自动变速器中离合器的平稳运行与摩擦系数(COF)的速度依赖性密切相关。在SAE 2号摩擦试验机上进行的全尺寸离合器测试(如JASO M348或任何其他oem专用测试协议)通常用于获取摩擦数据,但这些测试既昂贵又耗时。此外,每一种新的摩擦材料配方或工艺变化的评估都需要制造和装配完整的离合器组件。在全尺寸离合器测试之前,通过在实验室筛选摩擦材料,可以显著节省开发时间和成本。必威手机客户端
自动变速器离合器,也称为湿式离合器,在尺寸减小的情况下,对更高的比扭矩容量的要求越来越高。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缩短产品开发时间。使用这些模型,可以探索大量的设计和材料变化,并评估它们对系统性能的影响。离合器和制动器的一个关键性能特征是其平顺性、振动和噪声(HVN)响应。HVN与COF的滑动速度相关性密切相关。随着滑动速度的增加,以及在广泛的接触必威手机客户端压力范围内,期望COF表现出稳定或略微增加的值。众所周知,摩擦是一种系统特性,而不是材料特性。因此,在设计工作中使用分析模型的便利性因模型验证的需要而减弱,尤其是新离合器材料的摩擦行为。此外,与全尺寸装置或系统相比,台架试验必须满足随后的性能证明责任。
如上所述,为了最小化HVN并确保离合器的平稳性能,我们希望COF随着滑动速度的增加呈现出一个稳定或略微增加的值。随着速度的增加,COF的降低会导致离合器抖动或颤动。虽然有包含离合器系统刚度、材料对、转子/定子接触压力、温度、滑动速度和COF的分析模型,但实验数据仍然是COF的必要输入,特别是作为其他变量的函数。通常需要使用JASO M348-2012或SAE 2号摩擦试验机上运行的任何其他oem专用测试协议等全尺寸测试来获得这些数据。然而,这些测试可能是昂贵和耗时的,他们需要制造和装配全尺寸离合器组件。
如果在材料选择加工成零件并在全尺寸测试中实施之前,可以使用简单的台架筛选测试对材料进行排序,预计可以节省材料开发期间的成本和时间。必威手机客户端这包括离合器材料本身,反应板,以及离合器操作所用的流体,在这种情况下被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一种台式材料筛选测试和方案,可用于在进行全面测试之前对材料进行预筛选。必威手机客户端这一努力的成功是通过台式测试将材料按照与全尺寸测试相同的顺序排列的能力来衡量的。必威手机客户端它的目标并不是完全复制全面试验协议,由275多个独立的条件,速度、接触压力和温度,而是建立一个简化的测试序列子集的台式测试人员可以确定材料的相对排名相同,必威手机客户端包括在较宽的速度范围内的速度依赖性。
虽然接触压力、滑动速度和温度是适当模拟的明显选择,但在台架摩擦材料试验中,最小接触尺寸也很重要。这是因为离合器材料的非均质性质,需要包括所有成分以及表面粗糙度和孔隙度的储层和沟道效应。通过使用Bruker白光干涉仪(WLI)获得的3D地形图像,右侧图像显示了表面纹理的这种变化。如果接触太小,则不均匀成分和表面粗糙度对摩擦的影响都可能消失,台架试验将无法正确模拟实际摩擦系统。必威手机客户端
以下附加的全尺寸参数被认为对台式测试的模拟很重要:
台架试验系统城市轨道交通TriboLab配有旋转驱动、加热室和液体泵送系统,并配有一个近距离示例一个小规模离合器测试样品,显示在图像的左边。
右侧的图像显示了在120°C条件下,在UMT TriboLab试验台系统和全尺寸试验台上进行的步进速度离合器材料试验的COF结果。在相对排名、作为速度函数的曲线形状以及每种材料的COF大小方面,一致性非常好。
材料B的COF与速度曲线呈正斜率,使其成为离合器设计建模中使用的可行选择。其他小尺度试验序列,包括分离COF和速度斜坡,也显示出与全尺度试验数据的良好相关性。
通过正确应用全尺寸离合器试验台中使用的等效接触应力、加速度、滑动速度、流体条件和温度,UMT TriboLab可作为优秀的台式筛选工具,这可以为建模工作提供输入,并加快决策时间,降低在全尺寸离合器台架试验中选择最终验证材料的成本。必威手机客户端