道路車輛 制動襯片摩擦材料 盤式制動襯片金屬鑲嵌試驗方法 征求意見稿

1GB/TXXXXX—202X道路車輛制動襯片摩擦材料盤式制動襯片金屬鑲嵌試驗方法本文件規(guī)定了盤式制動襯片金屬鑲嵌試驗方法的試驗設備、試驗條件與試驗準備、試驗程序、試驗報告。本文件適用于盤式制動襯片金屬鑲嵌試驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T5620道路車輛汽車和掛車制動名詞術語及其定義3術語和定義GB/T5620中界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1金屬鑲嵌metalpick-up（MPU）制動盤材料嵌入在制動襯片材料表面，形成高硬度的結塊或壓實。3.2溝槽groove由深度超過幾十微米的金屬鑲嵌（MPU）引起的制動盤表面圓周方向的缺陷。3.3摩擦值frictionvalueμ所有瞬時摩擦值按時間的平均值。注：在制動達到設定點（壓力或減速度）的95%至下降到設定點的95%范圍內進行評估，按公式（3.4瞬時摩擦值instantaneousfrictionvalue2GB/TXXXXX—202X*μ在任何特定時間點，瞬時輸出力矩與瞬時輸入壓力的比值。3.5步驟step試驗過程中對不同試驗單元（3.6）排列的序號。3.6試驗單元section一組在相同條件下或執(zhí)行特定程序的相似制動應用。3.7剎停制動brakestop將試驗速度減速至0.5km/h的制動方式。3.8減速制動brakesnub將試驗速度減速至速度高于5km/h的制動方式。3.9磨合試驗burnishsection一系列的剎停制動(3.7)或減少制動(3.8)，以調整摩擦對偶結合面并產(chǎn)生穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，并在制動襯片和制動盤之間形成穩(wěn)定的摩擦層。3.10水和鹽水試驗waterandsaltwatersection在制動襯片和制動盤表面之間添加水或鹽水，進行一系列的減速制動（3.8）。注：為了生成金屬拾取（MPU3.1）并評估潮濕條件下的摩擦水平。3.11高溫和壓力試驗heatandpressuresection在提高初始制動溫度（300℃以上）和增加制動壓力（高達5MPa）的條件下，進行一系列減速制動（3.8），以模擬超重或超負荷情況下的制動。3GB/TXXXXX—202X3.12低載荷和壓力試驗lowloadandpressuresection在低載荷和制動壓力下，進行一系列減速制動（3.8），產(chǎn)生大量磨損碎片。4符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件（見表1）。表1符號和縮略語ApmmIMdPPtRefRmVPZm/sμ-μ*-η%-℃---5試驗設備5.1試驗設備為慣性制動臺架，其性能指標應滿足本標準各項試驗要求。5.2試驗設備應能連續(xù)記錄下列參數(shù)，且測量誤差應滿足下列要求：——制動輸出力矩為±1.5%；——制動管路壓力為±1.5%；——試驗臺主軸轉速為±1.5%；——制動時間為±0.01s；——制動盤溫度為±1.5%。4GB/TXXXXX—202X6試驗條件與準備6.1制動試驗慣量在減速水平為0.3g（2.94m/s2)和車輛總質量的條件下，根據(jù)實際制動力分布計算出試驗慣量。如果實際制動力分布未知，則使用以下方法：——前軸慣量：使用總車重一半的75%和輪胎滾動半徑來計算；——后軸慣量：使用總車重一半的25%和輪胎滾動半徑來計算。6.2壓力上升速率所有制動的壓力上升速率應為3MPa/s。6.3最大壓力施加于制動器上的最高壓力可能會低于本標準規(guī)定的壓力,以適應具體的制動器配置或制動系統(tǒng)設計參數(shù)。6.4采樣率壓力和力矩的采樣率應至少為100Hz。6.5初始制動溫度初始制動溫度應為制動開始時制動盤的實時溫度。6.6制動溫度測量在制動盤外表面摩擦路徑中心（0.5±0.1）mm深處安裝一個熱電偶，初始制動溫度為制動盤熱電偶測得的溫度。