Test Methods for Automotive and Truck Friction Materials

Rhee, S. K.; Schwartz, H. W.

doi:10.1520/stp27129s

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“…Para o coeficiente de atrito, foi definido o intervalo de 0,30 a 0,45, com alvo 0,40, utilizando-se como referência as pesquisas de NEIS (2012) [13] e BODE & OSTEMEYER (2009) [3]. Já Para a temperatura, foi definido o intervalo de 50 a 220ºC, com alvo de 100ºC, baseado nos estudo de LIMPERT (2011) [10], e RHEE & SCHWARTZ (1979) [18]. As duas variáveis resposta foram definidas como tendo o mesmo nível de importância relativa.…”

Section: Otimização De Múltiplas Respostasunclassified

Aplicação de Técnicas de Planejamento de Experimentos para Otimização do Comportamento Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

et al. 2018

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RESUMOSistemas de freio têm a finalidade de reduzir ou manter a velocidade de um veículo, levá-lo à imobilidade ou mantê-lo imóvel. O princípio básico dos sistemas de freios por atrito é a conversão da energia cinética do veículo em energia térmica. Neste estudo, buscou-se analisar os parâmetros de operação de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se um banco de ensaios baseado no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR 6143/1995. Optou-se por conduzir um Experimento fatorial completo 2³, em que os três fatores de controle considerados (tipo de disco de freio, tipo de pastilha e o valor da pressão de acionamento da manete de freio) foram alterados deliberadamente em dois níveis cada. Analisou-se as propriedades dos materiais envolvidos novos e após um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar o desempenho do sistema de freio durante o processo de frenagem, analisaram-se duas variáveis de resposta simultaneamente: coeficiente de atrito e temperatura final. A partir dos experimentos, o desempenho tribológico mais satisfatório ocorreu para os materiais constituintes do par de atrito, disco e pastilhas, assentados, e um menor valor de pressão de acionamento da manete de freio. Já para a temperatura, o melhor resultado ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor de pressão. Com o intuito de encontrar a melhor combinação dos níveis de cada fator que otimize o desempenho global destas duas variáveis resposta, foi proposta uma técnica de otimização de múltiplas respostas. Como resultado, obteve-se os níveis assentados do par de atrito e o menor valor de pressão como os capazes de otimizar as duas variáveis resposta simultaneamente. Por fim, o banco de ensaios foi adaptado com um motor de maior potência, o que possibilitou evidenciar e esclarecer mais sobre o efeito brake fade. Palavras-chave: Material de atrito, Frenagem, Sistemas de Freio, efeito fade ABSTRACTBrake systems are employed to reduce or maintain the speed of a vehicle, take it to stillness or keep it motionless. The basic principle of friction brake systems is the conversion of the kinetic energy of the vehicle into thermal energy. This study aimed to analyze the operating parameters of a disc brake system for motorcycles using a test bench based on the Krauss procedure described by ABNT NBR 6143/1995. It was decided to conduct a complete 2³ factorial experiment, in which the three control factors considered (type of brake disc, type of pad and the value of brake lever drive pressure) were deliberately altered in two levels each. The properties of the new materials were analyzed and after a certain time of use, called seated materials. To evaluate the performance of the brake system during the braking process, two response variables were analyzed simultaneously: friction coefficient and final temperature. From the experiments, the

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Section: Otimização De Múltiplas Respostasunclassified

Aplicação de Técnicas de Planejamento de Experimentos para Otimização do Comportamento Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

et al. 2018

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“…Já RHEE e SCHWARTZ (1979) [22] destacam que até a temperatura de 220ºC a taxa de desgaste dos materiais de fricção mantém-se razoavelmente constantes e, a partir de 220ºC, esta taxa aumenta exponencialmente. Logo, a especificação escolhida foi de 50 a 220ºC, com alvo de 100ºC.…”

