微型汽车离合器摩擦材料磨损机制的研究_黄丰

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SXZ1032车离合器摩擦片磨损量的理论估算

SXZ1032车离合器摩擦片磨损量的理论估算
李骏
【期刊名称】《华东交通大学学报》
【年(卷),期】1999(016)004
【摘要】根据汽车离合器的力学模型建立了相应的数学模型，通过编程求解同ＳＸＺ１０３２型汽车离合器的滑磨功能和摩擦片的磨损量，理论计算结果和实际相符，为该型车的改进设计和使用维护提供了参考依据。

【总页数】4页(P48-51)
【作者】李骏
【作者单位】华东交通大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U463.211
【相关文献】
1.汽车离合器摩擦片使用寿命估算 [J], 郑郧
2.利用数值模拟估算TBM刀具磨损量的方法 [J], 高少磊;韩美东;蔡宗熙
3.湿式换挡离合器摩擦片磨损量计算方法的研究 [J], 王立勇;马彪;李和言;郑长松
4.湿式离合器摩擦片磨损量计算方法与试验研究 [J], 王立勇;陈曦;李乐
5.湿式离合器摩擦片磨损量实验与测试方法研究 [J], 王立勇;陈曦;李乐;李浩
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离合器摩擦片[发明专利]

专利名称：离合器摩擦片专利类型：发明专利
发明人：徐光元
申请号：CN97106968.9申请日：19970513
公开号：CN1171504A 公开日：
19980128
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种离合器摩擦片的材料及其制造方法,其材料由增强线、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硫酸钡、氟化钠、氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化铁黄粉、石墨、萤石粉组成,其制造方法是把酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛分别搅拌溶解,把各种配料放入后搅拌混合,再把增强线放入其混合料中浸渍后放进箱内密封浸渗,将浸渍透的增强线进行同心缠绕为坯片,再烘干、热压成型、热处理固化、磨片为成品。

该摩擦片耐冲击、耐磨,摩擦性能好,使用寿命高。

申请人：武进市森洋摩擦材料制品厂
地址：213144 江苏省武进市邹镇
国籍：CN
代理机构：常州市专利事务所
代理人：金国民
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中国人发明了一项很厉害的技术站在降低金属摩擦力的领跑线上

中国人发明了一项很厉害的技术站在降低金属摩擦力的领跑线上摩擦金属表面预处理技术的发明人冬丰，在工业领域，所有机械设备的加工过程中，表面精度只能达到微米级，在高倍显微镜下观察，金属表面有很多20-400纳米的凹痕，这些凹痕是构成摩擦的主要原因，现在流行的处理方式是，在这些摩擦部位用润滑油润滑，在这些凹痕处形成一层油膜，起到润滑作用。

但是这种方法，不能从根本上解决摩擦的问题，有没有一种方法既可以使金属表面更光洁，又节能环保的解决方法呢？中国是汽车大国，所有的汽车都面临如此重要的问题，汽车在冷车启动时，润滑油的作用为0，这时主要磨损补我没有润滑油附着，这时是干摩擦。

发动机的损害85%的原因是源于冷车启动时的干摩擦。

现在中国人在表面处理这个领域站到了世界最前列，全球首条EF金属调理剂示范生产线已在中国正式建成投产。

EF是益飞特金属调理剂英文缩写，此项技术是一种高分子复合物在金属表面处理技术，其机理是运用多种工艺方法将纳米高分子聚合物分子在热激活原理下，渗入到金属表面，形成2-3微米的非晶态保护膜，从而从根本上填补了金属表面的20-400纳米的凹痕，这层非晶态耐磨层。

这个技术的发明人是中国的冬丰。

经过长期多项实验表明EF技术采用的工艺材料对环境无害，工艺过程中没有害物物质，通过对汽车、发动机、变速箱等所有润滑部位处理后，就能实现降低75%摩擦力，显著改变汽车尾气排放，。

