ISOPAS 225962022 道路车辆.制动衬片摩擦材料.盘式制动器测功机金属传感器生成程序标准立项发展报告

道路车辆制动衬片摩擦材料盘式制动器测功机金属传感器生成程序标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Brakeliningfrictionmaterials—Dynamometermetalpick-upgenerationprocedurefordiscbrakes摘要随着汽车工业的快速发展和制动系统安全性能要求的不断提升，盘式制动器在制动过程中产生的金属转移（MetalPick-up,MPU）现象已成为影响制动性能稳定性和驾驶安全的关键因素。为统一全球范围内金属转移现象的试验评价方法，国际标准化组织（ISO）于2022年5月发布了ISO/PAS22596:2022《道路车辆制动衬片摩擦材料盘式制动器测功机金属传感器生成程序》。该标准作为一项公开可用规范（PubliclyAvailableSpecification,PAS），系统规定了盘式制动器测功机条件下金属转移现象的生成程序、试验条件、评价指标及数据处理方法，填补了该领域国际标准的空白。本报告对该标准的立项背景、技术内容、编制原则、主要参与单位及推广应用前景进行了全面分析，旨在为标准使用者提供权威的技术解读，并为后续相关标准体系的完善提供参考依据。关键词：制动衬片；摩擦材料；金属转移；测功机试验；盘式制动器；国际标准；ISO/PAS22596Keywords:Brakelining;Frictionmaterials;Metalpick-up;Dynamometertest;Discbrake;Internationalstandard;ISO/PAS22596一、引言1.1研究背景盘式制动器因其散热性能好、热稳定性强、抗衰退性能优异等优点，已成为现代乘用车和商用车的主流制动形式。然而，在特定的温度、压力和速度工况条件下，制动衬片摩擦材料中的金属成分会发生转移并在制动盘表面形成不均匀的金属附着层，这一现象被称为"金属转移"（MetalPick-up,MPU）或"金属传感器"（MetalSensor）。金属转移现象会显著影响制动性能的表现，具体表现为：制动抖动（BrakeJudder）、制动噪音（BrakeNoise）、制动效率下降以及制动盘表面的不均匀磨损。长期以来，由于缺乏统一的试验方法和评价标准，不同企业和研究机构在金属转移现象的研究中采用各自制定的试验规程，导致试验结果之间缺乏可比性，严重制约了行业内的技术交流和产品研发合作。因此，制定一项国际统一的金属转移生成和评价标准，成为全球制动系统行业的迫切需求。1.2标准的立项意义ISO/PAS22596:2022的发布具有多方面的重要意义：第一，填补国际标准空白。在此之前，国际标准化组织尚未发布专门针对制动衬片摩擦材料金属转移现象的试验方法标准。各车企和零部件供应商只能参照ISO26865、ISO26866等通用测功机试验标准或企业内部规范进行金属转移相关测试，方法的统一性和结果的可靠性均有待提升。第二，促进国际贸易与技术交流。作为一项国际公认的试验方法标准，ISO/PAS22596为全球范围内的制动衬片供应商和整车企业提供了一个统一的"语言"，有助于消除技术壁垒，促进摩擦材料产品的国际贸易。第三，推动行业技术进步。通过标准化的金属转移生成程序和评价方法，能够更加科学地比较不同配方摩擦材料的抗金属转移性能，从而引导企业研发更加优质的摩擦材料产品，提升制动系统的整体安全水平。1.3标准基本信息ISO/PAS22596:2022由国际标准化组织道路车辆技术委员会制动分技术委员会（ISO/TC22/SC33）归口管理，于2022年5月31日正式发布，标准状态为现行有效。该文件采用了ISO技术规范制定程序中的PAS（PubliclyAvailableSpecification）路径，旨在快速响应行业需求、为后续正式国际标准的制定提供技术基础。