Wear Calculation Model Considering the Effect of Porosity and Wear Properties of Wet Clutch Friction Disc

This paper aims to investigate the effect of porosity percentage on the wear performance of a wet clutch. A wear calculation model for the relationship of porosity and wear mass loss is established. The results of experiments conducted verify the wear coefficient expression used in the model. The influence of porosity on the wear performance of a friction disc was also analyzed for various pressures and speeds. Specifically,the 80 min sliding test was performed with three different friction disc porosity percentages using a wet clutch test rig. Comparison of the model calculation results with the measured values confirmed the accuracy of the calculation model. The test results show that the calculated and detected data fit well,which indicates that the wear calculation model can be used to estimate the wear mass loss of wet clutch friction plates. These research results will help to improve the anti-abrasion properties and employment lifespan of wet clutch friction discs.

花键约束下变形摩擦片角向摆动的数值分析

为了揭示离合器分离状态下摩擦元件变形前后的动力学特性差异,本文研究了花键约束下不同变形程度摩擦片的角向摆动特性,分析了花键界面和翘曲变形对摆动的影响。本文对平直摩擦片进行了力学分析,并建立了平直片角向摆动的动力学模型。在此基础上,对平直片引入薄板的变形函数,考虑几何差异推导出了变形摩擦片的摆动模型。同时,与经典边界条件对比,在摩擦片内径的花键约束处采用了摩擦边界,并且基于几何结构推导出了最大允许摆动角。通过数值仿真,在时域和频域分析了各影响因素对摆动的影响。结果表明:旋转的摩擦片受扰动后,角向摆动频率随转速的增加而增加,而翘曲变形会降低摆动频率。此外,最大摆动角度在低转速时会延长摩擦片摆动的时间,摩擦力则会降低摆动的时间。

相对转速对湿式多片离合器磨合过程摩擦磨损特性的影响

湿式多片离合器摩擦元件磨合过程对其使用寿命和工作品质有重要影响.以铜基粉末冶金摩擦片和30CrMnSiA对偶片为研究对象,针对实车转速工况,使用SAE#2试验台进行湿式离合器循环接合试验.从全局摩擦特性和瞬时摩擦波动性两方面对磨合过程进行研究,应用金相显微镜得到磨合前后摩擦表面微观形貌特征和磨损机理.结果表明:转速的增加降低了磨合初期平均摩擦系数的下降速率及其随后的波动幅度;平均摩擦系数在低转速工况下呈现下降趋势,而高转速工况下呈现上升趋势.虽然提高转速可获得平滑的摩擦表面,并降低瞬时摩擦波动幅度,然而转速过高时,摩擦界面较大温升会使其发生热塑性变形,从而使瞬时摩擦波动越来越剧烈.低转速工况下,摩擦表面微凸体在界面匹配阶段发生严重剪切断裂,而后主要为塑性变形;高转速工况下,微凸体发生渐进式剪切同时伴随弹塑性变形.

多片离合器摩擦对偶片屈曲变形的分析与验证

本文旨在研究了离合器摩擦对偶片花键处受周向转矩作用发生屈曲变形的过程。建立了对偶片屈曲变形时各阶临界屈曲弯矩的计算模型,定量分析了厚度等结构参数对摩擦对偶片各阶临界屈曲弯矩的影响,并通过离合器低速低载荷工况下的摩滑磨损实验验证了对偶片屈曲变形模型的计算结果。结果表明,在对偶片发生因大温度梯度导致的热翘曲前,引起摩擦界面局部接触压力显著升高的主要原因是花键处因机械转矩作用而产生的屈曲变形,它引起周向压力扰动而导致热弹性失稳。对于工程常用摩擦对偶片,厚度与节圆半径比值大于0.015 5时可明显提高对偶片抗机械扭转变形的能力,从而增大摩擦界面接触区,降低接触区比压,改善摩擦状态。

基于最小二乘支持向量机的AMT离合器片表面温度预测

在分析离合器接合过程的动力学和摩擦表面热负荷主要影响因素的基础上,选择接合正压力、接合转速、滑摩时间等参数,利用最小二乘支持向量机理论建立了离合器片表面最高温度的智能预测模型,并设计了台架试验方案。试验结果验证了该模型的有效性。

湿式换挡离合器摩擦片磨损规律研究

研究湿式换挡离合器摩擦片工作过程的磨损量变化规律.基于离合器油压和转速特性,利用数值拟合的方法建立了摩擦片单次工作磨损量计算模型,通过对离合器摩擦片磨损试验过程的油液进行光谱分析,确定了磨损工况系数,并利用模型讨论了油压和转速对磨损量的影响.通过18000次综合传动换挡试验,得到了离合器磨损量与换挡次数的函数关系.经验证,湿式换挡离合器内齿摩擦片磨损量可以表示为离合器工作油压、滑摩转速和换挡次数的函数.

