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指导教师妙宕一一趣朝_教授~一
中请学位级别‘亚土一学科名称
诊文提女日期2006. 5论文答殊日期一2006. 6一一
才，
答辩委员会主席:
学位论文评阅人:
二零零六年五月
论文独创性声明
本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名:)匆‘年“”。日
论文知识产权权属声明
本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。
(保密的论文在解密后应遵守此规定)
今秘
论文作者签名:
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导师签名:
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摘要
汽车制动器是关系到行车安全的关键设备，其质量至关重要，而完善的测试
体系和良好的测试设备是保证产品质量的前提和基础。
开展汽车制动器惯性试验台架的研究，使其能更好地模拟制动器实际使用模
式和环境条件，更真实地反映制动器性能，能够提高制动器研发水平，缩短制动
器开发周期，提升制动技术;还可以提高制动器测试技术，提高试验台架的设计
水平;它对制动器产品的研发、质量控制以及整车制动性能的提高都有十分重要
的意义。
论文通过对国内外典型摩擦材料试验设备的结构、特点、工作原理以及试验
方法的研究，提出了制动器测试体系、制动器试验台基本构成、控制方法;通过
对汽车制动过程的模型分析，提出了制动器惯性试验台架的设计思路和基本设计
方法，并对重型车制动器惯性试验台架进行了设计及实现;具体包括试验台惯量
的确定和组合、主驱动电机的选择、整机结构与安装方式、滑台结构与锁紧方式、
试验台冷却与除尘等。最后，利用完成的试验台架，对自动调整臂进行了试验研
究，提出了自动调整臂试验方法，并对影响自动调整臂功能的因素进行了研究。
该试验台架顺利通过验收。实践证明:该试验台架在功能上能够满足制动器
效能试验、热衰退及恢复试验、制动衬片(块)磨损试验、制动器噪声测定以及
同步测量记录试件温度、记录输入管路压力和输出制动力矩的关系、记录制动试
件与输出力矩关系的要求。由于采用了成熟可靠的机电设备和自控技术，试验台
架结构合理、控制手段先进、基本功能完善、系统运行安全、稳定、可靠。
关键词:惯性式;摩擦材料;制动器;试验台架;
Abstract
The automobile detent is essential equipments relate to the traffic safety, whose quality is very important. Perfect test system and good test facility are the premise and the foundation to guarantee the product quality.
It can improve research and develop level, elevate brake technical and develop friction material theory according to the research of automobile detent inertia test-bed and make it well to simulate practice use mode and setting condition which could reflect detent performance truly. It can elevate detent test technical and the design level of test-bed too, which have much more important to the research and develop of detent product, quality control and the elevation of brake performance of the whole automobile at the same time.
This provided proposes the testing system of detent, the fundamental structure of detent inertia test-bed, controlling measures through researching the configuration, characteristic, working principle of the friction material test facility from domestic and oversea. And it provided designing courses and the essential designing means of automobile detent inertia test-bed trough analyzing automobile brake process. At the same time, this paper simulated the detent inertia test-bed of heavy vehicles which involved confirmation and combination of test-bed inertia, the choice of host drive electric motor, the structure of machine and fixing mode, slipway structure and lock mode, cooling and dust-remove of test-bed etc. At last this paper made a test research with
test-bed designed, and presented the test ways of auto regulation test of the arm, analyzed the factors influencing the function of auto regulation test of the arm.
This test platform has already passed check and accept, it is proved that the test-bed could carry out detent performance test, heat-declining and renewing test, brake liner patch(block)
abrasion test, detent yawp mensuration and record temperature of measuring test piece at the same time, record relation between pressure of input pipeline and output brake moment, record relation between brake test piece and output moment，which were put forward at the beginning. The structure of the test-bed is reasonable, the control method is advanced, the basic skill is perfect and the system function safely steady and credibly because of the adoption of autocontrol and
electricity-machine device which is mature and credibly.
Keywords: Inertia type; Friction material; detent; Experiments the gantry
目录
第一章绪论 (1)
1.1问题的提出...............。............。二。，.。....。.........，。二。二。二。，二。...。、。。。，。。.、......。.。......‘二，. (1)
1.2研究意义 (1)
1.3相关技术概述 (2)
1.3.1制动器结构与工作原理 (2)
1.3.2制动摩擦特性........。......，..........。二。.......。...。二。 (2)
1.3.3制动副的磨损 (4)
1.3.4制动摩擦噪声 (5)
1.3.5制动器性能要求 (6)
1.3.6制动器摩擦磨损测试体系........，....，......‘.。二。二。.. (9)
1.4本论文的主要研究内容二， (10)
第二章国内外制动器试验设备研究 (11)
2.1国内外制动器试验设备的分析比较 (11)
2.1.1定速摩擦试验机.....................................·.····································……
11
2.1.2 FAST摩擦试验机 (12)
2.1.3 Chase摩擦试验机......................................。. (13)
2.1.4惯性摩擦试验机......。。...........，..........................................， (14)
2.1.5多用途摩擦试验机 (15)
2.1.6 Krauss摩擦试验机..............................。. (16)
2.2国内外制动器性能试验方法对比分析 (18)
2.2.1日本JIS D4411 /JIS D4311试验标准 (18)
2.2.2美国SAE,J661试验程序与规范 (19)
2.2.3德国大众VW-PV3212标准 (21)
2.2.4国标QC/T 479-1999货车、客车制动器台架试验方法 (22)
2.3制动器试验设备组成.....，.....。。二。 (24)
第三章制动器惯性试验台架研究 (25)
3.1汽车制动过程模型 (25)
3.2
3.3
制动器惯性试验台架设计思路 (26)
制动器惯性试验台架设计方法 (28)
第四章制动器惯性试验台架的设计与实现 (41)
4.1重型车制动器惯性试验台架技术参数和性能指标 (41)
4.1 .1技术要求及参数二。 (41)
4.1.2重要性能指标 (42)
4.2重型车制动器惯性试验台架的设计及实现 (43)
4.2.1飞轮组惯量计算 (43)
4.2.2飞轮系统 (45)
4.2.3电机功率的测算二， (47)
4.2.4滑台和滑台罩 (51)
4.2.5测速装置 (52)
4.2.6被试制动器或试件 (52)
4.2.7制动扭矩测量装置 (52)
4.2.8温度测量装置 (53)
4.2.9试验台台体与底座 (54)
4.2.10应急制动器 (54)
4.2.11工业计算机控制系统 (54)
4.2.12直流调速电力拖动系统 (56)
4.2.13电气控制/测量系统 (57)
4.2.14气源及制动控制 (61)
4.2.15冷却和除尘系统 (62)
4.2.16测量/控制系统 (62)
4.3试验台架验收 (64)
第五章自动调整臂试验研究 (65)
5.1自动调整臂工作原理 (65)
5.2影响自动调整臂功能的因素分析 (67)
5.3自动调整臂的性能检测 (67)
5.4试验方法及实测数据.......................................。.....。........。二‘ (68)
5.5出现间隙变化的原因分析 (70)
第六章结论与建议 (71)
6.1本论文的结论 (71)
6.2进一步研究的建议 (72)
参考文献........................................................................................................。 (73)
攻读学位期间发表的论文 (75)
特别致谢........................................................................................................， (76)
