Disc Brake

Тормозной диск с нажимным цилиндром и колодками.

Тип: Engee1DMechanical.Brakes.Disc

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Brakes & Detents/Rotational/Disc Brake

Описание

Блок Disc Brake представляет собой тормозной диск, выполненный в виде цилиндра, оказывающего давление на одну или несколько тормозных колодок, которые контактируют с ротором вала. В результате трения колодок возникает тормозной элемент, который противодействует вращению вала.

Модель дискового тормоза

На этом рисунке показаны вид спереди и слева тормозного диска.

disc brake ru

Тормозной диск преобразует давление в тормозном цилиндре в усилие, которое прикладывается по среднему радиусу тормозной колодки. Уравнение, которое блок использует для расчета тормозного момента, зависит от скорости вращения диска, , так что при ,

Однако когда , крутящий момент, прикладываемый тормозом, равен внешнему крутящему моменту, приложенному к ротору. Максимальное значение тормозного момента, в случае , определяется как:

В обоих случаях ,

где

– тормозной момент;
– приложенное давление в поршне;
– скорость вращения диска;
– количество тормозных колодок;
– коэффициент статического трения между колодками и ротором;
– коэффициент кинетического трения между колодками и ротором;
– диаметр тормозного поршня;
– средний радиус приложения усилия тормозной колодки к диску ротора;
– внешний радиус тормозной колодки;
– внутренний радиус тормозной колодки.

По умолчанию блок моделирует сухой тормоз. Вы можете смоделировать вязкое трение, установив для параметра Viscous friction coefficient, , ненулевое значение. Крутящий момент на диске в системе с вязким трением равен:

Тепловая модель

Вы можете смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры блока с помощью порта H, дополнительного ненаправленного порта. Чтобы включить порт, в настройках Friction установите флажок для параметра Thermal Port. Включение теплового порта также позволяет изменять значения для следующих параметров:

Friction > Static friction coefficient vector
Friction > Coulomb friction coefficient vector
Thermal Port > Thermal mass

Порты

Вход

# P — давление в цилиндре
скаляр

Details

Входной порт, связанный с давлением в цилиндре.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Ненаправленные

# S — вал
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с вращающимся валом диска.

Имя для программного использования

shaft_flange

# H — тепловой поток
тепло

Details

Ненаправленный порт, связанный с тепловым потоком.

Тепловой порт позволяет моделировать тепловой поток между блоком и подключенной сетью.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок для параметра Thermal Port.

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Геометрические характеристики

# Mean pad radius — средний радиус крепления тормозной колодки
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Средний радиус тормозных колодок.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`150.0 mm`
Имя для программного использования	`mean_radius_pad`
Вычисляемый	Да

# Cylinder bore — диаметр поршня
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Диаметр тормозного поршня.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`10.0 mm`
Имя для программного использования	`cylinder_bore`
Вычисляемый	Да

# Number of brake pads — количество колодок

Details

Количество тормозных колодок.

Значение по умолчанию	`2`
Имя для программного использования	`pad_count`
Вычисляемый	Да

Параметры трения

# Thermal Port — тепловая модель

Details

Установите этот флажок, чтобы включить тепловой поток и изменения температуры.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`has_thermal_port`
Вычисляемый	Нет

# Static friction coefficient — статическое трение

Details

Коэффициент статического трения. Значение должно быть больше, чем значение, заданное для параметра Coulomb friction coefficient.

Зависимости

Этот параметр доступен, если для параметра Thermal Port не установлен флажок.

Значение по умолчанию	`0.9`
Имя для программного использования	`static_friction_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Coulomb friction coefficient — контактное трение

Details

Коэффициент кулоновского трения на поверхности контакта колодки с диском. Значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр доступен, если для параметра Thermal Port не установлен флажок.

Значение по умолчанию	`0.7`
Имя для программного использования	`coulomb_friction_coefficient`
Вычисляемый	Да

Details

Массив значений температур, используемых для построения одномерной интерполяционной таблицы соответствия температуры и эффективности. Значения массива должны монотонно возрастать.

Зависимости

Этот параметр доступен, если для параметра Thermal Port установлен флажок.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`[280.0, 300.0, 320.0] K`
Имя для программного использования	`temperature_vector`
Вычисляемый	Да

# Static friction coefficient vector — вектор статического трения

Details

Вектор значений коэффициентов статического трения, такой, что:

Количество элементов в векторе должно быть таким же, как количество элементов в указанном векторе для параметра Temperature;
Значения должны быть больше, чем соответствующие значения, указанные для векторного параметра Coulomb friction coefficient vector.

Зависимости

Этот параметр доступен, если для параметра Thermal Port установлен флажок.

Значение по умолчанию	`[0.9, 0.8, 0.7]`
Имя для программного использования	`static_friction_coefficient_vector`
Вычисляемый	Да

# Coulomb friction coefficient vector — вектор контактного трения

Details

Вектор значений коэффициентов кулоновского трения на поверхности контакта колодки с диском, такой, что:

Количество элементов в векторе должно быть таким же, как количество элементов в указанном векторе для параметра Temperature;
Значения монотонно возрастают;
Каждое значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр доступен, если для параметра Thermal Port установлен флажок.

Значение по умолчанию	`[0.8, 0.7, 0.6]`
Имя для программного использования	`coulomb_friction_coefficient_vector`
Вычисляемый	Да

Details

Угловая скорость, при которой трение меняет свою модель со статической на кинетическую.

Единицы измерения	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
Значение по умолчанию	`0.1 rad/s`
Имя для программного использования	`w_breakaway`
Вычисляемый	Да

# Viscous friction coefficient — коэффициент вязкого трения
N*m*s/rad | mN*m*s/rad | kN*m*s/rad | kgf*m*s/rad | lbf*ft*s/rad

Details

Модель вязкого трения представляет собой потерю энергии на охлаждающую/смазывающую жидкость между колодками и диском. Для моделирования такой системы укажите ненулевое значение коэффициента вязкого трения.

Единицы измерения	`Nms/rad` \| `mNms/rad` \| `kNms/rad` \| `kgfms/rad` \| `lbffts/rad`
Значение по умолчанию	`0.0 Nms/rad`
Имя для программного использования	`viscous_coefficient`
Вычисляемый	Да

Тепловой порт

# Thermal mass — теплоемкость
J/K | kJ/K

Details

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры компонента на один градус. Чем больше теплоемкость, тем более устойчив компонент к изменению температуры.

Зависимости

Этот параметр доступен, если для параметра Thermal Port установлен флажок.

Единицы измерения	`J/K` \| `kJ/K`
Значение по умолчанию	`50.0 kJ/K`
Имя для программного использования	`thermal_mass`
Вычисляемый	Да

Initial Targets

Temperature

Priority — приоритет температуры
High (по умолчанию) | Low| None

Details

Приоритет температуры, заданный как High, Low или None.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок для параметра Thermal Port.

Value — значение температуры
300 K (по умолчанию) | скаляр

Details

Значение температуры, заданное в виде вещественного скаляра.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок для параметра Thermal Port.

Типы данных

Float64

Смотрите также

Band Brake

Примеры

Моделирование движения электромобиля по циклу WLTC