前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇滾動車輪范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
河南華冠游樂設備廠張曉普總經理告訴記者:“在汽車未普及前,四輪馬車是歐美等國家貴族階層專屬使用的一種交通工具,凡是能夠乘坐四輪子馬車的人,非富即貴。在大家耳熟能詳的西方電影《人鬼情未了》、《魂斷藍橋》等影片中,我們經常可以看到故事中的男、女主人公乘車出行的場景,雖然時過境遷,汽車早已經成為百姓日常生活的必需品,但四輪馬車仍舊作為一種行業類特殊的交通工具而給人一種高貴、典雅、浪漫的享受。這幾年,咱中國老百姓的生活條件好了,以前結婚雙方到照相館照個相,全家人再一起吃個飯就算完事了,現在很多即將步入婚姻殿堂的青年人都希望在結婚時能留下最美好的瞬間,因此,我們看到在我們身邊出現了大批婚紗影樓以及婚禮慶典服務公司。天氣晴好的時候,很多新人都希望能進行婚紗照的外景拍攝,帶有西式風格的教堂婚禮成為眾多新人的最愛,而除了教堂之外,能體現歐式風格的婚慶用品莫過于歐式婚慶馬車了,華冠游樂設備廠正是看重了這一巨大的市場切入點,花大力氣重點開發滿足中國人需要的馬車業務?!?/p>
增加一輛婚慶馬車
慶典業務多了好幾倍
位于河南省南陽市的唐河天鑫婚慶禮儀服務有限公司是一家集婚慶服務、影視攝制、商務演出、開業慶典為一體慶典公司。剛開始的時候,公司生意非常不錯,可后來,在公司周邊又陸續出現了很多家婚慶服務公司,各家企業大打價格戰,公司業績急轉直下,對于公司的經營現狀,總經理李健先生也是非常著急。
談及如何結識華冠四輪馬車時,李總說:“很早以前就聽說在國內有這么一家企業――河南華冠游樂設備廠,專門生產各種類型的四輪馬車,產品還遠銷到日本、韓國、荷蘭等國家,生意做得挺大,但因為忙,一直沒有親自去考察過。今年5月,公司為一對新人拍攝婚紗外景時,恰巧華冠公司張總正帶著攝像師來到我們南陽市旅游景點拍攝四輪馬車實景圖片,準備放到網上供網友瀏覽考察,這對新人看到如此華貴、高雅的馬車后,說啥也要坐在馬車上再拍攝幾張照片,張總說馬車是為客戶定做的,未經客戶允許不能讓其他人使用,這對新人當時就急了,為了能拍攝一張照片,愿意花300塊錢的高價租賃一小時,旁邊的幾對新人也被四輪馬車吸引過來,紛紛出價租賃馬車,當時我就在想,要是我也有一輛這樣的馬車,那在當地不就能迅速搶回市場份額嗎?”
2009年7月,唐河天鑫慶典公司的慶典馬車租賃業務開始營運,很快,天鑫公司就在當地數十家慶典公司當中脫穎而出,尤其十一期間,大批新人排著隊甚至是提前兩周預約等候乘車拍婚紗照、拍攝外景。李總告訴記者:“四輪皇家馬車上線不到3個月,業務總量就已經超過了前7個月的總收入,很多同行對四輪馬車業務也是青睞有加,紛紛來我這租車拍外景。除了我自己公司正常使用之外,同行租賃我還可以收取一定傭金,本錢早就賺回來了?!?/p>
婚慶市場新亮點
小本創業蹲點也賺錢
對于未來的事業拓展,李總有著非常清醒的認識:“現在南陽市和全國很多城市一樣,正在大規模地搞房地產開發建設,旅游產業在南陽當地也是異軍突起。稍微細心一點的人會發現,現在的花園小區越來越漂亮,日式風格的、歐式風格的、地中海風格的、英倫風格的等等,這些西式風格的花園小區在售樓階段都會在園區內安排一定數量的看房車供看房者搭乘,皇家馬車無疑能為項目增添很多亮點,因此非常受到地產開發商的歡迎;而至于旅游景點選用旅游馬車作為觀光用交通工具自不必說,公司經過全面調查后,決定再增設幾臺,為大型房地產開發項目以及南陽市的旅游景點提供租車業務?!?/p>
河南華冠游樂設備廠張曉普總經理說:“目前像李健這樣正從事慶典服務業的購買用戶非常多,很重要一點在于,婚慶馬車的出現為婚慶市場增添了一道更為絢麗的風景,也就更容易在競爭中勝出。同時對于一些小本創業者來說,四輪馬車同樣不失為一種明智的創業選擇,投資不大,好經營。業務初期,可以和當地的所有的慶典服務公司掛鉤,由創業者個人負責車輛及馬匹的養護,然后在適當的時候租賃給影樓及慶典公司,每次都能收取至少1000元以上的傭金;另外一種方式就是在婚紗照外景拍攝集中的地方或者著名旅游景點,以“蹲點兒”方式吸引顧客的注意力,有顧客使用就像前面提到的那幾對新人一樣,向他們收取一定數量的租金,這樣幾單業務下來,本錢就全回來了。由于現在國內一線城市在養馬問題上沒有明確限制,因此,該項目特別適合城市、近郊以及中小縣城的個人創業者采用。公司配有全套的服務指導技術,還可提供馬匹,保證讓您創業無憂、財源滾滾?!?/p>
在公司上下的共同努力下,目前設備及技術已發展為國內領先水平,其馬車設計合理,材料均為特種鋼焊接,堅固耐用,平均使用年限達到20年以上,公司嚴把產品質量關。承諾用戶:整車3年免費維修。
河南華冠游樂設備廠
廠址:河南省許昌市襄城縣南環路東300米
