測(cè)量空氣中磨損顆粒的盤式制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)

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測(cè)量空氣中磨損顆粒的盤式制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)摘要在制動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)子和制動(dòng)片都有磨損。這個(gè)過程可能產(chǎn)生散布在空氣中的顆粒。 在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，難以在周圍環(huán)境中區(qū)分這些顆粒。因此，該研究設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試臺(tái)?？梢钥刂浦車諝獾那鍧嵍取y(cè)試臺(tái)由安裝在密封室中的前右制動(dòng)器組件組成。通過氣動(dòng)系統(tǒng)施加制動(dòng)負(fù)荷，并且已經(jīng)用銹層預(yù)處理模擬在潮濕環(huán)境中停放過夜的車輛的轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。然后測(cè)量機(jī)載磨損顆粒的數(shù)量和尺寸。該實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)通過在低制動(dòng)負(fù)載下執(zhí)行的系列初始測(cè)試的驗(yàn)證。結(jié)果表明，該試驗(yàn)臺(tái)可用于從轉(zhuǎn)子中去除銹層的研究。關(guān)鍵詞：磨損 空氣中的顆粒物 盤式制動(dòng)器 試驗(yàn)臺(tái) 銹層介紹許多研究表明，大氣中顆粒的濃度對(duì)健康有不利的影響。在城市環(huán)境中，空氣中的顆?？梢詠?lái)自不同的來(lái)源，例如拆遷和施工、道路粉塵，車輪和軌道接觸，車對(duì)路面接觸以及盤式制動(dòng)器的制動(dòng)。在制動(dòng)期間，剎車片和轉(zhuǎn)子都有磨損，產(chǎn)生磨損顆粒。這些顆粒中的一些會(huì)沉積在制動(dòng)器上，而其它顆粒就會(huì)在空氣傳播。此外，為了確保制動(dòng)性能的穩(wěn)定，一些制動(dòng)系統(tǒng)可能需要制動(dòng)片經(jīng)常與轉(zhuǎn)子低壓接觸。這種接觸可能會(huì)除去轉(zhuǎn)子中在潮濕的環(huán)境中停留過夜所產(chǎn)生的銹層，并保持接觸表面清潔。然而，所產(chǎn)生的拖曳扭矩會(huì)增加燃料的消耗并產(chǎn)生磨損顆粒，因?yàn)樵阡P層被去除之后制動(dòng)片仍然會(huì)與轉(zhuǎn)子接觸。因此，我們期望能夠減少這種接觸而不影響制動(dòng)器的性能。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中測(cè)量空氣中的剎車顆粒時(shí)，可能難以將其與其他由交通產(chǎn)生的氣溶膠區(qū)分開來(lái)。 因此，可以優(yōu)選使用允許控制周圍空氣的清潔度的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。雖然已經(jīng)建立了幾個(gè)測(cè)試臺(tái)來(lái)研究制動(dòng)片和轉(zhuǎn)子的磨損和摩擦，但很少有研究致力于磨損顆粒上。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)中，可以控制周圍空氣的清潔度，從而更準(zhǔn)確地研究制動(dòng)產(chǎn)生的磨損顆粒。 考慮到這一點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)就是設(shè)計(jì)用于測(cè)量由盤式制動(dòng)器產(chǎn)生的空氣中磨損顆粒的數(shù)量和尺寸。