GB/T 41663-2022 道路車輛 制動襯片摩擦材料 縮比臺架試驗方法（正式版）

ICS43.040.40道路車輛制動襯片摩擦材料縮比臺架試驗方法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T41663—2022 I Ⅱ 4 6 8 附錄A(資料性)縮比慣性試驗臺技術(shù)參數(shù) 附錄B(資料性)縮比試驗冷卻風(fēng)(環(huán)境控制系統(tǒng))技術(shù)條件 附錄C(資料性)縮比試驗溫度測量方法 附錄D(資料性)制動襯片和制動盤的磨損測量 附錄E(資料性)縮比制動盤技術(shù)條件 附錄F(資料性)縮比試驗大綱 附錄G(資料性)試驗報告格式實例 IGB/T41663—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責(zé)任。本文件由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本文件由全國非金屬礦產(chǎn)品及制品標準化技術(shù)委員會(SAC/TC406)歸口。宇鑫汽配有限公司、力派爾(珠海)汽車配件有限公司、咸陽非金屬礦研究設(shè)計院有限公司、中國建材檢驗認證集團咸陽有限公司、河北正大摩擦制動材料有限公司、日照中偉汽車配件有限公司、衡水眾成摩擦材料有限公司、河北星月制動元件有限公司、故城縣賽之順制動元件有限公司、河北天拓剎車片有限ⅡGB/T41663—2022在汽車摩擦材料的產(chǎn)品開發(fā)過程中，對摩擦性能的測試和評價是一個首要的問題。在摩擦材料產(chǎn)品開發(fā)和過程質(zhì)量控制中，制動器總成模擬試驗起著重要的作用。但是全尺寸總成試驗受到不同車型和制動器的影響，而且總成試驗成本高和耗時長。因此，在汽車摩擦材料的早期開發(fā)中，我們需要一種既能夠模擬實際工況，又只針對摩擦材料的試驗方法，縮比試驗就是一種選擇?？s比試驗是以相似理論為基礎(chǔ)的試驗方法，它將全尺寸的產(chǎn)品，按照比例縮小，采用與全尺寸試驗相同的程序，模擬實際工況進行測試。其試驗結(jié)果與全尺寸試驗有很好的一致性。摩擦材料縮比試驗臺只有具備與全尺寸總成試驗臺的幾何要素和物理要素相一致的特點，同時采取與全尺寸總成試驗相同的試驗程序，試驗結(jié)果才能有較高的一致性。的制動方式，無論是小樣試驗還是總成試驗，都與實際駕駛工況、制動系統(tǒng)特性或汽車動力學(xué)特性沒有相互關(guān)系。因此，這兩種制動模式在摩擦副表面生成的轉(zhuǎn)移膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)是不相同的。其所產(chǎn)生的摩擦系數(shù)的含義也是不同的。所以，曾經(jīng)被認為是有效地拖磨制動方式，現(xiàn)在被認為在評價摩擦性能上是不準確的。本文件提出了針對汽車摩擦材料的縮比慣性試驗程序，用于評估制動壓力(制動減速度)、溫度和線速度對材料摩擦效能和磨損率的影響?？s比試驗程序的設(shè)計要考慮與全尺寸總成試驗一致，這將有助于兩者之間試驗數(shù)據(jù)的比較和分析?？紤]到中國和亞太地區(qū)的實際路況和現(xiàn)有的總成試驗標準，本文件以QC/T564作為主要的參考，設(shè)計試驗程序相對應(yīng)縮比試驗規(guī)范，也可以針對歐洲車型的摩擦材料開發(fā)需求?？紤]到試驗環(huán)境對測試結(jié)果的影響，本文件規(guī)定了試驗的環(huán)境條件——冷卻風(fēng)的速度和溫濕度。對試驗結(jié)果的評價和報告，由用戶根據(jù)自己的情況制定。