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關鍵詞: 阻尼車輪; 振動特性; 輻板車輪; 模態試驗; 有限元
中圖分類號: U270.3.3文獻標志碼: B
Abstract: The vibration characteristics of three types of webbed wheels with or without a new webmounted noise shield are analyzed by the method of combining test with simulation. The results show that, the vibration reduction effect of the three types of wheels which are installed with the webmounted noise shield is significant in the whole frequency range of 0~6 400 Hz; the couplings between the radial vibration and the onenodalcircle axial vibration of the curved webbed wheels and the doubleS webbed wheels are easier to appear than that of the straight wheels; as to the three types of webbed wheels, the webmounted noise shield can not only reduce the radial vibration and the zeronodal circle axial vibration, but also alleviate the coupling between the radial vibration and the axial vibration. According to the vibration characteristics of the damped wheels, it can be predicted that the webmounted noise shield can effectively reduce the rolling and the curve squeal noise.
Key words: damped wheel; vibration characteristic; webbed wheel; modal test; finite element
引言
列車常見的噪聲主要包括輪軌噪聲、弓網噪聲、牽引噪聲和空氣動力學噪聲等.輪軌噪聲主要包括輪軌滾動噪聲、曲線嘯叫噪聲和輪軌沖擊噪聲等.[1]由于車輪本身材料阻尼非常低,大約為10-4,當機械結構發生共振時,機械系統的阻尼是可以起到減振作用的最關鍵因素之一[2],因此增加車輪阻尼會有效降低車輪振動聲輻射.在列車實際運行中,車輪與鋼軌的滾動接觸狀態會對車輪產生一定的附加接觸阻尼.接觸阻尼通常會使車輪阻尼從10-4增加到大于10-3.因此,增加的車輪阻尼必須超過車輪本身和由于輪軌接觸產生的附加阻尼才會有效抑制車輪的振動聲輻射.[3]
約束阻尼處理技術是一種有效的減振降噪方案,被廣泛用于列車低噪聲車輪技術中.該技術將一層薄的高阻尼的黏彈性阻尼材料粘貼于車輪(一般是輻板區域)與一層剛性約束層(通常是鋼和鋁合金等)之間.由于黏彈性阻尼層粘貼于基層(車輪輻板)與約束層(剛性層)之間,因此被稱為約束阻尼處理.JONES等[4]研究一種采用輻板約束阻尼處理的車輪,計算表明該車輪降低車輪滾動噪聲約3 dB.意大利ETR 500高速列車現場測試一種采用1 mm厚鋁板作為約束層的約束阻尼處理車輪表明,在列車運行速度為200~300 km/h時,可降低滾動噪聲4~5 dB.[56]BRACCIALI等[5]基于多目標優化實驗設計方法對橫截面聲學優化的車輪進行約束阻尼處理,通過仿真計算認為該方法對車輪滾動噪聲產生近10.0 dB(A)的降噪效果.
RONA項目設計一種1 mm厚的金屬屏蔽板,將其彈性安裝于車輪的輻板區域,對輻板輻射噪聲進行屏蔽.現場測試結果表明,在列車運行速度分別為150和300 km/h時,該輻板屏蔽車輪較標準車輪振動聲輻射分別降低5.0和6.0 dB(A).[7]在SILENT FREIGHT項目中將類似的輻板屏蔽裝置安裝在形狀優化后的車輪上,與標準車輪相比,這種車輪能夠降低車輪輻射噪聲約8 dB.[78]肖新標等[9]結合輻板屏蔽式車輪與約束阻尼車輪的優點研發一種列車車輪輻板降噪阻尼設備,仿真結果表明輻板降噪阻尼設備能有效降低高速列車車輪在運行中的寬頻帶滾動噪聲.
