62268汽车用摩阻材料惯性制动试验方法 标准 QC T 520-1999.pdf

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1、中华人民共和国汽车行业标准 Q c / T 5 2 0 -1 9 9 9 汽车用摩阻材料惯性制动 试验方法 代替J B 3 6 8 0 -8 4 本标准适用于装载重量( 质量) 大于 1 . 5 t 载货汽车行车制动器用摩擦衬面材料在 MM- 1 0 0 0摩擦试 验机上的试验。 试验 项 目 1 门摩擦力矩的测定( 摩擦系数的测定) 。 1 . 2 摩损率的测定。 2试验条件 2 门试验仪器、 设备、 样品 2 . 1 . 1 MM- 1 0 0 0 摩擦试验机。 2 . 1 . 2 试验样品。试样应在制动器摩擦衬面成品上取。试样摩擦接触面的形状是外径 $ 7 4 mm、 内径为 “ 5 4

2、 m m的圆环上 两段。 度角的弧 所包含的面( a 角和制动器摩擦片的 包角应一 致) 。 见图1 , 图2 或图3 所示。 试样的厚度为8 士0 . 1 mm( 不足 8 mm的试样允许取其最大厚度) 。 对于取样困难的产品. 允许取其 若干块拼凑成试样。如用粘接时， 一律要在常温下进行。将试样对称粘牢在外径为 小 7 5 m m、 内径为 怀3 mm, 厚度为 8 m m的金属试环上。 粘接后， 其摩擦表面不应有粘接剂影响。 在加工样品时不得使用冷 却剂。试样应装在固定端， 并和对偶问隙为0 . 4 0 . 6 m m。试验时对偶旋转。 况2 7 图 1 样品 ( 须粘两块 到试 环上)

3、 国家机械 工业局 1 9 9 9 - 0 3 - 1 5批准 1 9 9 9 - 0 3 - 1 5实施 4 57 Q C / T 5 2 0 -1 9 9 9 AOA 图 2整体试样 ( 直接进行试验) A口刀 图 3 一体试样( 须粘在试环上) 2 . 1 . 3 试样的摩擦对偶为圆环状。 外径$ 7 5 mm， 内径“ 5 3 mm, 厚度为 1 2 m m。 材质为实际使用中的对偶 材 料摩 擦 表 面 粗 糙 度 按 喇 力 。 工 。 一 个 对 偶 件 在 试 验 中 只 用 一 次 ( 允 许 将 用 过 的 对 偶 件 表 面 )lil， 工 掉 0 . 5 mm厚可继续使

4、用， 但对偶件的最小厚度不小于 1 0 m m) , 2 门. 4 在每次试验前都要标定压力、 力矩、 转速、 温度、 时间等当量关系， 并调整好惯性负荷。 2 . 1 . 5 在试验过程中， 能把测量的参数同时记录下来。 如输人气压、 制动时转速的变化、 摩擦力矩、 制动时 间、 摩擦表而的温度等。 2 . 1 . 6 摩擦表面温度的测量， 是以测量试样的温度为准。采用焊有镍铝一 镍铬热电偶测量， 其测量点位于 试样的计算半径上。热电偶触点距摩擦表面0 . 5 m m,详见图 4 、 图5所示。 A5 8 Qc / T 5 2 0 -1 9 9 9 图 4 热电偶尺寸图( 比例 5: 1 )

5、 图 5 测温热电偶安装位置图 2 . 1 . 7 在备好冷却、 加热装置的同时， 要检查仪表记录装置、 惯量、 样品等的装配和工作情况， 以及安全措 施， 确认按要求调好后， 并经过试车， 才可开车试验。 2 . 2 试验参数的确定 2 . 2 门定义、 术语、 符号。 2 . 2 . 1 . 1 摩擦系数( 川是指摩擦对偶表面， 沿着摩擦试样表面发生相对运动， 产生的摩擦力矩( M) 与加在 试样上的正压力( F ) 和试样平均半径。 ) 乘积之比值。 f t - M F 一 Yo 一( 1 ) 2 . 2 . 1 . 2 磨损率( ， ) 是重量磨损量( _/ W) 和体积磨损量( w