Section: Otimização Globalunclassified

Avaliação do Desempenho Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

et al. 2017

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RESUMONeste artigo, buscou-se verificar os parâmetros de operação de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se uma bancada de ensaios baseada no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR 6143/1995 [1]. Optou-se por conduzir um Experimento Fatorial 2³, em que os três fatores de controle considerados (tipo de disco de freio, tipo de pastilha e o valor da pressão de acionamento da manete de freio) foram alterados deliberadamente em dois níveis cada. Buscou-se analisar as propriedades dos materiais envolvidos novos e após um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar o desempenho do sistema de freios durante o processo de frenagem, analisaram-se quatro variáveis de resposta simultaneamente: temperatura final, coeficiente de atrito, desaceleração e momento da força de frenagem. Foram utilizadas técnicas de Planejamento de Experimentos Fatoriais para analisar os dados coletados. Como resultado, o desempenho tribológico mais satisfatório aconteceu para os materiais constituintes do par de atrito, disco e pastilhas, assentados, e um maior valor de pressão de acionamento da manete de freio. Já para a temperatura, o melhor resultados ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor de pressão. Por fim, foi proposta uma técnica de otimização com o intuito de encontrar a melhor combinação dos níveis de cada fator que otimize o desempenho global das múltiplas variáveis resposta. Palavras-chave: Material de atrito, Frenagem, Sistemas de Freio ABSTRACTIn this paper, we sought to verify the operating parameters of a disc brake system for motorcycles using a bench testing based on Krauss procedure described by the ABNT NBR 6143/1995 [1]. It was decided to conduct an experiment Factorial 2³, in which the three control factors considered (type of brake disc, type of chip and the value of the brake lever on working pressure) have changed on two levels each. It sought to analyze the properties of new materials involved, and after a certain time of use, called settlers materials. To evaluate the performance of the brake system during the braking process, we analyzed four response variables simultaneously: final temperature, coefficient of friction, deceleration time and braking force. Factorial Design of Experiments techniques were used to analyze the collected data. As a result, the most satisfactory tribological performance happened to the pair of materials constituting the friction disk and pads, setting, and an increased brake lever of the actuation pressure value. As for the temperature, best results occurred for the friction pair new materials with lower pressure. Finally, it proposed an optimization technique in order to find the best combination of the levels of each factor to optimize the overall performance of multivariable response

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“…[1], Rusnak et al [2] and Rhee and Schwartz [3], until the middle of the 50's, tests involving brake systems were only performed on vehicles, in a type of test called "on road". However, such methodology has high costs due to the time involved in set up and execution.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Methodology for characterizing brace friction material on high temperatures

Neis¹,

Sukumaran²,

Delgado³

et al. 2014

SCAD

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Abstract:The current work aims to describe a methodology to test brake friction materials through a braking tribometer, which is integrated by an electromagnetic induction heater. This technology allows to characterize the isolated effect of load and temperature on friction. Characteristics of the main machines and procedures for testing friction materials are evaluated, paying particular attention with regard to the effect of load and temperature on friction. Experimental methodology consisted of performing brakings under 3 levels of load and 4 levels of temperature. Results from the experiments show that coefficient of friction decreases considerably when temperature is higher than 300°C. It was also observed that the effect of load on friction varies according to the friction material evaluated. About the number of braking applications at each temperature level, it has been verified that at temperatures of 200°C, 300°C and 350°C, three braking are able to characterize the friction behavior. However, when temperature is 100°C, at least 10 brakings are required in order to obtain satisfactory results. The reason for that is due to the bedding-in and also recovery effect of friction, which occurs immediately after to the brake friction material to be subjected to high temperatures (300°C or higher).Keywords: fade; braking test; friction; high temperature. INTRODUCTIONAs mentioned by Tsang et al.[1], Rusnak et al. [2] and Rhee and Schwartz [3], until the middle of the 50's, tests involving brake systems were only performed on vehicles, in a type of test called "on road". However, such methodology has high costs due to the time involved in set up and execution. In addition, different drivers, changes in environmental conditions and traffic can make the analysis of these tests a hard task. Currently, most tests involving friction materials from brakes has been performed in laboratories and simulations [4]. According to Müller [5], on road tests remain important, but they are restricted to ergonomic, comfort and noise evaluations of brake system as well as for confirmation of results obtained in brake dynamometer.According to Rusnak et al. [2], braking evaluations performed on laboratory equipments have a number of advantages such as ease of instrumentation, a more precise control of the variables involved in the process as well as time and cost reduction.There are several types of machines for the purpose of testing friction materials from car brakes. As mentioned by some publications (Rusnak et al.[2]; Zimmer and Teves [6]) due to constructive features and technologies involved on those machines, each one is especially suitable for a specific type of evaluation, such as quality control or research and development, for instance.In order to evaluate the effect of the temperature on braking performance, some laboratory equipments, such as Chase testing machine and high temperature tribometer can be indicated. Electrical resistance are used on these machines aiming to provide an additional amount of heat to the fricti...

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Test Methods for Automotive and Truck Friction Materials

Cited by 3 publications

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Aplicação de Técnicas de Planejamento de Experimentos para Otimização do Comportamento Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

Aplicação de Técnicas de Planejamento de Experimentos para Otimização do Comportamento Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

Avaliação do Desempenho Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

Methodology for characterizing brace friction material on high temperatures

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