径向热应力对离合器摩擦对偶钢片变形的影响

建立了径向热应力作用下摩擦对偶钢片各阶临界屈曲应力计算模型,应用临界屈曲应力计算模型定量分析了厚度、径向温差等参数对摩擦对偶钢片临界屈曲应力的影响,并通过离合器台架实验验证了模型的正确性。结果表明:径向温度梯度产生的径向热应力会导致摩擦对偶钢片屈曲变形;摩擦对偶钢片不同屈曲阶数对应的临界屈曲应力不同,低阶屈曲对应临界屈曲应力较小;不同边界约束条件对应的临界屈曲应力不同,外径简支边界条件对应临界屈曲应力较小,即相同厚度摩擦对偶钢片,外齿摩擦对偶钢片较内齿摩擦对偶钢片更容易发生屈曲;通过增加摩擦对偶钢片厚度可明显提高其抗屈曲变形的能力,内、外径简支条件下2mm厚的摩擦对偶钢片厚度同时增加1mm,抗屈曲变形能力可分别提高125.4%和125.9%。

湿式换挡离合器摩擦片磨损量计算方法的研究

介绍了综合传动湿式换挡离合器的工作原理,通过分析离合器结合分离过程的油压和滑摩转速变化规律,拟合出离合器工作油压与转速的特性方程,建立了离合器摩擦片磨损量计算模型。依据离合器摩擦副磨损试验结果,确定了油压、滑摩转速影响指数与结合次数的关系。利用组建的综合传动湿式换挡离合器磨损量测试试验系统,进行了18000次离合器换挡试验。试验结果表明,湿式换挡离合器磨损量可以表示为工作油压与滑摩转速的函数。

离合器从动盘性能对汽车耸车的影响

为了研究离合器从动盘性能对汽车耸车振动的影响,建立了传动系统-汽车整车的11自由度非线性动力学模型。模型考虑了离合器从动盘的扭转特性、干摩擦阻尼、离合器接合黏滑特性以及变速器轮齿啮合刚度。利用建立的模型计算汽车起步过程系统动力学响应,通过实车测试验证模型的正确性,分析离合器从动盘性能参数对耸车振动的影响。结果表明:汽车的耸车现象发生在离合器完全接合之后;耸车振动频率与传动系第2阶固有频率相近;提高静摩擦因数,降低从动盘转动惯量和2级扭转刚度,可以降低汽车在起步过程中的耸车振动。本研究的建模和分析方法,可以用来计算与分析离合器从动盘结构性能参数对整车耸车振动特性的影响。

基于响应面法的汽车离合器盘毂温锻-冷精整工艺多目标优化

将温锻-冷精整工艺引入汽车某型离合器盘毂的生产中,结合响应面法(RSM)与弹塑性有限元模拟(FEM)对盘毂冷精整工艺参数的多目标优化问题进行研究。以减小终挤压件轴向翘曲角、减小齿面径向回弹量和降低终挤压件最大损伤值为优化目标,并以精整凸模速度、精整凹模半锥角、温锻件与精整凹模间摩擦因数、精整量以及温锻件法兰厚度为优化变量,采用正交试验设计与Design-Expert V8软件进行RSM拟合建模分析,得到终挤压件的齿面径向回弹量与最大损伤值的二阶响应面模型和终挤压件轴向翘曲角的线性响应面模型,并通过FEM验证模型的准确性,其误差绝对值小于6.3%,可用于后续优化。生产实践表明多目标优化后的温锻-冷精整工艺能够生产出表面质量好、尺寸精确的优良盘毂零件。

车用磁流变离合器设计与性能实验

车用磁流变离合器是将智能材料磁流变液与汽车离合器设计相结合的一种新型离合器。基于Bingham模型建立了盘式磁流变离合器转矩传递模型,以B级轿车为目标车型设计并加工了试验样机,用电子扭转试验机对其扭矩传递能力、扭矩传递稳定性、离合器接合和分离特性等进行了试验测试。分析了磁饱和作用和剩磁对接合分离速度的影响。试验结果表明:所设计磁流变离合器性能满足作为目标车辆离合的器使用要求。

离合器摩擦片的温升分析

本文通过对摩擦离合器结合过程特点的分析，在合理假设的基础上，建立起了离合器接合过程中的传热导物理模型，运用数值解法求解出了摩擦片的温度场及温升情况，这对于离合器设计具有一定的指导作用。

卡簧约束对多片离合器温度场的影响分析

为分析卡簧约束对多片离合器接触应力分布的影响,运用Abaqus仿真软件建立了多片离合器三维有限元模型。通过数值模拟,得到了多片离合器摩擦表面的接触应力分布规律和多片离合器的温度场分布。仿真和试验结果表明:卡簧约束导致了摩擦副接触应力沿径向分布不均匀,越靠近卡簧,摩擦元件的外径接触应力越大,径向应力差异越大;越远离卡簧,径向应力分布差异趋于平缓,并逐渐接近活塞压力;卡簧轴向约束导致了摩擦元件的径向温差加大,外径温升快,内径温升慢,并且轴向不同位置摩擦元件的温度场分布不一致,近卡簧侧的摩擦元件更易发生热翘曲;离合器低速长时滑摩试验验证了该温度场模型的正确性,所建模型能够切实有效地反映离合器的实际温升特性。