本文件旨在提出一種縮比慣性試驗臺的試驗程序，它能夠在較大的行駛速度、制動溫度、制動壓力或制動減速度范圍內(nèi)，模擬汽車的制動過程，對摩擦性能進行評價。這個新的試驗程序有以下特點。寸總成試驗具有可比性。-—由于采用同一種縮比制動器和制動盤，縮比試驗的測試結(jié)果可用于摩擦材料之間的比較?！驹囼灧椒ㄓ糜跍y試材料的摩擦性能，應(yīng)用于原料篩選，產(chǎn)品早期開發(fā)，過程質(zhì)量控制和樣件——與全尺寸總成試驗相比，縮比試驗有更高的效率，降低測試成本。1GB/T41663—2022道路車輛制動襯片摩擦材料縮比臺架試驗方法本文件規(guī)定了道路車輛制動襯片摩擦材料縮比臺架試驗方法的試驗條件和準備、試樣項目和程序、試驗報告。本文件適用于乘用車盤式制動襯片的縮比臺架試驗，在熟悉縮比原理的基礎(chǔ)上，其他類別車輛的制動襯片試驗也可參照本文件。本文件適用于原料篩選和檢驗、摩擦材料的早期開發(fā)、生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制和外來樣件的測試。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1縮比系數(shù)全尺寸制動盤有效摩擦半徑與縮比制動盤有效摩擦半徑之比，按照公式(1)計算。 (1)式中：R——全尺寸制動盤有效摩擦半徑，單位為米(m);Rs——縮比制動盤有效摩擦半徑，單位為米(m)。制動襯片面積縮比系數(shù)scaleratioofbrakeliningarea全尺寸制動襯片面積與縮比試驗樣品面積之比，按照公式(2)計算。 (2)式中：A?！叽缰苿右r片面積，單位為平方米(m2);As——縮比試驗樣品面積，單位為平方米(m2)。2GB/T41663—20223.1.3制動輪缸面積縮比系數(shù)scaleratioofbrakingpistonarea全尺寸制動輪缸面積與縮比制動輪缸面積之比，按照公式(3)計算。 (3)式中：D,——全尺寸制動輪缸直徑，單位為毫米(mm);Dbs——縮比制動輪缸直徑，單位為毫米(mm)。3.1.4在相同管路壓力下，全尺寸制動襯片的壓強與縮比試驗樣品的壓強之比，按照公式(4)計算?！?4)式中：Spb——制動輪缸面積縮比系數(shù)；SAp——制動襯片面積縮比系數(shù)。3.2縮比試驗參數(shù)縮比臺架試驗時所需要加載的實際慣量值，按照公式(5)計算。 (5)式中：I——全尺寸制動器總成試驗慣量，單位為千克平方米(kg·m2);SR——有效摩擦半徑縮比系數(shù)；SAp——制動襯片面積縮比系數(shù)。縮比試驗轉(zhuǎn)速testrotationspeedreflectedatscaletestns縮比臺架試驗時根據(jù)試驗要求的速度，轉(zhuǎn)化為試驗機主軸的轉(zhuǎn)動速度，按照公式(6)計算。ns=n×SR式中：n——全尺寸制動器總成試驗轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分(r/min);SR——有效摩擦半徑縮比系數(shù)。3.2.3在恒輸出(恒力矩)模式下，根據(jù)制動減速度要求，對輸入的制動力矩參數(shù)，按照公式(7)計算。3……(7)式中：a———制動減速度，單位為米每二次方秒(m/s2);g——重力加速度，單位為米每二次方秒(m/s2);Is———縮比試驗慣量，單位為千克平方米(kg·m2);Rk——全尺寸制動器總成車輪滾動半徑，單位為米(m);SR——有效摩擦半徑縮比系數(shù)。3.2.4ps在恒輸入(恒壓力)模式下，縮比試驗制動管路壓力按照公式(8)計算。