本文的目的是描述該試驗(yàn)臺(tái)，并提出第一個(gè)系列試驗(yàn)的結(jié)果以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)置。這些測(cè)試致力于在低制動(dòng)負(fù)載下的銹層去除。實(shí)驗(yàn)裝置在該試驗(yàn)臺(tái)中，使用的是來(lái)自客車的右前制動(dòng)組件。右前制動(dòng)器組件包括轉(zhuǎn)向節(jié)，車輪軸承和盤式制動(dòng)器組件。盤式制動(dòng)器組件又由通風(fēng)轉(zhuǎn)子，具有單個(gè)活塞的滑動(dòng)卡鉗和兩個(gè)制動(dòng)墊片組成（圖 1） 。 指?jìng)?cè)剎制動(dòng)片包括 K 型熱電偶，其用于測(cè)量指?jìng)?cè)制動(dòng)片與轉(zhuǎn)子接觸附近的溫度。圖 2 給出了試驗(yàn)臺(tái)的示意圖。額定轉(zhuǎn)矩為 191 Nm 的直流電動(dòng)機(jī)（ K）驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，連接到右前制動(dòng)組件（H）的氣動(dòng)系統(tǒng)（ M）是用于應(yīng)用受控的制動(dòng)負(fù)載。當(dāng)制動(dòng)器作用時(shí)，馬達(dá)繼續(xù)以固定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即測(cè)試系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行節(jié)流和制動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸（L）將轉(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)依次傳遞到車輪軸承，輪轂軸承和旋轉(zhuǎn)圓盤。電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸是通過固定聯(lián)軸器相連接，車輪軸承和驅(qū)動(dòng)軸是通過花鍵聯(lián)軸器連接。轉(zhuǎn)向節(jié)安裝在懸掛裝置上。密封室（G）將右前制動(dòng)器組件與周圍環(huán)境密封隔絕。電動(dòng)機(jī)與兩端的軸承平衡。使用校準(zhǔn)的應(yīng)變力傳感器的示值乘以距離電機(jī)中心的距離來(lái)測(cè)量電機(jī)上的扭矩，精度為±2.2％。盤的旋轉(zhuǎn)速度由車輪軸承內(nèi)置的霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)量，每轉(zhuǎn) 48 個(gè)脈沖。氣動(dòng)系統(tǒng)在制動(dòng)液壓缸中產(chǎn)生高達(dá) 4 bar 的受控低壓水平。通過靠近制動(dòng)缸入口的校準(zhǔn)壓電傳感器測(cè)量壓力水平，精度為±0.5％。來(lái)自轉(zhuǎn)速傳感器，力傳感器和壓力傳感器的信號(hào)連接到 HBM Spider 8 放大器（HBM Germany, Darmstadt, Germany） ，后者又連接到計(jì)算機(jī)以存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)。 圖 1.具有單個(gè)活塞浮動(dòng)卡鉗和通風(fēng)轉(zhuǎn)子的盤式制動(dòng)器組件圖 2.測(cè)試系統(tǒng)示意圖。 A，室內(nèi)空氣；B，風(fēng)扇；C，流量測(cè)量; D，過濾器；E，柔性管；F，清潔空氣入口； G，密封腔； H，前右制動(dòng)總成；I，混合后的室內(nèi)空氣； J，出氣口，測(cè)微點(diǎn)儀等；K，電機(jī)；L，驅(qū)動(dòng)軸；M，氣動(dòng)系統(tǒng)。圖 3.密封腔內(nèi)的照片。（a）照片顯示清潔空氣和前右制動(dòng)器總成的入口。（b）照片顯示連接到顆粒儀器的試管的出口。前右制動(dòng)器組件，轉(zhuǎn)向節(jié)的懸掛裝置和驅(qū)動(dòng)軸被安裝在密封腔中。