这项技术还被证实在风力发电机组件的表面处理上，技术处理后，发电量增加，设备维护期限延长，即使发生润滑油缺失，依旧照常工作。

可以乐观的想象，将来广泛采用该技术添加到汽车上，减少尾气排放明显改善环境，同时节油达10%-22%，延长汽车使用寿命。

产生广阔的社会及经济效益。

这一发明对于汽车保养行业具有很大的推动力，让更多的车主对保养自己的爱车更放心！。

纳米铜粉粒径对NAO型摩擦材料摩擦磨损性能的影响

ｗｏｎｓｒａｅｗａｎｅｔｇｔｄｂｒｕｆｃｓｉｖｓｉａｅｙＳＥＭ，ｈｂａｉｅｈｎｓｗａｉｃｓｅ．Ｔｈｅｕｌｅｅｌｄｔａａ — ｏｌｉｎｆｃｎｌｍｐｒｖｅｔｅｔｅａｒｓｏｎｍｃａｉｍｓｄｓｕｓｄｅｒｓｔｒｖａｅｈｔｎｎｏＣｕｃｕｄｓｇｉａｔｉｓｉｙｏｈ
ｓｂｌｆｈｉｉｎｐｒｒｎｅＴｅｆｃｉｎｓｂｌｙｏｅｍａｅａｌｄｗｉａｏＣｃｅｅａｅｍａｒｌｆｌｄｗｉｃｏＣ．ｔｉｔｏｅｆｃｏｅｆｍａｃ．ｈｉｔｔｉｔｆｈｔｒｌｆｌｔｎｎ — ｕｉｍｕｈｂ￣ｒｈｎｔｔｉｓｌｔｍａｒ— ｕａｉｙｔｒｔｏｒｏａｉｔｉｓｉｅｈｓｔｈｅａｅｉｈＷｉｅｄｃｅｓｇｏｉｔｒｆｈｏｐｒｆｉｉｎｓｂｌｆｈｔｒｌｂｃｍｅｍｕｈｓｏｈｒｎｅｗｅｒｅｉａｃｅａｅｔｒＡｔｈｔｔｅｒａｉｆａｅｅｃｐｅ，ｃｏａｉｔｏｅｈｈｎｄｍｅｏｔｒｔｔｉｙｔｍａｉｓｅａｃｍｏｔｅｄｔａｓｔｎｅｂｃｍｅｂｔ．ｅｅａａｈｒｓｅｔ
ＮａｊｇＦｒｓｙＵｉｅｓｙＮａｊｇＪｎｓ２０３；Ｃａｇｈｕｙｏｅｖｎｅａｔａｃｏｏｏ，ｔ．ｈｎБайду номын сангаасｓｕｉｎｓ２５０）ｎｉｏｅｔｎｖｒｉ，ｎｉ，ｉｇｕ１０７３ｈｎｓｕｔｒｎａｃｄＷｅｒｅｌＴｈｌＣ．ｄＣａｇｈ，Ｊｇｕ１５０ｎｒｔｎａＹＡｄＭａｒｓｅｎｇｉｙＬ，ａ

一种AMT车辆离合器摩擦片摩擦系数损失补偿的控制方法[发明专利]

专利名称：一种AMT车辆离合器摩擦片摩擦系数损失补偿的控制方法
专利类型：发明专利
发明人：赵晓冬,陈勇,罗大国,刘文忠,冯擎峰
申请号：CN201310360999.6
申请日：20130819
公开号：CN103453039A
公开日：
20131218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种AMT车辆离合器摩擦片摩擦系数损失补偿的控制方法。