夕
第一章绪论
1.1问题的提出
随着我国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的急剧增加，汽车安全问题引起了
我国政府和广大民众的高度关注。
众所周知，制动器是保证汽车安全行驶的重要部件之一，而制动器的一对摩擦
副—制动盘和摩擦垫块或制动鼓与制动蹄，是制动器中的关键偶件，其摩擦磨损
性能对汽车的制动性能起着十分重要的作用川。
达安汽车质量监督检验中心是一个国家授权的汽车整车和汽车总成、零部件检
测机构。随着国家对汽车总成、零部件质量重视程度的逐步提高，汽车制动器试验
任务不但增加，急需增加制动器试验能力。经过调研得知，虽然国内外有一些制动
器试验设备，但由于此类设备属非标准设备，其试验侧重点、试验方法和控制手段
各异，无法满足企业实际需要，因此提出了自主研制重型车制动器惯性试验台架的
要求。
1.2研究意义
制动器试验台架的作用，就其本质来说是摩擦材料的试验和验证。我国的摩擦
材料试验检测设备是在引进国外设备的基础上发展起来的。目前，在用的设备中有
从日本、美国、德国进口的各种类型的试验检测设备，也有国内厂家生产的检测设
备，其试验原理、试验方法和设备技术水平都有较大的差异。
通过对国内外试验设备的研究，研制符合企业自身要求的制动器试验台架，使
其更好地模拟制动器的实际使用模式和环境条件，更真实地反映制动器性能，从而提高制动器研发水平，提升制动技术，发展摩擦材料理论。
研制高水平制动器试验台架，还可以提高制动器测试技术，提高试验台架的设计水平，特别对制动器产品的研发、质量控制以及整车制动性能的提高都有十分重要的意义。
1.3相关技术概述
1.3.1制动器结构与工作原理
制动器一般分为盘式和鼓式两种形式。盘式制动器一般采用浮动钳盘式结构，固定元件为横跨制动盘两侧的制动钳，制动钳上设有制动轮缸、活塞和摩擦垫块。制动钳支承在前桥转向节上，摩擦垫块通过导向件悬装在制动钳上，可轴向移动。在制动过程中，制动钳内活塞的移动，使摩擦垫块压向随车轮一起旋转的制动盘，产生摩擦制动力矩使汽车减速直至停车。制动盘有的采用整体通风式铸铁圆盘，有的采用两面为铸铁中间为通风间隙材料的复合式圆盘。制动钳只有内侧设有一个轮缸，钳体为一整体铸件，制动时，轮缸活塞在制动液压作用下向外运动。推动与活塞接触一侧的内制动衬片紧压制动盘，由于制动盘不能作轴向移功，液压进一步上升时，制动钳体将在制动盘所受液压的反作用力作用下沿导向定位销向内移动，推动外制动衬片紧压制动盘，此时制动盘因两面受阻而产生制动作用。
鼓式制动器工作原理基本相似。它是靠轮缸活塞推动制动蹄片与制动鼓产生摩擦，来实现制动的。盘式制动器和鼓式制动器在结构上的最大区别在于:鼓式制动
器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其摩擦工作表面为园柱面;盘式制动器摩擦副中
的旋转元件为以端面工作的金属圆盘即制动盘。
由于盘式制动器热稳定性、水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好，可靠性和安全性也高，因而得到广泛应用。但是盘式制动器效能低，无法完全防止尘污和锈蚀，兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构，因而在后轮上的应用受到限制，大部分车是采用前盘后鼓的制动系统组成。
电动汽车和混合动力汽车引入了新的制动理念。它是把制动需要消耗的能量用于驱动发电机向蓄电池反向充电，既达到了制动的目的，又节约了能源，是一种非常科学的制动理念。其电制动系统制动器是基于传统的制动器，也分为盘式电制动器和鼓式电制动器。鼓式电制动器由于制动热衰减性大等缺点，将来汽车上会以盘式电制动器为主〔210
1.3.2制动摩擦特性
汽车制动器，无论是盘式还是鼓式，其摩擦类型都属于干式滑动摩擦。制动衬
片与转动的制动鼓(盘)接触时所产生的摩擦阻力来自表面接触处因分子间的引力
所产生的“粘着”阻力和由于表面凹凸不平而产生的机械变形阻力，它们之间的关系为:
F=F1+F2(1一1)
式中P一一摩擦力;
F1—粘着阻力;
F2—变形阻力;
由于衬片和盘(鼓)表面形貌的粗糙度和接触时的不均匀性，实际接触面积远
远小于名义接触面积。在外力的作用下，接触点处承受较大的应力而产生弹性或塑性变形，表面因高压变形而受到破坏，部分材料剥落或者被挤出，造成基体间的直接接触而产生“粘着”或“冷焊”现象，形成摩擦力。
摩擦理论研究表明:摩擦系数的大小及其稳定性，不仅与摩擦副材料的性质(物
理性质、机械及化学性质)有关，还与制动时的工况条件(制动作用力的大小、制
动初速、制动频率及制动时间等)、表面状况(摩擦表面的粗糙度及接触特性、表面
的温度状况)和制动副的结构和参数等有关。故只能在特定条件下，得出某些经验
公式，如Rhee对有机石绵摩擦垫片与铸铁制动鼓组成的摩擦副，在一定的试验条
件下，提出如下摩擦力的计算公式〔‘，:
凡=KPac`wbc`>(1-2)
式中P.一制动力;
V~一制动初速;
K—试验常数;
t一制动时间;
a,b-.与温度有关的系数，对有机石绵摩擦衬片，
a=0.8一1.25, b=一0.25一+0.25
由式(2-2)可知，制动摩擦力受多种因素的影响。对金属与有机衬片组成的
制动副，摩擦表面的温度对摩擦力的稳定性影响尤为突出，因此提高制动副材质的热容量、导热率、耐热性，选用散热性好的结构设计，可以提高制动摩擦力。
1.3.3制动副的磨损
制动衬片与对偶件在摩擦过程中，表面的相互作用将引起表面材料的流失和转移，即产生磨损。磨损会导致制动副的间隙增大，直至衬片或盘(鼓)不能继续使
用，由此决定制动器的寿命。从安全可靠性角度考虑，希望制动副的摩擦系数较高，尤其是在高温下仍能保持较高的摩擦系数，即足够的制动摩擦力矩。但一般来说，摩擦系数越高，摩擦所产生的剪切阻力越大，表层所受的剪切应力也越大，使用寿命也越短。因此，摩擦与磨损是摩擦过程中既相关又矛盾的两个方面，不同的工况条件和要求，侧重有所不同，但对制动摩擦副来说，需要一定的摩擦阻力但又不致引起过大的磨损。
制动副的磨损一般有粘着磨损、磨粒磨损、热疲劳磨损和氧化磨损等几种形式。
(1)粘着磨损
由于接触的不均匀性和分散性，接触点处承受高压、高温会形成局部粘着点。当粘着点受剪切所产生的磨擦阻力大于表面膜与基体的结合力或基体材料本身的流动极限时，在法向和切向力的联合作用下，表面膜将破裂，材料会被挤出。剪断面总是强度小且表面不平的表面，摩擦面的表面材料粘到另一面上而产生材料的转移。一般是较软材料转移到较硬材料的表面。
(2)磨粒磨损
无论是摩擦衬片还是对偶件表面，在摩擦的初期，由于表面粗糙及表面温度不高，硬质点(包括衬片材质中的高硬度填料，对偶件表面的凸峰或外界尘埃、砂粒等)在切向力的作用下将材料表层划伤或犁出沟槽。这种磨损叫磨粒磨损。对有机
摩擦衬片的材质，其磨粒呈现卷曲状。
(3)热疲劳磨损
制动过程中由于表面接触的分散性，每经一个接触斑点就是一变形波。表面接触处承受循环应力的作用，反复制动时将产生较大的温度梯度，受循环热应力的作用，表面或在表层、多相的晶界面或界面处将产生裂纹，裂纹扩展至小块磨粒而剥落。对粉末冶金摩擦衬片，材质的多孔性就是形成许多应力源，在反复热应力作用下，易出现疲劳磨损;对于有机摩擦衬片，在填料与粘合剂或填料界面间总存在一
些粘合强度的薄弱点而成为裂纹根源。
(4)氧化磨损
制动过程中，摩擦面受高温作用，易与空气介质中的氧发生化学反应，有机衬片高温下的热氧化，使金属表面形成氧化膜，继而破裂而产生磨损。
制动过程中出现的磨损形式随工况条件、摩擦副材质不同而易，而且在制动过程的不同阶段呈现的磨损形式也有所不同。有机摩擦衬片与灰铸铁对偶件摩擦时，在制动摩擦初期，表面温度不高，以磨粒磨损为主，高温时则以粘着磨损和热疲劳磨损为主。
1.3.4制动摩擦噪声
制动时由于制动副的摩擦振动而产生噪声。制动器的振动包括摩擦材料特性引
起的摩擦振动和机械部件振动特性引起的部件振动。
(1)制动副间的摩擦振动
制动时，摩擦接触物体间的摩擦力增大，瞬间温度突然升高，接触表面会出现
局部凸起点“粘着”与“分离”‘5’。特别是高速时的强制制动，这种振动尤为剧烈。摩擦振动与摩擦材料的硬度、表面处理、压缩弹性率、抗拉强度、气孔率、粘弹性、
摩擦系数一温度关系曲线、摩擦系数一速度关系曲线等参数有关。
摩擦振动的趋势随着表面接触压力的增加而增加，也随着摩擦材料的表面温度
的升高而加强。相对滑动速度增加时，摩擦系数也随着变化，因而出现振动噪声的
可能性也会增加。
(2)制动副的部件振动
制动器部件的摩擦振动是由于作为相对速度函数的摩擦系数变化的结果，而相
对速度又产生于制动衬片、摩擦表面(盘或鼓)和机械系统的阻尼器之间，当两摩
擦表面的相对速度增加时，若摩擦系数减少，则产生摩擦振动，引起部件的振动而
发出噪声。当接触的部件由于摩擦而发生磨损后，其间隙增大也会引起部件振动。
摩擦部件的振动也与负荷的大小有关，当负荷达到足以使蹄和鼓的结构尺寸发生变
化时，以及弹性力引起蹄和制动器瞬间脱离时，整个关联的机械系统就会产生轻微
的变形。一旦蹄和制动器脱离啮合，机械系统的弹性力就会很快使蹄和鼓恢复到原
来的状态而在两接触面产生较低频率的摩擦振动。
高频制动尖叫声和低频制动噪声是产生制动噪声的主要原因。
1.3.5制动器性能要求
国标QC/T 582-1999、QC/T239-1999对轿车以及货车、客车制动器性能
提出了明确要求。[7)0
制动器性能试验评价指标有:
(1)、第一次衰退率
F,=MB' MBmi0 X100%
MB,
(1-3)
式中MB;一第一次衰退试验中，
MBA,一第一次衰退试验电
第一次制动时的制动力矩值，N.m;
第二次至第十次制动时的制动力矩的最小
值，N.m;
该指标考核制动器在多次连续使用时制动力矩的衰变;
(2)第二次衰退率
凡2(MB / P)max - (MB. / P)minFat - . . , r、100%
kMB / r)MI.
(1-4)
式中(MB / P)~一第二次衰退试验中，单位管路压力的制动力矩最大值;
(MB / P)mi。一第二次衰退试验中，单位管路压力的制动力矩最小值;
该指标考核制动器经过第一次衰退和恢复试验后，单位管路压力的制动力矩变
(3)恢复差率
恢复试验中，最后一次制动力矩与基准制动力矩的差值，以百分数计。
R.二二竺必‘创翌And、100%
(MB )r
(1一5)
式中(MB )r一衰退恢复试验前，基准试验时的三次制动力矩平均值;
(MB )end一恢复试验中最后一次制动力矩值;
该指标重点考核制动器在多次连续使用，冷却后的恢复能力。
(4)速度稳定性
试验中，在额定制动管路压力下，不同制动初速度时的制动力矩差值，以百分数计。
V,t(m-n)=
竺〔丛.、100%
(1-6)
Mn
式中vst(m-n)一车速m (km/h)与n (km/h)相比的速度稳定性，%
呱、风一效能试验中，在额定制动管路压力下，车速分别为m,n时的
制动力矩;
该指标考核制动器输出制动力矩的速度稳定性。
对货车、客车制动器而言，制动器性能试验判定标准:
a.第一次磨合试验
达到80%接触面积的磨合次数满足表1一1要求。
表1一1磨合次数
车型
Gaz1800kg的Ni类
Gas6000掩的N2及M:类
Ga>6000kg的N2. N3及M3类
*Ga为汽车最大总重(质量),kg;
次数
b第一次效能试验
(1)制动初速度为30km/ h，制动管路压力为额定值时，制动器输出的制动
力矩应满足下式要求:
Me5MB51.3Me(1一7) 式中MB -制动力矩，N-m;
M一制动力矩额定值，N-m;
(2)制动器输出制动力矩的速度稳定性应满足下式要求:
} Vst (s0-30) 1:5 10% (1-8)
} Vst (70-30) 1:520% (1-9) c第一次衰退一恢复试验
(1)第一次衰退率应满足表1-2的要求。
表1-2第一次衰退率
车型
GaZ1800kg的N;类
Gas6000kg的N:及M2类
Ga>6000kg的N2. Ns及Ms类
衰退率IFalI
540%
525%
(2)第一次恢复差率满足下式要求:
}Re}s20%(1一10)
(3)试验中及试验后，制动器应能彻底松开，不得有拖磨现象。
d第二次效能试验
与b中规定相同。
e第二次衰退试验
第二次衰退率满足下式要求:
}Fat卜60%(1一11)
同时，试验中及试验后，制动器应能彻底松开，不得有拖磨现象。
f第二次磨合试验
磨合次数为50次，不允许人工打磨。
g第三次效能试验
与b中规定相同。
h制动噪声
噪声应小于90dB (A).
