[发明专利]一种盘式制动器摩擦元件扭矩匹配设计方法

权利要求书

1.一种盘式制动器摩擦元件扭矩匹配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、计算车辆及地面的制动力和制动状态，包括：地面的制动力F_b、发动机的制动力F_ez、地面变形阻力F_d、风阻F_k和传动系统阻力F_c，确定制动器的工作运行中的总的制动力F_z，确定从制动器到主动轮的传动比i_c和制动器的等效半径r_z，并计算获得制动器工作运行中的扭矩M；

步骤二、根据制动器的结构确定制动器摩擦副数Z，制动器摩擦元件的接触面积A和制动器摩擦元件之间的摩擦系数μ；

步骤三、根据制动器的等效半径r_z、制动器摩擦副数Z、从制动器到主动轮的传动比i_c、制动器摩擦元件的接触面积A和制动器摩擦元件之间的摩擦系数μ，通过有限元仿真方法确定制动器摩擦元件的单位面积上的压力p的分布规律，从而通过表面积分确定制动器的加载压力F叠加过程的制动器的摩擦副压紧力降低系数C；

步骤四、根据摩擦副压紧力降低系数C和单位面积上的压力p，通过如下公式计算制动器摩擦元件能够提供的扭矩[M]：

[M]＝μpAr_zZC

步骤五、针对所述制动器工作运行中的扭矩M和所述制动器摩擦元件能够提供的扭矩[M]，通过如下公式判断是否满足以下条件：

M≤[M]

如果不能满足以上条件，修改制动器的等效半径r_z，制动器摩擦副数Z，制动器传动比i_c，摩擦副面积A参数，直到达到以上条件，即达到设计指标为止。

2.根据权利要求1所述的一种盘式制动器摩擦元件扭矩匹配设计方法，其特征在于：所述步骤一中，确定总的制动力F_z和制动器工作运行中的扭矩M的方法为：

F_z＝F_b+F_ez+F_d+F_k+F_c

F_b代表地面的制动力、F_ez发动机的制动力、F_d地面变形阻力、F_k风阻和F_c传动系统阻力，F_z是总的制动力，为车轮的滑动摩擦力，m为车辆质量，g为重力加速度，为车轮与地面的滑动摩擦系数；根据力和力矩换算关系，换算到制动器处产生的制动力表示为：

F_z＝i_c·M/r_z

从而计算获得制动器工作运行中的扭矩M。

3.根据权利要求1所述的一种盘式制动器摩擦元件扭矩匹配设计方法，其特征在于：所述步骤三中，确定加载压力F叠加过程的制动器的摩擦副压紧力降低系数C的方法为：

获得力不重叠特征下的矢量和，所述不重叠的特征包括：力的方向和作用点的重合，通过排除相同重叠特征的受力从而将剩下的力进行三维空间的矢量求和，然后根据以下公式求出制动器的摩擦副压紧力降低系数C：

其中R₁为制动器的内半径，R₂为制动器的外半径，E*为摩擦元件弹性模量，h为摩擦元件之间的间隙，α为叠加后的加载压力F与制动器轴线方向的夹角。