按照文獻[9]專利的技術要求,西南交通大學牽引動力國家重點實驗室設計研發一種“輻板屏蔽阻尼器”,將其安裝在國內現有的3種輻板形式的地鐵車輪上,并對其振動特性進行仿真和試驗研究.
1輻板屏蔽阻尼車輪簡介
1.1輻板屏蔽阻尼車輪原理
輻板屏蔽阻尼車輪結合輻板屏蔽車輪與約束阻尼車輪的優點,能夠在降低車輪振動的同時屏蔽輻板區域的輻射噪聲.
在車輪輻板區域加裝屏蔽板相當于在傳播路徑上對車輪輻板區域的輻射噪聲進行控制,聲波通過中間層的原理[10]見圖1.
單側的輻板屏蔽阻尼器由6個角度為60°等分的扇形阻尼結構組成,每個扇形阻尼結構由4層金屬板和3層阻尼材料組成,金屬板和阻尼材料的厚度選用2 mm等厚,阻尼材料選用ZN03型.將金屬約束層和阻尼層用特制工裝定位后,分層相互黏結并固化成型.選第1和3約束層與大安裝環連接固定,第2和4約束層與小安裝環固定,從而在兩端形成交替約束結構,見圖4(a).在車輪的輪輞與輪轂部位,制作相應的定位環和鎖緊螺絲孔.在單個扇形阻尼環片組裝完成后,逐一均勻地安裝到車輪的輪輞與輪轂之間,根據不同的試驗工況要求,選擇覆蓋車輪單側或雙側輻板區域,見圖4(b).
2.2仿真計算結果
車輪振動模態與圓盤振動模態相似,分為面內徑向振動模態、周向振動模態和面外軸向振動模態.面內振動可以用節徑數表征,表示為徑向模態(r,n)和周向模態(c,n),面外振動模態表示為(m,n),其中m代表節圓數,n代表節徑數.節徑是指在振動過程中圓板過圓心的一條或多條直徑位移保持為0;節圓則是在振動過程中圓板上一個或多個與邊界圓同心的圓的位移保持為0.基于上述有限元計算模型,給出3種輻板車輪顯著振動模態振型及其固有頻率,見圖7~9.由上述分析可知,對于直型輻板車輪,可以通過減小其徑向振動和軸向振動降低振動聲輻射;對于斜型和雙S型輻板車輪,還可以通過減小徑向振動和1節圓軸向振動的耦合降低其振動聲輻射.
由圖7~9可知,在車輪振動聲輻射顯著的頻帶內,車輪受到激勵時會出現一系列0節圓軸向振動和徑向振動.0節圓軸向振動是曲線嘯叫噪聲的易發模態,而徑向模態由于踏面位置變形較大且容易被輪軌垂向力所激發,因此是滾動噪聲的顯著模態.由圖7~9中徑向模態振型還可看出,與直型輻板車輪相比,斜型和雙S型輻板車輪徑向模態與1節圓軸向模態容易耦合,導致徑向模態與1節圓軸向模態振型的判斷較困難.徑向模態與1節圓軸向模態容易發生耦合的原因有2點:一方面因為這2種模態的固有頻率較接近;另一方面是非直型輻板形式和輪輞與輻板處的過渡較“尖銳”.值得注意的是,徑向模態與1節圓軸向模態的耦合也是輪軌滾動噪聲最為顯著的模態之一,因為這種耦合振動使得車輪踏面位置發生相對較大變形,同時車輪輻板產生較大振動也會向外界輻射聲能量.
3車輪振動特性試驗分析
3.1車輪振動頻響函數測試
振動頻響函數是振動系統頻域的重要參數,也是識別車輪模態參數的重要依據.為得到3種輻板形式車輪和對應的阻尼車輪關鍵位置的振動頻響函數,采用B&K公司型號為8206002的力錘對車輪進行激勵,采用型號為4508的加速度傳感器采集振動信號,見圖10.以直型輻板車輪為例,對應的阻尼車輪測點布置示意見圖11,從左至右依次是未安裝阻尼器的參考車輪、外側輻板區域安裝輻板屏蔽阻尼器車輪、內側輻板區域安裝輻板屏蔽阻尼器車輪和雙側輻板區域安裝輻板屏蔽阻尼器車輪,分別將后3種阻尼車輪簡稱為外側阻尼車輪、內側阻尼車輪和雙側阻尼車輪.在測試中,分別將標準車輪和阻尼車輪用彈性繩懸掛于懸臂梁上,近似模擬自由狀態.激勵位置分別為徑向激勵踏面名義滾動圓位置F1和軸向激勵輪緣位置F2,響應測點分別為踏面位置徑向振動響應和輪輞位置軸向振動響應.
