限公司产品开发技术中心,江西南昌330031;2.江西制造职业技术学院机电工程系,江西南昌330000)摘要:汽车驻车拉索支架设计的合理性直接影响着零部件的正常功能使用,而其支架的模态及强度性能是否满足要求又起到了关键性作用。
文章通过数值模拟分析方法,对驻车拉索支架进行模态及强度仿真分析,结合应力最大的薄弱区域进行了结构优化设计。
对优化方案重新进行仿真分析,分析结果满足零件设计性能要求,有效地指导了工程方案的改进设计,为相关车型支架设计及仿真分析提供了宝贵经验。
关键词:数值模拟;支架;强度;优化中图分类号:U467 文献标识码:B 文章编号:1671-7988(2019)04-81-03The modal and strength simulation analysis and optimization of the parkingcable bracket for vehicleWang Youhua1, Jing Juan2( 1.Product Development & Technical Center, Jiangling Motors Co., Ltd, Jiangxi Nanchang 330031; 2. Department of Mechanical and Electrical Engineering, Jiangxi Technical College of Manufacturing, Jiangxi Nanchang 330000 )Abstract: The rationality of the design of the parking cable bracket for automobile has a direct impact on the normal use, and the modal and strength performance of the bracket whether meet the requirements has play a key role. In this paper, the modal and strength analysis of parking cable bracket was carried out by means of the method of numerical simulation, combining with the weakest area where had high stress to optimize the structure. The optimization scheme was re-simulated and analyzed, the analysis result meet the requirement of the bracket, which guides the improvement of the project scheme,providing a valuable experience for the design and simulation of the bracket.Keywords: numerical simulation; bracket; strength; optimizationCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)04-81-031 前言在日常汽车使用过程中,驻车制动系统是除了行车制动系统外的另一个重要的制动系统[1]。
汽车制动过程制动力分配受力分析详解
汽车制动过程制动力分配受力分析详解一、理想制动力曲线(I线)1、车辆静止时受力分析2、车辆制动时受力分析3、载荷的转移4、理想制动力分布5、曲线的理解一、理想制动力曲线(I线)1、车辆静止时受力分析(1)Wf1与Wf和Wr1与Wr是作用力与反作用力,所以二者相等。
即Wf1=Wf --[1]Wr1=Wr --[2](2)求Wf与Wr:以车辆的质心为原点建立坐标系,列如下方程组。
因Σy=0,有W=Wf+Wr;另ΣM=0,有Wf*a- Wr*b=0;解这个方程组得:Wf=W*b/L --[3]Wr=W*a/L --[4]W:车重,KgfWf1: 前轴对地面压力,KgfWr1: 后轴对地面压力,KgfWf: 地面对前轴支持力,KgfWr: 地面对后轴支持力,Kgfa:重心到前轴距离,mmb: 重心到后轴距离,mmL: 轴距,mm(2)求Wf与Wr:当然,还可以以后轮接点点为原点建立坐标系,列如下方程组。