6、) 与摩擦时所吸收的功( A) 之比值。 分别称为重 量磨损率( v w ) 和体积磨损率( 0 , v w = A W A - ( g k g f i n - ) ( 2 ) v ,. = 。 . 1 _ 1 1 A一 。 S o ( c m k g f - in -) ， ， ( 3 ) A=Z A _ ( k g f m) ， ， ( n ) 式中: 2 制动次数; 冲5 9 Q c / T 5 2 0 -1 9 9 9 A 每制动一次所吸收的 功， k g f “ m 。 W = W, -W ( g ) 】 ， 】 ， ( 5 ) ZA l 二l一l . ( mm) ， ， ( 6 )

7、 式中: W, , l , 分别为试验前的重量、 厚度 ， 9 ; m m; W h分别为试验后的重量、 厚度， g ; m m, 对偶件的磨损率( 0计算方法同试样一样。 2 . 2 . 1 . 3 面积缩比系数( K) 是每个制动器摩擦衬面的总面积( S R ) 和试验样品的总面积( S o ) 之比值。 K=凡 。 S , 一 , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 7 ) 2 . 2 . 1 . 4 半径缩比系数( K) 是制动

8、器摩擦半径( r e ) 和试样平均半径( 几) 之比值。 K , = r , 几 一 ， ( 8 ) 2 . 2 . 1 , 5 每次制动时所吸收的功( A) 。 A一习 平 t= 3 0 - a 刃 v t 。 ( 9 ) 式中: M 平均制动力矩， k g f “ m ; n制动过程中的平均转速， mi n - ; t -制动时间， s ; W 在制动过程中的角速度， s - , 2 . 2 . 1 . 6 摩擦力矩的稳定系数( K M ) 为平均摩擦力矩( 刃) 和最大摩擦力矩( M- , ) 的比值。 KM 一而 M-. . . . . . . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 0 ) 2 . 2 . 2 试验惯量( I D ) 的确定。 汽车每个制动器的惯性负荷， 按 G B / T 2 7 8 0 -1 9 9 1 (f 汽车制动器台架试验方法规定求出后， 经过缩 比计算， 确定试验的惯性负荷( I o ) , I Q = p ( 1 +)9 ) 一 ( G 一 7 Y oo G o ) r = ( 2 g ) 一 。 ( 1 1 ) I n = ( 1 +脚一 ( G+7 %G o ) r ( 2 g ) 一 ( 1 2 )

10、式中: I Q I I H 前、 后轮的转动惯量, k g f “ m “ s ; p前、 后轴制动力比; G o - 汽车空车重量( 质量) ， k g ; G . -汽车最大总重( 质量) ， k g ; ， - 车轮滚动半径， m; K 重力加速度， m“ 8 _ . 2 , 试验惯量按下式确定: 一 I. K, -一0 . 0 0 3 5 一 I 。K. - ， 一0 . 0 0 3 5: : K犬 几几 一-一一 QH 了砚1 式中: I oQ . I .H 分别为模拟前、 后制动器的试样采用的试验惯性负荷 ， k g f m s = , 0 . 0 0 3 5 k g f “ m

11、“ S s 试验台的主轴惯量。 2 . 2 . 3 试验转速的确定 , ; o - 2 . 6 5 K, ， 认 r - ( 1 5 ) 式中: V 汽车行驶速度， k m “ h - ; 、 。 试验台的试验转速， m i n -, 2 . 2 . 4 按要求的试验减速度( a ) 确定其磨合和衰退、 恢复试验的摩擦力矩( Mo ) , M。 二I Q . n K, 一 K 。 一 r a ( k g f m) ( 1 6 ) 2 . 2 . 5 制动器的制动力矩( MK Q , K H ) 与试验摩擦力矩( M) 的关系按下式: M= K, - K一 MmK H ( k g h m) (

12、1 7 ) 4 60 Q C / T 5 2 0 -1 9 9 9 或 MQ =K, Z . Q 1a M =K. 几H I MK x n 了 K Q ( k g f “ m) . . . ， 一 二: : 2 . 2 . 6 已知试验的摩擦力矩( Mo ) 确定其摩擦面上的平均压力( P) 和正压力( F) ( 1,值按设计要求取) 。 P=Mo 产 一 r 。 一 S o ( k g f c m F=Mo k - i 称 k g f ): : : 2 . 2 . 7 已知制动的始末转速( I lp , R , ) 和制动的实际时间( t ) 验证试验减速度( a ) , a =n -o (

