Дисковый тормоз

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 Дисковый тормоз 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 Коэффициент вязкого трения, , 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 Параметры трения установите флажок для параметра Тепловой порт. Включение теплового порта также позволяет изменять значения для следующих параметров:

Параметры трения > Вектор коэффициентов трения покоя
Параметры трения > Вектор коэффициентов трения скольжения
Тепловой порт > Теплоемкость

Переменные

Используйте группу параметров Целевые значения, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.

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 Тепловой порт.

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Геометрические характеристики

# Средний радиус колодки — средний радиус крепления тормозной колодки
м | мкм | мм | см | км | 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

# Диаметр поршня тормозного цилиндра — диаметр поршня
м | мкм | мм | см | км | 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

# Количество колодок — количество колодок

Details

Количество тормозных колодок.

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

Параметры трения

# Тепловой порт — 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

# Коэффициент трения покоя — статическое трение

Details

Коэффициент статического трения. Значение должно быть больше, чем значение, заданное для параметра Коэффициент трения скольжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Тепловой порт.

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

# Коэффициент трения скольжения — контактное трение

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Тепловой порт.

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

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Тепловой порт.

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

# Вектор коэффициентов трения покоя — 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 Температура;
Значения должны быть больше, чем соответствующие значения, указанные для векторного параметра Вектор коэффициентов трения скольжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Тепловой порт.

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

# Вектор коэффициентов трения скольжения — 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 Температура;
Значения монотонно возрастают;
Каждое значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Тепловой порт.

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

# Коэффициент вязкого трения — коэффициент вязкого трения
Н*м*с/рад | 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

# Теплоемкость — теплоемкость
Дж/К | кДж/К

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Тепловой порт.

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

Примеры

Моделирование движения электромобиля по циклу WLTC