因Σy=0,有W=Wf+Wr;另ΣM=0,有Wf*L-W*b=0;可以看出,直接用和力矩为零的方程就能求出Wf的值。
W:车重,KgfWf1: 前轴对地面压力,KgfWr1: 后轴对地面压力,KgfWf: 地面对前轴支持力,KgfWr: 地面对后轴支持力,Kgfa:重心到前轴距离,mmb: 重心到后轴距离,mmL: 轴距,mm车辆制动时受力分析(1)Wf1‘与Wf‘和Wr1‘与Wr‘是作用力与反作用力,所以二者相等。
即Wf1‘=Wf’--[5]Wr1‘=Wr‘--[6](2)求Wf‘与Wr‘:以车辆的质心为原点建立坐标系,列如下方程组。
因Σx=W*α,有B=Bf+Br=W*α因Σy=0,有W=Wf+Wr;另ΣM=0,有Wf*a-Wr*b-B*H=0;解这个方程组得:Wf‘=W*b/L+W*α*H/L --[7]Wr‘=W*a/L-W*α*H/L --[8]W:车重,KgfWf1’: 制动时前轴对地面压力,KgfWr1’: 制动时后轴对地面压力,KgfWf’: 制动时地面对前轴支持力,KgfWr’: 制动时地面对后轴支持力,Kgfa:重心到前轴距离,mmb: 重心到后轴距离,mmL: 轴距,mmH: 重心高度,mmαα: 制动减速度,gBf和Br:前、后地面制动力,KgfB: 总地面制动力,B=Bf+Br, Kgf载荷转移将公式[3]、[4]代入[7]、[8]得:Wf=W*b/L --[3]Wr=W*a/L --[4]Wf‘=W*b/L+W*α*H/L --[7]Wr‘=W*a/L-W*α*H/L --[8]Wf‘=Wf+W*α*H/L --[09]Wr‘=Wr-W*α*H/L --[10]从[09]和[10]看出,制动时前轴荷等于静态前轴荷+W*α*H/L;制动时后轴荷等于静态后轴荷-W*α*H/L;令δW= -W*α*H/L,称δW为制动时的轴荷转移。
轿车驻停开关机械力学性能的研究
轿车驻停开关机械力学性能的研究荆中华;王德山【摘要】通过对轿车驻车制动开关工作原理和结构分析,设计了一种拉拔式操作方式轿车驻停开关.经过触点接触压力的计算,研究关键点有效的控制方法.对于具有双向通断功能的驻车制动开关,利用有限元方法模拟分析了其装配及操作期间的受力变形情况,分析了不同弹片预压量和操作按钮位置组合工况对微动开关静动态力学特性的影响;根据受力和几何条件等建立模型方程,并求解出弹片的应力分量、形变分量来验证弹片的性能.并在开关表面采用磁控溅射的方面涂镀耐磨涂层,从而保证产品的接触可靠性和使用寿命.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】4页(P53-56)【关键词】轿车驻停开关;机械力学性能;弹片;触点【作者】荆中华;王德山【作者单位】苏州大学机电工程学院,江苏苏州215131;苏州大学机电工程学院,江苏苏州215131【正文语种】中文【中图分类】U463.5用电子驻车系统替代有线手刹系统,可以起到激活、关闭电子驻车功能。
操作手感选项上,完全定制化的操作力、转矩、行程与分档效果。
可定制化的瞬时与长时功能效果,可由机电或纯电子手段实现。
由传统电子开关旋转型拨钮式操作,改用拉拔式的操作方式,其结构新颖,既可安装在汽车方向盘旁边正对着驾驶员处,也可安装在中控面板或变速杆模块里。
制动驻停开关主要包括速动机构和微动开关两部分,前者决定了此种开关的动力学性能,而后者则主要起到动作执行作用。
其动态力学性能主要包含开关的操作力、触点接触力和移动行程等主要指标。
开关的操作力体现其操作的便捷性和舒适性,而触点接触力则会影响到开关的可靠性和稳定性,若其过小,则可能出现接触不良现象,从而影响到开关的性能。
为确保驻停开关的性能达到要求,就需要对其进行优化设计。
目前常用的开关设计方法为类比法和试探法,这两种方法虽然相对简单,容易实施,但结果存在很多不确定性,且开发所需时间较长,效率低下。
某车型驻车拖滞问题的研究
10.16638/ki.1671-7988.2019.10.057某车型驻车拖滞问题的研究叶飞,殷寒寒(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601)摘要:文章介绍了某车型驻车拖滞问题,以及通过对该问题的分析和排查,确定了影响因素。
然后根据影响因素制定对策,并通过台架和实车验证对策的有效性,最终解决了驻车拖滞问题。