ps=p×Sp (8)式中：ps——縮比試驗制動管路壓力，單位為兆帕(MPa);p——全尺寸制動器總成試驗制動管路壓力，單位為兆帕(MPa);Sp——制動襯片壓強縮比系數(shù)。3.3縮比試驗?zāi)Σ料禂?shù)及相關(guān)參數(shù)縮比試驗瞬時摩擦系數(shù)instantaneousfrictioncoefficientatscaletestμs制動過程中任一時刻摩擦系數(shù)值，按照公式(9)、公式(10)計算。 (9) (10)式中：Ks———縮比制動器摩擦系數(shù)計算常數(shù)，單位為每立方米(m-3);Ms——縮比試驗瞬時制動力矩測試值，單位為牛米(N·m);ps——縮比試驗瞬時制動管路壓力測試值，單位為兆帕(MPa);Ais——縮比制動輪缸面積，單位為平方米(m2);Rs——縮比制動盤有效摩擦半徑，單位為米(m);ηs———縮比制動器效率(按98%取值)。3.3.2縮比試驗?zāi)Σ料禂?shù)frictioncoefficientatscaletest從制動管路壓力或者制動減速度達到設(shè)定值的95%到制動結(jié)束，所采集的所有縮比試驗瞬時摩擦系數(shù)(μs)的平均值。注1:本文件要求，縮比試驗?zāi)Σ料禂?shù)(μs)是以制動距離為基準的摩擦系數(shù)平均值。根據(jù)實際可能，也可以選擇以時間為基準的平均摩擦系數(shù)。3.3.3比制動力矩specifictorque4GB/T41663—2022任一時刻輸出的制動力矩與輸入的制動管路壓力的比值，按照公式(11)計算。式中：Ms———縮比試驗瞬時制動力矩測試值，單位為牛米(N·m);ps——縮比試驗瞬時制動管路壓力測試值，單位為兆帕(MPa)。3.3.4充分發(fā)出的平均制動減速度meanfullydevelopeddeceleration;MFDDdmfd在剎停模式下，充分發(fā)出的平均制動減速度按照公式(12)計算。式中：的80%,單位為千米每小時(km/h);ve——制動初速(vo)的10%,單位為千米每小時(km/h);v?——制動初速，單位為千米每小時(km/h);25.92——換算單位產(chǎn)生的系數(shù)；Se——速度為10%v。時的制動距離，單位為米(m);Sb——速度為80%v。時的制動距離，單位為米(m)。注：在減速制動條件下，充分發(fā)出的平均制動減速度的計算范圍與釋放速度相關(guān)。3.4制動方式3.4.1制動加載模式恒輸入(恒壓力)制動模式constantinput(linepressure)applicationmode制動過程中，管路壓力維持在設(shè)定值不變。恒輸出(恒力矩)模式constantoutput(braketorque)applicationmode制動過程中，輸出的制動力矩維持在設(shè)定值，相當于恒減速度制動。3.4.2制動釋放模式剎停制動brakestop將試驗速度減速至小于0.5km/h的速度或者更低的制動方式。減速制動模式brakesnub使試驗速度減速至速度不低于5km/h的制動方式。4符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件(見表1)。