王宣锋 黄朝胜 应国增 王 博
中国第一汽车集团公司技术中心
摘要 针对鼓式制动器在高制动初速、高气压下制动力矩的台架试验值与设计值存在较大偏差的问题，对试验测量的制动器制动力矩进行二元线性回归分析，建立了鼓式制动器的幂函数摩擦模型。进行了显著性检验和失拟性检验，检验结果验证了所建立的摩擦模型有效，可提高整车制动效能模拟计算精度。
主题词 鼓式制动器 摩擦模型 制动力矩 回归分析
1 前言
制动压力和制动力矩分别是制动系统的输入和输出。根据建模方法的不同，制动器的数学模型可分为理论模型与摩擦(准静态)模型2种。
理论模型由制动器的力学原理以及几何参数来描述。理论模型忽略制动力矩的动态响应，将系统输入和输出简化为线性关系，传递函数为效能因数、机构传动比和制动鼓半径的乘积。理论模型主要用于整车方案设计阶段制动系统性能的参数匹配。
制动过程中摩擦系数的缓慢变化造成的制动压力—制动力矩间的非线性关系，称为制动器的摩擦特性或者准静态特性。摩擦模型根据制动器的试验数据采用数学方法建立，其考虑了踩制动踏板的快慢和制动速度效应对制动力矩的影响，主要用于整车制动效能模拟计算。
2 制动器的制动力矩试验
台架试验用来模拟汽车的制动过程，将汽车的制动动能(包括汽车平移质量运动的动能和旋转机件旋转时所贮藏的动能2部分)等效换算成旋转的惯性飞轮的动能，以总成台架试验的方式来测试制动器总成的制动力矩。
2．2 试验方法
试验按照QC／T 479—1999《汽车制动器台架试验方法》进行。惯性试验台采用德国申克公司制造的重型汽车制动器试验台(型号BID-PWD3)。在该试验台上可以准确设定制动压力、制动初始速度，测量输出的制动力矩值。
3 试验数据的回归分析
图1为制动力矩的试验曲线。由图1可以看出，制动力矩的设计值与实际测量值在高速、高输入压力下有较大的偏差，造成此现象的主要原因是摩擦系数的变化。计算制动器的理论制动力矩时认为摩擦副的摩擦系数为定值，一般取0.35。但实际上摩擦片的摩擦系数随制动压力、滑动速度、表面温度的变化而改变，在高速、高贴合压力下摩擦副的摩擦系数下降较多，从而产生了制动衰退。
4 结束语
根据能量守恒原理，将汽车制动动能等效换算成制动器试验台旋转的惯性飞轮动能，并根据此能量确定惯性飞轮的转动惯量和试验台主轴转速对台架试验测量的制动器制动力矩进行二元线性回归分析，回归因子为制动初速度V-和制动压力尸，以建立制动器的幂函数摩擦模型。回归方程的显著性检验、失拟性检验证明所建立的摩擦模型有效，可提高整车制动效能模拟计算精度。
