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| 标准编号 | GB/T 41663-2022 (GB/T41663-2022) | | 中文名称 | 道路车辆 制动衬片摩擦材料 缩比台架试验方法 | | 英文名称 | Road vehicles - Brake lining friction materials - Scale inertia dynamometer test method | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | Q69 | | 国际标准分类 | 43.040.40 | | 字数估计 | 26,218 | | 发布日期 | 2022-07-11 | | 实施日期 | 2023-02-01 | | 起草单位 | 珠海格莱利摩擦材料股份有限公司、吉林大学、东营宝丰汽车配件有限公司、桐庐宇鑫汽配有限公司、力派尔(珠海)汽车配件有限公司、咸阳非金属矿研究设计院有限公司、中国建材检验认证集团咸阳有限公司、河北正大摩擦制动材料有限公司、日照中伟汽车配件有限公司、衡水众成摩擦材料有限公司、河北星月制动元件有限公司、故城县赛之顺制动元件有限公司、河北天拓刹车片有限公司、中国地质大学(北京) | | 归口单位 | 全国非金属矿产品及制品标准化技术委员会(SAC/TC 406) | | 提出机构 | 中国建筑材料联合会 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 41663-2022
Road vehicles - Brake lining friction materials - Scale inertia dynamometer test method
ICS 43.040.40
CCSQ69
中华人民共和国国家标准
道路车辆 制动衬片摩擦材料
缩比台架试验方法
2022-07-11发布
2023-02-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅰ
引言 Ⅱ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 符号和缩略语 4
5 试验条件和准备 6
6 试验项目和程序 8
7 试验报告 10
附录A(资料性) 缩比惯性试验台技术参数 11
附录B(资料性) 缩比试验冷却风(环境控制系统)技术条件 14
附录C(资料性) 缩比试验温度测量方法 17
附录D(资料性) 制动衬片和制动盘的磨损测量 18
附录E(资料性) 缩比制动盘技术条件 20
附录F(资料性) 缩比试验大纲 21
附录G(资料性) 试验报告格式实例 22
参考文献 23
引 言
在汽车摩擦材料的产品开发过程中,对摩擦性能的测试和评价是一个首要的问题。在摩擦材料产
品开发和过程质量控制中,制动器总成模拟试验起着重要的作用。但是全尺寸总成试验受到不同车型
和制动器的影响,而且总成试验成本高和耗时长。因此,在汽车摩擦材料的早期开发中,我们需要一种
既能够模拟实际工况,又只针对摩擦材料的试验方法,缩比试验就是一种选择。
缩比试验是以相似理论为基础的试验方法,它将全尺寸的产品,按照比例缩小,采用与全尺寸试验
相同的程序,模拟实际工况进行测试。其试验结果与全尺寸试验有很好的一致性。摩擦材料缩比试验
台只有具备与全尺寸总成试验台的几何要素和物理要素相一致的特点,同时采取与全尺寸总成试验相
同的试验程序,试验结果才能有较高的一致性。
当前,汽车摩擦材料的摩擦性能评价有两种方式,一种是恒速拖磨,另一种是减速制动。恒速拖磨
的制动方式,无论是小样试验还是总成试验,都与实际驾驶工况、制动系统特性或汽车动力学特性没有
相互关系。因此,这两种制动模式在摩擦副表面生成的转移膜的化学组成和结构是不相同的。其所产
生的摩擦系数的含义也是不同的。所以,曾经被认为是有效地拖磨制动方式,现在被认为在评价摩擦性
能上是不准确的。
本文件提出了针对汽车摩擦材料的缩比惯性试验程序,用于评估制动压力(制动减速度)、温度和线
速度对材料摩擦效能和磨损率的影响。
缩比试验程序的设计要考虑与全尺寸总成试验一致,这将有助于两者之间试验数据的比较和分析。
考虑到中国和亚太地区的实际路况和现有的总成试验标准,本文件以QC/T 564作为主要的参考,设计
试验程序相对应缩比试验规范,也可以针对欧洲车型的摩擦材料开发需求。
考虑到试验环境对测试结果的影响,本文件规定了试验的环境条件---冷却风的速度和温湿度。
对试验结果的评价和报告,由用户根据自己的情况制定。
本文件旨在提出一种缩比惯性试验台的试验程序,它能够在较大的行驶速度、制动温度、制动压力
或制动减速度范围内,模拟汽车的制动过程,对摩擦性能进行评价。这个新的试验程序有以下特点。
---采用与全尺寸总成试验台相同的制动方式和试验程序,模拟实车制动工况;其试验数据与全尺