i磨损量及制动器外观检查要求
做完全部规定的试验项目后，制动器应工作正常。
.制动鼓或制动盘工作表面应无刮伤。
.制动底板或制动钳应无影响制动器性能的变形。
.制动衬片(衬块)应完整、无脱层、无烧焦现象，允许有轻微裂纹。
.制动轮缸应无渗漏现象。
1.3.6制动器摩擦磨损测试体系
汽车摩擦材料从开发到批量生产，一般采用如下的测试体系:
(1)、小样试验
小样试验是把所需研究的摩擦材料制成尺寸较小的试样，在相应的试样试验机上进行试验。它的试验条件选择范围较宽，影响因素容易控制。在短时间内可以进行较多参数和较多次数的试验，试验数据重复性较好，对比性较强，易于发现其规律性，一般多用于摩擦材料配方研究与筛选试验。
小样试验的试验费用较低，周期短，采用比较广泛。
(2)、台架试验
台架试验是在相应的专门台架试验机上进行。它是在试样试验基础上，用优选出来的满足摩擦磨损性能要求的材料，制成与实际结构尺寸相同或者相似的摩擦件和对偶件，并模拟实际使用条件进行试验。目的是选择摩擦副的合理结构，校验试验数据和在模拟实际工况条件下摩擦件的可靠性。
台架试验比小样试验更接近于实际使用条件，从而提高了试验数据的可靠性。相比使用试验来说，台架试验容易控制试验条件，还可强化实际使用条件，缩短试验周期，减少试验费用。‘
(3)、使用试验‘
在上述两种试验基础上，再优选出摩擦磨损性能好的材料，制成实际使用的摩擦副，在实际使用条件下进行试验。
这种试验的真实性和可靠性好，是摩擦磨损试验最终不可缺少的环节。但是，它需要较多的人力、物力，需要特殊的测量仪器，费用较高，周期较长，而且试验结果由于受到多种因素的综合影响，不易进行单因素的考察，不易分析问题产生的原因。
如果不进行前述两种类型的试验，一开始就进行使用试验，特别是对摩擦磨损这样一个多因素复杂问题，必然难以抓住主要矛盾作分析比较，致使整个试验周期拖长，费用加大。
因此，对汽车制动器产品而言，更强调能够控制使用条件，具有较好数据重复性的台架试验。
1.4本论文的主要研究内容
本论文通过对国内外试验台架的研究，提出制动器惯性试验台架设计思路，完成了试验台架的设计。
论文完成了以下几个方面的工作:
1、国内外汽车摩擦材料试验设备的分析比较;
2、汽车制动器性能要求和试验方法研究;
3、汽车制动器惯性试验台架设计思路和设计方法研究;
4、重型车制动器试验台架结构设计;
5、试验台架控制系统的总体设计;
6、试验台架试验、传动、加载、控制、测量方式的选择和实现;
7、对自动调整臂进行了试验研究。
第二章国内外制动器试验设备研究
2.1国内外制动器试验设备的分析比较
国外汽车摩擦材料的研究己经开展得比较广泛。目前国内研究汽车摩擦材料的
进口试验设备大致可分3类:第1类是日本SHINKO工程公司制造的FAST机
(FAST是FRICTION ASSESSMENT SCREENING TEST的缩写，即摩擦材料
评定筛选试验);第2类是美国福特汽车公司研制的FAST机和美国LINK公司制造
的CHASE摩擦试验机;第3类是德国A TE-TEVES与ERICH.KRAUSS研制的
Krauss试验机。国产试验设备有武汉材料保护研究所开发的MD240定速试验机
和吉林大学机电设备研究所研制JF 150D等。下面就最典型的几种试验设备及其试
验方法作简要分析。
2.1.1定速摩擦试验机
HP-S定速摩擦试验机最早由日本人采用，它是通过测出一定压力、速度下连
续制动时，摩擦材料的摩擦系数和磨损率随温度变化的情况，从而判断摩擦材料性
能的试验设备。其特点是采用盘一块式摩擦副，定速滑磨。
如图2-1所示。定速摩擦试验机是由电机通过三角带、锥形齿轮带动主轴上的
摩擦盘以一定速度(790rpm)转动的。试样(25mmx25mm)安装在上支撑臂
中，并通过加载杠杆系统向摩擦盘施加一定负荷。摩擦面温度由热电偶测量，加热
装置置于摩擦盘下。摩擦力矩由弹簧系统的测力杆和转鼓记录。
该机结构简单，操作方便。它以测试摩擦材料性能为目的，已作为我国评定衬
片材质和摩擦性能的标准样机之一。国产的MD-240定速摩擦试验机工作原理与
之相同，但杠杆加载系统改为液压加载。
图2-1定速摩擦试验机
1、皮带轮:
2、转轴;
3、轴冷却水喷嘴;
4、冷却水喷嘴(微调)
5、冷却水喷嘴(粗调)
6、辅助加热装置;
7、试片:8.摩擦盘;9、试片支撑臂;10、加压轴:11,摩擦力测定用弹黄:12、链轮:13.
杠杆水平调整装置;14、载荷用杠杆;15、杠杆水平指示器;16,硅码;17,摩擦力记录滚简;
18、油缓冲器
2.1.2 FAST摩擦试验机
FAST (FRICTION ASSESSMENT SCREENING TEST的缩写)摩擦试验机
是美国福特汽车公司研制的专门评价制动衬片和离合器摩擦面片的摩擦磨损性能的
试验机。其主要试验方法是恒摩擦力试验。当摩擦系数因热衰退导致摩擦力衰退时，
通过提高试验压力的办法保持恒定摩擦力，这与制动衬片在行车制动中的工作状态
—加大制动踏板力提高制动系统管路压力相似，因此有较好的模拟性。如图2-2
所示。
FAST试验机的主要功能是:研究测定摩擦系数与温度、压力的关系，增加某
些附件后，也可用于研究与速度的关系;还可以用于研究静摩擦、衰退特性、尖叫
界限、残余拖磨等。
FAST试验机的最突出的优点是具有恒摩擦力功能，试验机上的特殊装置会在
摩擦系数改变时，自动调整正压力，使摩擦力维持在设定水平上。这一试验方式用
于评定材料的磨损比定速机要优越得多。另外，FAST试验机负荷可达3.1 MPa,
比定速机大很多，可以用于摩擦材料的强化试验。
图2-2 FAST摩擦试验机外形
2.1.3 Chase摩擦试验机
Chase摩擦试验机由美国LINK公司制造，1958年由美国汽车工业工程师协
会(SAE)作为制动衬片质量控制的测量设备，目前应用比较广泛。
图2-3 Chase摩擦试验机
1、负荷传感器;
2、气压记录仪;
3、压力调节器一过滤器一计量表;
4、电磁气阀:
5、汽缸;6,周期继电器;7、鼓的辅助加热器
其结构原理如图2-3所示。调速电机带动一端装有试验制动鼓的主轴旋转，试
样(25. 4mmx25. 4mm)安装在可施加负荷的杠杆一端的夹具中。通过调节气
压和垂直加载，经伺服阀控制下压力。测力杠杆经压力传感器，输出摩擦力信号。同时向系统反馈施加压力的大小，来实现恒摩擦力(功)输出。气缸和电磁阀的作
用是控制加载杆的升降，便于更换试样。试验制动鼓的外园设有一加热装置，用调压器和空冷方式来保持一定的温升条件。鼓上装有三对不同深度的热电偶，可测量不同深度方向的摩擦温度。
该方法与前两种试验方法不同之处在于该机采用的是输入恒摩擦力(功)的试
验方法，通过压力的调节来保持一定的摩擦力，正压力的变化情况也就反映衬片摩擦性能的变化，因此也是评定制动衬片质量一种快捷方法，得到较广泛的认可。而且，随着计算机的广泛应用，其试验程序，包括试验参数的选择、程序的执行和处理，测试结果的分析和数据的记录等，均可用微机来控制。
与前两种试验机不同之处在于Chase试验机更趋向于鼓式制动副，而前两种试验机趋向离合器片和盘片式制动副。同时，Chase试验机也具有恒摩擦力(功)输
出功能。
2.1.4惯性摩擦试验机
MM 1000惯性摩擦试验机是在原苏联JO1,J02试验机的基础上改进研制的，
国内己经定型。该试验机是一种模拟短时反复制动时的惯性摩擦试验机，基本能满足干式摩擦试验多方面的要求，增加辅助装置后可用于湿式摩擦试验要求。
国产MM-1000摩擦试验机(如图2-4)，由调速电机(0-10000 rpm)通
过平皮带带动主轴1旋转，经离合器与一端装有环形试样的主轴相联接或脱离。试样安装在固定于加载气缸轴的一端。
主轴1的一端可更换不同的转动惯量盘，转速可通过整流子电机无极变速，载荷可通过气缸的不同气压来调节。装在气缸主轴端的等强度杆可测量制动摩擦力矩。摩擦温度则可用装在固定件上的热电偶来测量。该机可在不同转动惯量下，对不同制动速度、制动压力、制动频率、制动时间、制动间隔时间等参数条件下制动衬片材质、摩擦力矩、制动温度及衬片磨损量的变化特性进行评定，并模拟汽车摩擦制动副的工况条件，在干摩擦条件下，评定衬片材质的摩擦性能:也可在有润滑的条
件下，评定湿式制动材料的摩擦性能。
制动时间、制动压力、次数及频率以及相应的摩擦力矩和温度等均可通过二次仪表自动记录和调节。
这种试验机适用于压力及速度变化范围较大的摩擦制动装置，对不同的摩擦状态，模拟工况条件有一定的实际意义，但不适宜用在低速度和小压力的场合，因其试样小，散热大，又无加热装置，难以达到所需的摩擦温度。
图2-
1、主轴;
2、飞轮组;
4 MM-1000摩擦试验机结构原理图
7、摩擦材料(环行试样):
、4支承架:5、电磁离合器;6、金属对偶(环行试样);
8、汽缸:9、平皮带;10、机架:11、调速电机
2.1.5多用途摩擦试验机
我国自行研制的MD-79型多用途摩擦试验机是在定速试验机上，增加摩擦温
度的自动控制装置，并将原来的固定转速电机改为调速电机，除可变速外还在加载系统增设附加油缸及压力控制系统，可进行定摩擦力的试验和模拟断续式的试验程序。
为了达到恒定摩擦力(功)的目的，在一定的试验时间和摩擦速度下，主要是
通过调节正压力的大小来保持摩擦系数不变。该机所采用的机械一液压定摩擦力控制系统原理如图2-5所示。
图2-5 MD-79多用途摩擦试验机
、摩擦盘;2、衬片试样;3、加载横梁:4、拉杆;5、拨叉;6.测力弹簧7、加载杠杆;
8、控制阀:9、油缸;10、节流阀;11、压力传感器;12,溢流阀;13、叶片泵;14、电机
定量油泵13和溢流阀12组成恒液压油源，液压油经减压阀10到控制阀8(行
程节流阀)流入油缸9，对加载杠杆施加载荷，作用于试验衬片上，其摩擦力矩由
拉力弹簧6保持平衡。
当摩擦系数增大时，平衡弹簧被拉长，使拨叉杆带动控制阀芯杆向右移动，节流口间隙变小，输出油压多降低，作用正压力减少。而摩擦系数减少时，由于平衡拉力弹簧压缩作用，使拨叉杆带动控制阀的芯杆向左移动，节流间隙变大，则输出油压增高，作用正压力增大，以此调节正压力值保持摩擦力的恒定。
在定速摩擦试验机上附设该系统，既保持了原定速摩擦试验机的特点和试验规范，又可作定功摩擦试验，能快速且灵敏地测定材料的摩擦系数随温度变化的关系和比较衬片材料的耐磨性。
2.1.6 Krauss摩擦试验机
Krauss摩擦试验机是由德国A TE-TEVES与ERICH.KRAUSS研制，故称Krauss试验机。它依据盘式制动副力矩与压力成正比的特性来确定试验原理，具
有优良的模拟性和数据重现性，试验简单快捷，经济可靠，是摩擦材料试验的权威性试验设备。
Krauss摩擦试验机的结构简图如图2-6所示。
它是由电机(29kW)经离合器与齿轮箱输入轴相接，而齿轮箱的输出轴端直
接安装制动盘和原配卡轴，气动一液压加载系统用压力传感器测量;自动记录仪记
录制动力矩，并采用热电偶测温装置和强风冷却系统等。
应该说，定速试验机、FAST试验机、Chase试验机和MM 1000试验机都是
小样试验机，无法实现制动器实物的检测。因此，由于摩擦副形式、工况的模拟性等方面与实际应用状态的差异性，决定了试验结果的局限性。而Krauss摩擦试验
机则克服了上述因小样试验导致的不足，能够以制动器为对象进行试验，在摩擦材料的测试中具有重要意义。
制动器惯性试验台架是目前最权威的制动器性能试验设备，在下面的章节中将详细介绍。
2.2国内外制动器性能试验方法对比分析
试验机不同，所采用试验方法也不相同。下面分析几种典型试验机所采用的试验方法和评价规范:
2.2.1日本JIS D4411/JIS D4311试验标准
JIS D4411 /JIS D4311是日本汽车工业标准，主要用于汽车制动衬片和离合
器衬片摩擦性能评价〔71。试验设备为定速摩擦试验机，主要通过测试一定压力、速度下连续制动时，材料摩擦系数和磨损率随温度变化的情况来判断材料摩擦性能。
试验条件:
(1)试验温度的允许变差范围为士10'C o
(2)摩擦盘转速恒定在480土l Or/min，试件摩擦中心与转轴中心距为
150mmo
(3)试件压力为0.98MPa(制动衬片)。
(4)摩擦方向与衬片实际工作方向尽可能一致。
(5)从同一衬片上取两个试片。
(6)试片尺寸为25mmX25mm，允许偏差一0.2 ^-Omm;
试件厚度为5 - 7mm，两试片厚度允许偏差0.2mm;
若衬片厚度小于5mm，则按衬片实际厚度。
试验程序:
(1)试片在100℃以下磨合至接触面积达95%。常温下千分尺测4个角与中
心厚度，标记5点并记录。
(2)在试验温度100℃时，按规定条件测圆盘旋转5000转期间的摩擦系数
及摩擦后试片厚度;
(3)同样方法在各规定温度，如1500C, 2000C, 2500C, 300'C, 3500C,
进行试验并记录;
(4)各类制品最高温度按标准进行;
