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制動轂溫升公式
2021-12-07
在緊急制動狀態(tài)下,建立了j制動鼓的非穩(wěn)態(tài)有限差分熱模型,推導(dǎo)了內(nèi)部節(jié)點(diǎn)和表面節(jié)點(diǎn)溫度的有限差分計算公式,并對j制動鼓的溫度分布進(jìn)行了實(shí)際計算。最后,隨著交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,討論了j制動鼓的初始速度、摩擦襯片的寬度和厚度。公路交通密度日益增加,汽車制動更加頻繁。因此,汽車制動已成為汽車工程中越來越重要的技術(shù)課題,受到各國的廣泛關(guān)注,并制定了相應(yīng)的法律法規(guī),其中制動效率的恒定性是衡量汽車制動性能的重要指標(biāo)。這是因為汽車在緊急制動時幾乎所有的動能都被制動鼓吸收并轉(zhuǎn)化為熱量,從而提高制動溫度(連續(xù)制動或連續(xù)制動時,最高溫度可達(dá)600~700。當(dāng)制動器溫度高(高于100)時,不僅制動力矩下降。并且會對相鄰部件造成損壞。目前,制動器溫升計算大致認(rèn)為制動鼓均勻吸收整個制動能,即制動鼓摩擦表面與外表面溫度一致。這與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn),因此計算誤差較大。經(jīng)驗和實(shí)踐研究表明:緊急制動時,制動鼓溫度沿厚度方向分布不均勻,各點(diǎn)溫度隨時間變化,即非穩(wěn)態(tài)傳熱。制動時間短(1)。5~5s左右)。制動鼓很難達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。在工程中,非穩(wěn)態(tài)傳熱計算更實(shí)用的是有限差分法,因此本文采用這種方法分析了汽車緊急制動時制動鼓的溫度分布,為進(jìn)一步1。1.確定摩擦表面的熱流密度。1991年11月22日/m;A是制動輪缸活塞面積,m;是制動輪缸的機(jī)械效率;R是制動鼓半徑,m;K是制動效率因素;R是車輪的有效半徑,m。W1F8(2)其中是瞬時制動速度,m/s;8是車輪滑動率,一般取8-0。95。
由于汽車制動時,大部分動能被制動鼓吸收,一小部分被制動蹄等部件吸收。設(shè)置制動鼓的吸收能量與整個制動能量的比例為,從文獻(xiàn)(33可以看出:制動鼓、摩擦襯密度、kg/m。c、c是制動鼓,摩擦襯片比熱,J/(kg);如果設(shè)置制動鼓與摩擦襯片之間產(chǎn)生的熱流密度為g,則制動鼓單位時間內(nèi)吸收的能量為q-P0啪jsr~/(山)(6)1。2制動鼓的差異模型和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)溫度由于制動時僅制動鼓內(nèi)摩擦面與摩擦襯接觸而產(chǎn)生熱流,制動鼓厚度小。一般來說,由于制動時間短,h/B可能在制動鼓達(dá)到熱平衡之前結(jié)束,因此屬于非穩(wěn)態(tài)傳熱。將制動鼓的厚度分為m每層a:r=h/m。由于Ax很小,中間溫度可以代表層的溫度。整個制動時間也分為n-ff(7),其中是制動時間,s;t是由差分方程穩(wěn)定條件決定的時間間隔。制動鼓有限羔羊模型圖2第;TJ設(shè)置在層傳熱簡圖中,為第一節(jié)點(diǎn)的第一時間溫度。
以第一層為研究對象,導(dǎo)出第一層熱g1A(}一拉)/Ax內(nèi)摩擦表面節(jié)點(diǎn)溫度確定制動時,制動鼓內(nèi)摩擦表面與摩擦襯片之間產(chǎn)生摩擦。
然后產(chǎn)生熱流。同時,制動鼓與周圍環(huán)境之間也存在對流和輻射傳熱。如果輻射熱流密度為q,則一口[(+273)(c氣+273)](16)為制動鼓黑度;是黑體輻射常數(shù),15。67510W/(m。K')I%是第J時刻制動表面的溫度;是環(huán)境溫度。假設(shè)制動強(qiáng)度=5m/s。制動時間t=%/,為制動初速。不同時制動=30km/h時,f=1。67s,時間份數(shù):ff=57。以上計算(m+1)=339個節(jié)點(diǎn)溫度(不同時,相應(yīng)變化)。上述整個計算不同時間制動鼓溫度分布4制動時間對制動鼓溫度的影響,初始速度對制動鼓溫度的突出異常情況6摩擦襯里寬度對輕微鼓溫度的影響可以看出:f==0。32s,制動鼓溫度沿厚度方向不同,內(nèi)表面溫度高于外表面溫度約6。隨著制動時間的增加,差異越??;制動結(jié)束時=1。隨著制動時間的增加,62表面溫度逐漸升高,最終與內(nèi)表面溫度趨于一致。
內(nèi)表面在制動開始39期)張立軍汽車制動時制動毅藍(lán)度分布有限差分計算39時,溫度迅速上升,隨著制動時間的增加,溫度略有下降。這是因為制動初期制動速度高產(chǎn)生的熱流大,制動后期制動速度降至零,產(chǎn)生的熱流相對較小。同時也表明,隨著汽車制動初始速度的提高,制動鼓內(nèi)外表面溫度迅速上升。當(dāng)從30km/h上升到110km/h時,內(nèi)外表面最高溫度相應(yīng)上升約80km。圖6顯示,增加摩擦襯片寬度可以降低制動鼓溫度。通過制動毅厚度對溫度分布的影響,度,而增加制動鼓的厚度只能降低其外表面溫度。