寸总成试验具有可比性。
---由于采用同一种缩比制动器和制动盘,缩比试验的测试结果可用于摩擦材料之间的比较。
---本试验方法用于测试材料的摩擦性能,应用于原料筛选,产品早期开发,过程质量控制和样件
测试。
---与全尺寸总成试验相比,缩比试验有更高的效率,降低测试成本。
道路车辆 制动衬片摩擦材料
缩比台架试验方法
1 范围
本文件规定了道路车辆制动衬片摩擦材料缩比台架试验方法的试验条件和准备、试样项目和程序、
试验报告。
本文件适用于乘用车盘式制动衬片的缩比台架试验,在熟悉缩比原理的基础上,其他类别车辆的制
动衬片试验也可参照本文件。本文件适用于原料筛选和检验、摩擦材料的早期开发、生产过程的质量控
制和外来样件的测试。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 缩比系数
3.1.1
SRf
全尺寸制动盘有效摩擦半径与缩比制动盘有效摩擦半径之比,按照公式(1)计算。
3.1.2
SAp
全尺寸制动衬片面积与缩比试验样品面积之比,按照公式(2)计算。
3.1.3
SDb
全尺寸制动轮缸面积与缩比制动轮缸面积之比,按照公式(3)计算。
3.1.4
SP
在相同管路压力下,全尺寸制动衬片的压强与缩比试验样品的压强之比,按照公式(4)计算。
3.2 缩比试验参数
3.2.1
IS
缩比台架试验时所需要加载的实际惯量值,按照公式(5)计算。
3.2.2
nS
缩比台架试验时根据试验要求的速度,转化为试验机主轴的转动速度,按照公式(6)计算。
3.2.3
MS
在恒输出(恒力矩)模式下,根据制动减速度要求,对输入的制动力矩参数,按照公式(7)计算。
3.2.4
pS
在恒输入(恒压力)模式下,缩比试验制动管路压力按照公式(8)计算。
3.3 缩比试验摩擦系数及相关参数
3.3.1
μ*S
制动过程中任一时刻摩擦系数值,按照公式(9)、公式(10)计算。
3.3.2
μS
从制动管路压力或者制动减速度达到设定值的95%到制动结束,所采集的所有缩比试验瞬时摩擦
系数(μ*S)的平均值。
注1:本文件要求,缩比试验摩擦系数(μS)是以制动距离为基准的摩擦系数平均值。根据实际可能,也可以选择以
时间为基准的平均摩擦系数。
注2:平均值的计算区间可以根据不同规范要求进行设置。
3.3.3
比制动力矩 specifictorque
ST
任一时刻输出的制动力矩与输入的制动管路压力的比值,按照公式(11)计算。
3.3.4
dmfd
在刹停模式下,充分发出的平均制动减速度按照公式(12)计算。
3.4 制动方式
3.4.1 制动加载模式
3.4.1.1
制动过程中,管路压力维持在设定值不变。
3.4.1.2
制动过程中,输出的制动力矩维持在设定值,相当于恒减速度制动。
3.4.2 制动释放模式
3.4.2.1
刹停制动 brakestop
将试验速度减速至小于0.5km/h的速度或者更低的制动方式。
注:在恒输出条件下刹停制动,释放速度可以设定为1km/h~2km/h。
3.4.2.2
减速制动模式 brakesnub
使试验速度减速至速度不低于5km/h的制动方式。
4 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件(见表1)。
5 试验条件和准备
5.1 试验条件
5.1.1 试验设备
缩比惯性试验台,技术参数见附录A。
5.1.2 制动管路压力上升速率
除有压力爬升速率要求的试验之外,所有制动加载,压力上升速率为(25±5)MPa/s。
5.1.3 最大制动管路压力
缩比试验台制动加载系统的最大制动压力不低于20MPa。
5.1.4 采集频率
制动压力和制动力矩的采集频率不低于100Hz,并能够根据标准要求调整采样频率。
5.1.5 冷却风条件---风速
在衰退试验(6.6和6.8)中,冷却风速为1m/s,其余的试验冷却风速为11m/s。并可以根据不同
的试验标准对冷却风进行调整。
5.1.6 试验环境控制条件---温湿度要求
在缩比试验过程中,对冷却空气的温度和相对湿度要进行调节和控制,每一次制动过程中要测量和
记录温度的平均值、相对湿度和冷却风速。
环境控制系统的技术参数见附录B。
注:通常情况,冷却空气的控制范围是:20℃~25℃,相对湿度:60%~65%。
5.1.7 两次制动之间的转速
在两次制动之间的冷却时段,试验台的转动速度为10km/h,对于衰退试验,等待转速为下一次制
动初速。
5.1.8 初始制动温度
初始制动温度是指制动开始时制动盘的实时温度。
5.1.9 试验温度测量
在制动盘厚度的中央位置钻3.0mm小孔,将K型热电偶埋设在有效摩擦半径的位置,见附录C。
5.1.10 传感器标定
每年由第三方计量机构对测量转速、温度、压力、力矩以及冷却空气速度和温湿度的传感器进行标
定,并出具校准证书。平时用户可以根据试验情况对测量系统自行核查并记录。