該腔用于控制進(jìn)入其中空氣的清潔度。圖 3 顯示了在腔內(nèi)拍攝的照片。風(fēng)扇（B）通過流量測(cè)量系統(tǒng)（C ）和過濾器（D）從空間（A）中取出空氣，并通過進(jìn)氣口（ F）將其通入密封腔（G ） 。風(fēng)扇和測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量系統(tǒng)和過濾器以及過濾器和腔通過柔性管（E）連接。在本測(cè)試系列中，從測(cè)量系統(tǒng)到腔的所有連接都被密封以防止泄漏。泄漏不會(huì)影響測(cè)試，因?yàn)楣軆?nèi)的氣壓高于外面的氣壓。然而，泄漏將改變測(cè)量時(shí)的空氣流速，這將影響顆粒測(cè)量。在室內(nèi)，由于前右制動(dòng)器組件的體積復(fù)雜，空氣交換率非常高，空氣混合得很好（I） 。這種混合也通過在測(cè)試期間測(cè)量的平滑濃度來(lái)驗(yàn)證。室中的空氣將產(chǎn)生的顆粒輸送到空氣出口（J） ，空氣出口（J）是用于顆粒測(cè)量的采樣點(diǎn)。用于測(cè)量顆粒的主要儀器是 GRIMM 1.109 氣溶膠光譜儀（GRIMM Technologies，Inc.，Douglasville，GA，USA ） 。該光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器以 31 尺寸的間隔測(cè)量0.25 至 32μm 的空氣中的顆粒，并且以 72Lh-1（0.02L / s-1）的樣品流速測(cè)量 1 至 2×10 6個(gè)顆粒 L-1 的濃度。顆粒濃度每 6 s 儲(chǔ)存一次。因?yàn)楣鈱W(xué)顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)顆粒的形狀和折射率敏感，所以測(cè)量的顆粒尺寸和數(shù)量分布是近似的。第二粒子儀器是 P-TRAK 計(jì)數(shù)器（TSI Instrumets Ltd.，Buckinghamshire，UK） 。這種凝結(jié)核對(duì)抗了空氣中顆粒的數(shù)量濃度在 0.02和 1μm 之間。對(duì)于兩個(gè)極限，給出計(jì)數(shù)的 50％截止值，即兩個(gè)極限定義為計(jì)數(shù)效率（相對(duì)于實(shí)際顆粒數(shù)的顆粒數(shù)的計(jì)數(shù)）已降低到 50％的大小。上限和下限之間沒有尺寸分辨率，每秒存儲(chǔ)一次顆粒濃度。第三顆粒儀器是 Dust Track 氣溶膠監(jiān)測(cè)器（TSI Instrumets Ltd.，Buckinghamshire，UK） ，其報(bào)告質(zhì)量濃度為 mg -3 級(jí)別。該儀器還基于光散射，并且可以測(cè)量對(duì)應(yīng)于可呼吸尺寸，PM10，PM2.5 或 PM1.0 尺寸的顆粒濃度。它用密度為 2650 kg m-3 的固體顆粒進(jìn)行校準(zhǔn)。在沒有任何預(yù)除塵器的情況下，將其用于這些實(shí)驗(yàn)中以測(cè)量 0.1至 10μm 的顆粒尺寸。質(zhì)量濃度每 5 s 儲(chǔ)存一次。該儀器用不同尺寸分布，密度和折射率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試灰塵進(jìn)行校準(zhǔn)，這比測(cè)量的顆粒大。因此，盡管該儀器的輸出只能用作相對(duì)測(cè)量，但是可以看到生成的粒子質(zhì)量隨時(shí)間的變化，這一點(diǎn)是有用處的。流量測(cè)量系統(tǒng)由直線校準(zhǔn)管組成，具有用于總壓力和靜壓力的獨(dú)立連接。這些使用普通的 U 型管型壓力計(jì)來(lái)測(cè)量。進(jìn)行 2 至 50 m3 h -1 的流量間隔的校準(zhǔn)。用于確定無(wú)顆粒進(jìn)口空氣的過濾器是 H13 級(jí)（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) EN 1822） ，其最大穿透粒徑的認(rèn)證收集效率為99.95％。