對比固有頻率實測結果與仿真結果發現,實測結果軸向模態固有頻率較仿真結果低,徑向模態固有頻率較仿真結果偏高或偏低.產生上述差異主要有3個原因:第一,車輪模態試驗采用彈性繩懸掛近似模擬自由狀態會引起誤差;第二,實測標準車輪為安裝阻尼裝置,在輪輞與輪轂之間進行部分材料的切削和安裝螺栓孔的加工導致車輪剛度變??;第三,鐵路車輪輻板厚度的設計加工精度通常存在誤差,因此實測車輪與用于仿真計算的采用標準圖紙建模的仿真模型存在誤差.
基于上述仿真結果與試驗結果較好的一致性,結合圖7~9的車輪模態振型仿真結果和車輪頻響函數測試可得到阻尼車輪頻響函數及其峰值對應的模態振型,見圖12~14.結合圖12~14得到阻尼車輪減振效果顯著的頻段和該頻段對應的模態振型,分析輻板屏蔽阻尼器的減振原因.(a)徑向激勵(b)軸向激勵圖 12直型輻板車輪振動頻響函數
由圖12~14可知,在整個頻帶范圍內,阻尼車輪在共振頻率處的頻響函數幅值明顯低于無阻尼參考車輪,說明該阻尼車輪在較寬的頻帶范圍具有良好的減振效果.阻尼車輪對踏面位置的振動抑制效果主要是因為阻尼裝置包含兩端交替約束結構,當車輪輪輞與輪轂沿徑向產生相對變形時,帶動黏彈性阻尼層兩側的金屬板相對運動,在黏彈性阻尼層形成周期性剪應變,將機械能轉變為熱能而耗散振動能量,從而抑制屏蔽板及與其相連的車輪輪輞和車輪整體的徑向振動.因此,輻板屏蔽式阻尼裝置具有良好的徑向減振效果.阻尼車輪對輪輞軸向振動抑制效果主要因為阻尼裝置包含兩端交替約束結構,當車輪輪輞與輪轂沿軸向產生相對變形時屏蔽板發生彎曲,輪輞和輪轂分別帶動黏彈性阻尼層兩側的金屬板相對運動,與徑向錯動類似,在黏彈性阻尼層形成周期性剪應變,將機械能轉變為熱能而耗散振動能量,從而抑制屏蔽板和與其相連的車輪輪輞及車輪整體軸向振動.因此,輻板屏蔽式阻尼裝置對軸向振動具有良好的抑制效果.
斜型和雙S型輻板參考車輪的徑向和軸向振動頻響函數共振峰值數量較直型輻板參考車輪多,因為斜型和雙S型輻板車輪較直型輻板車輪的徑向振動和軸向振動更容易發生耦合,尤其是1節圓軸向模態與徑向模態振動頻率較接近的時候.因此,圖13和14中參考車輪的振動頻響函數包含徑向模態與1節圓軸向模態共同的作用,相比直型輻板參考車輪峰值數量多.通過對比3種阻尼車輪的頻響函數可以發現,斜型和雙S型輻板阻尼車輪頻響函數顯著峰值數目明顯減少,與直型輻板車輪相當,說明加裝輻板屏蔽阻尼裝置后能有效抑制斜型和雙S型輻板車輪徑向振動與1節圓軸向振動的耦合,進而說明輻板屏蔽阻尼裝置能有效抑制輪軌滾動噪聲.
4結論
(1)斜型和雙S型輻板參考車輪的徑向模態振動和一節圓軸向模態振動較直型輻板參考車輪更容易發生耦合.
(2)車輪徑向振動與一節圓軸向振動的耦合產生較大的踏面位置徑向振動和輻板區域的軸向振動,此耦合振動會對車輪輻射噪聲有較大的貢獻.
(3)輻板屏蔽阻尼裝置在較寬頻帶范圍內(0~6 400 Hz)對3種輻板形式的車輪均具有良好的減振效果,對車輪共振峰值的減振效果尤為明顯.
