纳米改性汽车盘式摩擦衬片设计及其摩擦性能

牛梦钏; 朱稼璇; 段春俭; 安忠文; 葛静瑞; 高传平; 李双宪; 张平余; 李小红; 张治军

doi:10.19471/j.cnki.1673-6397.2026.03.001

内燃机与动力装置 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (3) : 1 -14. DOI: 10.19471/j.cnki.1673-6397.2026.03.001

纳米改性汽车盘式摩擦衬片设计及其摩擦性能

牛梦钏, 朱稼璇, 段春俭, 安忠文, 葛静瑞, 高传平, 李双宪, 张平余, 李小红, 张治军

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摘要

为提高汽车盘式摩擦衬片材料的耐磨性能与摩擦因数稳定性，采用Design Expert软件中的D-最优混料设计模块，选取影响摩擦性能的钛酸钾晶须、硫酸钡、钢纤维三类核心功能组分的质量分数为设计变量，以摩擦衬片的平均摩擦因数、磨损率、初始分解温度、碳残留率、导热系数和主接触平台覆盖率为主要评价响应指标，系统分析各变量组分对盘式制动摩擦衬片性能的影响和调制规律;通过响应面分析，完成以摩擦因数为核心优化目标的理想摩擦衬片最优混料设计方案;将理想方案与试验样品方案对标验证，并在最优基准配合基础上引入活性SiO₂纳米粒子（RNS-3A），完成纳米改性方案设计;参照商用盘式摩擦衬片性能测试标准，采用MRH-3摩擦试验机、XD-MSM定速摩擦试验机和HY209A制动片摩擦性能试验机分析不同摩擦材料的摩擦性能。结果表明:理想方案各响应指标的仿真结果与实际试样试验结果的相对偏差处于工程允许的合理范围;纳米改性方案的碳残留率、导热系数、最大分解速度温度明显高于未改性试样;活性SiO₂纳米粒子可提高摩擦衬片的耐温性能、导热性能、摩擦因数稳定性和耐磨性能。