关键词:驻车;拖滞中图分类号:U463.5 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)10-167-02Research on the problem of parking delay in a certain modelYe Fei, Yin Hanhan( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: The article introduce a Parking Brake Dragging problem of a Vehicle, and through analyzing and inspecting, we find the reasons. Then we constitute some countermeasures, and validate the effect on test bench and vehicle, finally the problem is solved.Keywords: Parking Brake; DraggingCLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)10-167-02前言汽车的驻车制动系统是使车辆停在某处,停住后手脚可以放松的制动系统,一般采用手促动,俗称手刹。
当拉起手刹时,车辆能够按照驾驶员的预期可以停在相应的路面上不溜车,当放下手刹时,车辆可以自由滑动,不影响正常行车。
汽车电子驻车制动系统驻车力研究
汽车电子驻车制动系统驻车力研究随着汽车技术的不断发展,电子驻车制动系统(EPB)作为一种新型的驻车系统正在得到广泛应用。
相比传统的机械驻车制动系统,EPB具有更高的安全性、更大的便利性和更好的可控性。
本文将对EPB的驻车力进行研究,探讨其对汽车驻车性能的影响。
首先,EPB的驻车力是指在断电状态下,EPB所施加的制动力。
一般来说,驻车力的大小直接影响到汽车在停车状态下的稳定性和安全性。
因此,合理地调节驻车力的大小对于提高EPB的性能至关重要。
在研究驻车力之前,首先需要了解EPB的工作原理。
EPB采用电磁方式代替传统的机械方式,通过电磁力施加到制动器上来实现驻车功能。
其优势在于可以精确地控制制动力的大小,提供更好的制动性能。
EPB的驻车力是根据驻车需求和车辆质量来确定的。
驻车需求主要受到两个方面的影响:一是停车环境,包括停车坡度、地面情况等;二是停车时间,即停车的持续时间。
驻车力的大小需要根据这些因素来决定,以达到最佳的制动效果。
在确定驻车力的过程中,还需要考虑车辆质量的影响。
车辆质量越大,所需驻车力也越大,这是因为车辆越重需要更大的制动力来保持稳定。
因此,将车辆的质量作为一个重要的参数来考虑是非常必要的。
在实际应用中,EPB的驻车力通常是通过控制系统来实现的。
控制系统中包含了传感器、控制单元和执行器等组件,通过这些组件的协调作用来控制驻车力的大小。
具体的控制算法可以根据不同的需求进行优化,以满足不同驾驶条件下的驻车需求。
另外,EPB的驻车力研究还需要考虑到制动器的性能和可靠性。
制动器作为实现驻车功能的重要组件,其制动力的大小和可靠性会直接影响到驻车系统的性能。
因此,在研究驻车力的同时,还需要考虑制动器的设计和制造工艺,以保证制动力的准确性和可靠性。
总之,EPB的驻车力研究是提高EPB性能的重要一环。
通过对驻车力的研究,可以优化EPB的控制策略和制动器设计,提高驻车系统的安全性和可靠性。
相信随着研究的深入,EPB将在未来的汽车制动系统中得到更广泛的应用。
驻车制动拉索实车布置效率测试
驻车制动拉索实车布置效率测试蒋俊杰;李雪娟【摘要】介绍驻车制动拉索实车布置的效率试验方法,相比现有旧的标准,更符合客户使用情况,对整车开发工作起到有效的验证和帮助.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2018(000)011【总页数】3页(P83-85)【关键词】驻车制动拉索;效率;实车布置【作者】蒋俊杰;李雪娟【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西柳州545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司技术中心,广西柳州545007【正文语种】中文【中图分类】U463.510 引言在微型、超微型以及轻型汽车上,许多需要远距离操纵的部位都采用了软操纵拉索。