其标准编号为ISO/PAS22596:2022，分类号为制动系统领域，标准语言为英语。根据ISO指南的相关规定，PAS文件的有效期为三年，期满后需进行复审，以决定是否将其转化为正式国际标准（IS）、技术规范（TS）或予以撤销。因此，该标准目前正处于从PAS向正式标准过渡的关键窗口期，其技术内容的成熟度和行业适用性将直接影响后续的标准化进程。二、标准的编制原则与工作过程2.1编制原则ISO/PAS22596:2022在编制过程中遵循了以下几项基本原则：（1）科学性原则。标准的技术内容以摩擦学、材料科学和制动系统动力学的基本原理为基础，充分考虑了金属转移现象的物理本质和影响因素，确保试验方法能够真实、客观地反映材料在制动过程中的金属转移特性。（2）可操作性原则。标准规定的试验程序力求简洁明确，试验设备以行业内广泛使用的惯性测功机为主，试验工况参数具有明确的物理意义，便于不同实验室之间的复现和比对。（3）协调性原则。在制定过程中，充分参考和协调了ISO26865（道路车辆-制动衬片-盘式制动器测功机试验程序）、ISO26866（道路车辆-制动衬片-鼓式制动器测功机试验程序）、ISO11157（道路车辆-制动衬片-惯性测功机试验方法）等相关国际标准，确保标准体系的协调一致。（4）开放性原原则。标准的制定过程充分吸收了全球主要制动系统供应商、整车企业、摩擦材料制造商、独立检测机构及科研院所的专家意见，保证了标准内容的广泛代表性和适用性。2.2主要工作过程ISO/PAS22596的制定工作经历了以下几个主要阶段：提案阶段（NWIP）。在ISO/TC22/SC33（制动分技术委员会）的历次工作会议上，多个成员国代表提出制定金属转移相关标准的需求。经过充分讨论和论证，该提案获得多数成员国支持，正式立项为PAS项目。工作组起草阶段（WD）。成立专项工作组（WorkingGroup），由来自德国、日本、美国、中国、法国、意大利等主要汽车工业国家的专家组成。工作组多次召开技术研讨会，对金属转移现象的诱发条件、试验工况的设定、评价指标体系等关键技术问题进行了深入讨论。委员会审议阶段（CD/DIS）。标准草案在SC33内部进行了多轮审议和修改，各成员国提交了大量技术意见和修改建议。起草工作组对各条意见逐一进行了答复和处理，最终形成了统一的国际标准草案。发布阶段。经过ISO中央秘书处的技术审查和编辑性审核，ISO/PAS22596:2022最终于2022年5月31日正式发布。三、标准的主要技术内容3.1标准的结构框架ISO/PAS22596:2022是道路车辆制动衬片摩擦材料领域一项专门针对盘式制动器金属转移现象的测功机试验方法标准。该标准属于ISO制动系统标准体系中的试验方法类标准，其技术定位在于为金属转移现象的复现和评价提供统一的试验平台和操作规范。围绕这一技术定位，标准在结构编排上循序渐进、逐层展开，从适用范围与规范性引用文件的界定出发，系统定义系列关键术语，进而明确试验装置的配置要求、试验样品（即制动衬片和制动盘）的准备与预处理条件，在此基础上进一步规定了金属转移的生成程序和后续的评价方法。这种从总则到细则、从设备到操作、从生成到评价的结构安排，使标准整体上逻辑清晰、层次分明，便于使用者按图索骥、分步实施。3.2范围与适用领域标准明确规定了其适用范围为盘式制动器用制动衬片摩擦材料在测功机条件下金属转移现象的生成程序。具体而言，标准适用于M类、N类机动车辆（即乘用车和商用车）盘式制动器所用制动衬片的金属转移性能评价，同时也适用于售后市场制动衬片的质量控制与性能比对。需要特别指出的是，该标准属于"生成程序"类标准，即其核心功能是针对金属转移现象的试验复现，为后续的目视评价或其他表征手段提供可靠、可重复的试验样本。标准本身未规定金属转移程度的定量评价限值或合格判定准则，这为各使用单位根据自身产品要求制定具体的验收标准保留了灵活性，也体现了PAS标准在快速响应需求的同时保持适度开放性的特点。