该方法首先检测离合器是否处于滑摩阶段。

若处于滑摩阶段，则计算离合器摩擦片的滑差量和滑差量阈值并比较两者的大小，根据比较结果确定离合器的控制压力的补偿力度。

若不是处于滑摩阶段，则按照离合器补偿系数存储值进行离合器压力补偿。

其中，滑差量为发动机转速变化率与离合器转速变化率之差；离合器补偿系数存储值为上一时刻的离合器补偿系数。

本发明克服了现有技术难以检测到离合器摩擦片摩擦系数的损失，不能对其进行相应补偿的问题，能够正确地检测到离合器摩擦片摩擦系数的损失，精确地增加摩擦补偿量，有效地提高了变速器控制系统的实时性、稳定性以及变速器的耐久性。

申请人：浙江吉利汽车研究院有限公司,浙江吉利控股集团有限公司
地址：317000 浙江省台州市临海市城东闸头
国籍：CN
代理机构：上海智信专利代理有限公司
代理人：吴林松
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微型汽车离合器摩擦材料的热衰退现象

微型汽车离合器摩擦材料的热衰退现象
周斟;吕俊成
【期刊名称】《机械制造》
【年(卷),期】2010(048)012
【摘要】设计了适合研究树脂基汽车复合摩擦材料摩擦性能的小样试验,进行不同环境温度、不同滑动速度和定载荷下的摩擦试验.并通过扫描电子显微镜的分析手段,结合摩擦学原理分析了摩擦材料的热衰退机理,得出树脂基汽车复合摩擦材料热衰退的实质是树脂的高温热分解所生成的润滑层或气垫层的动力润滑而导致摩擦因数的明显下降,其机理是从典型的磨拉磨损和粘着磨损的干摩擦过渡到具有流体润滑磨拉磨损的润滑摩擦等结论.
【总页数】3页(P85-87)
【作者】周斟;吕俊成
【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西,柳州,545007;上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西,柳州,545007
【正文语种】中文
【中图分类】U463.211
【相关文献】
1.微型汽车离合器摩擦片表面平均温度计算研究 [J], 吕俊成
2.微型汽车离合器摩擦副摩擦因数的研究 [J], 莫易敏;周然杰;祁建德
3.微型汽车离合器摩擦材料磨损机制的研究 [J], 黄丰;莫易敏;吕俊成
4.工况条件对微型汽车离合器摩擦副摩擦因数的影响 [J], 袁智军;莫易敏;周然杰
5.六钛酸钾晶须增强汽车干式离合器摩擦片的热衰退和振颤特性 [J], 谢茂青;王雷刚
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离合器摩擦片长期磨损规律研究

机风扇离合器上进行了验证；同时，本文还提出了具有工程意义的应用方法，为进行进一步的研究提供了依据。
１假设
压力变化范围不大时，固
／
／
／
定时间（０ｉ）内磨损３ｍｎ量随正压力的变化近似呈线性关系。故可以假设以
下公式存在：
Ａｈ＝一ｃ，巨ｖ蕾ａ＋ｂ’ Ｐ【巨０曼ｕ
Ｐ（１￣ａＸ０Ｐ）
图２压力对磨损量的影响
（）１
式中：ａ、ｂ为实验所得的数据，Ａｈ为单位时间内摩擦片的磨损量。对于线性弹簧，其正压力的大小与弹簧的压缩量成正比，所以，有以下公式存在：
维普资讯
离合器摩擦片长期磨损规律研究
张学勇刘沃野陶凤和
石家庄
王
平
０００）５０３
（械工程学院地炮教研室军
摘要：摩擦离合器是传动系统的重要构件，本文采用理论推导和计算机仿真相结合的方法，对摩擦片的宏观磨损
ＺｈｎｅｏｇＬｕＷｏｅＴａｅｇｅＷａｇＰｉｇａｇＸｕｙｎｉｙ０Ｆｎｈｎｎ
（ｅＰｓｒｕｔＴａｏｅＯｄａｃｎｉｅｎｏｌｅｈｉｈａｇ５０３ｈＴｏｔａａｅｍｆｈｒｎｎｅＥｇｅｒｇＣｌｇ，Ｓｉａｕｎ００）ｇｄｅｔｎｉｅｊｚ０