这种拉索具有结构简单、灵活、轻便、维修调整便利等优点。
例如,常见的拉索总成有选换挡拉索、驻车制动拉索、油门拉索等。
但是拉索存在一个负载效率和行程效率的问题,如果这两个效率过低则不便于汽车中的远距离控制,严重的会导致汽车失控。
驻车制动拉索作为驻车操纵机构与驻车制动器之间的连接机构,对驻车制动效果起着决定性的作用,由于其布置的多变性与复杂性,导致驻车效果产生相应的多变性。
拉索效率是影响驻车效果的一项重要因素,若拉索效率低下,不但操作人员感觉费力,而且不能有效地驻车,给司乘人员带去严重的安全隐患。
本文作者针对这个问题设计了一个基于驻车拉索效率测试的试验台架,由电动缸驱动,使拉索移动,用负载弹簧来模拟拉索活动端变化的阻力,选用合适的拉压力传感器和位移传感器测量出推杆端和拉索活动端的拉力和位移,准确地计算出驻车制动拉索的负载效率和行程效率。
1 非实车布置试验方法的不足随着汽车行业的发展,汽车已经成为人们生活不可或缺的一部分。
与此同时,国内的汽车零部件配套企业也得到了迅速的发展,很多汽车零部件企业都在生产各种各样的车用软轴或拉索,无论在何种品牌的汽车上或者摩托车上,都得到了广泛的应用。
因此车用拉索是一个应用非常广泛且十分重要的车辆零部件之一,为了形成统一的车用拉索标准,实现车用拉索的标准化与通用化,中华人民共和国汽车行业标准QC/T 29101-1992《汽车操纵拉索总成》中规定了车用拉索的设计标准。
驻车制动拉索工作原理
驻车制动拉索工作原理
1.操纵杆操作:驻车制动拉索操纵杆一般位于驾驶员座椅下方或中控台上,驾驶员可以通过拉动操纵杆来启动或解除制动拉索。
当驾驶员拉动操纵杆时,制动拉索系统会开始工作。
2.拉索传动:在拉动操纵杆的同时,制动拉索与刹车系统连接,通过传输驾驶员的力量,将力量转化为刹车系统的工作力。
3.制动器工作:制动器是驻车制动系统的重要组成部分,主要由刹车盘、刹车片和制动器活塞组成。
当驻车制动拉索工作时,制动器会与刹车盘接触,形成摩擦力。
4.拉索回位装置:拉索回位装置主要是为了确保拉索可以在刹车系统松开时恢复到初始位置,并保持适当的张力。
这个装置通常包括一个回位弹簧和一个回位轴。
5.拉索弹簧:拉索弹簧用于给拉索提供适当的紧张力,保持拉索与其他部件的正常连接,并确保拉索在任何情况下都不会松动。
6.拉索开关:拉索开关主要用于检测拉索的状态,当拉索处于工作状态时,拉索开关会发送信号给车辆控制系统,告知系统车辆已被固定。
以上就是驻车制动拉索的工作原理。
在车辆停放或遇到紧急情况时,驻车制动拉索会通过操纵杆的操作将驾驶员的力量转化为制动系统的工作力,使刹车盘与制动器接触,产生摩擦力,保持车辆停放稳定,避免滑动或移动。
拉索回位装置和拉索弹簧的作用是确保拉索可以在制动系统松开时恢复到初始位置,拉索开关则用于检测拉索的状态。
总之,驻车制动拉索是车辆停放和紧急情况下的重要保障装置。
它的工作原理简单明了,通过将驾驶员的操作力量传递给制动系统,实现了车辆的紧急制动和停放功能,保证了车辆的安全性和稳定性。
汽车电子驻车制动系统(EPB)驻车力研究
传动 技 术 DRIVE SYSTEM TECHNIQUE
文章编号:1006—8244(2019)02—025—06
V01.33 No.2 June 2019
system(EPB)parking
汽车电子驻车制动系统(EPB)驻车力研究
Research on parking force of automobile electronic parking bbraking system(EFt5)
Key words:Electronic parking brake Clamping force Current Parking
中图分类号:U463.5
文献标识码:A
jI吉
’I置
近年来,在机动车制动系统领域中,电子驻车 制动系统(EPB,Electrical Park Brake)由于其在市 场应用中的便捷性与舒适性,越来越多的取代了传 统的机械集成式驻车制动器(IPB)与盘中鼓式制动 器(DIH)。
代号 M1 Mfl
单位 Kg Kg
数值 1850 1020
空载质心高度 满载质量
满载前轴荷 满载质心高度 制动钳有效半径 车轮滚动半径
轴距
hgl M2 Mf2 H92
