车辆工程技术
戢飞龙
（江西江铃底盘股份有限公司，江西 抚州 344000）
摘 要：驱动桥是工程机械的底盘元件与核心传动部件，直接影响到工程机械的稳定性，而目前湿式制动系统能够满足环保的要求，无论是操作还是维护都比较简单，受到外界因素干扰的程度也较小。其核心技术在于湿式制动器的设计技术，本文也将对系统性能要求与关键设计措施展开分析和研究。
关键词：轮边电机；湿式制动系统；设计方法
0 引言
从目前的湿式制动系统的技术要求与功能需求来看，主要问题集中在几个不同方面，即制动冲击、制动密封寿命、散热情况与摩擦材料性能等。这些因素都会影响到结构和设计方法，从而了解在不同工况下的工作模式，以便于为后续的研究工作提供数据信息，起到参考与借鉴的作用。
1 湿式制动系统的性能要求
湿式制动的性能分析首要工作在于进行行车制动力矩的计算，然后进行斜坡停车力矩的计算。但是对于设备的实际应用而言，单纯考虑制动安全性是不够的，还应该考虑到制动冲击对于整体操作性产生的不利影响。
1.1 性能要求
目前轮边电机所普遍使用的行车制动器为全封闭湿式多盘制动器，采用封闭的结构以便于控制污染物的侵入，并保障制动的可靠性。在正常工作的状态之下，一般可以以油的剪切作用传递转矩来代替摩擦材料的直接接触，不仅能保障制动过程的稳定，同时还能减少摩擦材料的过度消耗，增加使用寿命。但这种情况下对于摩擦片的质量有较高的要求，在不改变系统制动压力的基础上，大幅降低了制动器的潜在磨损，提升了使用周期。
根据国际标准来看，我国以此为基础建立了专门的制动系统性能要求与实验方法参考标准，具体的系统性能流程中，在确定整体结构方案后，按照行车制动力矩的数据结果来选择制动系统的元件，确定参数，然后完成整个计算过程。一般情况下湿式制动只运用于行车制动，所以本研究也在这一方面的性能上进行重点分析[1]。
1.2 平稳性分析
整机性能研究的过程当中我们需考虑到制动的平稳程度，即制动时出现的减速度不应太大。例如正常的驾驶行为中，采取轻踩刹车的方式不应该出现车辆立即停止的现象，否则必然导致驾驶员与乘客会因为过大的制动冲击产生不适感。出现类似情况的主要原因也在于制动阀压力上升的过程当中，湿式制动产生的力矩不够匹配。调整制动系统的元件设计参数可以成为一种稳定的技术措施，例如减少摩擦片当量面积、减少受压侧活塞投影面积等。如果出现制动力矩不足，刹车制动“失灵”的现象时，也可以采用类似方法来进行参数调整。
例如在行车制动距离的计算方面，制定制动距离的主要依据是以平均加速度为恒定值，此时考虑到系统协调时间产生的影响，制动距离的计算需要在速度基础上增加一定的修正值。又例如坡道停车，在不同的制动标准下停车制动系统对于坡度有着不同的规定，以轮边电机来说，其制动系统需要保持在25%的坡度下仍然能够平稳停车。在排量计算方面，按照单独制动器排量的分析也可以核对计算制动传动装置的油耗与蓄能器排量等。
1.3 湿式制动密封结构设计
在整机制动时，我们可以从设计结构中进行优化以满足密封效果。矩形密封圈除了承担密封的功能之外还承担着支承活塞的作用。在重力作用之下，活塞在运动时对两矩形密封圈的下半部分产生挤压，在密封圈失效之后制动液也会渗漏而导致制动失效。通过借助Y型密封圈的方式来保障密封性能，同时
动摩擦阻力较小，可以更好地发挥密封的效果。所以，除了在原有结构上进行改善以外，还可以将其它结构进行台架试验，以试验结果来进行说明[2]。
2 湿式制动系统性能的改进方案
2.1 发热计算
汽车制动阀 湿式制动系统的设计除了满足强度要求外还应该满足热容量要求，其产生的热量与制动器相对滑模速度与制动转矩有关，且装载机湿式桥的制动能量由多种参数所决定，其中的变量则包括制动活塞压力、制动时间、车辆行驶状况等，此时应该对制动过程之中这些变量的变化来对结果展开测试。
2.2 热力试验
热力试验所测试的主要内容是在不同作业工况下的制动压力、车速变化情况与前后轴扭矩等，并分析不同循环作业时间时单次作业所产生的载荷分配情况，即不同作业速度和距离条件下制动能会产生的差异，从而更好地分析有限元热，为今后的实际驾驶过程提供参考标准。我们在进行系统设计时需考虑到不同作业循环速度下的不同测试内容，包括驾驶员操作习惯差异所带来的滑摩功的获取情况。因为良好的驾驶员可以按照自己的操作习惯与经验来有效避免制动过程中的问题，而测试的目的本身也在于了解不同驾驶模式下的滑摩功差异，在湿式制动的设计方面控制好温度。总体来看，在单次作业
循环时间和距离固定的情况下，如果需要对湿式制动设计过程中的温度展开控制，就需要从制动初始速度与单位时间制动次数方面展开研究[3]。2.3 散热仿真分析
散热方针分析可以通过FLUENT来实现，所提供的非结构网格生成程序能够具有良好的自适应能力，对于精确求解有较大梯度的流场具有实际的效果。具体来看，确定几何形状后利用软件模拟计算流程，并利用三维模型创建的方式来预测湿式制动温度产生的变化，并且将其它软件对模型导入。在实际的设计环节当中，可以以此为基础来评估湿式桥的温度变化趋势，必要时还可以对结构要求进行简化以节约计算空间。
3 结语
本次研究对湿式制动系统的结构与设计模式进行了研究和分析，同时引入了减少制动冲击的方法。通过对这项工作的研究，我们可以模拟在不同工况下的温升测试，对散热问题或其它问题提出相应的改进方案与理论计算。虽然国内在湿式制动系统设计的水平上仍然与国外企业有所差距，但我们通过技术调整，也可以实现密封、制动等性能指标上的优化。
参考文献：
[1]卞永明，吴昊，宁晓贤等.工程机械轮边电力驱动线控制动技术研究[J].中国工程机械学报,2011,09(03):331-336.
[2]智晋宁，项昌乐，朱丽君等.轮边电机驱动汽车性能仿真与控制方法的研究[J].汽车工程,2012,34(05):389-393.
[3]刘浩，钟再敏，敬辉等.分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真[J].汽车工程,2014,36(05):597-602.
作者简介：戢飞龙（1975-），男，江西临川人，本科，助理工程师，研究方向：驱动桥研发。
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