汽车制动器摩擦材料的研究现状和发展

228学术论丛汽车制动器摩擦材料的研究现状和发展黄嘉伟彭斌郑柯武警警官学院摘要：介绍汽车制动器摩擦材料的研究现状。

探讨半金属基摩擦材料、非石棉有机摩擦材料和粉末冶金摩擦材料的优缺点。

提出汽车制动摩擦材料研究的发展趋势。

关键词：摩擦材料；摩擦；磨损；增强纤维1研究现状1.1半金属摩擦材料半金属摩擦材料是20世纪70年代发展起来的一种新型制动材料。

该材料以钢纤维代替石棉制成，材料热稳定性好、耐磨性优越、导热性好，克服了石棉摩擦材料表现的热衰退严重、摩擦表面易开裂等缺点，目前，国内许多厂家已批量生产，半金属摩擦衬片在国产轿车如奥迪、桑塔纳、夏利等多种车型上得到应用。

但钢纤维硬度较高，对对偶件有攻击性，制动时产生制动噪声，并且钢纤维容易生锈，摩擦片生锈后强度降低、磨损加剧。

研究表明[1]，加入一定量的锌粉可以增强材料的防锈性能，而对摩擦性能无明显影响。

1.2非石棉有机摩擦材料非石棉有机摩擦材料采用改性的高温树脂及橡胶作黏结剂，将纤维质增强材料与增摩剂和减摩剂，经配料及混合后，通过压制成形或热压及固化而成。

它采用其他纤维代替石棉，其增强纤维主要有碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维及多种纤维混杂增强。

1.2.1碳纤维增强摩擦材料碳纤维具有比强度高、比模量高、耐热、耐磨、耐腐蚀及热膨胀系数适宜等一系列优点。

由于碳纤维表面活性低、比表面积小、与基体树脂相容性差，导致层间强度低且本身具有润滑性，因此要对碳纤维采用预处理，如表面清洁、气相氧化、表面涂层等。

P.Gopal等人研究表明，碳纤维增强材料有良好的恢复性能，在高温和较高滑动速度下，较玻璃纤维摩擦材料具有更高的摩擦因数和更低的磨损率。

Satapa-hy[1]等研究认为，摩擦材料中加入3wt%碳纤维提高了材料的抗磨损和抗衰退能力，但摩擦因数有所降低。

文献[3]研究了用碳纤维增强摩擦材料的摩擦/磨损性能，结果表明，摩擦材料的摩擦因数和磨损率都随着碳纤维的含量增加而减小。

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2010年3月第35卷第3期润滑与密封L U B R I C A T I O NE N G I N E E R I N GM a r .2010V o l .35N o .3D O I :10.3969/j .i s s n .0254-0150.2010.03.016收稿日期:2009-10-27作者简介:黄丰(1979—),男,博士,研究方向:摩擦学.E -m a i l :h f e n g @w h u t .e d u .c n .微型汽车离合器摩擦材料磨损机制的研究黄　丰　莫易敏　吕俊成(武汉理工大学　湖北武汉430070)摘要:根据定速式摩擦试验机G B /5763-98国家试验标准,设计了适合研究微型汽车摩擦材料摩擦性能的小样试验;对试验数据进行分析,通过X 射线衍射分析、扫描电子显微镜(S E M )分析等手段,对材料的磨损量的变化情况及摩擦面工作层的形成进行分析。

结果表明:微型汽车离合器的滑动磨损行为分为轻微磨损和严重磨损,轻微磨损摩擦表面比较粗糙,而严重磨损摩擦表面相对光滑或摩擦噪声明显;轻微磨损以氧化磨损、磨粒磨损为主,伴随着黏着磨损,严重磨损以由严重塑性变形引起的磨损和黏着磨损、磨粒磨损为主。

