GB∕T 41663-2022 道路车辆 制动衬片摩擦材料 缩比台架试验方法.pdf
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1、ICS 43.040.40CCS Q 69中华人民共和国国家标准GB/T 416632022道路车辆制动衬片摩擦材料 缩比台架试验方法Roa d vehicles-Bra k e lining friction ma teria ls一 Sca le inertia dyna mometer test method2022-07-11 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GB/T 416632022目 次前言. I引言.n1范围.12规范性引用文件.13 术语和定义 .*. 14符号和缩略语 .45 试验条件和准备 .66试验项目和程序 . 87试验报告.
2、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 *.*. 23GB/T 416632022I刖 百本文件按照GB/T L12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任.本文件由中国建筑材料联合会提出。本文件由全国
3、非金属矿产品及制品标准化技术委员会(SAC/TC 406)归口。本文件起草单位;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)。本文件主要起草人:李康、王利宁、李攀飞、张建国、田式国、严正文、王嘉毅、王煜鹏、申让林、张启、 孙宝旗、穆崇、孙金朋、张春峰、高连全、白志民
4、、丁浩、王劲松。GB/T 416632022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a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
5、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。
6、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一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
7、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。一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。GB/T 416632022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
8、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有效摩擦半径缩比系数 scale ratio of effective friction radius5ri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。式中;Ri 全尺寸制动盘有效摩擦半径,单位为米(m);R铠 缩比制动盘有效摩擦半径,单位为米(m)。3.1.2制动衬片面积缩比系数 scale ratio of brake lining areaSap全尺寸制动衬片面积与缩比试验样品面积之比,
9、按照公式(2)计算。式中:A. 全尺寸制动衬片面积,单位为平方米(mD, 人脸缩比试验样品面积,单位为平方米(mD。1GB/T 4166320223.1.3制动轮缸面积缩比系数 scale ratio of braking piston areaSot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。 _(Db)z以_历不(3 )式中:Db全尺寸制动轮缸直径,单位为毫米(mm);Dg 缩比制动轮缸直径,单位为毫米(mmL3.1.4制动衬片压强缩比系数 scale ratio of brake lining pressureSP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
10、强之比,按照公式(4)计算。&F .(4 )式中:Sa制动轮缸面积缩比系数;Sap制动衬片面积缩比系数。3.2缩比试验参数 3.2.1缩比试验惯量 test inertia reflected at scale testIs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。1=-(Shxs”式中:I 全尺寸制动器总成试验惯量,单位为千克平方米(kg n?);SRf有效摩擦半径缩比系数,Sap制动衬片面积缩比系数。3.2.2缩比试验转速 test rotation speed reflected at scale test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
11、公式(6计算。n$=n X Srj .( 6 )式中: ”一全尺寸制动器总成试验转速,单位为转每分(r/min); 5就有效摩擦半径缩比系数。323缩比试验制动力矩 brake torque reflected at scale testMs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aGB/T 416632022a4aXgXIsva r 、Ms -X Sftf .*.( 7 )式中:a 制动减速度,单位为米每二次方秒(m/一);g 重力加速度,单位为米每二次方秒(m/);Is -缩比试验惯量,单位为千克平方米(kg , tn?);Rk全尺寸制动器总成
12、车轮滚动半径,单位为米(m);Srt有效摩擦半径缩比系数。 324缩比试验制动管路压力 brake line pressure reflected at scale testPs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。ps = p X S .( 8 )式中:Ps 缩比试验制动管路压力,单位为兆帕(MPa);P全尺寸制动器总成试验制动管路压力,单位为兆帕(MPa);Sp制动衬片压强缩比系数。3.3缩比试验摩擦系数及相关参数3.3.1缩比试验瞬时摩擦系数 instantaneous friction coefficient at scale test而制动过程中任一时刻摩
