[发明专利]一种商用车气压盘式制动器总成摩擦系数测试方法

权利要求书

1.一种商用车气压盘式制动器总成摩擦系数测试方法，其特征在于，包括测试部分和数据处理部分，其中测试部分包括以下步骤：

步骤一、制动气室输入气压P与气压制动卡钳夹紧力N的关系标定；

在静态情况下，模拟实车安装位置，将力传感器安装于气压制动卡钳两摩擦片中间，用于测量气压制动卡钳的夹紧力N；将气压传感器安装于制动气室输入口与气源之间，用于测量制动气室的输入气压P；制动气室输入气压以某一固定压力为起点，固定间隔加压，测量并记录输入气压P与夹紧力N的关系；

步骤二、制动力矩T的测定；

利用商用车惯性试验台架测量制动力矩，将气压盘式制动器总成的旋转端经中间支撑、传动轴连接到电机上，其中电机用于模拟车轮转速，飞轮盘用于模拟气压盘式制动器总成所受载荷；气压盘式制动器总成的固定端连接到商用车惯性试验台架的尾座上，尾座上的力臂与力传感器相连；在制动过程中，气压盘式制动器总成产生的制动力经力臂传递至力传感器，试验时力传感器测试值与力臂的乘积即为制动力矩T；

数据处理部分包括以下步骤：

步骤三、建立输入气压与夹紧力的数学模型；

气压制动卡钳的夹紧力N在制动过程中并不能直接测量得到，但气压制动卡钳的夹紧力N与制动气室的输入气压P存在直接关系N＝f(P)，采用标定的方式找到气压制动卡钳夹紧力N与制动气室的输入气压P的函数关系，利用标定测量得到的试验数据，采用统计学上一元线性回归的方法，在SPSS数据分析软件上采用逐步筛选策略进行分析，则卡钳夹紧力与气室输入气压的数学模型可以设置为：N＝b₀+b₁P；其中P—制动气室输入气压，kPa，自变量；N—卡钳夹紧力，牛，因变量；b₀—截距，即常量；b₁—回归系数，并最终确定b₀、b₁的值；

步骤四、测量制动力矩数据正态性检验；

规定采用有效制动时间内测得的制动力矩来计算摩擦系数；根据采集得到的制动力矩数据制作频数分布直方图，直观反映连续性变量的频数分布，再利用统计学的方法，在SPSS数据分析软件上判定制动力矩试验数据是否服从正态分布，剔除置信区间以外的数据后再用于步骤五中的摩擦系数计算；

步骤五、利用摩擦系数的计算方法，结合有效制动时间内的数据记录，计算出一次制动过程中的平均摩擦系数；

由摩擦系数的公式：其中u—摩擦系数；T—制动扭矩，N·m；n—摩擦片个数；r—制动盘有效摩擦半径，m；得出瞬时摩擦系数计算公式：其中u_k—瞬时摩擦系数；T_s—瞬时制动扭矩，N·m；P_s——制动气室瞬时输入气压，kPa；

平均摩擦系数计算公式：其中u_s—平均摩擦系数；

拆解公式即：其中u_k1—第1次记录的瞬时摩擦系数；s_k1——第1次记录瞬时摩擦系数时的制动距离，m；u_k2—第2次记录的瞬时摩擦系数；s_k2—第2次记录瞬时摩擦系数时的制动距离，m；依次类推u_kn—第n次记录的瞬时摩擦系数；s_kn—第n次记录瞬时摩擦系数时的制动距离，m；S_e—有效制动时间内的制动距离，m；d_sk—递增制动距离，m；

利用有效制动时间内的数据记录，计算出一次制动过程中的平均摩擦系数。

2.按照权利要求1所述的商用车气压盘式制动器总成摩擦系数测试方法，其特征在于：在步骤一中，制动气室输入气压以100kPa为起点，50kPa为间隔至600kPa。

3.按照权利要求1所述的商用车气压盘式制动器总成摩擦系数测试方法，其特征在于：在步骤四中，有效制动时间定义为90％制动初速度到10％制动初速度所经历的时间；利用统计学的方法判定制动力矩试验数据是否服从正态分布时，采用绘制制动力矩数据P-P图、Q-Q图和单样本Kolmogorov–Smirnov正态性检验，P-P图反映了变量的实际累积概率与理论累积概率的符合程度，Q-Q图反映了变量的实际分布与理论分布的符合程度，Kolmogorov–Smirnov正态性检验是通过对比数据序列与标准正态分布有没有显著性差异，从而判断序列是否满足正态分布。

4.按照权利要求1所述的商用车气压盘式制动器总成摩擦系数测试方法，其特征在于：在步骤五中，以制动流程a～d进行所述一次制动过程，制动过程中同时记录制动力矩、速度、管路压力、夹紧力、制动距离、增量距离参数，速度从29.7km/h～3.3km/h范围对应的时间为有效制动时间，

a、制动初速度33km/h；

b、试验冷却风速11m/s，冷却空气的温度为室温；

c、采用恒定输入方式进行试验，调整控制气压为0.30MPa，从制动初速度进行制动，到终速度为零；

d、制动间隔时间以控制制动器初温不超过50℃而定；

利用有效制动时间内的瞬时制动扭矩、制动气室瞬时输入气压以及已知的摩擦片个数、制动盘有效摩擦半径参数，应用瞬时摩擦系数计算公式，计算出瞬时摩擦系数随制动距离的变化曲线关系；

利用有效制动时间内的瞬时摩擦系数、制动距离以及增量距离，应用平均摩擦系数的计算公式，计算出一次制动过程中的平均摩擦系数。