3.3术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：（1）金属转移（MetalPick-up,MPU）：指制动过程中摩擦材料中的金属组分在摩擦热和接触压力的共同作用下，以剥离、熔化或粘着等方式转移到制动盘摩擦表面，形成局部金属附着层的现象。（2）金属转移区域（MetalPick-upArea）：制动盘摩擦表面上出现金属附着物的区域，通常呈斑块状或条带状分布。（3）转移覆盖率（TransferCoverageRatio）：金属转移区域面积占制动盘摩擦表面总面积的百分比，是评价金属转移程度的重要量化指标。（4）基准面（ReferenceSurface）：用于测量和评价金属转移的制动盘摩擦表面区域。（5）磨合（Bedding/Run-in）：在正式试验前，通过特定的制动程序使制动衬片与制动盘之间形成良好接触配合的预处理过程。（6）测功机（Dynamometer）：能够模拟车辆制动惯性载荷并提供规定制动工况的试验设备。3.4试验装置与设备要求标准对试验设备提出了系统而明确的要求，涵盖测功机主体、制动器件配置及测量系统三方面。在测功机主体方面，标准要求试验设备须满足惯性模拟的精度要求——即模拟惯量的误差控制在规定范围内——以保证试验结果的动态真实性。同时，测功机须具备控制制动起始温度的能力，以实现在精确热负荷状态下的试验复现。在制动器件配置方面，标准要求试验配备与实际车辆使用规格一致的制动钳总成和制动盘。制动盘为新件状态，并在试验前按要求进行预处理，以消除加工残余应力和表面污染对试验结果的影响。在测量系统方面，标准对制动力矩、制动压力、制动盘温度、制动次数等关键参数的采集精度和采样频率均提出了具体的技术要求。此外，标准建议对试验环境（如环境温度、湿度）进行监测和记录，以便于不同实验室间试验结果比对时进行环境差异分析，确保试验过程的整体可控性和结果的可追溯性。3.5金属转移生成程序金属转移的生成程序是标准的核心技术内容。标准规定的生成程序主要包括以下几个阶段：（1）初始磨合阶段。在正式生成金属转移之前，须按照规定的程序完成制动衬片与制动盘的磨合，以确保衬片摩擦表面与制动盘表面之间达到均匀、充分的接触。磨合阶段通常采用较低的制动温度、中等制动压力和多次循环制动的程序，磨合完成的标准为依据规定方法确认接触面积达到规定要求。（2）预处理制动阶段。在磨合完成后，须进行若干次预处理制动，以建立稳定的摩擦界面状态。预处理的制动次数、制动压力和初始制动速度等参数均按照标准附录中的规定执行。（3）金属转移生成阶段。该阶段是标准的核心内容，通过规定的高温、高压、特定速度区间的多次重复制动循环，使制动衬片中的金属成分在摩擦界面上发生转移和沉积。标准对生成阶段的总制动次数、制动循环的间隔时间、冷却条件等均作出了明确规定。（4）冷却与稳定阶段。在完成规定的制动循环后，试验系统须按照规定的冷却程序降温至室温，使金属转移层在制动盘表面充分稳定。3.6金属转移的评价方法试验完成后，标准规定了一系列评价金属转移程度的方法。这些方法既包括直接的目视观察，也包括定量化的评价指标。（1）目视观察与记录。标准要求在标准光源条件下对制动盘摩擦表面进行摄影记录，并采用规定的分级方法对金属转移的分布形态进行定性描述。（2）定量评价指标。标准引入了"转移覆盖率"和"转移厚度"两个核心量化指标。其中，转移覆盖率通过图像分析软件对制动盘摩擦表面照片进行处理，计算金属转移区域的面积占比；转移厚度的测定则需要借助表面轮廓仪等精密测量仪器完成。标准同时给出了上述指标的具体测量方法和计算方式，并给出了试验报告的推荐格式。（3）结果的可重复性与可比性。为确保试验结果的可靠性，标准对平行试验的次数和结果偏差范围提出了建议要求，并对可能影响结果的各种因素进行了详细分析。四、标准涉及的主要企事业单位与归口管理机构4.1归口管理机构：ISO/TC22/SC33ISO/PAS22596:2022由国际标准化组织道路车辆技术委员会（ISO/TC22）下属的制动分技术委员会（SC33）归口管理。