使用UMT Tribolab进行离合器摩擦材料筛选

在自动传输中，平滑的离合器操作与摩擦系数（COF）的速度依赖性有关。尽管JASO M348和其他全尺寸离合器测试或在SAE 2号摩擦测试机上执行的其他特定于OEM的测试协议提供了摩擦数据，但它们又昂贵且耗时。测试新的摩擦材料食谱或过程更改涉及完整的离合器组件的组装和制造。如果在经过全面离合器测试之前，在实验室中测试了摩擦材料，则可以节省大量的发育成本和时间。亚博网站下载本文使用Bruker UMT Tribolab™台式测试仪讨论了实验室测试过程的优势。

证明离合器性能

人们渴望降低尺寸并获得更高的特异性扭矩能力，以实现自动变速箱离合器（也称为湿离合器）。为了满足竞争性业务环境的需求，离合器设计工程师和材料设计师可以缩短产品开发的时间开发，分析模型。可以查看几种材料和设计更改，并可以评估它们对系统性能的影响。制动器和离合器中的一个重要性能因素是它们的刺激性，振动和噪声（HVN）响应。

HVN与COF的滑动速度依赖性有关。希望COF随着滑动速度和接触压力的增加而逐渐增加。摩擦是系统属性，而不是物质属性，因此分析模型在设计工作中很方便，可以轻松验证模型，尤其是新离合器材料的摩擦行为。亚博网站下载与全尺度设备或系统相比，台式测试还应满足性能验证的证明。

评估COF行为

如前所述，为了最大程度地减少HVN并确保离合器的平滑性能，COF应显示稳定的增加，对应于滑动速度的增加。COF降低随速度的降低会增加离合器验证或颤抖。有一些分析模型包含离合器系统刚度，转子/定子接触压力，材料对，COF，温度和滑动速度，实验数据仍然是COF的输入，尤其是与其他变量有关。实验数据可以通过全尺度测试（例如；JASO M348-2012或其他OEM特异性测试协议在SAE 2号摩擦测试机上运行（图1）。这样的测试既耗时又昂贵，并且需要组装和制造全尺寸离合器组件。

图1。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。

在发育期间，预计会节省时间和成本，并使用简单的台式筛选测试对材料进行对，然后将其制造成组件及其在全尺度测试中实施。亚博网站下载这包括离合器材料，反应板和离合器操作的流体，称为自动变速箱流体（ATF）。这种发展工作的目的是制定台式筛选方案和测试，该协议可以在全面测试之前用于预筛选材料。亚博网站下载努力的成功是通过台式测试的能力来衡量的，以与全尺度测试相同的顺序对材料进行排名。亚博网站下载目的不是复制全尺度测试，包括275个接触压力，速度和温度的条件，而是为了在台式测试仪上开发简单的台式测试序列的开发，在台式测试仪上可以开发相同的材料排名，包括速度包括速度依赖性分布在一系列速度上。

台式测试哲学

对重要的全尺度摩擦系统参数进行适当的模拟是相关且有效的摩托车的关键。在湿机系统中，根据SAE＃2摩擦材料测试，用于测试的参数为：

• 联系区域
• 接触压力
• 温度
• 滑动速度
• 静态或脱离条件。

包括更多参数，例如褪色和恢复，以及转子上的道路碎屑，盐水和腐蚀产品，包括用于制动摩擦材料的更复杂的测试。亚博网站下载但是，这些参数足以满足湿离合器的Trisosystem环境。

模拟中的尺寸效果

最小接触尺寸对于台式摩擦材料测试以及温度，滑动速度和接触压力的共同选择很重要。接触大小的重要性是归功于；离合器材料的非均匀性，包括所有成分的必要性以及孔隙度和表面粗亚博网站下载糙度的储层和通道效应。图2显示了通过布鲁克白光干涉仪（WLI）获得的3D地形图像的表面纹理变化。如果接触很小，则表面粗糙度对摩擦和非核心成分的影响可能会丢失，从而无法对实际的托架系统进行适当的模拟。

图2。本研究评估的三种离合器材料的WLI地形图像。亚博网站下载

完成模拟

对于台式测试，以下其他参数也很重要：

1. 离合器材料的持续时间以特定速度，
2. 全部接触压力的应用率，
3. 在测试条件之间停留时间
4. 离合器材料变化之间ATF的再循环和过滤。

图3显示了台式测试系统，UMT Tribolab包括加热室，旋转驱动和液体泵系统，以及一个亚尺度离合器测试样品的特写示例。

图3。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）。

筛选测试的结果

图4给出了在全尺度测试钻机和UMT Tribolab台式系统上在120°C下进行的级速离合器材料测试的COF结果。结果比较相对排名，与速度相关的曲线形状以及材料的COF量相比。亚博网站下载

图4。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）。

对于材料B，可以看到COF与速度曲线的正斜率，这表明该材料是离合器设计建模的理想候选者。其他测试序列（例如速度坡道和脱离COF）也与全尺度测试中的数据有良好的相关性。

结论

UMT Tribolab通过在全尺度离合器测试台中使用的适当实施等效的接触应力，滑动速度，流体条件，加速度和温度来充当理想的台式筛选工具。UMT Tribolab工具加速了决策时间，为建模工作提供了意见，并在全尺度离合器钻机测试中降低了最终证明的下降材料成本。

该信息已从布鲁克·纳米（Bruker Nano）表面提供的材料中采购，审查和改编。亚博网站下载

有关此消息来源的更多信息，请访问布鲁克纳米表面。