关键词:微型汽车;离合器;摩擦材料;磨损机制中图分类号:T H 117.1　文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2010)3-069-4S t u d y o n t h e We a r M e c h a n i s m o f M i c r o -a u t o m o b i l eC l u t c h F r i c t i o n M a t e r i a l sH u a n gF e n g M oY i m i n L v J u n c h e n g(Wu h a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Wu h a n H u b e i 430070,C h i n a )A b s t r a c t :A c c o r d i n g t o GB /5763-98,t h en a t i o n a l t e s t s t a n d a r d s f o r f i x e ds p e e df r i c t i o nt e s t e r ,as a m p l e t e s t w a s d e -s i g n e d t o s t u d y t h e w e a r m e c h a n i s mo f t h e m i c r o -a u t o m o b i l e c l u t c h f r i c t i o nm a t e r i a l s .T h e w e a r b e h a v i o r o f f r i c t i o n m a t e r i -a l s a n d t h e f o r mo f f r i c t i o nw o r k i n g l a y e r w e r e a n a l y z e d b y t h e s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y (S E M ).T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e w e a r b e h a v i o r o f f r i c t i o nm a t e r i a l s c o n s i s t o f s l i g h t w e a r a n d s e v e r e w e a r .T h e f r i c t i o ns u r f a c e s a r e r e l a t i v e l y r o u g hi n s l i g h t w e a r ,m a i n l y i n v o l v i n go x i d a t i o nw e a r a n da b r a s i v ew e a r ,t o g e t h e r w i t ha d h e s i v e w e a r ;o nt h e c o n t r a r y ,t h e f r i c t i o n s u r f a c e s a r e q u i t e s m o o t h i ns e v e r e w e a r ,a c c o m p a n y i n g w i t ho b v i o u s n o i s e s ,a n d a d h e s i v e w e a r a n da b r a s i v e w e a r c a u s e d b y s e v e r e p l a s t i c d e f o r m a t i o n a r e c o n c e r n e d .K e y w o r d s :m i c r o -a u t o m o b i l e ;c l u t c h ;f r i c t i o n m a t e r i a l ;w e a r m e c h a n i s m　微型汽车离合器摩擦材料为多元复合材料,主要成分是基体树脂、纤维增强剂、填充剂和摩擦性能调节剂等。

本文作者研究的微型汽车离合器的摩擦材料是树脂基半金属的复合材料,基体树脂的作用是把摩擦材料的其他组分牢固黏接在一起,使载荷能均匀地分布和传递,这就要求树脂有卓越的黏接性、良好的高温热稳定性、突出的柔韧性以及适中的硬度[1]。

微型汽车离合器摩擦材料的成分十分复杂,在摩擦磨损过程中会发生各种复杂的物理、化学、机械作用,同时,摩擦材料的磨损机制也很复杂,包括热磨损、磨粒磨损、黏着磨损、疲劳磨损等,因此,为系统研究微型汽车离合器摩擦材料的磨损机制,本文作者选用自制的高温销盘式摩擦试验机,在多种摩擦的工况下,结合X 射线衍射分析、扫描电子显微镜(S E M )分析等手段,对材料的摩擦因数和磨损量的变化情况及摩擦面工作层的形成进行分析。

1　试验部分1.1　试样选用本试验上试样采用多数国内微车制造商选用的离合器摩擦面片,该复合材料主要成分为:18%～25%钢纤维,6%～8%黄铜纤维,8%M o S 2,17%酚醛树脂和丁腈橡胶,其余为作填料的B a S O 4、S b 2S 3、F e C r 2O 4、C a F 2及少量A l 2O 3等。

加工成25m m×25m m×10m m 的正方体试验小样,试样面积为625m m 2,下试样采用 280m m×35m m 的H T 250试环,硬度为H B 220。