R L
Kg Kg
Mm
576 2225 1132 596 140 354 2690
2极限驻车能力计算
车辆静止在坡道上,根据车辆的参数和驻车制 动器的参数,以及路面和轮胎的摩擦系数,对其进 行极限驻车能力计算。
传统的机械集成式驻车制动器(IPB)与盘中鼓 式制动器(DIH)结构通过手刹机构驱动拉索带动驻 车机构,将驻车手刹力转换为制动器压紧到制动盘 上的夹紧力。电子驻车制动系统(EPB)采用了导线 进行信号传递,执行机构接受电信号指令来实现自 动夹紧和释放功能。一些较为新型的电子驻车系 统还能够通过传感器等自动感知和测算当前需要
汽车驻车制动拉索无法解除驻车制动问题分析
汽车驻车制动拉索无法解除驻车制动问题分析摘要:汽车驻车制动系统主要涵盖两种类型,分别为电子式汽车驻车制动系统和机械式汽车驻车制动系统,驻车制动拉索属于机械式驻车制动系统的关键构成部分。
所谓机械式驻车指的是应用驻车制动拉索,对手刹拉柄的驻车动作向制动器传递的一种驻车模式,其属于当前汽车行业中应用最为广泛的驻车模式。
这一模式应用过程中,极易产生松开手刹,但是驻车却无法解除的现象。
本文就驻车制动拉索中常见的进水结冰及钢带锈蚀等失效模式进行研究,针对内部进水问题提出针对性的预防方案。
关键词:汽车驻车;制动拉索;解除;驻车制动所谓驻车制动装置,指的是汽车在路面上或者斜坡上停驻过程中,为降低车辆滑行风险的形成所采取的方式,也涵盖汽车在坡道位置启动过程中防止车辆后退而应用的装置。
驻车效果是消费者长期以来关注的关键指标,也属于安全性能保障的关键性要求,若是车辆起步过程中,无法及时解除制动,将影响车辆的正常行驶,极大程度对使用者的正常应用产生不利影响,本文就失效角度出发研究问题形成机理,进行预防汽车驻车制动拉索无法解除驻车制动的问题形成。
一、驻车制动解除原理汽车驻车制动拉索主要依靠手刹拉柄及制动器联合应用形式,将手刹拉柄的动作位移与力向制动器之中传输,以此实现驻车制动的效用。
在解除驻车制动的过程中,需要将手刹拉柄放下,拉索在制动器内部弹性元件弹力效用的影响下,会进行前期动作的释放,以此会使得制动器回位,发挥解除制动效果的效用[1]。
二、驻车制动拉索的作用和结构拉索的作用主要涵盖两种,第一种为传递手刹操纵机构输入的一种操纵力,拉索力的传递效率相对较高,其向制动器传递的力度越高,将会形成越好的制动效果,这一过程十分显著。
第二种为手刹输入的操纵行程,制动器内部驻车拉臂必须保持行程的充足程度,以此可以形成足够量的变形力度,产生需要驻车的力度。
驻车制动系统之中,不同零件及固定拉索的车身均不属于绝对刚体,其存在弹性,会导致一些消耗问题的形成。
汽车驻车制动拉索的布置与设计
汽车驻车制动拉索的布置与设计崔祥波;游廷海;张德志【摘要】为探索汽车驻车制动拉索的布置和设计要点,对拉索各零件的受力情况及其之间的关系进行研究,基于力学分析结论,结合多年的实际研发经验,给出拉索的布置设计、结构设计和周边件设计的关键点.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】5页(P9-13)【关键词】驻车制动拉索;布置;设计要点【作者】崔祥波;游廷海;张德志【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽芜湖241006;奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽芜湖241006;奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院,安徽芜湖241006【正文语种】中文【中图分类】U463.5汽车驻车制动系统分为机械式和电子式两种,驻车制动拉索(后面简称拉索)是机械式驻车制动系统的重要组成件。
文中建立一个拉索的力学模型,分析拉索各子零件的受力情况及它们之间的关系。
基于此,对拉索的结构设计、布置设计、周边件设计要点进行了研究。
汽车中还有很多和驻车制动拉索相似的零件,比如换挡操控拉索、车门操控拉索等,其设计研究均可参考此文。
拉索的作用有两个:(1)传递手刹操纵机构(后面简称手刹)输入的操纵力。
拉索的力传递效率越高,它传递给制动器的力就越大,制动效果就越好,这个过程很明显,不再赘述。
(2)传递手刹输入的操纵行程。
制动器内部的驻车拉臂要有足够的行程才能使制动蹄产生足够大的变形量,进而产生需要的驻车力。
