机械测试

湿式离合器材料筛选必威手机客户端

在全面的离合器测试之前,通过在实验室筛选摩擦材料来降低成本和开发时间必威手机客户端

基于TriboLab的离合器摩擦材料筛选

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。全尺寸离合器测试,如JASO M348或其他oem专用测试协议,在SAE 2号摩擦试验机上运行,通常用于获取摩擦数据,但这些测试既昂贵又耗时。此外,评估每一个新的摩擦材料配方或工艺变化,需要制造和组装全面的离合器组件。在进行全尺寸离合器测试之前,可以在实验室筛选摩擦材料,从而大大节省开发时间和成本。必威手机客户端

证明离合器性能

自动变速器离合器,也被称为湿式离合器,在减小尺寸的情况下需要更高的比转矩能力。为了满足在竞争激烈的商业环境下的需求,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。必威手机客户端利用这些模型,可以探索大量的设计和材料变化,并可以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它们的刺耳、振动和噪声(HVN)响应。HVN与COF的滑动速度依赖关系密切。随着滑动速度的增加,以及在较大的接触压力范围内,COF应表现出稳定或轻微的增大。众所周知,摩擦是一种系统特性,而不是物质特性。因此,在设计工作中使用分析模型的便利性由于需要对模型进行验证,特别是对新型离合器材料的摩擦行为进行验证而受到影响。必威手机客户端此外,台式测试必须满足与全尺寸设备或系统相比较的性能证明的后续责任。

全尺寸离合器测试在测试系统上进行,如SAE 2号摩擦试验台。

COF行为的评估

如上所述,为了最小化HVN并保证离合器的平稳性能,期望COF随着滑动速度的增加而呈现一个稳定或略有增加的值。随着速度的增加,COF的减小会导致离合器振动或抖动。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COF仍然需要输入实验数据,尤其是作为其他变量的函数。为了获得这些数据,通常采用全尺寸测试,如JASO M348-2012或在SAE 2号摩擦试验机上运行的任何其他oem专用测试协议。然而,这些测试可能是昂贵和耗时的,他们需要制造和组装全面离合器组件。

如果可以使用简单的台式筛选测试来对材料进行排序,然后再进行全面测试,那么在材料开发期间可以节省成本和时间。必威手机客户端这包括离合器材料本身,反应板,以及离合器工作的流体,在这种情况下称为自动传动液(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协议,可以用于在进行全面测试之前对材料进行预筛选。必威手机客户端这项工作的成功是通过台式测试的能力来衡量的,该测试将材料按照与全尺寸测试相同的顺序进行排序。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大范围内的速度依赖性。

模拟中的尺寸效应

接触压力、滑动速度和温度是模拟的重要参数,而最小的接触尺寸在台架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,需要包括所有成分,以及表面粗糙度和孔隙度的储层和窜流效应。必威手机客户端通过使用Bruker白光干涉仪(WLI)获得的3D地形图像,这种表面纹理的变化显示在右侧的图像中。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将丢失,并且桌面测试将不能正确地模拟实际的摩擦系统。

本研究评估了三种离合器材料的WLI地形图像。必威手机客户端
城市轨道交通TriboLab工作台摩擦学测试系统用于模拟离合器材料测试,并详细介绍了子尺度离合器材料样品(尺子,厘米)。

完成仿真

以下附加的满量程参数被认为对桌面试验的模拟很重要:

  1. 离合器材料在给定速度下啮合的持续时间
  2. 全接触压力的应用速率
  3. 测试条件之间的停留时间
  4. 再循环和过滤之间的ATF离合器材料的变化

台式测试系统,一城市轨道交通TriboLab配有旋转驱动、加热室和液体泵送系统,以及一个特写例子一分规模离合器测试样品,显示在左边的图像。

甄别测试结果

右边的图片显示了在120°C下,在城市轨道交通TriboLab台式系统和全尺寸试验台上进行的步进速度离合器材料测试的COF结果。每种材料的相对排名、曲线形状与速度的函数关系、COF的大小等方面都有很好的一致性。

COF与速度曲线的正斜率可以看到材料B,使其成为离合器设计建模中使用的一个可行选择。其他子尺度测试序列,包括分离COF和速度坡道,也显示了非常好的相关性,从全尺寸测试的数据。

小尺度离合器材料测试和全尺度离合器测试的比较。LuK美国有限责任公司提供的SAE 2测试数据。

台式检测工具

通过在全尺寸离合器试验台中恰当地施加等效接触应力、加速度、滑动速度、流体条件和温度,城市轨道交通TriboLab可以作为一种优秀的台架筛选工具,这可以为建模工作提供输入,加快决策时间,并降低在全尺寸离合器试验台测试中最终证明材料的选择成本。必威手机客户端