13、擦系数值,按照公式(9)、公式(10)计算,Mg ,、PsK-s = ZXABsXRfsX. .( 10)式中:缩比制动器摩擦系数计算常数,单位为每立方米(m7);Mg缩比试验瞬时制动力矩测试值,单位为牛米(N m);Ps缩比试验瞬时制动管路压力测试值,单位为兆帕(MPa);Abs缩比制动轮缸面积,单位为平方米(m?);R瑁一缩比制动盘有效摩擦半径,单位为米(m);磔缩比制动器效率(按98%取值九3.3.2缩比试脸摩擦系数 friction coefficient at scale testMs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(海)的
14、平均值。注L本文件要求,缩比试验摩擦系数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. 333比制动力矩 specific torque ST3GB/T 416632022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(ID计算。式中:Mg 缩比试验瞬时制动力矩测试值,单位为牛米(N m), pg 缩比试验瞬时制动管路压力测试值,单位为兆帕(MPa).3.3.4充分发出的平均制动减速度 mean fully developed decelerationjMFDD在刹停模式下,充分发出的平
15、均制动减速度按照公式(12)计算。,一 一优 rafd-25,92 X (Se-Sb)式中:网 制动初速()的80% ,单位为千米每小时(km/h);v, -制动初速(次)的10%,单位为千米每小时(km/h);5 制动初速,单位为千米每小时(km/h);25.92换算单位产生的系数;S. 速度为10%5时的制动距离,单位为米(m);Sb 速度为80%5时的制动距离,单位为米(m3 注:在减速制动条件下,充分发出的平均制动减速度的计算范围与释放速度相关. 来源:GB/T 290642012,3.43.4制动方式3.4.1 制动加载模式3.4.1.1恒输入(恒压力)制动模式 constant i
16、nput (line pressure) application mode制动过程中,管路压力维持在设定值不变.34 L2恒输出(恒力矩)模式 constant output(brake torque)application mode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。342制动释放模式3.4.2.1刹停制动 brake stop将或验速度减速至小于0.5 km/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1 km/h2 km/h.3.422藏速制动模式 brake snub使试验速度减速至速度不低于5 km/h的制动方式.4符号和缩略语下
17、列符号和缩略语适用于本文件(见表D-4GB/T 416632022表1符号和缩略语符号和缩略语说明单位Abs缩比制动轮缸面积m1AP全尺寸制动衬片面积m1缩比试验样品面积m1a制动减速度m/s”Db全尺寸制动轮缸直径mmDbs缩比制动轮缸直径mm充分发出的平均制动戚速度m/s*I全尺寸制动器总成试验惯量kg mzh编比试驶惯量kg mzK酒缩比制动器摩擦系数计算常数mMs缩比试验制动力矩N mMS缩比试验瞬时制动力矩测试值N * mn全尺寸制动器总成试验转速r/min缩比试验转速r/minp全尺寸制动器总成黄验制动管路压力(恒输入)MPaps缩比试骐制动管路压力(恒输入)MPa*缩比试验瞬时制
18、动管路压力测试值MPaR(全尺寸制动盘有效摩擦半径m治缩比制动盘有效摩擦半径mRk全尺寸制动器总成车轮滚动半径mS制动距离mSap制动衬片面积缩比系数一Sb制动初速80%时的制动距离mSg制动轮缸面积缩比系数一s.制动初速10%时的制动距离mSp制动衬片压强缩比系数(在恒输入条件下)s用有效摩擦半径缩比系数一ST输出的制动力矩与输入的制动管路压力的比值N m/MPaTe制动末温(制动群放温度)cT(制动初温cNb8。%制动初速km/h5GB/T 416632022表1符号和缩略语(续)符号和缩略语说明单位V.10%制动初速km/hVo制动初速km/h仍缩比制动器效率%缩比试验以制动距离为基准的
19、平均摩擦系数一*缩比试验瞬时摩擦系数一DTV制动盘厚度差pmLRO缩比制动盘工作面初始轴向跳动pm5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(255)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20 MPa。5.1.4 采集频率制动压力和制动力矩的采集频率不低于100 Hz,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1 m/s,其余的试验冷却风速为11 m/s。并可
20、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Bo注:通常情况,冷却空气的控制范围是:20 C25 C,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10 km/h,对于衰退试验,等待转速为下一次制 动初速。6GB/T 4166320225.1.8 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3.0
21、mm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i 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
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