額外的熱電偶可安裝在制動襯片外表面中心，距離摩擦材料表面1mm深處。如果制動襯片中心存在凹槽，熱電偶應離凹槽至少5mm(在徑向中心線方向上)。如果制動襯片中心處存在凹槽、卡鉗棘爪或其他制動裝置影響熱電偶的安裝，則將熱電偶安裝在制動襯片后緣。6.7冷卻空氣條件每種試驗類型(高溫和壓力試驗、水和鹽水試驗、低載荷和壓力試驗)的冷卻空氣條件(速度、溫度、濕度)參見表1～表4。冷卻空氣的精度應滿足以下條件：——溫度：±2℃（強制——濕度：±5%（可選）；——風速：±3km/h或流量（強制）。6.8冷卻空氣流速或流量在管路中測量的冷空氣速度或流量以km/h或m3/h來表示。管路出口與試驗裝置的距離應為300mm～400mm。如需詳細資料,以確定空氣流量,空氣速度、管徑,管口離制動器的距離的近似關系。見附錄B。6.9排氣條件5GB/TXXXXX—202X排氣功率應高于冷卻空氣功率，以保持試驗艙內負壓。6.10溫度和絕對濕度(濕度比)的設定應記錄所有制動過程制動開始時的冷卻空氣溫度（強制）和絕對濕度（可選）平均值。以海平面測量冷卻空氣標稱溫度為20℃士5℃,絕對濕度為7.29g/kg(8.68g/m3)。使用適當?shù)臐穸缺砜梢圆檎?0℃以外的其他溫度或其他海拔高度時的操控界限。6.11兩次制動之間臺架的轉速對于每種試驗類型(高溫和壓力試驗、水和鹽水試驗、低載荷和壓力試驗)，在兩次制動之間的冷卻時段，臺架的轉速參見表1～表4。6.12制動器位置設置默認使用轉向節(jié)夾具，也可選擇通用夾具（夾板），參見圖1和圖2。圖1轉向節(jié)夾具示例圖6GB/TXXXXX—202X圖2通用夾具示例圖制動器在轉向節(jié)夾具上的位置與在車輛上位置相同；對于通用夾具，宜與車輛上的位置相同。在試驗期間保持制動器位置不變。6.13相對于制動裝置的空氣方向試驗報告應記錄冷卻空氣進口方向(垂直或水平)和相對于測試車輛側面的方位(前、后、頂部或底部)。試驗期間保持方向不變。6.14磨損測量磨損測量是可選項目。如果測量，則應測量并記錄初始和最終制動盤和制動襯片的厚度和質量。測量精度應滿足以下要求：——制動襯片：厚度測量精度為0.01mm，質量測量精度為0.1g；——制動盤：厚度測量精度為0.001mm，質量測量精度為0.1g。6.15制動盤軸向跳動制動盤初始軸向跳動(LRO)不應超過50μm，測量位置在制動盤外側距摩擦表面10mm處。6.16制動卡鉗、制動盤狀況用于試驗的制動盤應為新的并符合原裝件（OE）要求。試驗通常使用新制動卡鉗，如果供需雙方達成一致，也可使用舊制動卡鉗。6.17高溫制動程序通過壓力和初始制動溫度來控制高溫制動程序。6.18水的規(guī)格7GB/TXXXXX—202X使用自來水，宜使用水容器將水溫調節(jié)至15℃~25℃。整個試驗期間水溫應持在同一水平。對于6.7，較低溫度也是可接受的（低至7℃)。6.19噴嘴的規(guī)格噴嘴的流速應為0.45L/min～0.65L/min。噴嘴的噴射角度和噴射寬度為90°。如果臺架設計或可用空間有要求，也采用其他噴射角度和寬度。噴水模式應均勻地噴灑于整個制動盤的寬度。噴嘴應在目標表面上產(chǎn)生平坦的條形噴灑圖案。噴嘴設置見第7章。6.20鹽水的規(guī)格6.20.1推薦方案參照附錄D的要求，使用5%的氯化鈉（NaCl）溶液。水的規(guī)格見6.18。6.20.2替代方案試驗可使用含有以下成分的市售鹽溶液：——至少96%的NaCl；——以下每種成分少于0.5%：氯化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣、氯化鎂、硫酸鎂和氯化鉀；——5%的溶液，水的規(guī)格見6.18。6.21噪音、振動和粗糙度（NVH）的測量噪音、振動和粗糙度的測量是可選項目，同時測量應有助于識別由MPU引起的噪聲事件。NVH測量設置如下：——采樣頻率：至少44kHz；——麥克風位置：距輪轂上方0.5m、外側0.1m處；——加速度計位置：錨架的前側；——對于高達20kHz、分辨率為800條譜線的噪音，使用50%重疊的漢寧窗。當麥克風和加速度計測量的頻率差不大于25hz時，制動事件有噪聲。