ISO/TC22负责道路车辆领域的全部国际标准化工作，其工作范围涵盖整车的术语定义、安全要求、试验方法以及零部件的技术要求等广泛领域。SC33作为TC22下属的制动分技术委员会，专门负责制动系统及制动部件相关国际标准的制定与修订工作。SC33的秘书处由其他国家标准化机构承担，目前下设多个工作组（WG），分别承担不同类型的标准制修订任务。ISO/PAS22596即由SC33下属的摩擦材料工作组负责起草。4.2主要参与单位介绍：德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）在ISO/PAS22596:2022的制定过程中，德国联邦材料研究与测试研究所（BundesanstaltfürMaterialforschungund-prüfung,BAM）作为德国标准化协会（DIN）的重要技术支撑机构，深度参与了标准的技术方案制定与试验验证工作，是该标准制定的核心力量之一。（1）机构概况。BAM是德国联邦政府下属的国家级材料科学研究与技术测试机构，隶属于德国联邦经济事务和能源部，总部位于柏林。该机构成立于1871年，具有超过150年的悠久历史，是欧洲乃至全球材料科学与安全工程领域最具权威性的研究机构之一。（2）组织规模与科研能力。BAM现有员工约1600人，其中科学研究人员超过700人，设有多个专业部门，涵盖材料工程、化学分析与安全技术、建筑与结构安全、危险品安全、无损检测等广泛领域。BAM拥有世界一流的试验设备和实验室基础设施，包括多台高精度制动惯性测功机、摩擦磨损试验机、表面分析仪器（如扫描电子显微镜、原子力显微镜、表面轮廓仪等），具备从微观机理研究到宏观性能评价的全链条研究能力。（3）在制动摩擦材料领域的研究基础。BAM在制动衬片摩擦材料领域具有深厚的研究积累，其研究团队长期从事摩擦材料配方与制动性能关系、制动过程中的材料转移机理、制动抖动与噪音的产生机制等前沿课题研究。BAM的研究人员在国际学术期刊上发表了大量高水平的学术论文，并参与了多项欧盟框架计划研究项目和德国国家科研项目，在金属转移现象的形成机理和抑制方法方面取得了多项重要研究成果，为ISO/PAS22596技术内容的科学性提供了坚实的基础。（4）在ISO/PAS22596制定中的技术贡献。在标准制定过程中，BAM的专家团队承担了多项关键技术工作：一是提出了金属转移生成工况参数的建议方案，并基于系统的试验研究验证了不同工况参数对金属转移生成效果的影响规律；二是组织开展了国际实验室间比对试验（RoundRobinTest），验证了标准草案中规定试验程序的可行性和可重复性；三是在标准讨论中提供了大量微观分析数据，为理解金属转移的形成机理和选择合理的评价指标提供了重要的科学依据。（5）国际影响力与标准制定经验。BAM作为德国在多个ISO技术委员会中的主要技术支撑机构，具有丰富的国际标准制定经验。BAM专家长期担任ISO/TC22/SC32（电气电子部件）、ISO/TC206（精细陶瓷）等多个技术委员会的注册专家或工作组召集人，在欧洲标准化委员会（CEN）中也发挥着积极作用。其在标准化工作中的专业性和公正性得到了国际同行的广泛认可。4.3其他主要参与力量除BAM外，ISO/PAS22596的制定还汇聚了来自全球多家知名企业和机构的专家力量，包括但不限于：-德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）-日本汽车标准组织（JASO）专家-中国国家标准化管理委员会（SAC）相关专家-欧洲主要摩擦材料制造商技术专家-全球主要整车企业的制动系统开发专家这些来自不同国家和领域的专家通力合作，充分发挥各自在材料科学、制动系统工程、试验方法开发等方面的专业优势，共同保障了标准技术内容的科学性、先进性和适用性。五、标准的应用价值与推广前景5.1行业应用价值ISO/PAS2