离合器从动盘性能对汽车起步抖动的影响研究

建立了摩擦离合器接合过程中传动系统动力学特性分析的模型。建模中,考虑到离合器接合过程中存在的粘滑现象,对离合器黏着和滑动状态下的摩擦力矩进行分析,得到了离合器接合过程中的摩擦力矩的计算模型。在进行模型的计算分析时,引入了Karnopp摩擦模型,实现了黏着和滑移状态下,动力学方程的一致性。在已知发动机转速时,计算分析了离合器过程中从动盘的角速度的与摩擦系数随接合面相对滑移变化的关系。研究了离合器从动盘总成的扭转刚度和波形片的轴向刚度对起步抖动的影响。针对两款车存在的起步抖动问题,根据理论计算的结果,对这两款车的离合器从动盘扭转刚度和波形片轴向刚度进行了优化,试验结果表明:利用优化的离合器从动盘的性能参数,两款车的起步抖动问题有了较大的改善。

湿式离合器摩擦片磨损量实验与测试方法研究

湿式离合器是车辆传动系统中的核心部件,在长时间工作或者极限工况条件下,容易发生由异常摩擦造成的摩擦片表面断裂、打滑、烧蚀和塑性变形等故障。因此,研究湿式离合器摩擦片的磨损性能对于提高离合器使用寿命和可靠性具有重要意义。介绍了湿式离合器的工作原理以及磨损机理,搭建了磨损量测试实验台,并在离合器实验台上进了多次结合试验,试验结果表明:通过对摩擦片磨损前后厚度的测量并且结合油液分析技术能够有效地对磨损量以及磨损的状态进行估测。该试验结果证实了磨损量试验与测试方法案简单可行,试验测试结果可指导湿式离合器摩擦片的减磨和耐磨设计。

多片离合器轴向平均比压的衰减特性

以车辆多片离合器为研究对象,建立了考虑花键摩擦力的多摩擦副界面平均比压和转矩的计算模型,得到多摩擦副的比压衰减系数,对影响离合器比压衰减的参数进行了敏感度分析。研究表明:摩擦因数对比压衰减影响显著,界面摩擦因数越大,界面比压沿轴向衰减越快;键处摩擦因数越大,界面比压沿轴向衰减更快;花键压力角对界面比压衰减影响甚微。试验发现,摩擦副数越多,平均单副转矩越小,且总转矩增加幅度减小。通过仿真结果与试验数据的对比,验证了所建模型的有效性,该模型能够有效地反映离合器的实际比压和转矩特性。

汽车离合器从动盘减振弹簧的结构改进

通过把汽车离合器从动盘的减振弹簧进行一定的结构改进,使得减振弹簧的刚度由原来的单级刚度变成了3级刚度,并可随着路况及负荷的变化而使刚度发生变化,从而既提高了乘客乘坐的舒适性又增强了汽车的承载能力和可靠性。

TBM掘进机驱动离合器摩擦片成型工艺研究

从材料和结构工艺2方面分析了石棉TB880E型全断面岩石掘进机离合器摩擦片的失效原因,选用了半金属基摩擦材料替代石棉树脂摩擦材料,摩擦片结构采用粘接加铆接形式,工艺流程采用干法工艺,包括热模压圆环、热处理、磨平面及内外圆、加工铆钉孔等工序,研制出了摩擦系数稳定、磨损率小的半金属摩擦片取代石棉产品。

基于卡尔曼滤波和滑模控制的离合器从动盘测试机电控系统研究

基于滑模控制算法和卡尔曼滤波算法设计了离合器从动盘测试机的电控系统控制器。通过机理分析和模型参数辨识建立了系统的简化数学模型,根据简化数学模型设计了采用给定补偿、力前馈和基于指数趋近律的滑模变结构控制构成的复合控制器和卡尔曼滤波数字滤波器,构成电控系统的控制器。经实验验证,与复合PID控制相比,在加载力和工作现场干扰作用下系统具有较好的稳态精度和动态特性。

离合器用铜基烧结摩擦片的研制

采用放电等离子烧结工艺,以预合金化铜基合金粉末为基体材料,研制了一种芯板两面都有摩擦层的离合器薄型铜基烧结摩擦片,获得了符合设计要求的摩擦系数,提高了摩擦层的力矩稳定性;本研究样品的剪切强度平均值为74.7 MPa,是传统工艺的3倍,有效解决了现有摩擦材料由于结合强度差,在使用过程中常常出现脱落现象的技术难题;采用38CrMoAlA钢作为铜基烧结摩擦片的芯板,烧结硬度值可达39HRC以上,这与缩短烧结时间,芯板材料含有Cr、Mo,从而使马氏体的分解速度减慢有密切关系。