(4)輻板屏蔽阻尼裝置能有效抑制3種車輪的徑向振動和0節圓軸向振動.同時,輻板屏蔽阻尼裝置能有效減小斜型和雙S型輻板車輪的徑向模態與1節圓軸向模態的耦合.因此,可以預測輻板屏蔽阻尼車輪能有效抑制車輪滾動噪聲和曲線嘯叫噪聲.參考文獻:
[1]金學松, 張雪珊, 張劍, 等. 輪軌關系研究中的力學問題[J]. 機械強度, 2005, 27(4): 408418.
JIN Xuesong, ZHANG Xueshan, ZHANG Jian, et al. Mechanics in performance of wheelrail[J]. J Mech Strength, 2005, 27(4): 408418.
[2]劉棣華. 黏彈阻尼減振降噪應用技術[M]. 北京: 宇航出版社, 1990: 2022.
[3]THOMPSON D J. Railway noise and vibration[M]. Amsterdam: Elsevier, 2009: 3032.
[4]JONES C J C, THOMPSON D J, FRID A, et al. Design of a railway wheel with acoustically improved crosssection and constrained layer damping[C]//Proc 29th Int Congress Noise Contr Eng. Nice, 2000: 673678.
[5]BRACCIALI A, BIANCHI M. Lucchini CRS Syope damped wheels noise qualification[C]//Proc 13th Int Wheelset Congress. Roma, 2001.
[6]CERVELLO S, DONZELLA G, POLA A, et al. Analysis and design of a lownoise railway wheel[C]//Proc Institution Mech Eng. Firenze, 2001: 179192.
[7]THOMPSON D J, GAUTIER P E. A review of research into wheel/rail rolling noise reduction[C]//Proc Institution Mech Eng. Paris, 2006: 385408.
[8]HEMSWORTH B, GAUTIER P E, JONES R. Silent freight and silent track projects[C]//Proc 29th Int Congress Noise Contr Eng. Nice, 2000: 714719.
[9]肖新標, 王超. 一種車輪輻板降噪阻尼設備: 中國, ZL 2009 2 0266593.0[P]. 20100707.
關鍵詞:汽車制動;防抱死系統;技術分析
1 附著系數與車輪滑移率的關系
1.1 車輪滑移率
汽車正常行駛時,車速(即車輪中心的縱向速度)與車輪速度相同,可以認為車輪在路面上作純滾動。當駕駛員踏下制動踏板時,由于地面制動力的作用,使車輪速度減小,車輪處在滾動及滑動的狀態,實際車速與車輪速度不再相等,人們將車速棚車輪速度之間出現的差異稱為滑移。隨著制動系壓力的增加,車輪滾動成分越來越小,滑移成分越來越大。當車輪制動器抱死時,車輪已不再轉動,而是在地面上作完全滑動。
S=×100%=×100%
式中:S-車輪滑移率;v-車速(車輪中心縱向速度,m/s);vw-車輪速度(車輪瞬時圓周速度,vw=r?棕,m/s);r-車輪半徑(m);?棕-車輪轉動角速度(rad/s)。
車輪在路面上純滾動時,v=vw,車輪滑移率S=0;當車輪抱死在地面上滑動時,vw=0,車輪滑移率S=100%;車輪在路面上邊滾動邊滑動時,v>vw,車輪滑移率0
1.2 附著系數與滑移率的關系
