[發(fā)明專利]一種剎車片磨損在線監(jiān)測及剎車片壽命估算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210446435.3
• 申請(qǐng)日: 2022-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN114838071A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王陽;毋少峰;武興旺;汪永禮;宋杰;倪敬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江成峰實(shí)業(yè)有限公司;杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F16D66/02
• 分類號(hào): F16D66/02;G06F30/20;G06F113/26;G06F119/04;G06F119/08
• 代理公司: 杭州昊澤專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33449
• 代理人: 黃前澤

本發(fā)明公開了一種剎車片磨損在線監(jiān)測及剎車片壽命估算方法，根據(jù)車輛真實(shí)路況下的制動(dòng)狀態(tài)，考慮了剎車片在實(shí)際制動(dòng)過程中受高溫影響產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)與材料磨損定量計(jì)算公式相結(jié)合，通過監(jiān)測剎車片的溫度、推動(dòng)剎車片的液壓油油壓、車輛實(shí)時(shí)車速、制動(dòng)時(shí)間以及剎車片的實(shí)時(shí)磨損量，分析剎車片的磨損演變特性，從而預(yù)測剎車片的剩余壽命并及時(shí)提供溫度和磨損預(yù)警。本發(fā)明方法簡單且具有更高的監(jiān)測精度與預(yù)測準(zhǔn)確度，應(yīng)用在剎車片剩余使用壽命的檢測上，大大提高了車輛的駕駛安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程機(jī)械剎車系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種剎車片磨損在線監(jiān)測及剎車片壽命估算方法。

背景技術(shù)

盤式制動(dòng)器由于其優(yōu)異的制動(dòng)性能、簡單的結(jié)構(gòu)以及低廉的成本被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。剎車片是盤式制動(dòng)器中的重要部件，在制動(dòng)過程起到極其重要的作用；然而剎車片在頻繁制動(dòng)的過程中，會(huì)與制動(dòng)盤頻繁的摩擦與沖擊，極易產(chǎn)生高溫與造成磨損。剎車片的磨損情況對(duì)制動(dòng)器的制動(dòng)性能起到直接影響，且制動(dòng)器中剎車片的剩余壽命也與駕駛員的生命安全息息相關(guān)。隨著工程機(jī)械對(duì)于安全可靠要求的進(jìn)一步提升，對(duì)制動(dòng)器中剎車片的磨損監(jiān)測及壽命預(yù)估也提出了更為嚴(yán)苛的要求。因此，能夠?qū)χ苿?dòng)器中剎車片進(jìn)行在線監(jiān)測及其剩余使用壽命進(jìn)行有效評(píng)估成為解決問題的關(guān)鍵。

目前國內(nèi)外針對(duì)剎車片的在線監(jiān)測及剎車片壽命預(yù)測裝置較少，如公開號(hào)“CN102774373B”的發(fā)明公開了一種汽車剎車片厚度實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過兩個(gè)渦流傳感器用于實(shí)時(shí)檢測剎車片的厚度，并將該信號(hào)反饋至駕駛系統(tǒng)；該方法提高了測量精度，相比接觸式開關(guān)原理的剎車片磨損檢測系統(tǒng)，能夠提供更多的關(guān)鍵信息，而且實(shí)施方便，通用性高，增加了駕駛員的安全掌控能力。如公開號(hào)“CN105822706A”的發(fā)明公開了一種剎車片磨損情況報(bào)警方法及裝置，其中，剎車片磨損情況報(bào)警方法包括：通過感應(yīng)器檢測剎車片與剎車盤之間的距離，得到測量距離；根據(jù)得到的測量距離，分析得到剎車片磨損程度，根據(jù)剎車片磨損程度，發(fā)送報(bào)警信號(hào)，用戶無需對(duì)剎車片進(jìn)行查看，即能方便地獲知?jiǎng)x車片的磨損情況，以便及時(shí)對(duì)剎車片進(jìn)行更換，提高了獲取剎車片磨損情況的便利性，避免了因剎車片的厚度過薄而出現(xiàn)行車安全隱患。公開號(hào)“CN212447484U”的發(fā)明提供了一種剎車片磨損監(jiān)測裝置、剎車系統(tǒng)和工程車輛，其中，剎車片磨損監(jiān)測裝置用于監(jiān)測剎車片是否磨損。剎車片磨損監(jiān)測裝置包括：控制器和檢測電路，檢測電路的數(shù)量與剎車片的數(shù)量一一相對(duì)應(yīng)，控制器根據(jù)檢測電路的狀態(tài)確定發(fā)生磨損的剎車片。但上述專利技術(shù)均僅涉及對(duì)剎車片的厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并未涉及對(duì)剎車片剩余壽命的預(yù)測，而剎車片的剩余壽命與剎車片的實(shí)時(shí)溫度、制動(dòng)器油壓、當(dāng)前車速等數(shù)據(jù)均息息相關(guān)。對(duì)剎車片壽命的預(yù)測可提醒駕駛員養(yǎng)成良好的剎車行為，并且告知駕駛員提前更換剎車片，以免造成事故。因此，設(shè)計(jì)一種剎車片在線監(jiān)測及剎車片壽命估算方法迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前車輛剎車片長時(shí)間高頻率制動(dòng)條件下，溫度升高快、易磨損，無法對(duì)剎車片的壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測等問題，提出一種剎車片磨損在線監(jiān)測及剎車片壽命估算方法，能夠根據(jù)剎車片實(shí)時(shí)磨損量、剎車片的溫度、車速和推動(dòng)剎車片的液壓油油壓數(shù)據(jù)，對(duì)剎車片的剩余壽命進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種剎車片磨損在線監(jiān)測及剎車片壽命估算方法，具體如下：

制動(dòng)器開始制動(dòng)時(shí)，對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)活塞均被液壓油推出，兩個(gè)活塞分別推動(dòng)一片剎車片，兩片對(duì)稱設(shè)置的剎車片將制動(dòng)盤抱緊，并產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦；其中，剎車片在滑動(dòng)摩擦的過程中產(chǎn)生磨損，且剎車片為復(fù)合材料，根據(jù)以聚合物為基體的復(fù)合材料磨損定量計(jì)算公式，得到如下計(jì)算式：

ΔW＝αP^aV^bt^c

其中，α、a、b和c均為常數(shù)；ΔW為制動(dòng)過程中剎車片產(chǎn)生的磨損量；t為剎車片與制動(dòng)盤的摩擦?xí)r間；P為液壓油油壓；V為剎車片與制動(dòng)盤滑動(dòng)摩擦?xí)r的相對(duì)速度；