淺析車輪拖滯力矩測量干擾因素

胡富強(qiáng) 楊文奇 田川超

摘? 要：本文通過控制變量法測量多輛車在不同條件下的車輪拖滯力矩，然后對多組測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，得出各干擾因素對測量車輪拖滯力矩的影響程度，據(jù)此制定出相對科學(xué)的車輪拖滯力矩測量方法，提高了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：拖滯力矩;干擾因素;測量方法

中圖分類號：U463.34? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1005-2550（2020）03-0059-04

Abstract： In this paper， the control variate method is used to measure the wheel hysteresis torque of dozens of cars under different conditions， and then several sets of measurement data are processed and analyzed to obtain the influence degree of each interference factor on the measurement of wheel hysteresis torque. Based on this， a relatively scientific measurement method of wheel hysteresis torque is developed to improve the accuracy of the measurement datas.

前? ? 言

車輪拖滯力矩不僅會影響摩擦片及制動盤的使用壽命，而且還會影響整車的能耗。在國家節(jié)能減排的大環(huán)境下，車輛的能耗要求越來越嚴(yán)，各企業(yè)近年對車輪拖滯力矩要求也愈發(fā)嚴(yán)苛。

如何以科學(xué)的測量方法反映車輪實(shí)際拖滯力矩表現(xiàn)，對試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性尤為重要。但在業(yè)內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的車輪拖滯力矩測量方法，針對多種方法差異，目前沒有足夠的理論依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐說明各種測量方法的優(yōu)劣，因此有必要開展車輪拖滯力矩測量干擾因素研究，明確測量方法差異對測量結(jié)果的影響，從而形成相對科學(xué)合理的測量方法，提升整車開發(fā)能力。

本文主要研究車輪端的拖滯力矩，動力總成的拖滯力矩不做詳細(xì)分析。

1? ? 拖滯力矩產(chǎn)生的原因及影響因素

1.1? ?拖滯力矩產(chǎn)生的原因

當(dāng)制動結(jié)束后，制動管路壓力為零，卡鉗活塞在矩形密封圈的作用下回位，使制動盤和摩擦片之間產(chǎn)生了一定間隙，但是由于制動盤存在跳動、厚薄差，摩擦片和制動盤存在不平行度等原因，使得摩擦片和制動盤處于半接觸狀態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生殘余正壓力，進(jìn)而產(chǎn)生了殘余拖滯力，關(guān)系如下：

? 代表摩擦系數(shù);Fnorm. 代表盤片殘余正壓力;Reff. 代表制動半徑。

一旦制動系統(tǒng)確定，制動半徑便是確定的，故拖滯力矩主要與正壓力和摩擦系數(shù)相關(guān)。

1.2? ?拖滯力矩影響因素

由于制動器、裝配、測量前提等會影響正壓力或摩擦系數(shù)，進(jìn)而影響拖滯力矩，利用魚骨圖分析出車輪拖滯力矩影響因素如圖1所示。

本文研究的主要內(nèi)容是測量方法的干擾因素，因此篩選出與測量方法相關(guān)的變量（如下表1）作為研究對象，研究其對測量結(jié)果的影響。

2? ? 測量方案的確定

2.1? ?拖滯力矩監(jiān)測表的確定

用控制變量法對表1的所有測量變量依次進(jìn)行控制變量：①磨合：磨合與不磨合;②測量前行駛里程：0km、5km與10km;③預(yù)加液壓（踏板力）：不踩踏板、50N踏板力與100N踏板力;④摩擦系數(shù)（溫度）：≤50℃與80～120℃（確保測量過程溫度不會驟降至≤50℃）;⑤測量速度：4秒/圈與8秒/圈，組合變量后，得出如下表2所示的研究車輛車輪拖滯力矩監(jiān)測表。

2.2? ?車輪拖滯力矩測量步驟的確定

為提高實(shí)際測量操作的便利性，設(shè)計(jì)出較易實(shí)施的測量步驟如表3，測量時(shí)將每個(gè)步驟的測量數(shù)據(jù)記錄在表2對應(yīng)的位置，待實(shí)施車輛全部測量完畢后再匯總處理。

3? ? 測量結(jié)果數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表3的測量步驟，對22輛試驗(yàn)車進(jìn)行了228次的車輪拖滯力矩測量，得出數(shù)據(jù)匯總表（因數(shù)據(jù)龐大，具體數(shù)據(jù)不在此列出）后，再對測量結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)分析結(jié)果如圖2所示：

以車輛磨合后、測量前行駛5km、初始制動盤溫度小于50℃、踏板力為50N、測量速度為4秒/圈的測量結(jié)果為基準(zhǔn)進(jìn)行對比，可得到如下結(jié)論：

（1）車輛是否磨合將影響拖滯力測量結(jié)果，且磨合前測量會偏大約1N·m;

（2）測量前車輛連續(xù)行駛（無制動）拖滯力有減小趨勢，但大于5km后趨于平穩(wěn);

（3）隨著制動盤溫度的上升，拖滯力將會變大;

（4）測量前踩制動，拖滯力將變大，50N以上時(shí)，拖滯力趨于平穩(wěn);

（5）4～8秒/圈的測量速度對拖滯力測量大小基本無影響。

4? ? 結(jié)論

4.1? ?測量方案設(shè)定

根據(jù)上述分析結(jié)果，結(jié)合測量時(shí)的操作簡便性以及客戶實(shí)際用車的情況，綜合得出如下表4所示的關(guān)鍵要素測量方案。

4.2? ?結(jié)論

根據(jù)以上設(shè)定的關(guān)鍵要素測量方案，得出以下測量方法，可提高車輪拖滯力矩測量的準(zhǔn)確性：

（1）測量前車輛需經(jīng)過磨合;

（2）測量前需先行駛5km左右，確保行駛系相關(guān)潤滑油（脂）處于正常的工作狀態(tài);

（3）行駛5km左后停車后，測量制動盤溫度確保在50℃↓;

（4）用舉升機(jī)頂起車輛，在怠速狀態(tài)下以50N的力連續(xù)踩3次制動，然后掛至N擋并熄火;

（5）安裝測量卡具于被測車輪上，用扭力扳手沿車輪前進(jìn)旋轉(zhuǎn)方向測量，使測量速度勻速保持在4～8秒/圈之間，依次測出第一圈與第十圈的最大旋轉(zhuǎn)力矩（第一圈的最大值作為參考）。

參考文獻(xiàn)：

[1]摩擦片厚薄差對制動器拖滯力矩的影響分析[J]. 王孔龍，陳海軍，童成前，李杰，王華拓. 公路與汽運(yùn). 2014（01）.

[2]低拖滯制動鉗的設(shè)計(jì)[J]. 孟祥亮. 汽車與配件. 2019（05）.

[3]汽車設(shè)計(jì)[M].王望予. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2009.

[4]汽車構(gòu)造（下冊）[M]. 陳家瑞. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2006.

[5]汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M]. 余志生. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2009.