車輪滑移率的大小對車輪與地面間附著系數有很大影響。通常,當滑移率S由0%-10%增大時,縱向附著系數?準x迅速增大。當滑移率處于10%-30%的范圍時,附著系數有最大值。該最大值稱為峰值附著系數,用?準p表示,此時與其相對應的車輛滑移率稱為峰值附著系數滑移率,用Sp表示。當滑移率繼續增大時,附著系數逐漸減小。當車輪抱死時,即完全滑動時的附著系數,一般稱為滑動附著系數。車輪抱死時的滑動附著系數一般總是小于峰值附著系數?準p。
隨著力F?準與附著系數?準的關系為F?準=Fz?準,當地面對車輪法向反作用力一定時,滑移率S大約在20%左右時具有最大附著力,因而也只有此時車輪與路面之間才能獲得最大地面制動力,具有最佳制動效果。通常,稱縱向附著系數最大時的滑移率S,為理想滑移率,也有的叫最優滑移率。如果滑移率超過理想滑移率時,附著力和地面制動力反而逐漸減小,使制動效能變差、制動距離增長,因此一般稱從理想滑移率到車輪抱死完全滑動階段為非穩定區。橫向附著系數越大,汽車制動時方向穩定性和保持轉向控制能力越強。當滑移率5:0時,橫向附著系數最大;隨著滑移率的增加,橫向附著系數越來越?。划斳囕啽罆r,橫向附著系數幾乎為零,此時導致橫向附著力幾乎為零,其危害是很大,主要體現為以下兩方面:(1)方向穩定性。由于橫向附著力很小,汽車失去抵抗橫向外力的能力,后輪很容易產生橫向滑移和使汽車發生地層、調頭等危害,使汽車失去方向穩定性。(2)失去轉向控制能力。在汽車轉向行駛時,盡管駕駛員此時操縱轉向盤,但由于輪維持汽車轉彎運動能力的橫向附著力已喪失,汽車仍將按原來慣性方向滑動,汽車就可能沖出路面,汽車不能按駕駛員的意愿行駛,使汽車失去轉向控制能力。
2 ABS的優缺點
2.1 ABS的優點是
(1)制動時保持方向穩定性;(2)制動時保持轉向控制能力;(3)縮短制動距離,在冰雪路面上,可以縮短制動距離10%;(4)減少輪胎磨損,提高輪胎的使用壽命6%-10%;(5)減少駕駛員緊張情緒;(6)提高汽車行駛的平均速度大約15%。
2.2 ABS的缺點是
(1)不能提供超越車輪路面所能承受的制動效果;(2)其性能的好壞受整車制動系統狀況的影響;(3)不能取代駕駛員的制動,只能在駕駛員制動時,幫助其達到制動效果;(4)在平滑的路面上制動,熟練駕駛員制動距離可能比ABS工作時制動距離要短,這主要是由于ABS允許滑移率降低到10%左右;(5)在松散的砂土和積雪較深的路面制動,車輪抱死制動要比ABS工作時的制動距離短。因為在這些路面上車輪制動抱死時,其表面物質如積污會被鏟起并堆在車輪前面,形成一種阻力,使制動距離變短,由于車輪不會抱死,反而沒有這種效果,所以在裝備ABS的汽車上一般在儀表盤上裝有一個開關,以便在這種路面上關閉ABS,使其不起作用。
3 ABS系統的結構與工作原理
3.1 ABS系統的結構
無論是液壓制動系統還是氣壓制動系統,控制制動防抱死系統均由傳感器電控單元和執行器三部分組成。下面以一汽紅旗CA7220型轎車裝用的ABS系統為例說明其工作原理。該系統主要由前、后車輪轉速化感器和液壓調節器、電子液壓控制單元和ABS警報燈等組成。ABS系統采用美國凱爾塞一海斯公司生產的EBC430型電子液壓控制單元(簡稱EHCU),它將液壓調節器和電控單元組合在一起,形成一個總成。
3.2 ABS系統工作原理
車輪轉速傳感器信號傳給電控單元后,電控單元通過運算,計算出車輪的速度、滑移率、汽車減速度,并根據不同車輪的不同工作狀態,通過分祈、比較和判定,對液壓調節器發出控制指令、控制制動力的大小,使滑移率保持在規定的范圍內。ABS系統的工作過程可以分為常規制動、制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力上升階段。下面分別進行說明。
3.2.1 常規制功階段