驻车制动系统各零件和固定拉索的车身都不是绝对刚体,有弹性,会消耗一些行程。
在手刹输出行程一定的情况下,如果拉索消耗行程比较大,则制动蹄变形量不足,传递的力无法形成有效支撑,也就无法传递力。
行程传递是力传递的基础,所以,拉索的行程传递效率越高越好。
图1是一种典型的驻车拉索结构图,拉索主要由钢丝绳、钢丝绳前球销、钢丝绳后球销、护管、护管前接头、护管后接头、回位弹簧、支架等组成。
护管是拉索的核心子零件,有必要先对其内部结构作详细分析。
3D3S拉索(拉杆)结构的分析过程和原理简介
通过下例说明5~8各个不同的找型和荷载分析过程产生的不同计算结果:
荷载条件:远端节点力(活载)30KN和地面连接的拉杆的控制预拉力10kN。
A、使用5)线性索梁找型后内力分析:
线性找型:
找型好显示正常使用下的位移图,最大位移为17.6:
使用内力分析菜单:得到组合1(恒载+活载)下的最大位移为-109.1;
普通结构的内力分析含只拉单元结构的内力分析
二、含予应力的拉索(拉杆)结构
1
1)拉索(拉杆)幕墙
2)纯索网体系
3)钢结构中使用拉索(拉杆),张弦用结构:
适用于结构形式1)2);
原理:
采用节点力平衡的计算手段,即在每一个节点上保证节点力平衡从而得到和节点相连的各个构件的内力,初始态只有内力没有位移。当去除予应力构件后,允许结构成为机构。
例子:
红色虚线拉杆施加里预张力,该对称结构,为保证节点力平衡,在索杆找型后内力是对称的;当删除红色单元后,结构就是一个机构,所以必须通过预张力单元使结构具有刚度。
B、索梁体系:
适用结构:
适用于结构形式3);
原理:
把预张力作为节点荷载作用到结构上,进行线性或非线性的分析得到初始态的内力和位移(线性分析即为线性找形,非线性分析即为非线性找形);当去除予应力构件后,结构必须仍旧为稳定结构,如果去除了预张力单元后,结构就变成机构,那么无论线性还是非线性找形都会不成功。
如果事先去掉只拉单元上10KN的预张力,直接内力分析,那么在组合1下的位移为-126.7,等于109.1与预张力下的初始位移17.6之和。
B、使用6)线性索梁找型后非线性荷载态分析:
找型方法同上面所述,最大初始位移为17.6。
使用非线性菜单下的工作状态荷载态分析。
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0㊀ 引言
汽车驻车制动系统分为机械式和电子式两种, 驻车制动拉 索 ( 后面简称拉索) 是机械式驻车制动系统的重要组成件㊂ 为 探索拉索各零件的受力情况及其之间的关系, 作者建立一个拉 索的力学模型㊂ 模型中考虑了输入力㊁ 输出力㊁ 摩擦力及其生 成过程㊂ 基于此模型, 设计一组试验进行验证, 得出结论㊂ 基 于结论, 结合法规要求及汽车行业实际情况, 得出拉索各零件 最大受力值, 为拉索的结构设计㊁ 布置设计及周边件设计提供
C M Y K
DOI: 10������ 19466 / j������ cnki������ 1674-1986������ 2017������ 10������ 008
汽车驻车制动拉索的力学模型与受力分析
( 奇瑞汽车股份有限公司汽车工程研究院, 安徽芜湖 241006)
崔祥波, 张德志, 李彬
力及其生成过程㊂ 基于此模型, 设计一组试验进行验证并得出结论㊂ 基于结论, 结合法规要求及汽车行业实际情况, 得出拉索各 零件最大受力值, 为拉索的结构设计㊁ 布置设计及周边件设计提供依据㊂ 关键词: 驻车制动拉索; 力学模型; 受力分析 中图分类号: U463������ 52㊀ 文献标志码: B㊀ 文章编号: 1674-1986 (2017) 10-033-04
1㊀ 驻车制动拉索结构
钢丝绳前球销㊁ 钢丝绳后球销㊁ 护管㊁ 护管前接头㊁ 护管后接 头㊁ 回 位 弹 簧㊁ 支 架 组 成㊂ 这 些 零 件 就 是 文 中 力 学 分 析 的 对象㊂
图 1 是一种典型的驻车拉索结构图, 拉索主要由钢丝绳㊁
图 1㊀ 一种典型的驻车拉索结构图
收稿日期: 2017-07-18
依据㊂ 汽车中还有很多和驻车制动拉索相似的零件, 比如换挡 操控拉索㊁ 车门操控拉索等, 其力学分析均可参考本文㊂
Abstract : In order to explore the force condition of various parts of parking brake cable and the relationship between them, a mechanical