6.22數(shù)據(jù)收集應配備慣性制動臺架數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能自動和實時地采集以下數(shù)據(jù)：a）時間；b）驅動軸轉速（車輛等效速度）；c）液壓；d）制動力矩；e）制動盤溫度；f）制動液排量；g）冷卻空氣溫度；h）冷卻空氣速度和流量；i）冷卻空氣的絕對濕度；j）識別特殊試驗單元和制動方式。7試驗程序8GB/TXXXXX—202X7.1基本信息附錄A包含有關MPU形狀的信息。附錄B提供了報告模板。附錄C為冷卻空氣速度和流量的參考計算，附錄D為水和鹽水的規(guī)格。7.2試驗程序：“高溫和壓力試驗”高溫和壓力試驗步驟概述見表1。表1高溫和壓力試驗步驟概述10025視覺檢查；使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動35第一次制動<視覺檢查；45第一次制動<視覺檢查；拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間部分的檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動55第一次制動<視覺檢查；拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動9GB/TXXXXX—202X675視覺檢查；拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間部分的檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動855第一次制動<視覺檢查；拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間部分的檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動955第一次制動<視覺檢查；拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間部分的檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動55第一次制動<拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間部分的檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動7.3試驗程序：“水和鹽水試驗”7.3.1程序1（核心或早期開發(fā)測試）程序1試驗步驟概述見表2。GB/TXXXXX—202X表2程序1試驗步驟概述水1關2關制動盤表面（溝槽；粗糙度）和制動襯片表面檢查（是否存在金屬3關制動盤表面（溝槽；粗糙度）和制動襯片表面檢查（是否存在金屬宜使用噴射角度和噴射寬度為45°的噴嘴。如果臺架設計或可用空間有要求，其他設置亦可。噴嘴的噴灑模式應在目標表面產(chǎn)生一個平坦的條形噴灑圖案。將噴嘴放置在有效半徑附近，距離取決于制動盤表面寬度（能夠均勻地覆蓋整個制動盤表面寬度距卡鉗中心線180°（見圖3）。水（或鹽水）以（0.55±0.1）L/min流量噴灑制動盤內外表面。圖3程序1試驗設置示意圖GB/TXXXXX—202X7.3.2程序2（DVP程序；也可用于車輛測試）程序2試驗步驟概述見表3。表3程序2試驗步驟概述水1兩次制動間隔將冷卻空氣20將噴水與制動應用相結視覺檢查拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動GB/TXXXXX—202X表3（續(xù)）水30將噴水與制動應用相結視覺檢查拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。沿徑向（兩個摩擦面4一次制動開始到下次制動開將冷卻空氣視覺檢查拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間檢查，使用制動襯片表面的照片即可。