(5)从最高试验温度起每降50℃时，测圆盘1500转期间摩擦力，直至1000C o
根据记录，计算摩擦系数和各试验温度时的磨损率。
2.2.2美国SAE J661试验程序与规范
SAE J661是SAE推荐标准，主要用于鼓式制动副试验，具有恒摩擦力(功)
输出功能。SAE J661推荐的设备为Chase试验机。
试验程序‘8见表2-1。
表2-1 SEA J661的试验程序
┌─┬────────┬──┬────┬────────┬──┬─────────────┐
│序│项目│压力│速度│温度(℃) │时间│载荷
│
│号││(P│(rpm) ├──┬──┬──┤min ├──┬─┬──┬──┬──┤
│││a) ││开│终│试验││力口│卸│次│加热│鼓│
│││││始│止│中││载│载│数│器│风│
├─┼────────┼──┼──┬─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│1 │试样准备* │││││││││││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│2 │第一次磨合** │100 │312 │15│││137 │20 ││││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│3 │测量试样厚度及重│││││││││││││
││量│││││││││││││
─┼──┤
│4 │第二次磨合│50 │208 │10││││5 ││││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│5 │第一次计量磨损量│150 │0 ││││137 ││10 │20│20 │││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│6 │基准线试验│150 │417 │20│200 ││137 ││连│续││开动│切断│
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│7 │第一次衰退试验│150 │417 │20│200 │550 ││10 ││10││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│8 │第一次恢复试验│150 ││││││││││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│9 │第二次计量磨损量│150 │││││137 │││││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│10│磨损试验│150 │417 │20│400 ││337 │20 │20 │10│100 │││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│11│第三次计量磨损量│150 │0 ││││137 │││││││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│12│第二次衰退试验│150 │417 │20│200 ││587 │10 │连│续││开动││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│13│第二次恢复试验││││600 ││137 │││10│每││切断│
││││││││││││100 │││
├─┼────────┼──┼──┼─┼──┼──┼──┼──┼──┼─┼──┼──┼──┤
│14│基准线试验││││200 ││137 │10 │10 │20│20 │││
─┼──┤
│15│最后磨损量计算│150 │0 ││││137 │││││││
└─┴────────┴──┴──┴─┴──┴──┴──┴──┴──┴─┴──┴──┴──┘
*一试样3件25.4mmX25.4mm，弧与鼓内表面重合，表面用砂纸磨光，CCI4清洗。
**一磨合接触面积达95%以上。
SAE J661己升级为国际标准一IS07881，我国于1997年等效采用，标准
号为GB/T17469-19980
IS07881与SAE J661有比较大的差异，主要表现在:
(1) IS07881把试验分为热A级和热B级。而热B级试验正压力达
3000kPa,温度高达400 0C , r匕SAE J661高得多;
(2)不考核磨损;
(3)升降温曲线有更严格的限制，加热功率更大，升温更快;
(4)对操作细节规定得不如SAE J661详细，使操作随意性增大，增加了试
验数据的比较困难。
与定速试验机试验方法比较:
表2-2试验条件比较
试验规范
试样数及尺寸
试验总面积
对偶转动体
加压载荷
试验比压
测温区间
鼓(盘)转速
摩擦线速度
Chase摩擦试验机
SAE J661
一块25.4mmx25.4mm
6.45Cm2
试验鼓
600N (67.3kgf)
l 0kg/ Cm2
931C-3431C
411r/min
21.6km/h
定速摩擦试验机
GB/5763-98
两块25mmx25mm
12.5Cm2
平面摩擦盘
120kgf
l 0kg/ Cm2
100 C ^-350 C
400-500r/min
22.6^-28.31am/h
表2-3
试验程序比较
Chase摩擦试验机
操作步骤试验温度
1.磨合:不超过93C
2.第一次基线试验82^-93C
3.第一次衰退试验93 ^-288 C
4.第一次恢复试验260^-93C
5.磨损试验100次193-2161C
6.第二次衰退试验‘93-3431C
7.第二次恢复试验316-931C
8.第二次基线试验82-93'C
9.试验数据:正常和热摩擦系数及重量与厚度磨损率%
定速摩擦试验机
1.磨合100^-1050
2.升温试验在loo *c、1500. 200'C、2501C、
300'c、350℃下测定摩擦系数及磨损率.
3.降温试验，测定300'C、250'C、2001C、
1500C, 1000C、各档温度下摩擦系数。
4.试验数据:100^-350'C摩擦系数及磨损率%。
SAEJ661试验程序与规范，由于热摩擦系数pH是取10个温度点上摩擦系数
的平均值，这会导致一、两个高温点上的热衰退现象可能被平均值所掩盖，变得不那么明显。另外，试样在343℃温度点上热衰退表现不如定速摩擦试验机上试样在350℃温度点时摩擦系数热衰退那么明显。这是由于试样从316℃升温到343℃所
经历的时间较短，而且温升达到343℃时很快就结束了第二次衰退试验，试样在343℃高温下受热时间很短，热衰退未能充分体现。而试样在定速摩擦机上测试时，从300℃升到350℃的试验程序需经历摩擦盘5000转，在温度350℃时要经历3500转的时间，试样在350℃下受热时间长，鼓热衰退表现比在Chase机试验更
明显。
2.2.3德国大众VW-PV3212标准
Krauss试验方法采用Krauss试验机，专为解决盘式制动器摩擦衬片的摩擦
衬片性能测试问题研制，具有优良的模拟性和数据重现性，试验简捷快速，经济可靠〔9]。基本试验内容为:
将完全尺寸与配置的制动器和对偶件装于Krauss试验机上。
转速n(定速):660士l Or/min
相当于车速:?5- 120km/h
制动管路压力P(恒定):(2-25) X105Pa
可获摩擦面比压:100n/Cm2
制动时间:5s
释放时间:los
每一循环制动次数:10次
循环数:10个循环
制动次数总和:100次
表2-4 Krauss机典型试验过程
程序说明制动次数起始温度下限温度上限温度冷却恒压力/恒力矩
基准1 X30 100 C 100C 300C开恒压力
冷值1X10 250C 1000C 8000C关恒压力
主部衰退5X 10 1000C 1000C 800'C关恒压力
恢复1 X 10 1000C 1000C 8001C关恒压力
试验程序:
①制动衬片磨合:第1至3循环为磨合循环，此过程进行风冷，温度不允许超
过300 0C，每个循环之间，制动盘要空转冷却到100℃f
②试验:第4个循环开始的盘温要小于50℃，第4至第9循环不冷却，第10
个循环有冷却，各个循环之间，盘空转，冷却到1100C。每一次制动制动力矩和温
度变化情况都要记录下来。
③称重和测量:试验前和后，要对制动衬片称重，且按标准规定的位置测量。
①评价:求出11m, Pmax" Ilmin" PK和JIF，其中:
工作摩擦系数um-第3. 5-10循环的第一次制动测量，且为制动过程持续
1分钟之后测量出一个点的摩擦系数;
最大摩擦系数
最小摩擦系数
3-10循环中所有次制动中最大摩擦系数;
umin-
K-第4
第3-10循环中所有次制动中最小摩擦系数;
冷摩擦系数u
个循环中的第一次制动连续1分钟之后所测得的摩擦系
数，用于评价对低温的敏感性(可能uK 衰退摩擦系数up--u~点往往出现在高温之后，这种情况称为衰退，在这种 情况下，uF=umin ⑤测评结果评估: Pm, umin, Amax必须出在给定的范围内。 综合分析可见，Krauss方法采用实物试件，模拟性比其他试验机好。采用循 环制动方式，考虑摩擦材料随温度升降过程中摩擦系数数值的变化，实质已包含了 衰退一恢复的过程，因此测试结果更实用。 2.2.4国标QC/T 479-1999货车、客车制动器台架试验方法 国标QC/T479-1999"0'规定的试验项目有: (1)、制动器效能试验; (2)、制动器热衰退恢复试验; (3)、制动器噪声测定; (4)、制动衬片/衬块磨损试验; 试验报告见表2-5 表2-5试验报告表 ┌──┬──────────────┬────────────────┬────┐│序号│试验项目│性能要求│试验结果│├──┼──────────────┼────────────────┼────┤│1 │第一次磨合试验│达到80%的接触面积时次数: │ │ │││按车型而定(200或S00次) ││├──┼────────┬─────┼────────────────┼────┤│2 │第一次效能试验│V=30km/ h │Me5MB51.3Me │ │ ││├─────┼────────────────┼────┤│││V=50km/h ││ │ ││├─────┼────────────────┼────┤│││V=80%Vmax ││ │ ├──┼────────┴─────┼─┬──────┬───────┼────┤│3 │速度稳定性│口│}Vst (50-30)│510% ││││├─┼──────┼───────┼────┤│││口│Vstc70-30i │s20% ││├──┼────────┬─────┼─┴──────┴───────┼────┤│4 │第一次衰退恢复试│衰退率│按车型(}Fal}s25%或40%) ││││验├─────┼────────────────┼────┤│││恢复差率│!Re!520% ││├──┼────────┼─────┼────────────────┼────┤│5 │第二次效能试验│V=30km/h │Me5MB513Me │ │ ││├─────┼────────────────┼────┤│││V=50km/h ││ │ ││├─────┼────────────────┼────┤│││V=80%Vmax ││ │ ├──┼────────┴─────┼────────┬───────┼────┤│6 │速度稳定性│}Vat <50-30> 1 │}s 10% ││││├────────┼───────┼────┤│││}Vst (70-30)} │}520% ││├──┼──────────────┼────────┴───────┼────┤│7 │第二次衰退试验│{Fat}s60% ││├──┼────────┬─────┼────────────────┼────┤│8 │第三次效能试验│V=30kmLh │McSMes 1.3Me │ │ ││├─────┼────────────────┼────┤│││V=50km/ h │││││├─────┼────────────────┼────┤│││V=80%Vmax ││ │ ├──┼────────┴─────┼─┬──────┬───────┼────┤│9 │速度稳定性│口│}Vat (50-30)│510% ││││├─┼──────┼───────┼────┤│││口│}Vat (70-30)│520% ││├──┼──────────────┼─┴──────┴───────┼────┤│10 │噪声│:590d8 (A) ││├──┼──────────────┼────────────────┼────┤│11 │磨损量│││├──┼──────────────┼────────────────┼────┤│12 │制动鼓(盘)工作表面│无刮伤痕迹││├──┼──────────────┼────────────────┼────┤││制动底板(卡钳) │没有影响制动性能的变形││├──┼──────────────┼────────────────┼────┤ ││制动衬片│完整无损、不脱层、无严重裂纹、无│││││烧焦││├──┼──────────────┼────────────────┼────┤││轮缸│不准有渗油现象││└──┴──────────────┴────────────────┴────┘根据上述试验设备以及试验方法的分析比较，可以得出以下基本结论: 1,摩擦材料试验设备大致可以分成三类:第一类是以摩擦材料小样为试验对象; 比如定速摩擦机、FAST摩擦试验机、Chase摩擦试验机、多用途摩擦试验机等; 第二类是以制动器总成(试件)为试验对象;比如Krauss摩擦试验机、惯性试验 台架等:第三类以整车制动系统为试验对象;比如整车下线检查使用的滚筒式制动 试验台、平板式制动试验台(此类设备比较常见，文中省略); 2、试验目的主要是测试摩擦材料或制动器的摩擦系数、热衰退恢复性能、磨损 量、噪声等指标; 3、试验方法主要有恒压力、恒摩擦力(功)等方式; 4、加载方式有机械模拟和电模拟等方式; 5、试验的测量和控制采用了计算机等手段，能够适应不同标准，并按照不同试 验规范自动控制试验程序，能够自动测量、记录和生成试验报告等: 2.3制动器试验设备组成 通过对试验设备的分析可知，制动器试验设备一般由试验、传动、加载、控制、 测量等5部分组成。 (1)、试验系统 这一部分是试验台最基本的部分。 (2)、传动系统 传动部分由电机和传动系统组成，使制动器的对偶件具有适当的速度(转速) 和足够的力矩。 (3)、加载系统 为试验部分提供所需的压力、制动管路压力等。加载方式可以是液压、气动等 方式。 (4)、控制系统 一般由电控系统组成，实现按一定程序控制试验台架完成预定目的的试验。具 体包括转速控制、加载控制、测量控制、试验条件控制(如冷却、加热等)和数据 采集控制等。 (5)、测量系统 实现对转速、压力、温度、摩擦力矩等的测量。通过测量，进而计算出摩擦系 数等。 第三章制动器惯性试验台架研究 3.1汽车制动过程简化模型 图3-1汽车制动过程 总重量为W的汽车，以速度Vo在水平路面上行驶，此时开始制动，使车速由 Vo下降到Vi，如图3-1所示，则车辆的动能变化量可表示为〔，‘l: EA二Ed+E, ___.__ z__2x，__2__z. mt v-一v, I I_tw。一w,， _、Ul尹.“、甘t尹 二二一，.一 2 2 (3一1) 厂2 1800 (no，一n,2 )(mr2+lo) 式中EA—制动过程车辆动能变化量，J; Ed—车辆直动动能变化量，J Ec—旋转零件动能变化量，J; V oI Vi—车辆制动初始和结束时的车速，m/s; no., ni—车辆制动初始和结束时的车轮的转速，r/min; 。。，(A)1—车辆制动初始和结束时的车轮的角速度，rad/s; 9—重力加速度，m/s2; r—车轮滚动半径，m; la—换算到制动轴上的等效转动惯量，kg. m2; m—车辆的总质量，kg- 为了简化计算，设汽车质量为m，以速度为U行驶的汽车制动停止，忽略道路、空气等的阻力，制动器通过制动衬片与制动盘的摩擦，将车辆的动能转化为摩擦功，并使车辆停止，则式3-1简化为〔ill Wf二EA二Ed + E, (3-2) 万，、’ 1800 (、殊轮z(mgr+I',) 式中W卜一~制动器摩擦功; m一汽车质量; r~车轮滚动半径; n一车轮转速。 Ia—换算到制动轴上的等效转动惯量; 这些能量最终变成热量作用于制动盘/鼓和制动衬片上。 3.2制动器惯性试验台架设计思路 惯性试验台架的设计思路是利用惯性飞轮旋转的惯量来模拟汽车实际制动时的 能量变化。 图3-2惯性试验台架制动过程 1一制动盘2一制动器3一飞轮 如图3-2所示，旋转质量的动能可表示为: 二=告。二zI}to}一7r21800 I飞.n飞z (3-3) 式中W(a—惯性飞轮储存动能; I一、—惯性飞轮惯量; 。飞—惯性飞轮转动角速度: n飞—惯性飞轮转速，与车轮转速相同。 如用旋转的动能等效模拟汽车行驶动能，则有:Wr =W to (m’、轮z(m-r.·to) =儡、·、 七卜一n︸ 么︸一O 之J一00 n}=n, 则人=、、轮，+几(3-4) 式中I一惯性飞轮惯量，kg.m2; 减振器疲劳试验设备技术协议 XXXXXXXXXXXXXXXXXX(以下简称购方)委托XXXXXXXXXXXXXXX(以下简称供方)设计和制造减振器疲劳试验设备1台，该专机用于减振器总成耐久试验。模拟减振器装车于道路行驶的实际工况，通过上下激振同时运动，施加侧向力及扭转，温度控制等对减振器进行强化耐久试验。上激振为模拟车身的低频大幅振动，下激振为模拟车轮的高频小幅振动。并要符合国家的各种相关的法律法规以及行业的相关标准要求。双方经协商达成如下协议： 一、设备结构的描述 该机整体为立式结构，具有上运动机构、下运动机构、侧向力加载机构、自动冷却机构、连杆旋转机构及自动控制系统等组成。 1、机架：由工业级型钢及型材焊接而成，保证足够的强度及刚度。机架前安装有防护装备，防止试验工件异常爆裂飞溅出来伤人。 2、上运动机构：由变频调速电机、减速机、三角带轮、三角带、振幅可调曲柄连杆机构、运动导向机构等组成，模拟车身的低频大幅振动。 3、下运动机构：由变频调速电机、同步带及带轮、曲柄连杆机构、运动导向机构等组成，模拟车轮的高频小幅振动 4、侧向力加载机构：由加载液压系统，加载油缸及油压传感器等组成，加载位置为减振器导向器中间位置处，并与减振器轴线垂直，支柱式减振器加载的侧向力大小范围200-2000N. 5、连杆旋转机构：由伺服电机、轴承、摆轴等组成，旋转角度范围：±30°。摆动频率为0.5-2HZ。 6、自动冷却机构：由水箱、水泵、水阀及管路等组成，冷却水循环使用，保证试件在设定温度下进行试验，保证减振器外筒温度为80 10℃。 7、电控系统：由电控箱、电气元件、可编程PLC、触摸屏、高速接近开关、温度传感器、油压传感器、控制程序等组成，控制设备运转、设定试验次数、调整运行速度、实时监测试件温度，减振器达到设定上、下限温度时可实现自动停机，达到设定次数或超温自动停机。 二、设备的技术参数 1、电机功率：18.5Kw / 18.5Kw (上动电机/下动电机) 2、设备额定载荷：20KN 3、上动行程：±70±1mm QGZ-PD01T型惯性制动器使用说明书 一、技术介绍 a．技术及原理 惯性技术是一项原始性发明，突破了传统的外力源（如电磁铁、电力液力推杆等）制动模式。惯性制动的基本技术是：由主动力（惯性力）克服制动作用力解除制动，与从动力（负载）在运动体内部构成一个内力平衡系统，利用运动体自身的惯性力，通过特定的装置转换为制动该运动体的制动力。 惯性制动器根据惯性制动原理设计，它是融制动器、联轴节以及二者相互转换功能于一体的新型装置。从其机构来看，QGZ-P型系列惯性制动器是含有弹性联轴节，无附加制动力源装置、纯机械结构的盘型制动器。 惯性制动器的主要性能特点：纯机械结构，无电气推力元件；结构紧凑、使用可靠、安装、维护简便；耐高温；不受环境温度影响；制动力矩不退化；防腐防尘；动作迅速；启动不带摩擦负载，操作频率不受限制；摩擦材料摩擦均匀，可进行补偿调节。 惯性制动器的工作过程：利用电机的驱动力矩，使主动定与从动顶之间的凹凸螺旋面相互作用，在产生角位移的同时，带动顶压盘产生轴向位移，压缩制动弹簧，消除作用在内、外制动环和摩擦片之间的压紧力（即制动力），解除制动；同时，两凹凸螺旋面紧密贴合，传递扭矩，实现联轴节的传动功能。停车时，电机停止输出扭矩，主动顶与从动顶之间的凹凸螺旋面的相互作用力消失，制动弹簧被压缩的能量得以释放，使顶压盘及花键套复位，压紧内、外制动环和摩擦片，实现制动。 b．实施产权 本公司拥有的惯性制动器技术，具有77国专利保护的独立知识产权，本公司采用这项国际领先的惯性制动技术，独家生产和销售QZG-P型惯性制动器，公司已通过ISO9001:2000质量体系认证 c．惯性制动技术及其产品荣获第二届北京国际发明展览会金奖，中国青年科技博览会金奖、香港国际发明博览会金奖，被评为“国家重点新产品”列入科技部“国家科技创新基金”支持项目。 本产品已被收录入新版的《机械设计手册》（2002版） 二、应用范围 惯性制动器已广泛应用于港口、冶金、铁路、矿山、电力、建筑、建材、造船、航空、起重运输等行业中有主动顶和从动顶传递扭矩的各类机械传动装置的设备。 三、产品标示与选型 四、产品结构图 五、主要功能介绍 本产品具备工作制动、手动打开、动态防风等功能。 1.工作制动 本产品为常闭式卧式制动器，连接在电机与减速箱之间，工作、制动过程见 2.手动打开 本产品可在电机断电或电机不能正常工作时手动解除制动，便于进行设备的滚动挪移，方便设备的检查，检修和制动器的调整。具体操作是：切断电机电源，用F型扳手固定从动部分，用钩型扳手扳转花键轴，使花键套上的通孔对准花键轴上的螺孔，再取下手动打开螺钉，将其穿过花键套上的通孔拧入花键轴上的螺孔，从而手动打开并锁定。注意，在电机通电之前，必须拧出花键轴上的螺钉。 3.动态防风 指轨道式设备在作业或非作业时，当其遭受阵风的突然袭击，不需要其他行走传动机构之外 1.汽车制动试验台基本结构 (1) 1.1驱动装置 (2) 1.2滚筒装置 (3) 1.3第三滚筒 (3) 1.4测量装置 (4) 1.5指示与控制装置 (5) 2 汽车制动试验台的工作原理 (5) 3 汽车制动试验台的力学分析 (6) 4 汽车制动试验台主要装置参数的选择 (7) 4.1主、从动滚筒参数的选择 (7) 4.2第三滚筒参数的选择 (8) 5.汽车制动试验台检测系统组成 (8) 6.单片机的选择 (8) 7.传感器与信号调理电路 (9) 7.1主、从动滚筒参数的选择 (9) 7.2制动力传感器 (10) 7.3传输调理 (11) 7.4车轮转速传感器 (12) 7.5车辆到位传感器 (12) 8.跑偏量的测量 (13) 8.1编码器的选择 (14) 8.2数据采集卡的选择 (14) 9.汽车制动试验台检测系统的软件设计 (15) 10对卡丁车项目和这门课的感想和体会 (17) - 17 - 滚筒反力式汽车制动试验台概述 汽车制动性能的检测是汽车检测的重点，目前应用较为广泛的是滚筒反力式汽车制动试验台，其测试条件固定、重复性好、结构简单、操作安全性能好，是我国各类检测站检测汽车制动性能的主要设备。 1.汽车制动试验台基本结构 滚筒反力式汽车制动试验台的结构简图如图2-1所示。它由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试装置和一套指示与控制装置组成。每一套车轮制动力测试装置由框架、驱动装置、滚筒装置、第三滚筒和测量装置等组成。 1.1驱动装置：驱动装置由电动机、减速器和链传动机构组成，如图2-2电动机经过减速器内的蜗轮蜗杆和一对圆柱齿轮的两级传动后驱动主动主动滚筒又通过链传动机构带动从动滚筒旋转。减速器输出轴与主动滚一轴，减速器壳体为浮动连接即可绕主动滚筒轴自由摆动。减速器的作速增矩，其减速比根据电动机的转速和滚筒测试转速确定。由于测试车滚筒转速也较低，因此要求减速器减速比较大，一般采用两级齿轮减速蜗轮蜗杆减速与一级 齿轮减速。 QC T 545-1999汽车筒式减振器台架试验方 法 QC/T 545—1999 汽车筒式减振器台架试验方法代替JB 3901—85 本标准适用于汽车悬架用筒式减振器的台架试验。 1示功试验 1．1目的：测取试件的示功图和速度图。 1．2设备：按本标准附录A规定的减振器试验台。 1．3条件： 1．3．1试件温度：20±2℃。 1．3．2试件试验行程S：（100±1）mm。 1．3．3试件频率n：（100±2）c、p、m。 1．3。4速度V：按照1.3.2和1.3.3并由下式决定的减振器活塞速度。 在减振器行程较小，不宜选用100mm的试验行程时由制造厂与用户商定 试验速度值。 1．3．5方向，铅垂方向。 1．3．6位置：大致在减振器行程的中间部分。 1．4试验方法 1．4．1定期按本标准附录B的试验台标定方法取得测力元件标定常数1 （N／mm）。 1．4．2按1.3加振，在试件往复3～5次内记录示功图。 1．4．3在不装试件时，画出基准线。 1．5阻力运算：参见图1 2速度特性试验 2．1目的：检测减振器在不同活塞速度下的阻力，取得试件的速度特性。 2．2设备：按标准附录A规定的减振器示功试验台，配以相应的电测量装置。 2．3条件： 2．3．