制动器惯性试验台架的研究与开发

1、f.右 .一人S.城类号U4610710-23039.二矿 sic八毕长安大学气r.卜硕士a 1一;:，一. ' _学位论文丈是r扇- rf-少石阮、千少一盆，妙川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

2、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)炎枷今秘论文作者签名:，。年乙月”日导师签名:乡尸若年了月住日.IJj月摘要 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

3、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

4、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 relat

5、e to the traffic safety, whose quality isvery important. Perfect test system and good test facility are the premise and the foundation toguarantee the product quality. It can improve research and develop level, elevate brake technical and develop frictionmaterial theory according to the research of

6、automobile detent inertia test-bed and make it well tosimulate practice use mode and setting condition which could reflect detent performance truly. Itcan elevate detent test technical and the design level of test-bed too, which have much moreimportant to the research and develop of detent product,

7、quality control and the elevation of brakeperformance of the whole automobile at the same time. This provided proposes the testing system of detent, the fundamental structure of detent inertiatest-bed, controlling measures through researching the configuration, characteristic, workingprinciple of th

8、e friction material test facility from domestic and oversea. And it provided designingcourses and the essential designing means of automobile detent inertia test-bed trough analyzingautomobile brake process. At the same time, this paper simulated the detent inertia test-bed ofheavy vehicles which in

9、volved confirmation and combination of test-bed inertia, the choice ofhost drive electric motor, the structure of machine and fixing mode, slipway structure and lockmode, cooling and dust-remove of test-bed etc. At last this paper made a test research withtest-bed designed, and presented the test wa

10、ys of auto regulation test of the arm, analyzed thefactors 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 couldcarry out detent performance test, heat-declining and renewing test, brake liner patch(b

11、lock)abrasion test, detent yawp mensuration and record temperature of measuring test piece at the sametime, record relation between pressure of input pipeline and output brake moment, record relationbetween brake test piece and output moment，which were put forward at the beginning. Thestructure of t

12、he test-bed is reasonable, the control method is advanced, the basic skill is perfect andthe system function safely steady and credibly because of the adoption of autocontrol andelectricity-machine device which is mature and credibly.Keywords: Inertia type; Friction material; detent; Experiments the

13、 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.·.··

14、83;·································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

15、.。.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. 253.23.3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. 4

16、1 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.·.·················

17、;············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

18、整臂的性能检测. 67 5.4试验方法及实测数据.。.。.。二. 685.5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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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2101.3.2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

24、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=KPacwbc>(1-2) 式中P.一制动力; V一制动初速; K试验常数; t一制

25、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

26、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

27、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

28、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

29、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

30、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

31、、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

32、 / 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

33、)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(

34、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IFalI540%525% (2)第一次恢复差率满足下式要求: Res20%(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

35、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

36、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

37、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

38、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

39、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ATE-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

40、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

41、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