13、 o 一1a)( 6 0 t ) 一 ( m s - z ) ( 2 2 ) 式中: ” 。 开始制动时的转速， m i n - , 。制动终了时的转速， min 一 ; t 制动时间， 5 . 2 . 2S 单位面积能量负荷( q ) 的验证。 4 二9 0 0 - 1 1 o S o (an) ( k g f “ m c m- 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 3 ) 3 试验程序 3 . 1 初磨合 3 . 1 门目的: 使摩擦对偶和试样的对磨表面1 0 0 %接触。 3 . 1 . 2

14、 试验条件 3 . 1 . 2 . ， 试验的初始制动转速( n o ) ， 选取汽车行驶3 0 k m h 车速， 按公式( 1 5 ) 计算。 31 . 2 . 2 试验力矩相当于3m“ s - 减速度按公式( 1 6 ) 计算。 然后， 按公式( 2 1 ) 计算正压力值( F) , 再由试 验机的尸 。 -F曲线图查得管路气压值( 尸 。 ) 。计算可采用摩擦系数( 川为 。3 5 , 3 . 1 . 2 . 3 磨合过程中， 每次初始温度不得超过 1 0 0 c. 3 . 1 . 2 . 4 制动次数磨至接触面达到要求为止， 但不得少于 1 0次。 3 . 2 第一次测量 3 . 2

15、 . 1 目的: 为计算磨损率需要。 32 . 2 条件 3 . 2 . 2 . 1 用千分尺测量试样和对偶件的定点厚度、 测量点做标记， 并记录。 3 . 222 在千分之一天平上称量并记录。 3 . 2 - 2 . 3 试样冷却至室温进行测量。 33 第一次摩擦力矩的测定 3 . 3 . 1 目 的: 测定冷态下 的摩擦力矩( M ) ， 并绘制M -F , M-V 。 曲线图， 也可 做k -P , /, - V 曲线图。 3 . 3 . 2 试验条件 3 . 3 . 2 . 1 制动的初始试验转速( 。 。 ) 分别取 3 0 , 5 0 , 7 0 k m “ h - 车速 按公式(

16、 1 5 ) 计算确定。 332 . 2 单位压力( P ) 从3 k g f “ c m - 2 到最大实际使用压力( F m ,., ) 之间选六个点( 不得少于五个点) 的压 力 。 3 . 3 . 2 . 3 制动周期以每次制动初始温度不超过 1 0 0 C为准。 332 . 4 制动次数， 在每一试验转速下， 每一压力下制动一次， 每次均从制动到停车。 然后， 在4 . 5m“ s - 的减速度情况下， 试验转速相当3 0 , 5 0 k m h - 分别制动三次， 做衰退试验中的基准试验。 3 . 4 第一次衰退和恢复试验 3 . 4 . 1 目的: 检查材料多次连续使用时性能衰退

17、和恢复状况。 3 . 4 . 2 衰退试验条件 3 . 4 . 2 门按减速度a =4 . 5 m “ s -， 由公式( 1 6 ) 确定试验力矩( M, ) 后， 再按公式( 2 1 ) 计算正压力( F ) , 查 试验机的P。 一F曲线图， 确定管路气压值( P o ) e 4 6 1 Q C / T 5 2 0 -1 9 9 9 3 . 4 - 2 . 2 衰退试验的试验转速( n o ) 选 5 0 k m h - 车速， 按公式( 1 5 ) 计算确定。 3 . 4 - 2 . 3 制动周期为每 3 0 s制动一次， 共制动 1 5次， 每次均从制动到停车。 3 . 4 - 2

18、. 4 初始温度为6 5 -15 C. 3 . 4 . 2 . 5 在试验过程中不得吹风冷却。衰退试验后， 在相当车速3 0 k v i “ h - 转速空转以1 0 m - s 一 风速 冷却 3 mi r、 后进行恢复试验。 3 . 4 . 3 恢复试验条件 3 . 4 - 3 . 1 压力负荷同 3 . 4 - 2 . 1 规定。 3 . 4 . 3 . 2 试验转速( r , ) 取 3 0 k m h - 车速按公式( 1 5 ) 计算。 3 . 4 . 3 . 3 制动周期 ， 每隔 6 0 s 制动一次。共进行 1 5次。每次均从制动到停车。 I5 第二次摩擦力矩的测定 15 .