在不拆卸的情況下記錄制動GB/TXXXXX—202X表3（續(xù)）水5%的鹽水開/關0按照以下規(guī)與制動應用視覺檢查拍攝制動襯片表面和制動盤摩擦區(qū)域的照片，以識別金屬鑲嵌（MPU）和溝槽。對于中間檢查，使用制動襯片表面的照片即可。記錄制動盤的摩宜使用噴射角度和噴射寬度為90°的噴嘴。如果臺架設計或可用空間有要求，其他設置亦可。噴嘴的噴灑模式應在目標表面產(chǎn)生一個平坦的條形噴灑圖案。將噴嘴放置在有效半徑附近，距離取決于制動盤表面寬度（能夠均勻地覆蓋整個制動盤表面寬度距卡鉗中心線30mm（見圖4）。水（或鹽水）以（0.55±0.1）L/min流量噴灑制動盤內外表面。GB/TXXXXX—202X圖4程序2試驗設置示意圖7.4試驗程序：“低載荷和壓力試驗”低載荷和壓力試驗按照表4循環(huán)運行，總共五次。表4程序概述1磨合（低載荷和壓力循23第一次制動8試驗報告8.1概述GB/TXXXXX—202X報告模板參見附錄B。8.2試驗信息8.2.1記錄并報告制動參數(shù)、試驗慣量、滾動半徑、制動卡鉗、試驗設置、總試驗運行時間以及試驗過程中的任何偏差或異常。8.2.2記錄制動鉗、制動盤和制動襯片的零件號，記錄制動盤和制動襯片的批號，描述制動盤的磨削情況，包括工具和工藝參數(shù)（見建議模板）。8.2.3記錄試驗前制動盤表面粗糙度，輪廓算術平均偏差是必選項，其余是可選項。8.2.4記錄噴水嘴安裝在臺架上的相關情況（僅水和鹽水條件下MPU試驗程序）。記錄噴水量（以L/min為單位，內外兩表面的總量）和水溫。記錄空氣管道位置和冷卻空氣的溫度和濕度。8.2.5試驗照片8.2.5.1制動襯片照片照片應清晰顯示制動襯片材料表面（試驗中所有的制動襯片這些照片用于評估金屬鑲嵌（MPU）的數(shù)量和面積（最小分辨率1600×1200）。記錄照片的分辨率，照片應包含照相尺（見圖5）。圖5照相尺8.2.5.2制動盤照片照片應清晰顯示了制動盤表面（內外兩表面）的狀況/溝槽（最小分辨率1600×1200），記錄照片的分辨率。8.2.6制動襯片金屬鑲嵌（MPU）數(shù)量和面積的評估由于金屬鑲嵌（MPU）產(chǎn)生的機制不同，金屬鑲嵌（MPU）的形狀、數(shù)量、尺寸和硬度可能不同，因此需要對制動襯片表面金屬鑲嵌（MPU）進行評估。制動襯片金屬鑲嵌（MPU）的尺寸評估方法見圖6。此外，如果在制動應用過程中金屬鑲嵌（MPU）從表面脫落（制動襯片材料中可見的“坑”或“彗星”形狀），通過以下方法計算該金屬鑲嵌（MPU）的面積：金屬鑲嵌（MPU）面積=b×b，式中b=0.7×坑/彗星形狀的寬度。GB/TXXXXX—202Xx、y圖6制動襯片材料中金屬鑲嵌（MPU）尺寸的評估方法8.2.7制動盤表面輪廓的評估制動盤表面磨損情況通過溝槽數(shù)量、溝槽的寬度和深度來反應。圖7和圖8顯示了制動盤溝槽的寬度和深度。建議對整個制動盤輪廓進行測量。制動盤溝槽可通過其他方式進行評估（可選如粗糙度測量設備。試驗完成后，記錄制動盤表面的溝槽深度（單位：μm），見圖7。XY1圖7制動盤表面輪廓徑向測量和溝槽深度測量示例圖記錄被溝槽覆蓋的制動盤表面寬度（每個摩擦面分別報告），見圖8。GB/TXXXXX—202XXY12圖8制動盤表面輪廓徑向測量和溝槽寬度測量示例圖8.3圖形報告在整個試驗中，以下項目應以圖形形式呈現(xiàn)：a）對于有意義的制動應用，瞬時減速度；壓力；液體消耗量；制動溫度和摩擦系數(shù)；水/鹽水“開/關”（如適用）：相應的圖表上可包括適用或參考的摩擦系數(shù)：摩擦值按公式（1）計算：μ=………（1）式中：Md——測量力矩；pptAprefη——施加的壓力；——產(chǎn)生制動力矩所需的起始壓力或最小壓力；——活塞總面積；——制動有效半徑；——制動效率。摩擦值：計算和報告標準摩擦值（按時間）。區(qū)分干燥和濕式制動應用（在“水和鹽MPU”試驗中）；c）標記按時間計算的平均摩擦值。8.4冷卻空氣的條件和噴水應記錄并報告冷卻空氣的方向和方位。應報告噴水裝置、水量和溫度以及噴嘴位置。