机械测试

湿式离合器材料筛选bob综合游戏

在全尺寸离合器测试之前,通过在实验室筛选摩擦材料,降低成本和开发时间bob综合游戏

利用UMT TriboLab筛选离合器摩擦材料

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。离合器全尺寸测试通常用于获取摩擦数据,如JASO M348或任何其他oem专用测试协议在SAE 2号摩擦试验机上运行,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,需要制造和装配全尺寸离合器部件。在全尺寸离合器试验之前,通过在实验室对摩擦材料进行筛选,可以大大节省开发时间和成本。bob综合游戏

证明离合器性能

自动变速器离合器,也被称为湿式离合器,越来越多的要求在更小的尺寸下有更高的比扭矩能力。为了满足竞争激烈的商业环境中的需求,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。bob综合游戏使用这些模型,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严酷性、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,以及在较宽的接触压力范围内,COF表现出稳定或略有增加的值是理想的。众所周知,摩擦是一种系统特性,而不是一种材料特性。因此,在设计工作中使用分析模型的便捷性被模型验证的需要所削弱,特别是新型离合器材料的摩擦行为。bob综合游戏此外,台式测试必须满足与全尺寸设备或系统相比的性能证明的后续负担。

离合器全尺寸试验是在诸如SAE 2号摩擦试验台等测试系统上进行的。

COF行为评估

如上所述,为了最大限度地减少HVN并确保离合器性能平稳,随着滑动速度的增加,希望COF表现出稳定或略有增加的值。随着离合器转速的增加,COF的减小会导致离合器抖动或抖动。虽然有包含离合器系统刚度、材料副、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。通常使用全尺寸测试,如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,来获取这些数据。然而,这些测试可能是昂贵和耗时的,它们需要制造和装配全尺寸离合器组件。

在材料开发期间,如果可以使用简单的台式筛选测试来对材料进行排序,然后再将材料加工成零件,并在全尺寸测试中进行实施,那么预计可以节省成本和时间。bob综合游戏这包括离合器材料本身,反应板,以及离合器工作的液体,在这种情况下被称为自动传动液(ATF)。这项研究和开发工作的目的是设计一个台式材料筛选测试和协议,可用于在进行全面测试之前对材料进行预筛选。bob综合游戏这一努力的成功与否是由台式试验按照与全尺寸试验相同的顺序对材料进行排序的能力来衡量的。bob综合游戏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,bob综合游戏包括在很宽的速度范围内的速度依赖关系。

模拟中的尺寸效应

虽然接触压力、滑动速度和温度是适当模拟的明显选择,但在台式摩擦材料测试中,最小接触尺寸也很重要。这是因为离合器材料的非均质性,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。bob综合游戏通过使用Bruker白光干涉仪(WLI)获得的3D地形图像,可以在右侧的图像中看到这种表面纹理的变化。如果接触过小,则会失去成分的不均匀性和表面粗糙度对摩擦的影响,台式试验也不能很好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形貌图像。bob综合游戏
用于离合器材料模拟测试的UMT TriboLab台式摩擦测试系统,以及离合器材料样品的细分尺寸(厘米标尺)。

完成仿真

在台式试验中,我们认为以下附加的全尺寸参数对模拟非常重要:

  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. 再循环和过滤的ATF之间的离合器材料变化

台式测试系统城市轨道交通TriboLab配备了旋转驱动,加热室和液体泵送系统,以及一个近距离的例子一个小尺度离合器测试样本,显示在图像的左边。

筛选测试结果

右侧的图片显示了在120°C的环境下,在UMT TriboLab台式系统和全尺寸试验台上进行的步进式离合器材料测试的COF结果。在相对排名、曲线形状作为速度的函数、以及每种材料的COF的大小方面,一致性非常好。

材料B的COF与速度曲线呈正斜率,这使得它成为离合器设计建模中可行的选择。其他子尺度试验序列,如分离COF和速度坡道,也与全尺度试验数据有很好的相关性。

小尺寸离合器材料试验和全尺寸离合器试验的比较。SAE 2测试数据由LuK USA有限责任公司提供。

台式检测工具

通过在全尺寸离合器试验台中适当地施加等效接触应力、加速度、滑动速度、流体条件和温度,UMT TriboLab可以作为一种出色的台式筛选工具,这可以为建模工作提供输入,加快决策时间,并降低在离合器整机试验中为最终验证而下选材料的成本。bob综合游戏