測(cè)試計(jì)劃為了驗(yàn)證使用該試驗(yàn)臺(tái)可以測(cè)量從制動(dòng)片到轉(zhuǎn)子接觸產(chǎn)生的空氣傳播磨損顆粒的數(shù)量和尺寸，運(yùn)行初始試驗(yàn)系列。 使用一對(duì)低金屬制動(dòng)片和一對(duì)非石棉有機(jī)（NAO）制動(dòng)片與鑄鐵轉(zhuǎn)子一起使用，并在靜止負(fù)載條件下（即制動(dòng)缸壓力和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速恒定）下進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件旨在模擬在潮濕環(huán)境中過夜停泊的客車。 轉(zhuǎn)子生產(chǎn)時(shí)就有防銹層處理。為了磨損該層，在試驗(yàn)前，轉(zhuǎn)子和制動(dòng)片在 1 巴的固定氣缸壓力和 600rpm 的轉(zhuǎn)速下磨損 12 分鐘。經(jīng)過這個(gè)磨合期后，轉(zhuǎn)子上大部分的防銹層都磨損了。 此后，將轉(zhuǎn)子放置在具有潮濕空氣（20℃，80％大氣濕度）的氣候室中 8 小時(shí)，以在其接觸表面上形成銹層。兩種類型的制動(dòng)片分別在三種不同的制動(dòng)缸壓力水平下進(jìn)行三次試驗(yàn)：1.2,1.7 和 2.2巴。對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)，將轉(zhuǎn)速設(shè)定為 600rpm 的穩(wěn)定水平，施加穩(wěn)定的制動(dòng)負(fù)荷 6 分鐘。所有的測(cè)試均從室溫開始。將用于使測(cè)試室中產(chǎn)生恒定氣流的風(fēng)扇設(shè)置為 33 m3 h-1 的流量，這會(huì)使所有測(cè)試期間的空氣交換率大致為 144h-1。在試驗(yàn)開始之前和試驗(yàn)完成后，通過測(cè)量腔室出口中的顆粒濃度，驗(yàn)證密封室內(nèi)的空氣是無(wú)顆粒的。在這兩種情況下，測(cè)量的顆粒濃度近似為零。測(cè)量的扭矩包括從電機(jī)到轉(zhuǎn)子的變速器中的摩擦損失。為了獲得該條件，每次測(cè)試運(yùn)行 1 分鐘，在施加氣動(dòng)制動(dòng)負(fù)載之前制動(dòng)片和轉(zhuǎn)子之間不接觸。在施加制動(dòng)缸壓力的同時(shí)，以 1200Hz 的采樣頻率測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)缸壓力。 指?jìng)?cè)制動(dòng)片溫度以 3Hz 采樣。在測(cè)試中，顆粒濃度由 GRIMM 儀器每 6 秒儲(chǔ)存一次，由 P-TRAK 儀器 5 秒儲(chǔ)存。質(zhì)量濃度由 DustTrak 儀器每 5 秒儲(chǔ)存一次。測(cè)試結(jié)果制動(dòng)扭矩和手指?jìng)?cè)制動(dòng)片溫度如圖 4 所示。在制動(dòng)缸壓力為 1.2 巴時(shí)，NAO 制動(dòng)片和低金屬制動(dòng)片的制動(dòng)力矩在前 20 秒內(nèi)大致為零，然后分別增加到大約 3 和 11 Nm 的穩(wěn)定水平。在 1.7 巴的中間壓力水平下，在扭矩增加并達(dá)到更高的穩(wěn)態(tài)水平之前，兩種制動(dòng)片似乎在開始 20 秒都是在低扭矩水平。在 2.2 巴的制動(dòng)油缸壓力水平下，NAO 制動(dòng)片測(cè)得的扭矩增加到 23 Nm，而低金屬制動(dòng)油盤扭矩則迅速增加至約 38 Nm?？傮w來(lái)說，正如預(yù)期的那樣，對(duì)于更具腐蝕性的低金屬制動(dòng)片，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩更高。在所有測(cè)試中，指?jìng)?cè)制動(dòng)片溫度由于摩擦加熱而升高。對(duì)于這兩種類型的制動(dòng)片，指?jìng)?cè)制動(dòng)片溫度曲線的斜率在較高的制動(dòng)缸壓力水平下更陡。