1试件温度：20±2℃ 2．3．2试件试验行程S：20～100mm 2．3．3速度：V 2．3．4方向：铅垂方向。 2．3．5位置：大致在减振器行程的中间部分。 2．4试验方法： 制造厂或研制单位可按照具体情形选用下述方法之一。 2．4．1直截了当记录法： 在标准附录A规定的试验台上，采纳相应的电测量装置，利用传感元件取 得减振器活塞速度和相应的阻力信号；将该两信号同时输入记录装置而直截了当获 得减振器的速度特性。 速度特性曲线如图2所示。 2．4．2多工况合成法 按照2.3.3能够变化行程（S），或频率（n）之一，而取得变化的速度值 （V），及相应工况下的阻力（P）形成速度特性的若干点，最终光滑连接构成 天津工业大学 毕业设计（论文） 题目：惯性式汽车制动器试验台总体设计 姓名 学院 专业 班级 指导教师 职称 二○一四年六月一日 第一章绪论 1.1汽车制动器试验的必要性和意义 1.1.1汽车制动器试验的必要性 随着我国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的急剧增加，汽车安全问题越来越引起我国政府和广大民众的高度关注。 众所周知，制动器是保证汽车安全形式的重要部件之一，而制动器的一对摩擦副——制动盘和摩擦垫块或制动鼓与制动蹄，是制动器中的关键配件，其摩擦磨损性能对汽车的制动性能起着十分重要的作用。 随着国家对汽车总成、零部件质量重视程度的逐步提高，汽车制动器试验任务不但增加，而且急需增加制动器试验能力。虽然目前国内外有一些制动器试验设备，但由于此类设备属于非标准设备，其试验侧重点、试验方法和控制手段各异，无法满足企业实际需求，因此，自主研制汽车制动器试验台势在必行。1.1.2汽车制动器试验的意义 制动器是汽车安全行驶的重要部件之一，其性能的好坏对汽车的行驶安全及动力性能发挥都有着很大的影响。通常，制动器性能都要根据权威机构制定的试验标准来进行测试。通常的试验方法有小样试验和惯性台架试验等。小样试验要进行制动尺寸模拟和形状模拟，因而准确度不高，但是成本相对较低，常用于摩擦材料的分级、质量控制以及新产品的开发。台架试验是制动器质量检测中最具有权威性的试验，能够相当真是的反映制动器的工作特性，已经逐渐成为制动器质量检测的主流。 目前，国产台架试验机普遍存在控制方法相对落后、控制精度不高、关键数据采集和处理精度不够等问题，而国外进口的同类设备价格昂贵，有些甚至达到国产试验机的几倍到十几倍。因此，应用先进控制理论和控制方法，提高制动器台架试验机的控制精度，开发具有自主知识产权的高水平试验机有着非常重要的现实意义。 1.2国内外汽车制动器试验台系统简介 汽车制动器的台架试验是用模拟汽车制动过程，以台架试验的方式来测试制动器的制动效能、热稳定性、衬片磨损以及强度等项性能。目前世界上通用的方法是用机械惯量或电惯量来模拟制动器总成的制动工况，从而测试其各项性能。本试验台主要针对是轻型轿车的制动器试验。 1.2.1国外汽车制动器试验台简介 在我国影响比较大的国外汽车制动零部件试验台公司有日本的HORIBA公司 JF122H(JB)型 制动器惯性试验台 使用说明书 吉林大学机电设备研究所 吉林省吉大机电设备有限公司 2011年11月28 日 目录 1. JF122H制动器试验台的用途及特点........ ............ . (3) 2. JF122H制动器试验台的主要技术参数.............. . (4) 3. JF122H制动器试验台的结构及工作原理............ . (7) 4. JF122H制动器试验台的安装与调试................ .. (10) 5. JF122H制动器试验台的标定及试验准备............ .. (14) 6. JF122H制动器试验台的试验台的维护保养........ .. (19) 7. JF122H制动器试验台的常见故障及处理方法.... .. (21) 8. JF122H制动器试验台的易损外购件明细表. ............... (22) 9附图 1.试验机结构图 2.被试制动器联结件图 3.液压原理图及零件表 4.气动原理图及零件表 5.电气原理及接线图 ※本试验台的计算机，绝对不允许运行与此设备无关的软件；以免感染病毒, 影响设备的正常运行。否则，引起一切后果自负。 1. JF122H型制动器惯性试验台用途及特点 1.1用途 JF122H型制动器试验台，其试验原理是根据制动副摩擦力矩与压力成正比的特性而确定的；其试验原理是目前全世界摩擦材料和汽车制造商所公认的。 JF122H型制动器试验台应用于生产质量控制和摩擦材料的开发；测试摩擦材料的摩擦系数及制动器摩擦衬片与压力，速度，温度的相关特性及耐磨损性能等；还可用于制动器的噪声测试。适用于载重量小于3.0吨的盘式制动器及摩擦衬片及鼓式制动器及摩擦衬片。 1.2特点 JF122H型制动器试验台是制动器及摩擦衬片的摩擦性能惯性试验设备。在惯性飞轮的设置形式上，参照了德国申克公司的等比法兰固定式( 5.0kg.m2, 2.5 kg.m2, 1.25 kg.m2)和美国LINK公司的等分锥轴固定式(80.0 kg.m2, 40 kg.m2×3，20.0 kg.m2 , 10 kg.m2×2)) 设计。其结构合理、控制手段先进、基本功能完善。除具有KLAUSS试验功能外, 还具有惯性试验功能。有以下特点： ● 电机功率为132kW，主轴转速1000 r/min。弱磁转速可达到到2000r/min。 ●由于减少了主轴支撑轴承数量，使系统摩擦阻力减小到最低限度；尤其是在进行小惯量，高车速、低制动管路压力的试验时，提高了试验数据的精确性。 ●两个等分飞轮组的飞轮采用锥轴结合，螺栓固定；其位置的移动，由设置在飞轮上方的吊车来完成。 等比飞轮组的飞轮采用法兰结合，螺栓固定；其位置的移动，由设在其两侧支架上的齿轮齿条来完成。 ●试验机总惯量为253.35 kg.m2，惯性飞轮数量为10个，惯量配置级数为200级。惯量级差仅为1.25kg.m2，能完成3.0t以下各种车辆的KRAUSS试验和惯性台架试验。 ●试验机设有静力矩测试系统，用于测试制动器或驻车制动器静摩擦力矩。 ●试验机设有驻车制动器缆绳拉力油缸，用于驻车制动器的性能测试； QC T 304-1999汽车转向拉杆接头总成台架试 验方法 QC/T 304—1999 汽车转向拉杆接头总成台架试验方法代替ZB T 23 006—87 1主题内容与适用范畴 本标准规定了汽车转向拉杆接头总成的摆动力矩测定、旋转力矩测定、最大 轴向位移量测定和耐久性试验等台架试验方法。 本标准适用于汽车转向拉杆接头总成，出厂试验与型式试验的项目与要求由 相应的技术条件规定。 2术语及定义 2．1摆动力矩T1 球销以一定的频率，在接头总成的对称平面或设计指定平面内作连续摆动时 的最大力矩（N·m）。 2．2旋转力矩T2 球销轴线与接头球座孔轴线重合，球销绕轴线匀速旋转时的最大力矩（N·m）。 2．3最大轴向位移量δ 球销轴线与接头球座孔轴线重合，沿该轴线对球销施加压力，使总成内部除 弹性零件外的其他零件均不发生变形时，球销的最大位移量（mm）。 3试验项目及试验方法 3．1摆动力矩下的测定 3．1．1测试装置的工作原理见示意图1。 3．1．2试验条件 3．1．2．1环境温度：常温。 3．1．2．2测试仪器精度不低于1%。 3．1．3测试样品许多于3件。 3．1．4试验程序 3．1．4．1测试前拆除总成的防尘装置。 3．1．4．2向总成内注满规定牌号的润滑脂。 3．1．4．3使球销处于接头总成的对称平面或设计指定平面内，以4～6min-1 的频率连续摆动，摆动角为设计值的80%～90%。 3．1．4．4测试时球销先往复摆动5次再记录T1值，并运算5次测试结果的均值。 3．2旋转力矩T2的测定。 3．2．1测试装置的工作原理见示意图2。 3．2．2试验条件 3．2．2．1环境温度：常温。 3．2．2．2测试仪器精度不低于1%。 3．2．3测试样品许多于3件。 3．2．4试验程序 3．2．4．1测试前拆除总成的防尘装置。 3．2．4．2向总成内注满规定牌号的润滑脂。 3．2．4．3使球销轴线与接头球座孔轴线重合，球销以4～6r/min的转速绕轴线 匀速旋转。 3．2．2．4测试时球销先旋转5圈再记录T2值，并运算5次测试结果的均值。 3．3最大轴向位移量δ的测定。 减振器台架试验及评定方法 主题和范围：本方法规定了PLD 汽车悬架用筒式减振器的台架试验和试验件评定方法。 本方法包含筒式减振器的示功试验、速度特性试验、温度特性试验、耐久性试验。 1 示功试验 1.1 目的：测取试件的示功图和速度图。 1.2 设备：PLD 系列微机控制电液伺服汽车减振器试验台。 1.3 条件： 1.3.1 试件温度：20士2℃。 1.3.2 试件试验行程S ：(100±1)mm 。 1.3.3 试件频率n ：(100±2) c 、p 、m 。 1.3.4 速度ν根据1.3.2和1.3.3并由下式决定的减振器活塞速度。 (m /s )520106 4.n S π=???=-ν 1.3.5 方向：铅垂方向。 1.3.6 位置：将减振器拉伸至最大行程并测定其行程中间位置A m ，并纪录。 1.4 试验方法 1.4.1 按1.3加振，待f P 、y P 微机显示值稳定后，停止试验并记录相应得数值。 f P …………复原阻力，N ； y P …………压缩阻力，N ； 1.5 评定 1.5.1 示功图应丰满、圆滑，不得有空程、畸形等。 1.5.2 减振器在示功试验中，不得有漏油和明显的噪声等异常现象。 1.5.3 复原阻力和压缩阻力应符合附录A 要求，复原阻力和压缩阻力的允差值应符合下式规定： 复原阻力的允许差值为±（14%f P +40）N ，f P —额定复原阻力； 压缩阻力的允许差值为±（14%y P +40）N ，y P —额定压缩阻力； 2 速度特性试验 2.1 目的：检测减振器在不同活塞速度下的阻力，取得试件的速度特性。 2.2 设备：PLD 系列微机控制电液伺服汽车减振器试验台。 2.3 温度条件： 试件温度：20±2℃ 试件试验行程S ：20～100 mm ，速度)/(.s m 520=ν；最高速度须高于1.5 m ／s 。 方向：铅垂方向。 位置：A m 。 试验方法：本方法采用多工况合成法测试速度特性P 一v 曲线 每个测点工况皆按本标准1.4实施； 最后如图4所示取得试验速度特性： 制动系统是汽车中不可缺少的一部分。因为汽车在行驶过程中会遇到一系列不同的情况，它需要汽车的驾驶者不断的去调整汽车以期能够平稳的前行，因此，汽车上必须设一系列的装置，对汽车进行一定程度的强制制动。这一系列的专职就是制动系统。而制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件。制动器的优越的性能一定程度决定了制动系统的优越，也更能保障驾驶员的驾驶安全。在各类汽车所使用的摩擦制动器可分鼓式制动器和盘式制动器。 汽车的制动性是确保车辆行驶的主、被动安全性和提升车辆行驶的动力性的决定因素之一。重大交通事故往往与制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关，故汽车的制动性是汽车安全行驶的重要保障。而制动器是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全部件，所以它的工作性能就显得尤为重要。因此，进行制动器试验，检铡其装配质量，评价它的综合性能，成为改善制动器制动性能不可或缺的一部分。所以，研制一种模拟性能好、试验精度高的制动器试验台十分必要． 近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，制动器的重要性表现得越来越明显。众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。制动装置需要转换和吸收的动能，与汽车制动初速度的平方和总质量成正比；其需要产生的制动力则与汽车总质量成正比，与制动初速度相对来说关系不大。在汽车的发展过程中，速度和总质量两个参数始终处于不断攀高的状态，这就要求制动装置在更短的时间内吸收越来越大的能量，并产生接近车轮滑移界限的制动力。汽车速度的提高对制动器的性能提出了更高的要求，不断改善汽车的制动性，始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。同时，世界各国和制动器制造企业对制动器制动性能都提出了各种标准。为了制动器的性能达到更高的水平，以尽量提高汽车的安全性和可靠性，这对制动器试验台的准确性和高精度性提出了更高的要求。因此制动器试验台的设计具有广泛的应用前景。 相对于道路试验检测来说，台架检测方法具有许多突出的优点: 1）检测过程简单，时间短。