19、 1 目的: 检查第一次衰退后， 材料摩擦性能的变化。 15 . 2 试验条件:同3 . 3 . 2 规定。 I6 第二次衰退( 拖磨)护 3 . 6 . 1 目的: 检查在低减速度下， 长时间拖磨后材料摩擦性能的变化。 3 . 6 . 2 试验 条件 3 . 6 - 2 . 1 试验转速( lr o ) 取汽车 5 0 k m h - 车速， 按公式( 1 5 ) 计算。 3 . 6 - 2 . 2 拖磨的试验力矩取减速度 a =1 . 5 m 、 一 “ ， 按 3 . 5 - 2 . 1 规定确定。以该力矩( v i a ) 为拖磨的初始 力矩， 确定拖磨的输人管路气压值( 尸 。 )

20、。在试验过程中. 输人气压值( 尸 。 ) 应保持恒定不变。 3 . 6 - 2 - 3 制动周期为拖磨 2 5 s . 脱开 3 5 s ， 每6 0 s 一次循环， 共进行 3 0次。 3 . 6 . 2 . 4 拖磨的初始温度控制在 6 5 士5 C, I了 第二次磨合 I7 门目的: 磨掉拖磨衰退后的表面碳化层。 17 . 2 磨合条件: 同 3 . 1 . 2 项规定， 但规定制动5 0 次。 3 . 8 第三次摩擦力矩的测定 3 . 8 . 1 目的: 检查二次磨合， 二次衰退后材料摩擦性能的变化。 3 . 8 . 2 试验条件:同 3 . 3 . 2 项规定。 I9 第二次测量

21、同3 . 2 项规定， 按第一次的定点标记测量厚度。 3 . 1 0 磨损量的测定 3 . 1 0 . 1 目的: 检查材料的耐磨性能。 3 . 1 0 . 2 试验条件 3 . 1 0 . 2 . 1 第一次磨损: 开始制动的初速度取 3 0 k m “ h - 时的车速， 按公式( 1 5 ) 计算出试验转速( n u ) 。 每 次制动初始速度在 s o 士t o c范围内， 制动 1 0 0 次。每次均从制动到停车。 11 0 . 2 . 2 按 3 . 9 条规定进行第三次测量。 11 0 . 2 . 3 第二次磨损 : 制动初速度取 5 0 k m “ h - ， 时的车速， 按公

22、式( 1 5 ) 计算出试验转速( v I J o 每次制动 初始温度在 1 2 0 11 0 c范围内， 制动6 0 次。每次均从制动到停车。 3 . 1 0 . 2 - 4 按 3 . 9 条规定进行第四次测量。 3 . 1 0 - 2 . 5 第三次磨损: 制动初速度取 7 0 k m “ h - 时的车速按公式( 1 5 ) 计算出试验转速( n) e每次制动 初始温度在 1 5 0 士1 0 c范围内制动2 0次， 每次均从制动到停车。 3 . 1 0 - 2 . 6 按 3 . 9 条规定进行第五次测量。 3 . 1 0 - 2 . 7次磨损试验均取减速度a =3 m “ s -

23、2 按 3 . 4 . 2 . 1 规定求管路压力( P a ) 。 每制动 1 0次做一次 记录 3 门1 磨损的评价 46 2 Q C / T 5 2 0 -1 9 9 9 磨损率v计算取磨损试验前、 后测量的数据做为评价指标。 4 数据的计算和整理 4 . 1 平均摩擦力矩 : 指一次制动中的持续制动过程制动力矩与制动时间的积分除以持续制动过程的时 间， 所得的纵坐标值( IV) ， 如图6 所示。 聋 j 侧动 增长 过粗持级 创 动过怪解 脸翻动 过程 图 6 4 . 2 平均摩擦系数按公式( 1 ) 算出。 4 . 3 摩擦力矩稳定系数按公式( ) 0 ) 算出。 4 . 4 磨损

24、率的计算公式。 4 . 4 . 1 体积磨损率 V V 二 0 . V A I Z - 1 A 尸 S a 4 . 4 - 2 重量磨损率 = W Z - 1 A 洲 4 . 5 应绘制的曲线图( 根据试验目的而定) 。 4 . 5 . 1 M-1 5 ( P -P) 曲线图。 4 . 5 . 2 a -P曲线图。 4 . 5 . 3 KM -P曲线图。 4 . 5 . 4 M-Z ( P -Z ) 曲线图。 4 . 5 . 5 T -Z曲线图。 4 . 56 KM -Z曲线图。 4 . 5 . 7 A l - - v 曲线图 4 . 5 . 8 _ -Z o 和v v -z , 曲线图。 在