對(duì)于所有制動(dòng)氣缸壓力水平，NAO 型制動(dòng)片的指?jìng)?cè)制動(dòng)片溫度似乎線性增加。相反，低金屬型制動(dòng)片的溫度斜率隨時(shí)間而變化，似乎與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的變化相關(guān)。在最低壓力水平下，NAO 墊的指?jìng)?cè)制動(dòng)片溫度的增加較小。請(qǐng)注意，圖 4 中的制動(dòng)力矩對(duì)于在沒有施加壓力下測(cè)量的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正，并且轉(zhuǎn)子和制動(dòng)片之間無(wú)接觸。它也使用平均 200 點(diǎn)的移動(dòng)過濾器進(jìn)行過濾。圖 4.測(cè)試期間的制動(dòng)扭矩和指?jìng)?cè)墊溫度。左側(cè)的兩個(gè)圖（a，c）是非石棉有機(jī)（NAO）制動(dòng)片，右側(cè)的兩個(gè)圖（b，d）是低金屬制動(dòng)片為了簡(jiǎn)單起見，將測(cè)量的顆粒濃度分為粗顆粒分?jǐn)?shù)（測(cè)量直徑在 1 和 10μm 之間的顆粒）和細(xì)顆粒分?jǐn)?shù)（測(cè)量直徑小于 1μm ） 。圖 5 顯示了由 GRIMM 顆粒儀測(cè)量的由 NAO和低金屬制動(dòng)片產(chǎn)生的空氣傳播磨損顆粒的濃度。對(duì)于所有試驗(yàn)運(yùn)行，可以觀察到粗顆粒濃度的峰值。顆粒濃度峰值高達(dá)峰值后記錄的顆粒濃度的 5 倍。請(qǐng)注意，在制動(dòng)氣缸壓力為 1.2 巴時(shí)，NAO 型剎車片還有一個(gè)峰值。在所有的試驗(yàn)運(yùn)行中，微粒濃度大致相同。從圖 5 中可以看出，細(xì)顆粒的總數(shù)比起始峰之后產(chǎn)生的粗顆粒的數(shù)量高達(dá) 100 倍。當(dāng)轉(zhuǎn)子在第一分鐘內(nèi)開始旋轉(zhuǎn)并沒有任何施加的載荷時(shí)，似乎有些顆粒變成空氣傳播的。這可能是因?yàn)橐恍╊w粒被通風(fēng)轉(zhuǎn)子的氣流旋轉(zhuǎn)了起來(lái)。NAO 和低金屬制動(dòng)片的間隔 1-2.5,2.5-7 和 1-7 分鐘的平均粒子濃度如圖 6 所示。通過 DustTrak 儀器測(cè)量的空氣傳播磨損顆粒的質(zhì)量濃度和由 P-TRAK 儀器測(cè)量的氣載磨損顆粒的顆粒濃度可以在圖 6 中看到。圖 5.由 GRIMM 儀器測(cè)量的空氣傳播磨損顆粒的粗細(xì)和細(xì)分的顆粒濃度。左側(cè)的兩個(gè)圖（a，c）是非石棉有機(jī)（NAO）制動(dòng)片，右側(cè)的兩個(gè)圖（b，d）是低金屬制動(dòng)片。圖 7 給出了低金屬制動(dòng)片的平均化粒度分布，圖 8 給出了 NAO 制動(dòng)片的平均化粒度分布，均由 GRIMM 粒子儀器測(cè)量。對(duì)于上面兩個(gè)圖，平均濃度取自 1 至 2.5 分鐘，其中粗顆粒濃度為峰值。對(duì)于下面兩個(gè)圖，平均濃度取自 2.5 至 7 分鐘之間（即峰值后） 。 對(duì)于 NAO 和低金屬制動(dòng)片，1 和 2.5 分鐘之間的平均分布最大為 3μm 左右。在所有試驗(yàn)運(yùn)行 2.5 分鐘后，峰值在 1.2 巴汽缸壓力下的 NAO 制動(dòng)片除外，其余的測(cè)試在大約0.28,0.35,0.6,2 和 3μm 的顆粒尺寸下具有最大的空氣中的顆粒濃度。注意，產(chǎn)生的大部分空氣中的顆粒是細(xì)小顆粒。如圖 1，盤式制動(dòng)器組件裝配有單個(gè)活塞浮動(dòng)卡鉗和通風(fēng)轉(zhuǎn)子。表 I 中列出了用于標(biāo)準(zhǔn)化粒度分布曲線的總顆粒濃度。圖 6.空氣傳播磨損顆粒（DustTrak）的質(zhì)量濃度和（P-TRAK）顆粒濃度。左側(cè)的兩個(gè)圖（a，c）是非石棉有機(jī)（NAO）制動(dòng)片，右側(cè)的兩個(gè)圖（b，d）是低金屬制動(dòng)片。圖 7.用 GRIMM 儀器測(cè)量的低金屬制動(dòng)片的平均化粒度分布。