5.1.11 样件测量
试验前后对试验样品和制动盘的厚度和质量进行测量,计算试验过程的厚度磨损和质量磨损,测量
位置见附录D。
5.1.12 数据采集
缩比惯性试验台在试验过程中要自动和实时采集以下数据:
---制动时间;
---主轴转速;
---制动管路压力;
---制动力矩;
---制动盘温度;
---冷却空气温度;
---冷却空气速度;
---冷却空气的相对湿度;
---试验步骤和制动次数。
5.1.13 缩比制动盘技术要求
缩比试验制动盘采用与乘用车制动盘相同的材质,制动盘技术条件见附录E。
原则上每次试验采用新的制动盘,如果需要重复使用,制动盘每一面需要磨去100μm,厚度低于
8.5mm的制动盘不应再使用。
5.1.14 缩比制动盘工作面轴向跳动
缩比制动盘安装后的工作面初始轴向跳动(LRO)不超过20μm,测量位置在制动盘外侧面距边缘
5mm处,每次试验前后,测量和记录制动盘工作面轴向跳动量。
5.2 试样准备
试样应按照下列要求进行准备:
---试样应从产品上切割(包括金属背板在内);
---试样尺寸:宽度:25-0.10-0.25mm,长度:40-0.10-0.25mm,厚度:≤18mm(不低于8.5mm);
---试样的表面,保持产品原有状态(包括涂层、烧蚀等),避免污染;
---试验前样品和制动盘的测量:见附录D,测量精度精确到小数点后三位;
---试验前应分别对样品和制动盘工作面进行拍照记录。
6 试验项目和程序
6.1 磨合前检查
磨合前检查按下列试验条件进行:
a) 制动初速:50km/h;
b) 制动初温(第一次制动):< 40℃;
c) 制动减速度0.3g;
注:本文件中g为重力加速度。
d) 制动周期:120s;
e) 制动次数:10。
6.2 第一次(磨合前)效能试验
第一次(磨合前)效能试验按试验条件进行:
a) 制动初速:50km/h,100km/h;
b) 制动初温:80℃;
c) 制动减速度:0.1g~0.8g;
d) 制动次数:16(2×8)次。
注1:制动初速和制动减速度都按照从低到高的顺序进行试验。
注2:每一个制动初速下,制动减速度从低到高,按照0.1g的递增,从0.1g升至0.8g。
注3:根据上述要求,本文件的所有制动均采用恒输出(恒力矩)的制动方式。如果采用恒输入(恒压力)的制动方
式,需记录在案。
6.3 磨合试验
磨合试验按下列试验条件进行:
a) 制动初速:65km/h;
b) 制动初温:120℃;
c) 制动减速度:0.35g;
d) 制动次数:200次。
注:磨合200次后要检查磨合面接触率,要求不低于80%。如未达到要求,则增加磨合次数。
6.4 第二次效能试验
重复第一次效能试验(6.2),但制动初速、制动次数有变化:
a) 制动初速:20km/h、50km/h、100km/h、130km/h;
b) 制动初温:80℃;
c) 制动减速度:0.1g~0.8g;
d) 制动次数:32(4×8)次。
6.5 第一次再磨合
重复6.3磨合试验,但制动次数为35次。
6.6 第一次衰退恢复试验
6.6.1 基准试验
基准试验按下列试验条件进行:
a) 制动初速:50km/h;
b) 制动初温:80℃;
c) 制动减速度:0.3g;
d) 制动次数:3次。
6.6.2 衰退试验
衰退试验按下列试验条件进行:
a) 制动初速:100km/h;
b) 制动初温(第一次制动):60℃;
c) 制动减速度:0.45g;
d) 制动周期:35s;
e) 制动次数:10次。
注:衰退试验结束后,立即开启冷却风;主轴以相当于50km/h转速旋转,120s后开始恢复试验。
6.6.3 恢复试验
恢复试验按下列试验条件进行:
a) 制动初速:50km/h;
b) 制动减速度:0.3g;
c) 制动周期:120s;
d) 制动次数:12次。
6.6.4 效能检查
效能检查按下列试验条件进行:
a) 制动初速:100km/h;
b) 制动初温:60℃;
c) 制动减速度:0.45g;
d) 制动次数:2次。
6.7 第二次再磨合
按照6.5要求进行试验。
6.8 第二次衰退恢复试验
按照6.6要求重复试验,但衰退试验的制动次数为15次。
6.9 第三次再磨合
按照6.5的要求重复试验。
6.10 第三次效能试验
按照6.4的要求重复进行试验。
6.11 试验后测量和检查
6.11.1 试验后样品和制动盘的测量见附录D,计算厚度磨损和质量磨损,精确到小数点后三位。
6.11.2 检查和记录(照片)样品和制动盘的表面状况,并拍照。
6.12 试验现象记录
观察和记录试验过程中不正常现象,例如,噪声、振动、材料转移等。
6.13 缩比试验大纲
将前面描述的试验程序用表格的方式展现出来,格式见附录F。
7 试验报告
7.1 概述
试验结果的报告......
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