5GB/T41663—2022符號和縮略語說明單位Ans縮比制動輪缸面積m2A全尺寸制動襯片面積m2Aps縮比試驗樣品面積m2a制動減速度m/s2D全尺寸制動輪缸直徑mmDns縮比制動輪缸直徑mm充分發(fā)出的平均制動減速度m/s2I全尺寸制動器總成試驗慣量kg·m2縮比試驗慣量kg·m2Ks縮比制動器摩擦系數(shù)計算常數(shù)m-3Ms縮比試驗制動力矩N·mMs縮比試驗瞬時制動力矩測試值N·mn全尺寸制動器總成試驗轉(zhuǎn)速r/min縮比試驗轉(zhuǎn)速r/minp全尺寸制動器總成試驗制動管路壓力(恒輸入)MPaps縮比試驗制動管路壓力(恒輸入)MPaps縮比試驗瞬時制動管路壓力測試值MPaR全尺寸制動盤有效摩擦半徑m縮比制動盤有效摩擦半徑m全尺寸制動器總成車輪滾動半徑mS制動距離m制動襯片面積縮比系數(shù) 制動初速80%時的制動距離m制動輪缸面積縮比系數(shù)—S制動初速10%時的制動距離m制動襯片壓強縮比系數(shù)(在恒輸入條件下)有效摩擦半徑縮比系數(shù)輸出的制動力矩與輸入的制動管路壓力的比值N·m/MPaT制動末溫(制動釋放溫度)℃T;制動初溫℃Ub80%制動初速km/h6GB/T41663—2022表1符號和縮略語(續(xù))符號和縮略語說明單位Ve10%制動初速km/h制動初速km/h縮比制動器效率%Hs縮比試驗以制動距離為基準的平均摩擦系數(shù)—縮比試驗瞬時摩擦系數(shù)DTV制動盤厚度差LRO縮比制動盤工作面初始軸向跳動5試驗條件和準備縮比試驗臺制動加載系統(tǒng)的最大制動壓力不低于20MPa。制動壓力和制動力矩的采集頻率不低于100Hz,并能夠根據(jù)標準要求調(diào)整采樣頻率。在衰退試驗(6.6和6.8)中，冷卻風(fēng)速為1m/s,其余的試驗冷卻風(fēng)速為11m/s。并可以根據(jù)不同的試驗標準對冷卻風(fēng)進行調(diào)整。環(huán)境控制系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)見附錄B。注：通常情況，冷卻空氣的控制范圍是：20℃~25℃,相對濕度：60%～65%。在兩次制動之間的冷卻時段，試驗臺的轉(zhuǎn)動速度為10km/h,對于衰退試驗，等待轉(zhuǎn)速為下一次制動初速。7GB/T41663—2022位置見附錄D。—試驗前應(yīng)分別對樣品和制動盤工作面進行拍照記錄。86.1磨合前檢查b)制動初溫(第一次制動):<40℃;c)制動減速度0.3g;b)制動初溫：80℃;b)制動初溫：120℃;b)制動初溫：80℃;基準試驗按下列試驗條件進行：9GB/T41663—2022b)制動初溫(第一次制動):60℃;按照6.5要求進行試驗。按照6.5的要求重復(fù)試驗。按照6.4的要求重復(fù)進行試驗。GB/T41663—2022報告實例見附錄G。GB/T41663—2022(資料性)A.1本文件所采用的試驗設(shè)備為縮比慣性試驗臺。A.2摩擦材料縮比慣性試驗臺與制動器總成試驗臺的縮比率為：1:5。A.3縮比慣性試驗臺的主要參數(shù)見表A.1。表A.1縮比慣性試驗臺主要參數(shù)縮比試驗臺參數(shù)備注最大慣量電模擬：0.6kg·m2最高轉(zhuǎn)速最大制動壓力—最大扭矩襯片面積(單片)40mm×25mm;2片制動輪缸直徑有效摩擦半徑制動盤直徑驅(qū)動電機調(diào)頻電機A.4縮比慣性試驗臺參數(shù)的控制精度和測量誤差要求如下：試驗慣量相對誤差：±2%FS(2%FS,指滿量程的2%);a)縮比慣性試驗臺基本結(jié)構(gòu)如圖A.1所示。標引序號說明：b)縮比慣性試驗臺采用定鉗式制動器，制動加載方式與全尺寸制動器總成相同。定鉗式制動器c)定鉗式制動器技術(shù)參數(shù)如下：1)制動輪缸直徑：0.0254m;3)試樣面積：10cm2;GB/T41663—20224)試樣數(shù)量：2片。