左側(cè)的兩個(gè)圖（a，c）是精細(xì)粒度，右側(cè)的兩個(gè)圖（b，d）是粗粒度。圖 8.使用 GRIMM 儀器測(cè)量的非石棉有機(jī)制動(dòng)片的平均化粒度分布。 左側(cè)的兩個(gè)圖（a，c）是精細(xì)粒度，右側(cè)的兩個(gè)圖（b，d）是粗粒度。表 I.使粒度分布標(biāo)準(zhǔn)化的顆粒濃度（10 8粒子 m-3） 。非石棉有機(jī) 低金屬氣缸壓力（巴）1—2.5min 2.5—7min 1—2.5min 2.5—7min1.2 1.0 1.5 1.9 1.71.7 0.8 0.9 1.4 1.02.2 1.4 1.6 1.9 1.6表 II.對(duì)于非石棉有機(jī)（NAO）和低金屬制動(dòng)片，來(lái)自 GRIMM（10 9粒子 m-3）的在時(shí)間間隔 1-2.5,2.5-7 和 1-7 分鐘的平均粒子濃度。非石棉有機(jī) 低金屬氣缸壓力（巴）1—2.5min2.5—7min1—7min1—2.5min2.5—7min1—7min1.2 5.6 8.0 6.8 10.2 8.7 9.51.7 4.1 4.6 4.3 7.5 5.2 6.32.2 7.4 8.0 7.7 10.4 8.2 9.3討論所有的測(cè)試在空氣中的顆粒濃度上顯示出大約 0.35μm 的最大值（見圖 7a 和 7c 以及8a 和 8c） 。 Mosleh 等人在不同測(cè)試條件下用制動(dòng)材料進(jìn)行了針盤測(cè)試，呈現(xiàn)了在過濾器上收集的磨損顆粒的尺寸分布。他們還注意到在 0.35μm 處的尺寸分布峰值，與接觸壓力和滑動(dòng)速度無(wú)關(guān)。在圖 7 和圖 8 中，也可以發(fā)現(xiàn)在 0.6μm 左右的峰值。 對(duì)于所有測(cè)試運(yùn)行，可以看到粗略部分的顆粒濃度的獨(dú)特峰值。 該峰值比該峰值后產(chǎn)生的空氣傳播磨損顆粒數(shù)大 5 倍。 Iijima 等人在使用制動(dòng)測(cè)功機(jī)測(cè)量 NAO 制動(dòng)片的制動(dòng)器灰塵的測(cè)試中，也注意到在 0.7μm 左右的尺寸分布峰值。在施加的制動(dòng)缸壓力為 1.2 和 1.7 巴時(shí)，制動(dòng)器扭矩在頭 20 秒在恒定水平上，然后增加至更高的水平穩(wěn)定。在 2.2 巴制動(dòng)缸壓力的試驗(yàn)中，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩幾乎立即趨于穩(wěn)定水平。這些結(jié)果的一個(gè)可能的解釋是，初始穩(wěn)定水平代表去除銹層的時(shí)間。因此，可以將粒子測(cè)量結(jié)果與扭矩測(cè)量值一起用作氧化物去除的指標(biāo)。對(duì)這一現(xiàn)象的評(píng)估需進(jìn)一步測(cè)試。在生銹層被磨損后，由 NAO 和低金屬制動(dòng)片產(chǎn)生的空氣傳播磨損顆粒（表 II）的平均濃度大致相同。然而，在去除銹層期間，低金屬制動(dòng)片的要高 2 倍?？傮w而言，低金屬制動(dòng)片的平均粒子濃度略高于 NAO 制動(dòng)片。驗(yàn)證這些結(jié)果需要進(jìn)一步的測(cè)試，但結(jié)果與S?derberg 等人的針盤測(cè)試結(jié)果一致，其中更具腐蝕性的低金屬制動(dòng)片針對(duì)鑄鐵盤比 NAO制動(dòng)片產(chǎn)對(duì)鑄鐵生更多的磨損和更多的空氣中的顆粒。這兩個(gè)結(jié)果顯示出了對(duì)于產(chǎn)生空氣傳播磨損顆粒的不同制動(dòng)片到轉(zhuǎn)子材料組合能力的排列。此外，對(duì)于 NAO 和低金屬制動(dòng)片（圖 8b 和 8d）在 1 和 2.5 分鐘之間的平均粒子分布，在 3μm 附近的粗粒子濃度最大值為峰值。在所有試驗(yàn)中 2.5 分鐘后，該峰值變小，除了在0.2 巴氣缸壓力下的 NAO 制動(dòng)片。這可能意味著在測(cè)試期間銹層不會(huì)磨損（即該壓力可能不足以從轉(zhuǎn)子除去銹層） 。 