25、曲线图中的符号: M摩擦力矩 ; t 制动时间; 尸摩擦系数; Z制动次数; Z o 测量次数; K H , -摩擦力矩稳定系数; T试样摩擦表面的温度。 ( c m k g - i m一 1 ( g k g - 4 6 3 Q C / T5 2 0 一1 9 9 9 单 A序 录程 附验 试 ( 参考件) 、赢 哭 模拟车 速vk nl. h 确定制动的初始速度 ， 歌 。 ， m l l l l 模拟减速度 : ， m 52 或平均压力 户 ， k g f c m 忍 确定试验表压 p 。 ， k g f c mZ 确定制动 次数 N。 次 确定制动 的初始温 度 T C 确 定 制 动

26、周 期 乙 、 ， 、 测 量 参数 3 .1 初 磨 合 V = 3 0 ” = 2 . 65 K， V。 r 衬 a= 3 材。 =儿fl K I K尸 . r l . a F=粼。 拜 八1 刀 书0 . 3 5 P 。 由P 。 一F曲线由F 值 查 得 摩擦表面达 到 1 0 0 %接 触 为 止 ， 但 不 少 于 10 1 00 以每次制 动 的 初 始 温 度 不 超 过1。 ( 为 出 每十 次 记 录 一 次 3 . 2 第一次测量 测量试样和对偶的重量， 定三点以上测量厚度， 并在测量点上做标记、 编号、 记录 3 . 3 第 一 次 摩擦力矩的测定 ( 一 ) 乃 同

27、3 . 1 规定 V = 3 0 户一3至户。 .x 取六个点 F二尹 5 尸 。 由尸一F曲线由F 值查得 每种压力、 每 种 速 度 各 制 动 一 次 。最 后 在 a = 4 . 5 时 制 动 三 次 1 0 0 每 次 制 动 的 初 始 渴 度 以 不 超 过 切。 为 准 一 可 次 记 一 录碑 ， 几 1 ”， 了 . P 等 B一v 一5 0一一 c一v 。 一 7 01嘎 后 三 次 不 侧一一一 3 . 4 第一次衰退( a ) 同 3 . 1 规定 V. = 5 0 同 3 . 1 规定 a= 4 . 5 N 。 = 1 5 开始试验 温度6 5 士5 1 0 =

28、3 0同 3 . 3 冷 第一次恢复( b) 同3 . 1规定 V 二 = 3 0 同 3 . 1 规定 “ 书 4 . 5 N 。 = 1 5矛 = 6 0同 3 . 3 3 . 5 第二次摩擦 力矩的测定( 二) 全部同3 . 3 规定 3 . 6 第二次衰退( c ) 同3 . 1规定 V 今 5 0 同 3 . 1 规定 “ 片 1 . 5 N 。 今 3 0 开 始 试 脸 温度6 5 士5 拖 刹 2 5 脱 开 35 同 3 . 3 3 . 7 第 二 次磨 合 除规定制动50 次外， 全部同 3 . 1 规定 3 . 8 第 三 次 摩 擦 力矩的测定( 三) 全部同3 . 3

29、 规定 3 . 9 第二次测量 全部同3 . 2 规定。 3 . 1 0 磨 损 试 验 同3 . 主 规定同3 . 1 规定 第 一 次几 V 一 3 0 N 一 0 0 5 0 士 0以控 温 为 准 同 3 . 1 第 三 次 测 量 同 3 9* 见定 第 二 次2 一。 一 3 、 。 一 6 。 一 1 2 0 士 1 0同 1 一 同 1 第 四 次 测 量同3 . 9愁吧 定 第 三次3V = 7 0 “ 一 3N一 2 。 一 1 5 0 士 1 0 同 1 同 1 第五次测量 同 “ ”规 定 4 6 4 Q C / T 5 2 0 -1 9 9 9 附加说 明: 本标准由国家机械工业局提出。 本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。 本标准起草单位 : 第一汽车制造厂、 长春汽车研究所。 本标准主要起草人: 张祥林 4 6 5