ABS不進行壓力控制,液壓調節器各阻斷閥處于開啟狀態,各減壓閥(常閉閥)處于關閉狀態,液壓調節器的管路是暢通的,各輪缸制動壓力隨制動主缸的壓力輸出而變化;制動液通過常開的阻斷閥芯中心,流到阻斷閥芯四周,進入制動輪缸。這時電動泵不工作,蓄能器和衰減器是空的,雖然常規制動時ABS不工作,但ECU,持續監視車輪俏號的輸入,判斷是否有必要進入ABS狀態。如果ABS由于出現了某種故障被切斷工作。駕駛員還可以進行常規制動。
3.2.2 制動壓力保持階段
如果駕駛員踩制動踏板過重,會造成制動器制動力大干車輪與路面之間的附著力,使汽車制動減速度很大。這時,車輪速度傳感器把車輪將抱死的信號傳給ECU,ECU控制ABS處于觸發狀態,使制動輪缸的制動壓力進入保壓狀態,ECU首先給阻斷閥通電,使電樞向下移動,關閉阻斷閥,制動輪缸壓力和制動主缸壓力隔絕,防止制動輪缸的壓力繼續增加。
3.2.3 制動壓力下降階段
在制動輪缸內制動壓力被隔絕后,車輪滑移率逐步增加,將要超出ABS工作范圍(一般滑移率在8%-35%之間),這時需要降低制動輪缸內的壓力,使車輪滑移率減小。它是通過在制動輪缸中泄出-部分制動液到低壓蓄能器而實現的。在這一過程中,ECU使減壓閥線圈通電,打開減壓閥,允許制動液從制動輪缸進入蓄能器。這個過程是由一組極短的通電脈沖信號控制的,每個脈沖作用于減壓閥,使減壓閥打開馬上又關閉,這樣制動輪缸中的壓力被逐步的降低,使車輪滾動成分增加。另外,從制動輪缸中泄出的制動液推動蓄能器的彈簧回縮,并儲存在蓄能器中。當蓄能器中的制動液達到一定量時,ECU起動回流泵把蓄能器中的制動液泵回制動主缸。
參考文獻
1、靜摩擦力通過傳動裝置成為驅動力
我們先從汽車的驅動輪受力情況分析.一般汽車的前輪為導向輪,后輪為驅動輪.以無滑滾動為例,由于發動機帶動傳動裝置使后輪受到一個驅動力矩的作用,產生轉動,使后輪與地面接觸處相對地面有向后運動的趨勢,于是路面對后輪產生向前的靜摩擦力,這個力就成為車輛前進的直接動力.那汽車的驅動力矩與什么因素有關呢?在發動機內部,當離合器接合飛輪與變速箱之后,引擎的動力就傳達至變速箱,簡單而言,變速箱內部就是兩排不同大小的齒輪,駕駛人在座艙內進行換檔動作時,撥動排檔桿,排檔桿連結的連桿會銜接至齒輪箱內,改變兩排齒輪的相對位置,藉著不同齒輪之間的搭配,完成變速的目的。兩個齒輪之間,如果被帶動齒輪與帶動齒輪的齒輪比越高,那么被帶動齒輪的旋轉速率越低、但是輸出扭力越高;反之,齒輪比越低,那么被帶動齒輪的旋轉速率越高、但是輸出扭力越低。用公式表示即為:
F×R=M×N1×N2×η
F:驅動力;R:車輪半徑;M:扭矩;N1:變速箱齒輪比;N2:最終齒輪比;η:機械效率
發動機產生的扭矩并不一定全部能轉化成為汽車前進的動力,如果地面比較光滑,路面與輪胎間的最大靜摩擦力小于理論驅動力,就不能使驅動輪做單純滾動而是邊滾邊滑,甚至原地轉動不能前進。
2、靜摩擦力做功問題的討論
【關鍵詞】 鐵路 貨車輪軸 檢修 常見故障
鐵路貨車輪對的作用主要是能夠保證貨車在鋼軌上的運行和轉向,承受來自貨車的所有靜載荷和動載荷,把載荷傳遞給軌道,并把因線路不平順產生的載荷傳遞給貨車各零部件。 此外,貨車的制動也是通過輪對起作用的。輪對的主要構件包括車軸、車輪和軸承以及其它附屬件,筆者接下來從輪對和軸承兩個較大的方面的常見故障進行探析。
1 輪對的常見故障分析
輪對故障在日常貨車檢修過程中最為常見,具體來說有踏面磨耗(剝離、擦傷或局部凹陷)、輪緣磨耗及車輪、車軸裂紋等情況。
1.1 踏面磨耗、踏面剝離、踏面擦傷或局部凹陷的原因與危害
(1)踏面磨耗。由于貨車的整個靜動載荷都是通過滾動的車輪傳遞給鋼軌的,形成輪軌之間的長期摩擦導致了車輪踏面磨耗。車輪踏面磨耗后就會加大鋼軌與車輪的接觸面積,從而導致摩擦變大,形成更大的運行阻力;也會破壞踏面的斜度,使貨車運行時的頻率變高、波長變小,使車輛缺乏平衡性;更嚴重的還可能撞擊到軌道連接螺栓,導致車輛脫軌事故。(2)踏面擦傷或局部凹陷。這種故障大多是由于車輪抱閘滑行不良、制動力過強引起的。也有部分是因為材質不好、局部縮孔不足等原因造成的。一旦形成這種故障會使貨車的車輪滾動圓周不圓,從而加劇沖擊和振動,造成軸承損傷乃至燃軸情況的發生。(3)踏面剝離。踏面剝離故障產生的原因是材質不好或者有夾渣,這些夾渣在貨車運行中被反復碾壓,久而久之就容易出現剝落的現象,同時,受熱脹冷縮的物理作用影響容易在剝面上形成許多細小的裂紋,導致踏面的金屬也被剝落。這種踏面的情況一旦超過必要限度就會使車輪的沖擊力和振動力加劇。