GB/TXXXXX—202X8.5每次制動應用的表格數(shù)據(jù)除非另有規(guī)定，否則應以表格形式記錄整個試驗和每次制動應用中的以下項目：a）制動和釋放速度。b）平均摩擦值；最大摩擦值和最小摩擦值；力矩和壓力；c）制動盤（必選項）和制動襯片（可選項）處的初始溫度和最終制動溫度；d）最大制動液排量（可選項e）冷卻空氣速度；溫度和濕度；f）水溫和流速（如適用）。8.6磨損測量；制動襯片和制動盤外觀報告制動盤和制動襯片厚度及質量的損失。除金屬鑲嵌（MPU）外，應記錄并報告制動盤和制動襯片上的任何裂紋、脫落、分層或任何異常情況。GB/TXXXXX—202X金屬鑲嵌（MPU）形狀A.1不規(guī)則形金屬鑲嵌（MPU）在潮濕條件下，特別是對于低鋼摩擦材料，通常會觀察到不規(guī)則形金屬鑲嵌（MPU見圖A.1）。圖A.1不規(guī)則形金屬鑲嵌（MPU）A.2魚形金屬鑲嵌（MPU）在干燥和高制動溫度條件下，特別是無石棉有機（NAO）摩擦材料，通常會觀察到魚形金屬鑲嵌（MPU）（見圖A.2）。圖A.2魚形金屬鑲嵌（MPU）GB/TXXXXX—202XA.3箭頭形金屬鑲嵌（MPU）在干燥和低負荷制動條件下，特別是低鋼摩擦材料，通常會觀察到箭頭形金屬鑲嵌（MPU見圖A.3）。圖A.3箭頭形金屬鑲嵌（MPU）GB/TXXXXX—202X報告模板B.1報告模板內容（表B.1）金屬鑲嵌（MPU）報告模板的內容參見表B.1。表B.1金屬鑲嵌（MPU）報告模板的內容圖√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√B.2模板表格模板表格內容參見圖B.1～B.14。GB/TXXXXX—202X圖B.1通用金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“技術參數(shù)表”GB/TXXXXX—202X圖B.2通用金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“試驗設置表”圖B.3通用金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“側向尺寸偏差，制動盤厚度變化圖”GB/TXXXXX—202X圖B.4通用金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“磨合數(shù)據(jù)圖”圖B.5水和鹽水條件下金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“停止數(shù)據(jù)圖”GB/TXXXXX—202X圖B.6金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“制動盤和制動襯片的詳細可視化”圖B.7水和鹽水試驗金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“水和鹽水試驗鑲嵌（MPU）評估”GB/TXXXXX—202X圖B.8濕式金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“高溫和壓力試驗金屬鑲嵌（MPU）評估”圖B.9濕式金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“低載荷和壓力試驗金屬鑲嵌（MPU）評估”GB/TXXXXX—202X圖B.10通用金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“試驗精度表”圖B.11通用模板模版—“制動襯片磨損測量”GB/TXXXXX—202X圖B.12通用模板模版—“制動盤磨損測量”圖B.13通用模板模版—“制動盤和制動襯片狀況評估”GB/TXXXXX—202X圖B.14通用金屬鑲嵌（MPU）試驗報告模版—“表格數(shù)據(jù)”GB/TXXXXX—202X（資料性）冷卻空氣速度和流量的參考計算C.1概述公式（C.1）至公式（C.3）用于估算制動前的冷卻空氣速