摩擦材料縮比試驗原理及試驗方法和測試設備研究_41_45

1、34222(2Jn rn m =(2-36 (21:1試驗參數確定試驗慣量已知被試車型的車輪載荷W 和輪胎半徑r 1,按照轎車制動器臺架試驗方法(QC/T564-1999,臺架試驗的試驗慣量J 1按下式求出:J 1=W r 12 /2g (2-37式中:J 1轉動慣量,(N·m·s 2; W雙輪計算載荷,W=K·(G 0+2600,(N ; r 1輪胎滾動半徑,(m;g重力加速度,9.81(m/s 2; G 0空車載荷(指空車時制動器所承受的載荷; 只做一個制動器試驗時,其轉動慣量計算:J 1=W 1·r 12 /2g式中:W 1單輪計算載荷, W 1=

2、KG 1(1+h g /b,(N ; G 1空車時前軸載荷,(N;附著系數,取0.7;h g 空車時重心高度,(mm ; b重心到后軸距離,(mm ;K修正系數,K=0.86。1:1試驗慣量數值有時可直接在車輛的技術文件中查到,不必計算。如查閱捷達轎車整車技術參數表可知:其前軸試驗慣量為45 (kg.m 2。主軸轉速按照轎車制動器臺架試驗方法(QC/T564-1999,1:1試驗主軸轉速為:n 1=2.65V 1/r 1 (2-38式中:n 1試驗臺主軸轉速,(r/min; V 1試驗車速,(Km/h; r 1輪胎滾動半徑,(m;制動減速度按照轎車制動器臺架試驗方法(QC/T564-1999,

3、1:1試驗制動減速度為:a 1=M 1·r 1/J 1 (2-39式中:a 1試驗的制動減速度,(m/s 2;35M 1試驗的制動力矩,(N·m ;J 1轉動慣量,(N·m·s 2; 1:1臺架試驗標準往往對制動減速度的具體數值有明確規(guī)定,試驗時根據上述公式對制動力矩進行設定和控制,以滿足試驗對減速度的要求。制動管路壓力1:1試驗的制動力往往是指制動管路壓力,一般臺架試驗標準對其數值有具體的規(guī)定。(31:1試驗方法與標準1:1試驗的試驗方法與標準較多,如,如歐盟的AK mas-ter 系列,美國的SAE J212、SAE J 2681,日本的JASO40

4、6等,我國的有:QC/T582-99、QC/T564-99 、QC/T239-99 、QC/T479-99。除此之外,還有一些企業(yè)標準,如德國大眾公司的VW-TL110等。對比來看,各個試驗規(guī)范規(guī)定的試驗項目和內容基本相同,主要有效能試驗、熱衰退和熱恢復試驗及磨損試驗等,但具體試驗程序、評定內容稍有不同。就評價指標講,有衰退率、恢復率、力矩穩(wěn)定性系數、摩擦系數、磨損率等。其中摩擦系數是一個重要的評價指標,其基本表達式為:111112R A P M F F N f=µ(2-40 式中: F f :2個制動襯片產生的制動摩擦力,F f =M 1/ R 1;M 1:2個制動襯片產生的制動摩

5、擦力矩,1個襯片產生的摩擦力矩為M 1/2;R 1:摩擦力作用的摩擦半徑;F N :摩擦材料摩擦面所受法向制動力,F N = P 1×A 1;P 1:制動管路壓力;A 1:制動輪缸工作面積。2.5.2 縮比試驗原理(1縮比試驗模擬原理縮比試驗是模擬盤式制動器1:1臺架試驗。從相似性考慮,縮比試驗也采用 飛輪方式模擬慣性負載。以1個試樣單面摩擦方式模擬1:1試驗2個制動襯片雙面摩擦,并采用與1:1試驗相同的試驗方法與標準,其試驗參數是以1:1試驗參數為基礎,按相似常數進行換算而設置。其試驗項目與過程與1:1試驗完全相同。其試驗原理如圖2-3所示。 361-摩擦材料縮比試樣2-縮比制動盤