2）设备占地面积小，可以作为一个单独的工位加装在目前我国正在普遍使用的汽车性能检测线上。 3)检测过程受环境因素影响较小。由于台架检测是在室内进行，所以不会受到天气、侧向风等自然条件的影响；4)设备耗资低，根据市场需求可实行产业化生产。 高威盘式制动器PC-HYD型号 高威PC-HYD型号盘式制动器配备有HYDRO电力液压推动器。在出现定位误差和阀瓣缺损时，浮动垫将自动对齐来帮助圆盘消除轴向载荷。在广泛的范围内，系统通过本身提供的自动调整装置和设施来调整制动力。 制动力矩=制动力X 节圆半径/1000（N.M） PC-HYD 技术数据表 型号 制动力（N） 制动盘 直径 A B C E F G H I J K L M N Pmax Qmax R Smax T U W Y Z MASS(kg) PC61HYD023R(L) 800-2800 250 12080PC61HYD030R(L) 1000-3800 25011780PC61HYD050R(L) 2000-6000 26515798PC61HYD080R(L) 3500-9000 355-630 300 300 15 120 8018208015010014072290 265180670 120 230 40 200 1579877 PC71HYD050R(L) 2500-7000 30315798PC71HYD080R(L) 3000-10500 303 15798 PC71HYD121R(L) 3000-18000 325148120PC71HYD201R(L) 6000-25000 325148120PC71HYD301R(L) 10000-36000 450-500 375 375 15 140 13022259520515517595340325222900 160 280 50 240148120175 PC72HYD080R(L) 3000-10500 30315798 PC72HYD121R(L) 3000-18000 325148120PC72HYD201R(L) 6000-25000 325148120PC72HYD301R(L) 10000-36000 560-800 375 375 15 140 13022259520515517595340 325 222900 160 280 50 240 148120 175 PC81HYD201R(L) 6000-25000 PC81HYD301R(L) 8000-38000 630-710 410 460 20 160 18027301102252301871153733372601130 190 370 65 325148120300 PC82HYD201R(L) 6000-25000 PC82HYD301R(L) 8000-38000 800-900 410 460 20 160 18027301102252301871153733372601130 190 370 65 325148120300 PC83HYD201R(L) 6000-25000 PC83HYD301R(L) 8000-38000 1000-1250 410 460 20 160 18027301102252301871153733372601130 190 370 65 325148120300 没有推动器 本科学生毕业设计 汽车变速器性能试验台的设计 院系名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职称：副教授 The Graduation Design for Bachelor's Degree Design Of Auto Transmission Performance Test Bench Candidate：Yuan Bo Specialty：Vehicle Engineering Class：B07-7 Supervisor：Associate Prof. Ji Junling Heilongjiang Institute of Technology 摘要 汽车变速器是汽车底盘的主要部件，换挡频繁，磨损严重，是汽车早期损坏的主要部件之一。利用变速器性能试验台研究它的各项使用性能，对节省材料，降低成本，缩短研发周期，提高变速器的性能、使用寿命和工作效率，都是非常必要和重要的，而闭式变速器试验台具有节约能源的特点，对于降低试验成本有着十分重要的意义。 文中阐述了变速器性能闭式试验台的布置结构和工作原理，在确定了设计方案的基础上完成了试验台传动机构的设计，并对设计的结构进行了布置合理性分析和力学刚度、强度的校核，使得此试验台能够完成如变速器效率试验、磨合试验、齿轮磨损试验，并根据所设计的各部分详细参数，利用软件AUTOCAD绘制了试验台中传动机构的整体装配图和传动机构的各部分零件图。 关键词：汽车变速器；试验台；闭式；传动机构；结构设计；分析 ABSTRACT The trasmission is the most important component on the chassis,shifting frequent and wearing serious,it’s one of the main components early damage to the https://www.doczj.com/doc/c63757983.html,e the test bench to test the trasmission on its various properties is very important and necessary for saving material,redcing cost, shorting the development cycle, improving the transmission’s life and working efficiency.And the closed test bench has the advantages of saving energy and controling convenient.It’s very im portant for saving the cost. This text expounded in the transmission’s structure of layout and the working principle, I have a detailed transmit agencies design on the base of the design programme’s determined,then I analysis the design’s reasonable and check the mechanical stiffness and strength,makes this test bench to complete such as the transmission efficiency testing, running-testing, gear wearing testing, and in accordance with the detailed design parameters of various parts, using a pilot mapping so ftware AUTOCAD map the transmit agencies’ assembly and some parts of the it. Key Words:Automobile trasmission;Test bench;Closed;Transmit agencies;Structure design; Analysis 反力式滚筒制动试验台 工作原理 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 反力式滚筒制动试验台工作原理反力式滚筒制动试验台（以下简称为制动试验台）是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、滚筒组、举升装置、测量装置等构成。 进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、存储和处理后，检测结果由打印机打印出来。 3 检测时车轮的受力分析 下面从汽车的实际检测受力情况进行分析，假设制动试验台前、后滚筒直径相等且水平安置，被测试车辆前、后轮中心处于同一水平高度，在检测过程中忽略滚动阻力，则测试车轮在滚筒上制动时的受力情况如图1所示。 图中G 为被测车轮的轮荷；N 1、N 2分别为前后滚筒对被测车轮的法向反 力；F 1、F 2分别为前后滚筒与车轮间的切向力，即制动力；F 为车桥对车 轮轴的水平推力；M μ为车轮所受制动力矩；α为安置角；D 为被检车轮直径；d 为滚筒直径；L 为滚筒中心距。 根据力学平衡原理，可以列出下列关系式： (N 1-N 2)sinα+(F 1+F 2)cosα=F (1) (N 1+N 2)cosα-(F 1-F 2)sinα=G (2) φ相同，则F 1、F 2 F 1=N 1×φ, F 2=N 2×φ (3) 将（3）式代人（1）、（2）式得： N 1(sinα+φcosα)-N 2(sinα-φcosα)=F (4) N 1(cosα-φsinα)+N 2(cosα+φsinα)=G (5) 联立上式解得: N 1={F(φsinα+cosα)+G(sinα-φcosα)}/( φ 2+1)sin2α (6) N 2={F(φsinα-cosα)+G(φcosα+sinα)}/( φ 2+1)sin2α (7) 当车轮制动时，制动试验台可能测得的最大制动力为： F max =(N 1+N 2)×φ=φ×(G+φF)/(φ2+1)cosα (8) 台架试验 台架试验是指产品出厂前，一般还要进行某些模拟台架试验，包括一些发动机试验，通过之后方能投入使用。主要台架试验有1)汽油发动机台架试验：汽 油发动机台架试验结果是确定汽油机油质量等级的依据。①MSⅡD发动机试验：用来评定汽车在低温和短途行驶条件下的润滑油对阀组防锈蚀或腐蚀的能力，用以评定API SE、SF、SG级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T0512汽油机油低温锈蚀评定法(MS程序ⅡD法)。国外标准试验方法有MSⅡD ASTM STP 351H-I。②MSⅢD发动机试验：用来评定润滑油高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力，用以评定API SE、SF级汽油机油。中国标准试验方 法有SH/T0513-92汽油机油高温氧化和磨损评定法(MS程序ⅢD法)。国外标准试验方法有MSⅢD ASTM STP315H-Ⅱ。③MSⅢE发动机试验：用来评 定发动机润滑油的高温氧化、增稠、油泥及漆膜沉积、发动机磨损的能力，以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。国外标准试验方法有MSⅢE ASTM STP 315H-Ⅱ。④MS VD发动机试验：用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和 阀组磨损的能力，以评定API SE、SF级汽油机油。中国标准试验方法有SH/T 0514-92汽油机油低温沉积物评定法(MS程序ⅤD法)。国外标准试验方法有MS VD ASTM STP315H-Ⅲ。⑤MS VE发动机试验：用来评定发动机润滑油抗油泥、漆膜沉积和阀组磨损的能力，以评定API SG、SH、SJ级汽油机油。国外标准试验方法有MS VE ASTM STP315H-Ⅲ。(2)柴油发动机台架试验：柴油 发动机台架试验结果是确定柴油机油质量等级的依据。①Caterpillar1H2发动机试验：用来评定润滑油的环粘结、环和气缸磨损、活塞沉积物生成倾向，以评定API CC级柴油机油。中国标准试验方法有GB/T9932内燃机油性能评定法(卡特皮勒1H2法)。国外标准试验方法有ASTM STP509A-ⅡCaterpillar1H2发动机试验法。②Caterpillar1G2发动机试验：用来评定润滑油的环粘结、环与气缸 磨损、活塞沉积物生成倾向，以评定API CD、CD-Ⅱ、CE级柴油机油。中国标准 试验方法有GB/T9933-92内燃机油性能评定法(卡特皮勒1G2法)。国外标准试验方 法有ASTM STP509A-ⅠCaterpillar1G2发动机试验法。③CRC L-38发动机试验：用来评定内燃机油在高温条件下的氧化和轴瓦腐蚀性能。中国标准试验方法有SH/T0265-92内燃机油高温氧化和轴瓦腐蚀评定法(L-38法)。