A.6根據(jù)本文件縮比試驗臺架的技術(shù)參數(shù)，其摩擦系數(shù)計算常數(shù)按照公式(A.1)計算?！?A.1)式中：Ks——縮比試驗?zāi)Σ料禂?shù)計算常數(shù)，單位為每立方米(m-3);Ais——縮比制動輪缸面積，單位為平方米(m2);Rs-—縮比制動盤有效摩擦半徑，單位為米(m);ηs——縮比制動器效率(按98%取值)。GB/T41663—2022(資料性)B.1考慮到冷卻條件對試驗結(jié)果的影響，本文件對冷卻風(fēng)條件做出了統(tǒng)一的界定。件需要做出以下要求：——冷卻風(fēng)進(出)風(fēng)口與制動器的相對位置；——冷卻風(fēng)管尺寸；——冷卻風(fēng)管與制動器相對位置圖如圖B.1所示。GB/T41663—2022GB/T單位為毫米1——天圓地方接頭；2——方形風(fēng)管100mm×100mm;7——進風(fēng)口(俯視);3——主軸中心線；8——導(dǎo)風(fēng)板；4——風(fēng)管中心線；9——制動盤；5——出風(fēng)口120mm×100mm;圖B.1冷卻風(fēng)管和制動器相對位置示意圖B.2冷卻風(fēng)管尺寸及結(jié)構(gòu)見表B.1。冷卻風(fēng)管型式截面尺寸/m風(fēng)管當量直徑/m方型風(fēng)管矩形風(fēng)管(進風(fēng)口)B.3冷卻風(fēng)速與風(fēng)量見表B.2。出口處風(fēng)速/(m/s)358風(fēng)量/(m3/h)方管內(nèi)風(fēng)速/(m/s)注：出風(fēng)口的風(fēng)速計實測值，作為風(fēng)速傳感器的標定值。1)相對濕度：30%～85%;2)冷卻空氣溫度：10℃~45℃。1)相對濕度：60%～65%;2)冷卻空氣溫度：20℃~25℃。GB/T(資料性)C.1縮比試驗的制動溫度以制動盤的溫度為基準。C.2制動盤熱電偶安裝要求如下：——采用K型熱電偶，熱電偶絲的直徑為0.3mm～0.5mm,其端部為銀銅合金焊點；——熱電偶安裝位置圖如圖C.1所示。單位為毫米K型熱電偶的??0148±0.1合金材質(zhì)圖C.1熱電偶安裝位置示意圖GB/T41663—2022(資料性)D.1厚度測量D.1.1制動襯片磨損測量D.1.1.1如圖D.1所示，每一個試樣上取5個測量點，其中①~④、⑥~⑨測量點距試樣邊緣6mm左D.1.1.2按照圖D.1的制動方向進入端對測量位置進行排序，可以對試樣的切向和徑向磨損進行①④A⑤②③⑦B⑩圖D.1試樣磨損測量位置示意圖D.1.2制動盤厚度磨損測量GB/T41663—2022單位為毫米圖D.2制動盤磨損測量位置示意圖D.2質(zhì)量磨損測量D.2.1襯片質(zhì)量磨損測量試驗前后對制動襯片分別稱量，計算內(nèi)外襯片的質(zhì)量磨損。D.2.2制動盤質(zhì)量磨損測量試驗前后對制動盤進行稱重，計算制動盤的質(zhì)量磨損。D.3測量選擇項D.3.1制動盤表面粗糙度測量測量和記錄試驗前后的制動盤表面粗糙度，作為評價制動盤磨損的參考值。D.3.2制動襯片硬度測量試驗前后測量襯片洛氏硬度，測量位置與厚度測量位置相同。GB/T41663—2022(資料性)E.1縮比制動盤化學(xué)成分縮比試驗制動盤要采用與全尺寸車型制動盤相同的材質(zhì)，縮比制動盤化學(xué)成分要求見表E.1。元素CMnPS3.55±0.052.05±0.050.95±0.050.3～0.60.2～0.5E.2金相結(jié)構(gòu)珠光體：>98%。滲碳體：0%。石墨長度：3級～4級(12.7～25.4)?？s比制動盤尺寸要求見表E.2。表E.2縮比制動盤尺寸要求參數(shù)外徑/mm內(nèi)徑/mm厚度/mm質(zhì)量/kg毛坯成品50±0.059.5±0.05注1:加工工藝要保證產(chǎn)品處在