作者简介: 崔祥波 (1977
), 男, 硕士研究生, 工程师, 从事汽车制动系统的产品设计工作㊂ E⁃mail: mubiao1977@ 163������ com㊂
C M Y K
㊀ ㊀ 护管是拉索的核心子零件, 有必要对其内部结构进行详细 分析㊂ 图 2 是护管内部结构剖视图, 护管由外层 PVC㊁ 钢丝卷 簧管㊁ 内衬管三部分硫化卷制在一起而成, 是一 个复 合结 构 钢丝卷簧管是用钢丝绕制而成的细长管, 起导向支撑作用, 卷 簧各圈之间有间隙 Δs ( 为突出显示, Δs 画的比较大, 实际很 度直接影响拉索的行程效率㊂ 卷簧各圈无法光滑连接, 所以其 内壁无法做得很光滑, 如果钢丝绳直接装入卷簧管中, 使用时 很快会被磨破, 所以在卷簧管内需要加一个内衬管, 钢丝绳最 终是穿入内衬管中㊂ 驻车时, 钢丝绳和内衬管摩擦, 显然, 内 衬管的主要作用是减小摩擦力㊂ 件㊂ 外层 PVC 起密封和保护作用, 和钢丝卷簧管硫化在一起㊂ 小, 接近于 0) , 力的传递要先消除这个间隙, 所以卷簧的致密
钢丝绳受力后有拉直趋势, 因为护管不是直线布置, 钢丝
绳会受到内衬管的摩擦力㊂ 以钢丝绳为受力研究对象, 它只受
图 2㊀ 护管内部结构剖视图
到 3 个力 F 1 ㊁ F 4 ㊁ f 1 , 其关系为 F 1 = F 4 + f 1 ㊂
2㊀ 驻车制动拉索受力分析
2������ 2㊀ 护管受力分析
折弯, 则驻车制动时, 钢丝绳和内衬管之间的摩擦力很小, 可 以认为 f 1 = f 2 = 0, 输入力 F 1 没有任何损失地经钢丝绳传递到钢 压缩变形量也为 0, 拉索总成的力和行程传递效率均为 100% ( 力传递效率 η = ( F 4 ː F 1 ) ˑ 100% , 行程传递效率亦然 ) ㊂ 支 架一㊁ 支架二㊁ 支架三的受力均为 0, 并且拉索直线走向由护 管前接头和护管后接头即可实现完全约束, 不需要支架来定位 约束, 支架可以取消㊂ 丝绳后球销, 进而传递给驻车制动器, F 1 = F 4 ㊂ 护管受力为 0,
model of cable was established. In the model, input force, output force, friction force and their generation processes were considered. Based on this model, a set of test was designed to validate and a conclusion was drawn. Based on this conclusion, combining with the regulatory requirements and practical situation of automobile industry, the maximum force value of each part of the cable was gotten. It provides basis for cable structure design, layout design and surrounding parts design. Keywords: Parking brake cable; Mechanical model; Force analysis
摘要: 为探索驻车制动拉索各零件的受力情况及其之间的关系, 建立拉索的力学模型㊂ 模型中考el and Force Analysis of Automobile Parking Brake Cable
CUI Xiangbo, ZHANG Dezhi, LI Bin ( Automotive Engineering and Technology Research Institute, Chery Automobile Co., Ltd., Wuhu Anhui 241006, China)
F 3 是多大, 它们之间的关系是什么? ( 3 ) 护管是软的, 受力 后的变形趋势是拉直, 而实车布置需要护管保持设计的走向 ( 才能不和周边件干涉) , 是什么力量让护管能保持走向? ( 4 ) 要保持拉索的折弯走向, 是否需要支架? 支架受力多大?
图 4㊀ 拉索有折弯布置情况下的力学模型
2������ 1㊀ 钢丝绳受力分析