1.2 輪緣磨耗的原因與危害
貨車車輪在軌道上運行的過程中,輪緣的內外側易發生沖撞,特別是在曲線運動時,沖撞會更加劇烈,也會造成磨耗加劇。輪緣磨損程度越高,貨車行車就越不安全除輪緣厚度正常磨耗外,還有輪緣垂直異常磨耗,當這種磨耗超過一定限度時,會造成輪緣外形與鋼軌內側的形狀相一致,這無疑會增大兩者的接觸面積,既加大了貨車的運行阻力,又進而加速輪緣的磨耗,導致貨車脫軌。
1.3 車輪裂紋
車輪裂紋出現的部位在踏面、整體輪輪輞與輻板交界處及輻板孔附近以及輪緣根部時必須引起高度的關注。車輪踏面出現裂紋的原因是制動抱閘后部分輪輞厚度太薄或者過冷過熱造成的;輪輞與輻板交界處和輻板孔附近出現裂紋的原因是因為應力不夠集中或者材質問題造成的;輪緣根部出現裂紋主要是轉向架的橫向力太大引起的。不管是那種裂紋都會對貨車的運行造成阻礙和危害,嚴重時可能造成重大交通事故。
1.4 車軸裂紋
車軸裂紋主要原因是由于貨車載重過多導致車軸發生彎曲,使車軸上部產生空隙,下部受到壓迫,這樣就容易形成一些疲勞裂紋。在軸頸和防塵板座銜接的地方產生裂紋主要是由于圓弧過渡不良引起的。如果車軸的中央部分出現裂紋就可能是意外打擊以及杠桿磨傷等原因造成的。車軸的故障還包括軸身磨傷、軸身碰傷與軸身彎曲等其它損傷。首先,軸身磨傷主要是因為貨車輪對的車軸和制動拉桿組裝不良造成的。其次,車軸碰傷在貨車輪對運行過程中,其軸身易被碰到或者打擊到。另外,還有一種車軸斷裂的情況,就是滾動軸承的破損和崩裂所造成的切軸。
2 車輪故障的處理方法
對于在貨車輪對檢修過程中發現的上述車輪故障,在輪對收入時必須用檢測器具或自動測量設備測量故障程度。踏面故障和輪緣故障要進行旋修處理,旋修后各部尺寸和狀態必須符合技術要求方可裝車使用;對于輻板孔裂紋故障,在規定限度之內的可繼續使用,超出限度的須送輪廠處理;對于車軸故障,軸身磕碰傷或磨損小故障可通過打磨,符合技術限度后繼續使用,對于軸身彎曲等嚴重故障,需要送輪廠處理或報廢。
3 軸承的常見故障分析
鐵
路貨車故障除了車輪故障外,最常見的就是軸承故障,主要有剝離、保持架裂損等。
3.1 軸承剝離故障產生原因
剝離是軸承零件工作表面在高接觸應力的循環作用下產生的金屬片狀剝落現象,具有一定的深度和面積;表面呈凹凸不平鱗狀;具有尖銳的溝角,通常呈現疲勞擴展特征的海灘狀條紋。剝離形式主要有條狀剝離、點狀剝離、片狀剝離、塊狀剝離等。其產生的原因有:(1)滾動接觸疲勞損傷。(2)軸承承受過高的接觸載荷或沖擊載荷等異常載荷。(3)軸承組件材料純凈度低或熱處理工藝不當。(4)軸承組裝不當、不良。
3.2 保持架裂損故障產生原因
保持架傷損可表現為磕碰傷、變形、磨損、斷裂、熔化等,傷損主要原因有:(1)保持架受到頻繁的振動和沖擊,造成變形或斷裂。(2)保持架受到滾動體的磨摩擦和磨損。(3)軸承溫度過高,達到保持架軟化點或熔點,引起保持架變形或熔化。(4)在軸承組裝或軸承清洗過程中保持架受外力被損傷。(5)保持架材料中存在雜質,造成強度下降。
在輪軸檢修作業時,尤其是要加強軸承收入盤動檢查,重點檢查判斷軸承是否有異音、卡滯的現象,剝離、保持架裂等軸承內部故障如不能及時發現,就會在車輛運行中造成高溫、熱軸甚至可能演變為熱切軸事故。
4 結語
總之,要想了解貨車輪軸的常見故障就要從輪對和軸承兩個方面下功夫。我們要想進一步解決這些故障就必須分析這些故障產生的原因,了解這些故障的危害,才能研究出有針對性的檢修加強措施,才能做到防患于未然。
參考文獻:
[1]鐵道科學研究院金屬及化學研究所編.鐵路貨車輪軸典型傷損圖冊.北京:中國鐵道出版社,2006(6).
[2]劉吉遠,陳雷編著.鐵路貨車輪軸技術概論.北京:中國鐵道出版社,2009(11).