因此，如果進(jìn)一步的測(cè)試表明可以使用顆粒和扭矩測(cè)量作為氧化物去除的指標(biāo)，則該測(cè)試臺(tái)可用于研究在不同低壓水平下清潔轉(zhuǎn)子銹層所需的滑動(dòng)距離。在測(cè)試前用道路鹽對(duì)轉(zhuǎn)子做預(yù)處理也是有意義的。通過 DustTrak 儀器測(cè)量的質(zhì)量濃度曲線（圖 6a 和 6b）與 GRIMM 儀器測(cè)量的顆粒濃度曲線（圖 5a 和 5b）的形狀相類似。由 PTRAK 儀器測(cè)量的 NAO 制動(dòng)片（圖 6c）的顆粒濃度曲線的形狀與 GRIMM 儀器測(cè)量的顆粒濃度曲線（圖 5c）的形狀一致。對(duì)于低金屬制動(dòng)片，使用 GRIMM 測(cè)量的曲線形狀（圖 5d）與 P-TRAK 儀器測(cè)得的顆粒濃度（圖 6d）不一致。這可以通過 P-TRAK 從 0.02μm 計(jì)數(shù)顆粒，而 GRIMM 的下限為 0.25μm 來(lái)解釋。因此，如果產(chǎn)生粒度小于 0.25μm 的空氣傳播磨損顆粒，則 P-TRAK 將記錄的顆粒濃度將更高。請(qǐng)注意，DustTrak 儀器測(cè)量質(zhì)量濃度，這意味著小粒徑對(duì)質(zhì)量濃度水平的影響將很小。因此，可以將其與 GRIMM 測(cè)量的粗粒子濃度曲線的形狀進(jìn)行比較。沒有一個(gè)粒子儀器對(duì)粒子進(jìn)行實(shí)際的幾何測(cè)量。在以后的測(cè)試系列中，磨損顆粒將被收集在過濾器上進(jìn)行幾何分析。由這些過濾器捕獲的顆粒的分析還可以分別指出來(lái)自轉(zhuǎn)子和來(lái)自制動(dòng)片的磨損顆粒的數(shù)量。轉(zhuǎn)子和制動(dòng)片之間的摩擦是制動(dòng)行為的重要因素，因此估計(jì)摩擦系數(shù)是有必要的。為了計(jì)算摩擦系數(shù)，必須知道轉(zhuǎn)子和制動(dòng)片之間的有效半徑。 （有效半徑是指作用單個(gè)力便可在制動(dòng)器上產(chǎn)生相同扭矩的徑向位置。 ）Antanaitis 和 Sanford 使用 Tekka 壓電壓力儀來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)子和制動(dòng)片之間的接觸面積和壓力分布，并計(jì)算有效半徑。該儀器在測(cè)試之前和之后均可使用，來(lái)估計(jì)有效半徑，從而計(jì)算出摩擦系數(shù)該測(cè)試臺(tái)是在穩(wěn)定的負(fù)載條件下運(yùn)行的。將測(cè)試臺(tái)擴(kuò)展到更現(xiàn)實(shí)（瞬態(tài)）制動(dòng)狀態(tài)是有意義的。這可以通過控制來(lái)自氣動(dòng)系統(tǒng)的壓力和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)模擬典型的制動(dòng)狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，必須通過與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的比較來(lái)驗(yàn)證該測(cè)試臺(tái)的有效性。結(jié)論組件級(jí)測(cè)試臺(tái)是設(shè)計(jì)用來(lái)在穩(wěn)定的負(fù)載條件下能夠?qū)χ苿?dòng)片與轉(zhuǎn)子間接觸產(chǎn)生的空氣傳播顆粒的數(shù)量和尺寸進(jìn)行測(cè)量。來(lái)自初始測(cè)試系列的結(jié)果表明，該測(cè)試臺(tái)可用于進(jìn)行從轉(zhuǎn)子中去除銹層的研究。 結(jié)果還顯示出對(duì)來(lái)自不同制動(dòng)片/轉(zhuǎn)子材料組合的顆粒的數(shù)量和尺寸分布進(jìn)行排序的能力正如預(yù)期的一樣。所有測(cè)試都反映出直徑約 0.35μm 的顆粒的顆粒濃度是最大的，大部分空氣中的顆粒的直徑均小于 1μm。參考文獻(xiàn)1. 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