《英文版汽车》由会员分享，可在线阅读，更多相关《英文版汽车（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Design considerations for an automotive magnetorheological brake Kerem Karakoca, Edward J. Park, a, and Afzal SulemanaaDepartment of Mechanical Engineering, University of Victoria, P.O. Box 3055, STN CSC, Victoria, BC, Canada V8W 3P6Receiivedd 100 Occtobber 20007; accepptedd 222 Feebruuaryy 20008. A
2、vaillablle oonliine 11 Aprril 20008. AbstrracttIn thhis papper, deesiggn cconssideerattionns ffor buiildiing an auttomootivve mmagnnetoorheeoloogiccal (MRR) bbrakke aare disscusssedd. TThe proopossed braake connsissts of mulltipple rottatiing dissks immmerssed in a MMR ffluiid aand an encclossed ele
3、ectrromaagneet. Wheen ccurrrentt iss apppliied to thee ellecttrommagnnet, thhe MMR ffluiid ssoliidiffiess ass itts yyielld sstreess varriess ass a funnctiion of thee maagneeticc fiieldd apppliied. Thhis conntroollaablee yiieldd sttresss pprodducees ssheaar ffricctioon oon tthe rottatiing dissks, gee
4、nerratiing thee brrakiing torrquee. IIn tthiss woork, prractticaal ddesiign criiterria succh aas mmateeriaal sseleectiion, seealiing, woorkiing surrfacce aareaa, vvisccouss toorquue ggeneerattionn, aapplliedd cuurreent dennsitty, andd MRR flluidd seelecctioon aare connsiddereed tto sseleect a bbasii
5、c aautoomottivee MRR brrakee coonfiigurratiion. Thhen, a finnitee ellemeent anaalyssis is perrforrmedd too annalyyze thee reesulltinng mmagnnetiic ccirccuitt annd hheatt diistrribuutioon wwithhin thee MRR brrakee coonfiigurratiion. Thhis is folllowwed by a mmulttidiisciipliinarry ddesiign opttimiiza
6、ttionn (MMDO) prroceedurre tto oobtaain opttimaal ddesiign parrameeterrs tthatt caan ggeneeratte tthe maxximuum bbrakkingg toorquue iin tthe braake. A prootottypee MRR brrakee iss thhen buiilt andd teesteed aand thee exxperrimeentaal rresuultss shhow a ggoodd coorreelattionn wiith thee fiinitte eele
7、mmentt siimullatiion preedicctioons. Hoowevver, thhe bbrakkingg toorquue ggeneeratted is stiill farr leess thaan tthatt off a connvenntioonall hyydraauliic bbrakke, whiich inddicaatess thhat a rradiicall chhangge iin tthe bassic braake connfigguraatioon iis rrequuireed tto bbuilld aa feeasiiblee auu
8、tommotiive MR braake.Keywoordss: MMechhatrroniic ddesiign; Maagneetorrheoologgicaal ffluiid; Auttomootivve bbrakke; Maggnettic cirrcuiit; Finnitee ellemeent anaalyssis; Muultiidisscipplinnaryy deesiggn ooptiimizzatiion; Brrakee-byy-wiireArticcle Outtlinne1. Introoducctioon2. Analyyticcal moddeliing
9、of MR braake3. Desiggn oof MMR bbrakke3.1. Maggnettic cirrcuiit ddesiign 3.2. Matteriial sellecttionn 3.2.11. Maagneeticc prropeertiies3.2.22. Sttruccturral andd thhermmal prooperrtiees3.3. Seaalinng 3.4. Worrkinng ssurffacee arrea 3.5. Visscouus ttorqque genneraatioon 3.6. Appplieed ccurrrentt deen
10、siity 3.7. MR fluuid sellecttionn4. Finitte eelemmentt moodellingg off thhe MMR BBrakke5. Desiggn ooptiimizzatiion6. Overvvieww off exxperrimeentaal ssetuup7. Experrimeentaal rresuultss7.1. Disscusssioons8. ConcllusiionReferrencces1. InntrooducctioonThe aautoomottivee inndusstryy haas ddemoonsttratt
11、ed a ccommmitmmentt too buuildd saaferr, ccheaaperr annd bbettter perrforrminng vvehiiclees. Forr exxampple, thhe rreceentlly iintrroduucedd “ddrivve bby wwiree” ttechhnollogyy haas bbeenn shhownn too immproove thee exxisttingg meechaaniccal sysstemms iin aautoomobbilees. In othher worrds, thhe ttra
12、dditiionaal mmechhaniicall syysteems aree beeingg reeplaacedd byy immproovedd ellecttrommechhaniicall syysteems thaat aare ablle tto ddo tthe samme ttaskks ffastter, moore relliabbly andd moore acccuraatelly. In thhis papper, ann ellecttrommechhaniicall brrakee (EEMB) prrotootyppe ssuittablle ffor “
13、brrakee-byy-wiire” apppliccatiionss iss prreseenteed. Thee prropoosedd brrakee iss a maggnettorhheollogiicall brrakee (MMRB) thhat pottenttiallly hass soome perrforrmannce advvanttagees ooverr coonveentiionaal hhydrraullic braake (CHHB) sysstemms. A CCHB sysstemm innvollvess thhe bbrakke ppedaal, hy
14、ddrauulicc flluidd, ttrannsfeer llinees aand braake acttuattorss (ee.g. diisk or druum bbrakkes). WWhenn thhe ddrivver preessees oon tthe braake peddal, thhe mmastter cyllindder prooviddes thee prresssuree inn thhe bbrakke aactuuatoors thaat ssqueeezee thhe bbrakke ppadss onnto thee rootorrs, genner
15、aatinng tthe useefull frricttionn foorcees (thuus tthe braakinng ttorqque) too sttop a vvehiiclee. HHoweeverr, tthe CHBB haas aa nuumbeer llimiitattionns, inccluddingg: (i) dellayeed rrespponsse ttimee (22003000mss) ddue to preessuure buiild up in thee hyydraauliic llinees, (iii) bbulkky ssizee annd hheavvy wweigght duee too itts aauxiiliaary hyddrauulicc coompoonennts succh aas tthe massterr cyylinnderr, (iiii) bbrakke ppad weaar ddue to itss frricttionnal braakinng mmechhaniism, annd (iv) loow bbrak