国外标准试验方法有FED3405.2(L?38)、FTM791-3405润滑剂性能评定法。(3)齿轮油台架试验：①CRC L-37高扭矩试验：用来评定齿轮润滑剂承载能力、磨损及极压特性，以评定API GL-5车辆齿轮油。国外标准试验方法有美国FTM6506.1高扭矩后桥试验。②CRC L-42高速冲击试验：用来评价齿轮润滑剂的抗擦伤性能，以评定API GL-5车辆齿轮油。国外标准试验方法有美国FTM6507.1高速冲击试验。③CRC L-33齿轮润滑剂的潮湿腐蚀试验：用来评价含水齿轮油对金属零件的腐蚀情况，以评定API GL-5车辆齿轮油。 摘要 汽车变速器是汽车底盘的主要部件，换挡频繁，磨损严重，是汽车早期损坏的主要部件之一。利用变速器性能试验台研究它的各项使用性能，对节省材料，降低成本，缩短研发周期，提高变速器的性能、使用寿命和工作效率，都是非常必要和重要的，而闭式变速器试验台具有节约能源的特点，对于降低试验成本有着十分重要的意义。 文中阐述了变速器性能闭式试验台的布置结构和工作原理，在确定了设计方案的基础上完成了试验台传动机构的设计，并对设计的结构进行了布置合理性分析和力学刚度、强度的校核，使得此试验台能够完成如变速器效率试验、磨合试验、齿轮磨损试验，并根据所设计的各部分详细参数，利用软件AUTOCAD绘制了试验台中传动机构的整体装配图和传动机构的各部分零件图。 关键词：汽车变速器；试验台；闭式；传动机构；结构设计；分析 ABSTRACT The trasmission is the most important component on the chassis,shifting frequent and wearing serious,it’s one of the main comp onents early damage to the https://www.doczj.com/doc/c63757983.html,e the test bench to test the trasmission on its various properties is very important and necessary for saving material,redcing cost, shorting the development cycle, improving the transmission’s life and working efficiency.And the closed test bench has the advantages of saving energy and controling convenient.It’s very important for saving the cost. This text expounded in the transmission’s structure of layout and the working principle, I have a detailed transmit agencies des ign on the base of the design programme’s determined,then I analysis the design’s reasonable and check the mechanical stiffness and strength,makes this test bench to complete such as the transmission efficiency testing, running-testing, gear wearing testing, and in accordance with the detailed design parameters of various parts, using a pilot mapping software AUTOCAD map the transmit agencies’ assembly and some parts of the it. Key Words:Automobile trasmission;Test bench;Closed;Transmit agencies;Structure design; Analysis 悬架用减振器设计指南 一、功用、结构： 1、功用 减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命.目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种. 导向机构的作用是传递力和力矩,同时兼起导向作用.在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹。 汽车悬架系统中弹性元件的作用是使车辆在行驶时由于不平路面产生的 振动得到缓冲，减少车身的加速度从而减少有关零件的动负荷和动应力。如 果只有弹性元件，则汽车在受到一次冲击后振动会持续下去。但汽车是在连 续不平的路面上行驶的，由于连续不平产生的连续冲击必然使汽车振动加剧， 甚至发生共振，反而使车身的动负荷增加。所以悬架中的阻尼必须与弹性元 件特性相匹配。 2、产品结构定义： ①减振器总成一般由：防尘罩、油封、导向座、阀系、储油缸筒、工作缸筒、活塞杆构成。 ②奇瑞现有的减振器总成形式： 二、设计目的及要求： 1、相关术语 *减振器 利用液体在流经阻尼孔时孔壁与油液间的摩擦和液体分子间的摩擦形成对振动的阻尼力,将振动能量转化为热能,进而达到衰减汽车振动,改善汽车行驶平顺性，提高汽车的操纵性和稳定性的一种装置。 *阻尼特性 减振器在规定的行程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻力（F）与位移（S）的关系为阻尼特性。在多种速度下所构成的曲线（F-S）称示功图。 *速度特性 减振器在规定的行程和试验频率下，作相对简谐运动，其阻力（F）与速度（V）的关系为速度特性。在多种速度下所构成的曲线（F-V）称速度特性图。 *温度特性 减振器在规定速度下，并在多种温度的条件下，所测得的阻力（F）随温度（t）的变化关系为温度特性。其所构成的曲线（F-t）称温度特性图。 *耐久特性 减振器在规定的工况下，在规定的运转次数后，其特性的变化称为耐久特性。 *气体反弹力 对于充气减振器，活塞杆从最大极限长度位置下压到减振器行程中心时，气体作用于活塞杆上的力为气体反弹力。 *摩擦力 文件编号：TP-AR-L8209 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 制动器的安全规定正式 样本 制动器的安全规定正式样本 使用注意：该管理制度资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 （1）动力驱动的起重视，其起升、变幅、运 行、旋转机构都必须装设制动器。 人力驱动的起重机，其起升机构和变幅机构必须 装设制动器或停止器。起升机构、变幅机构的制动 器，必须是常闭式的。 （2）起升机构不宜采用重物自由下降的结构， 如果用重物自由下降结构，应有可操纵的常闭式制动 器。 （3）吊运炽热金属或易燃、易爆等危险品。发 生事故后。可能造成重大危险或损失的起升机构。其 每一套驱动装置都应装设二套制动器。 （4）制动器应有符合操作频度的热容量。 （5）制动器的制动带摩擦垫片摩损后应有补偿能力。 （6）制动带摩擦垫片与制动轮的实际接触面积．不应小于理论接触面积的70％。 （7）带式制动器的制动带摩擦垫片，其背衬钢带的端部与固定部分的连接，应采用铰接，不得采用螺诠连接、铆接、焊接等刚性连接型式。 （8）控制制动器的操纵部位，如踏板、操纵手柄等，应有防滑性能。 （9）正常使用的起重视，每班都应对制动器进行检查。 此处输入对应的公司或组织名字 Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here 变速箱开式试验台设计 摘要 变速器是现代汽车的一个主要装备,其性能直接影响到汽车的动力性、燃油经济性及驾驶性能等. 研究自动变速器与发动机的联合工作特性,需要对自动变速器的性能进行台架试。 本文从整体上论述了汽车变速箱性能检测系统的测试原理和设计方案，并从硬件和软件两方面详细阐述了汽车变速箱性能检测系统的组成。介绍了汽车变速器系统综合试验台的主要构成与种类, 着重在机械硬件方面去分析研究开放式及封闭式汽车变速器系统综合试验台的主要结构、特点及工作原理。 本论文研究的目的、意义：我国汽车工业正处于发展和提升时期，变速器在汽车上开始大量装备，这对其设计制造、性能检测与维修提出了迫切要求。目前国产变速器测试设备多为手动、测试精度低、响应速度慢；进口设备，价格较高，集中在少数企业和地区，这种状况无法满足汽车制造及维修行业的需求。为开发具有自主知识产权的、适合我国国情的变速器检测备，提出本研究课题。 关键词：变速器, 试验台, 结构, 分析 D E S I G N O F T H E O P E N I N G T R A N S M I S S I O N TEST-BED ABSTRACT The transmission is a main device of modern cars. Its performance directly affects tractate performance, fuel economy and convenient operation of vehicles, etc. Its characteristics must be tested with the test - bed to study the characteristics of the cooperating performance of the engine and the transmission. This paper discuss the test theory and design project of a test System for the performance of Transmission test-bed，and describe the makeup of the system from hardware and software. This paper introduces the main components and types of the comprehensive testing beds for vehicle transmission system with focus on mechanical hardware, the author analyses their main structures, features, and working principle of the open and closed comprehensive testing beds for vehicle transmission system. Motive and meaning of the research: In our country automobile industry positive be placed in shape time，Transmission beginning equipped on a lot of motors，this situation Inevitably press for its design, test, repair. Present domestic Transmission Test-bed mostly turning by hand, test accuracy is low , respond speed is slow;the import equipment price is higher ,concentrate in the minority. This condition can not satisfy the demand of automobile production and maintenance enterprise. In order to develop the Transmission Test-bed which have independence intelligent property right, we propose this research lesson. KEY WORD：transmission, testing bed, structure, analysis减震器双动耐久试验台
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