摩擦材料縮比試驗(yàn)原理及試驗(yàn)方法和測(cè)試設(shè)備研究_41_45

1、34222(2Jn rn m =(2-36 (21:1試驗(yàn)參數(shù)確定試驗(yàn)慣量已知被試車(chē)型的車(chē)輪載荷W 和輪胎半徑r 1,按照轎車(chē)制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法(QC/T564-1999,臺(tái)架試驗(yàn)的試驗(yàn)慣量J 1按下式求出:J 1=W r 12 /2g (2-37式中:J 1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,(N·m·s 2; W雙輪計(jì)算載荷,W=K·(G 0+2600,(N ; r 1輪胎滾動(dòng)半徑,(m;g重力加速度,9.81(m/s 2; G 0空車(chē)載荷(指空車(chē)時(shí)制動(dòng)器所承受的載荷; 只做一個(gè)制動(dòng)器試驗(yàn)時(shí),其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算:J 1=W 1·r 12 /2g式中:W 1單輪計(jì)算載荷, W 1=

2、KG 1(1+h g /b,(N ; G 1空車(chē)時(shí)前軸載荷,(N;附著系數(shù),取0.7;h g 空車(chē)時(shí)重心高度,(mm ; b重心到后軸距離,(mm ;K修正系數(shù),K=0.86。1:1試驗(yàn)慣量數(shù)值有時(shí)可直接在車(chē)輛的技術(shù)文件中查到,不必計(jì)算。如查閱捷達(dá)轎車(chē)整車(chē)技術(shù)參數(shù)表可知:其前軸試驗(yàn)慣量為45 (kg.m 2。主軸轉(zhuǎn)速按照轎車(chē)制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法(QC/T564-1999,1:1試驗(yàn)主軸轉(zhuǎn)速為:n 1=2.65V 1/r 1 (2-38式中:n 1試驗(yàn)臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速,(r/min; V 1試驗(yàn)車(chē)速,(Km/h; r 1輪胎滾動(dòng)半徑,(m;制動(dòng)減速度按照轎車(chē)制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法(QC/T564-1999,

3、1:1試驗(yàn)制動(dòng)減速度為:a 1=M 1·r 1/J 1 (2-39式中:a 1試驗(yàn)的制動(dòng)減速度,(m/s 2;35M 1試驗(yàn)的制動(dòng)力矩,(N·m ;J 1轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,(N·m·s 2; 1:1臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)往往對(duì)制動(dòng)減速度的具體數(shù)值有明確規(guī)定,試驗(yàn)時(shí)根據(jù)上述公式對(duì)制動(dòng)力矩進(jìn)行設(shè)定和控制,以滿足試驗(yàn)對(duì)減速度的要求。制動(dòng)管路壓力1:1試驗(yàn)的制動(dòng)力往往是指制動(dòng)管路壓力,一般臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其數(shù)值有具體的規(guī)定。(31:1試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)1:1試驗(yàn)的試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)較多,如,如歐盟的AK mas-ter 系列,美國(guó)的SAE J212、SAE J 2681,日本的JASO40

4、6等,我國(guó)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(biāo)準(zhǔn),如德國(guó)大眾公司的VW-TL110等。對(duì)比來(lái)看,各個(gè)試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容基本相同,主要有效能試驗(yàn)、熱衰退和熱恢復(fù)試驗(yàn)及磨損試驗(yàn)等,但具體試驗(yàn)程序、評(píng)定內(nèi)容稍有不同。就評(píng)價(jià)指標(biāo)講,有衰退率、恢復(fù)率、力矩穩(wěn)定性系數(shù)、摩擦系數(shù)、磨損率等。其中摩擦系數(shù)是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo),其基本表達(dá)式為:111112R A P M F F N f=µ(2-40 式中: F f :2個(gè)制動(dòng)襯片產(chǎn)生的制動(dòng)摩擦力,F f =M 1/ R 1;M 1:2個(gè)制動(dòng)襯片產(chǎn)生的制動(dòng)摩

5、擦力矩,1個(gè)襯片產(chǎn)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(dòng)力,F N = P 1×A 1;P 1:制動(dòng)管路壓力;A 1:制動(dòng)輪缸工作面積。2.5.2 縮比試驗(yàn)原理(1縮比試驗(yàn)?zāi)M原理縮比試驗(yàn)是模擬盤(pán)式制動(dòng)器1:1臺(tái)架試驗(yàn)。從相似性考慮,縮比試驗(yàn)也采用 飛輪方式模擬慣性負(fù)載。以1個(gè)試樣單面摩擦方式模擬1:1試驗(yàn)2個(gè)制動(dòng)襯片雙面摩擦,并采用與1:1試驗(yàn)相同的試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn),其試驗(yàn)參數(shù)是以1:1試驗(yàn)參數(shù)為基礎(chǔ),按相似常數(shù)進(jìn)行換算而設(shè)置。其試驗(yàn)項(xiàng)目與過(guò)程與1:1試驗(yàn)完全相同。其試驗(yàn)原理如圖2-3所示。 361-摩擦材料縮比試樣2-縮比制動(dòng)盤(pán)

