机械测试

湿离合器材料筛选

在进行全尺寸离合器测试之前,通过在实验室中筛选摩擦材料来削减成本和开发时间

使用UMT Tribolab进行离合器摩擦材料筛选

自动传输中的平滑离合器操作与摩擦系数(COF)的速度依赖性密切相关。通常使用全尺寸离合器测试,例如JASO M348或任何其他OEM特定的测试协议在SAE 2号摩擦测试机上运行,​​通常用于获取摩擦数据,但这些测试既昂贵又耗时。此外,对每种新摩擦材料食谱或过程变化的评估都需要制造和组装全尺度的离合器组件。通过在全面离合器测试之前,可以在实验室中筛选摩擦材料来实现开发时间和成本的大量节省。

证明离合器性能

自动变速箱离合器(也称为湿离合器)的需求越来越高,对减小尺寸时的特异性扭矩容量更高。为了满足竞争性商业环境中的需求,材料设计师和离合器设计工程师可以通过使用分析模型来减少产品开发时间。使用这样的模型,可以探索大量的设计和材料更改,并可以评估它们对系统性能的影响。离合器和制动器中的关键性能特征被称为其苛刻,振动和噪声(HVN)响应。HVN与COF的滑动速度依赖性密切相关。希望COF随着滑动速度的增加以及在广泛的接触压力范围内表现出稳定或略有增加的值。众所周知,摩擦是系统属性,而不是物质属性。因此,在设计工作中使用分析模型的便利性是通过验证模型的需求,尤其是新离合器材料的摩擦行为来调节的。此外,与全尺度设备或系统相比,台式测试必须满足随后的性能证明负担。

全面离合器测试是在测试系统上进行的,例如SAE#2摩擦测试钻机。

评估COF行为

如上所述,为了最大程度地减少HVN并确保离合器平滑性能,希望COF随着滑动速度的增加而表现出稳定或略有增加的值。随着速度的增加,COF的减少会导致离合器颤抖或Qudger。尽管有分析模型结合了离合器系统的刚度,材料对,转子/定子接触压力,温度,滑动速度和COF,但实验数据仍然是COF所需的输入,尤其是作为其他变量的函数。通常使用全尺度测试,例如JASO M348-2012或任何其他OEM特定的测试协议在SAE 2号摩擦测试机上运行,​​通常用于获取此类数据。但是,这些测试可能很昂贵且耗时,并且需要制造和组装全尺寸的离合器组件。

可以预期,如果可以使用简单的台式筛选测试来对材料进行对材料进行对材料进行对零件进行排名,并在全面测试中进行实施,则可以节省成本和时间。这包括离合器材料本身,反应板以及离合器操作的流体,在这种情况下,称为自动变速箱流体(ATF)。这项研究和开发工作的目的是设计台式材料筛选测试和协议,该测试和协议可以在进行全尺度测试之前用于预屏幕材料。努力的成功是通过台式测试以与全尺度测试相同的顺序对材料进行排名的能力来衡量的。它不是要精确复制全尺度测试协议的目的,该协议由275多个单独的速度,接触压力和温度的条件组成,而是在台式测试仪上开发简化的测试序列子集可以确定材料的排名,包括在较大速度范围内的速度依赖性。

模拟中的尺寸效果

尽管接触压力,滑动速度和温度是适当模拟的明显选择,但最小接触尺寸在台式摩擦材料测试中也很重要。这是因为离合器材料的非均匀性质,并且需要包括所有成分以及表面粗糙度和孔隙率的储层和通道效应。通过使用Bruker白光干涉仪(WLI)获得的3D地形图像在右侧的图像中显示了这种表面纹理的这种变化。bob电竞安全吗如果接触太小,则可能会丢失不均匀成分和表面粗糙度对摩擦的效果,并且台式测试将无法正确模拟实际的Tribosystem。

本研究评估的三种离合器材料的WLI地形图像。
用于离合器材料测试的模拟的UMT Tribolab台式Tribotest系统,以及亚尺度离合器材料样品的细节(CM中的标尺)。

完成模拟

以下其他全尺度参数被认为对台式测试中的仿真很重要:

  1. 离合器材料的持续时间以给定速度
  2. 全部接触压力的应用率
  3. 测试条件之间的停留时间
  4. 离合器材料之间ATF的再循环和过滤

台式测试系统,一个UMT Tribolab配备旋转驱动器,加热室和液体抽水系统,以及一个特写示例左侧的图像中显示了一个子级离合器测试样品。

筛选测试的结果

右侧的图像显示了在UMT Tribolab台式系统和全尺度测试钻机上在120°C进行的级速离合器材料测试的COF结果。该一致性在相对排名,曲线形状与速度的函数以及每种材料的COF幅度非常好。

对于材料B,可以看到COF与速度曲线的正斜率,使其成为离合器设计建模的可行选择。其他亚尺度测试序列(包括脱离COF和速度坡道)也显示出与全尺度测试的数据有很好的相关性。

比较亚尺度离合器材料测试和全尺​​度离合器测试。SAE 2测试的数据由Luk USA,LLC提供。

台式筛选工具

通过正确应用等效的接触应力,加速度,滑动速度,流体条件和温度,在全尺寸离合器测试钻机中使用,UMT Tribolab用作出色的台式筛选工具,可以为建模工作以及加速度提供输入决策时间并降低材料下降的成本,以在全尺寸离合器钻机测试中进行最终证明。