6、3-慣性飛輪圖2-3 縮比試驗原理圖(2縮比試驗參數確定試驗慣量的確定由1:1試驗慣量J 1,慣量相似常數C J =1/40,可求出縮比試驗慣量J 2為:J 2=C J ·J 1=J 1/40(2-41臺架試驗主軸轉速的確定由1:1試驗轉速n 1,轉速相似常數C n =2,可求出縮比試驗主軸轉速n 2為:n 2=C n n 1=2 n 1 (2-42試驗減速度的確定縮比試驗減速度表達式形式同1:1試驗一致,縮比試驗減速度a 2為:a 2=M 2·r 2/J 2(2-43式中:a 2縮比試驗制動減速度,(m/s 2;M 2縮比試驗制動力矩,(N·m ; r 2縮比試

7、驗假設的輪胎滾動半徑,(m 。根據制動減速度相同的縮比試驗模擬準則,縮比試驗制動減速度與1:1試驗是相同的,其具體數值由試驗方法標準規(guī)定?？s比試驗時根據式(2-43確定需要施加的制動力矩的大小,并通過制動力進行控制,以滿足試驗對減速度的要求。制動力1:1臺架試驗標準中制動力一般是制動管路壓力P 1,其數值有具體規(guī)定。摩擦襯片所受的法向制動力F 1是制動管路壓力P 1與制動輪缸的面積A 1的乘積,即F 1=P 1×A 1。由法向制動力相似常數C F =1/5可知,縮比試驗加載系統施加的作用于縮比試樣表面的法向制動力F 2為F 1的1/5,即F 2=F 1/5。制動輪缸是被試制動器總成的

8、一部分,不同車型制動輪缸的工作面積幾乎是不一樣的。從試驗方便性以及試驗機結構上考慮,縮比試驗設備上的制動加載裝置(制動缸不可能隨模擬車型的不同而隨時更換,而只能是縮比試驗設備上一個固定的零部件;而且,其工作面積不可能等于所有車型制動器制動輪缸的工作面積。因此,為保證摩擦材料工作比壓相等,縮比試驗很難采用與1:1臺架試驗37相同的制動管路壓力,因此縮比試驗并不以制動管路壓力為直接控制條件,而是在保證摩擦材料工作比壓相等的前提下,以作用在摩擦材料縮比試樣上的制動力為直接控制對象,縮比試驗時根據與1:1試驗法向制動力的縮比關系,直接控制加載系統輸出的法向制動力大小,模擬1:1試驗制動管路壓力,以滿足

9、制動力相似性要求。(3縮比試驗方法與標準為保證試驗的可比性,縮比試驗采用與1:1試驗完全相同的試驗方法與標準?？s比試驗參數按相似常數換算,試驗項目內容、試驗程序和評價指標完全相同。在評價指標中要注意摩擦系數的計算。從摩擦系數物理意義講,縮比試驗與1:1試驗是完全相同的,都是摩擦力F f 與法向制動力F N 的比值,但具體表達式有所區(qū)別。1:1試驗的摩擦力(力矩是2個摩擦襯片與制動盤摩擦而產生的,其摩擦系數表達式如式(2-40所示?？s比試驗的摩擦力(力矩是1個試樣與制動盤摩擦而產生的,所以,縮比試驗摩擦系數基本表達式為:22222R F M F F f=µ(2-44 式中: F f :縮比試驗的制動摩擦力,F f =M 2/ R 2 (N;M 2:縮比試驗的制動摩擦力矩(N.m;R 2:縮比試驗摩擦力作用的摩擦半徑(m;F 2:縮比試樣所受法向制動力(N。2.6 本章小結通過前述的分析,本論文將小樣試驗與臺架試驗可比性差的根本原因歸結為小樣試驗與臺架試驗不具有試驗相似性,并提出了將縮比試驗引入摩擦材料摩擦磨損試驗,用于小樣試驗與臺架試驗可比性研究的思想。本章介紹了縮比試驗及應用,闡述了將縮比試驗應用于汽車摩擦材料摩擦磨損試驗的依據和意義;分析研究了縮比試驗的理論依據-相似原理的內容,重點是相似三定理;確定了縮比試驗中起主要作用的模擬參量種類和縮比試驗的試驗模擬準