6、3-慣性飛輪圖2-3 縮比試驗(yàn)原理圖(2縮比試驗(yàn)參數(shù)確定試驗(yàn)慣量的確定由1:1試驗(yàn)慣量J 1,慣量相似常數(shù)C J =1/40,可求出縮比試驗(yàn)慣量J 2為:J 2=C J ·J 1=J 1/40(2-41臺(tái)架試驗(yàn)主軸轉(zhuǎn)速的確定由1:1試驗(yàn)轉(zhuǎn)速n 1,轉(zhuǎn)速相似常數(shù)C n =2,可求出縮比試驗(yàn)主軸轉(zhuǎn)速n 2為:n 2=C n n 1=2 n 1 (2-42試驗(yàn)減速度的確定縮比試驗(yàn)減速度表達(dá)式形式同1:1試驗(yàn)一致,縮比試驗(yàn)減速度a 2為:a 2=M 2·r 2/J 2(2-43式中:a 2縮比試驗(yàn)制動(dòng)減速度,(m/s 2;M 2縮比試驗(yàn)制動(dòng)力矩,(N·m ; r 2縮比試

7、驗(yàn)假設(shè)的輪胎滾動(dòng)半徑,(m 。根據(jù)制動(dòng)減速度相同的縮比試驗(yàn)?zāi)M準(zhǔn)則,縮比試驗(yàn)制動(dòng)減速度與1:1試驗(yàn)是相同的,其具體數(shù)值由試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定?？s比試驗(yàn)時(shí)根據(jù)式(2-43確定需要施加的制動(dòng)力矩的大小,并通過(guò)制動(dòng)力進(jìn)行控制,以滿足試驗(yàn)對(duì)減速度的要求。制動(dòng)力1:1臺(tái)架試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中制動(dòng)力一般是制動(dòng)管路壓力P 1,其數(shù)值有具體規(guī)定。摩擦襯片所受的法向制動(dòng)力F 1是制動(dòng)管路壓力P 1與制動(dòng)輪缸的面積A 1的乘積,即F 1=P 1×A 1。由法向制動(dòng)力相似常數(shù)C F =1/5可知,縮比試驗(yàn)加載系統(tǒng)施加的作用于縮比試樣表面的法向制動(dòng)力F 2為F 1的1/5,即F 2=F 1/5。制動(dòng)輪缸是被試制動(dòng)器總成的

8、一部分,不同車(chē)型制動(dòng)輪缸的工作面積幾乎是不一樣的。從試驗(yàn)方便性以及試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)上考慮,縮比試驗(yàn)設(shè)備上的制動(dòng)加載裝置(制動(dòng)缸不可能隨模擬車(chē)型的不同而隨時(shí)更換,而只能是縮比試驗(yàn)設(shè)備上一個(gè)固定的零部件;而且,其工作面積不可能等于所有車(chē)型制動(dòng)器制動(dòng)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(yàn)很難采用與1:1臺(tái)架試驗(yàn)37相同的制動(dòng)管路壓力,因此縮比試驗(yàn)并不以制動(dòng)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(dòng)力為直接控制對(duì)象,縮比試驗(yàn)時(shí)根據(jù)與1:1試驗(yàn)法向制動(dòng)力的縮比關(guān)系,直接控制加載系統(tǒng)輸出的法向制動(dòng)力大小,模擬1:1試驗(yàn)制動(dòng)管路壓力,以滿足

9、制動(dòng)力相似性要求。(3縮比試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)為保證試驗(yàn)的可比性,縮比試驗(yàn)采用與1:1試驗(yàn)完全相同的試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)?？s比試驗(yàn)參數(shù)按相似常數(shù)換算,試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容、試驗(yàn)程序和評(píng)價(jià)指標(biāo)完全相同。在評(píng)價(jià)指標(biāo)中要注意摩擦系數(shù)的計(jì)算。從摩擦系數(shù)物理意義講,縮比試驗(yàn)與1:1試驗(yàn)是完全相同的,都是摩擦力F f 與法向制動(dòng)力F N 的比值,但具體表達(dá)式有所區(qū)別。1:1試驗(yàn)的摩擦力(力矩是2個(gè)摩擦襯片與制動(dòng)盤(pán)摩擦而產(chǎn)生的,其摩擦系數(shù)表達(dá)式如式(2-40所示。縮比試驗(yàn)的摩擦力(力矩是1個(gè)試樣與制動(dòng)盤(pán)摩擦而產(chǎn)生的,所以,縮比試驗(yàn)?zāi)Σ料禂?shù)基本表達(dá)式為:22222R F M F F f=µ(2-44 式中: F f :縮比試驗(yàn)的制動(dòng)摩擦力,F f =M 2/ R 2 (N;M 2:縮比試驗(yàn)的制動(dòng)摩擦力矩(N.m;R 2:縮比試驗(yàn)?zāi)Σ亮ψ饔玫哪Σ涟霃?m;F 2:縮比試樣所受法向制動(dòng)力(N。2.6 本章小結(jié)通過(guò)前述的分析,本論文將小樣試驗(yàn)與臺(tái)架試驗(yàn)可比性差的根本原因歸結(jié)為小樣試驗(yàn)與臺(tái)架試驗(yàn)不具有試驗(yàn)相似性,并提出了將縮比試驗(yàn)引入摩擦材料摩擦磨損試驗(yàn),用于小樣試驗(yàn)與臺(tái)架試驗(yàn)可比性研究的思想。本章介紹了縮比試驗(yàn)及應(yīng)用,闡述了將縮比試驗(yàn)應(yīng)用于汽車(chē)摩擦材料摩擦磨損試驗(yàn)的依據(jù)和意義;分析研究了縮比試驗(yàn)的理論依據(jù)-相似原理的內(nèi)容,重點(diǎn)是相似三定理;確定了縮比試驗(yàn)中起主要作用的模擬參量種類(lèi)和縮比試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)M準(zhǔn)