1.2　试验条件根据小样试验定速式摩擦试验机G B /5763-98国家试验标准规定[2]的试验标准和微型汽车的实际工作条件,选取以下试验条件和试验项目。

多数微车离合器的工作预紧力选取压力为0.5M P a ,选取100,150,200,300,400N 5个载荷点;摩擦转速分别选取为240,360,480,530,580r /m i n 5个速度点,每组试验进行3次试验,每次试验摩擦时间为30m i n ,通过固定在下试样试环侧面距摩擦表面2m m 处的热电偶来测量材料摩擦面的温度,每隔30s 记录一次瞬时温度和瞬时摩擦因数[3]。

2　磨损机制的研究按照磨损程度的不同,机械零件的磨损分为轻微磨损和严重磨损,从上述分析可见载荷、转速、温度越大,即工作条件越恶劣,微型汽车离合器在摩擦过程中越容易发生严重磨损,相反为轻微磨损[4]。

下面探讨轻微磨损和严重磨损下的磨损机制。

2.1　轻微磨损下的磨损机制探讨转速较低时,当载荷小于200N 时,磨损过程中磨屑颗粒为黑色,磨屑颗粒的尺寸较小,如图1(a )所示。

摩擦表面有平行于滑动方向的犁沟,并有少量未碾碎的片状磨粒黏附于犁沟边缘,如图1(b )所示;经X 射线能谱分析,试验后摩擦表面含有的氧和铁,与摩擦试验前表面元素相比,增加了部分氧元素和铁元素,如图2所示,说明摩擦过程中发生了材料转移,即摩擦对偶盘上的铁元素转移到了摩擦片表面。

而且经观察发现,摩擦表面部分呈红色,经X R D 分析表明,磨屑中存在氧化铜和其他金属氧化物,这种磨损与文献[5-6]叙述的磨损特征一致,属于氧化磨损和磨粒磨损的混合磨损形式。

S E M 和X R D 观察显示,轻微磨损随着载荷的增加和磨损行程的增加逐渐发生转变。

例如在转速为480r /m i n 和载荷为150N 的条件下,因在摩擦片表面有一层薄膜状铁合金,如图1(c )所示,这是摩擦对偶盘上的铁元素在磨损过程中转移到摩擦副表面上所形成的,摩擦表面凹凸不平或呈坑状,如图1(d )所示。

同时,摩擦对偶盘脱落的磨粒又继续对摩擦片表面产生磨粒磨损,在摩擦表面形成犁沟。

70润滑与密封第35卷　摩擦材料在低温时的磨损主要是黏着磨损和磨粒磨损。

复合摩擦材料中的金属成分如钢纤维与铸铁直接接触,在一定的压力下滑动时,摩擦界面中的钢纤维与铸铁之间的铁原子易发生黏着,黏着点被反复剪切、黏着,就有可能形成磨屑而脱落,使细小的钢纤维被拔出或部分被撕裂,铸铁材料也可能被黏着、撕脱,从而造成磨损、形成磨屑。

黏着较严重的部位撕脱的磨屑较大,同时,也很容易撕落黏着点周边的摩擦材料,形成块状脱落,如图3(a )中的大颗粒。

另一方面,由于摩擦温度比较低,未达到材料中有机组分的分解温度,因而树脂黏结剂仍起着很好的黏结作用,颗粒、纤维间结合牢固,此时相对较硬的对偶表面上的微凸体可能会嵌入摩擦材料表面较软的部位,如有机物部分,随着滑动的进行在这些软基体材料上犁出沟槽,如图4(a )所示,并由犁出、脱落的细小颗粒形成细小的磨屑,如图3(a )所示,细小磨屑如果不能及时从摩擦对偶接触面排出,就可能会在摩擦界面之间反复碾磨而重新黏附到材料表面,形成结合力不太大的层状附着物。

由图3(b )可以看到,摩擦材料在150℃时的粗大磨屑比较多,而其形状与100℃磨屑中的大颗粒有所区别,类似于材料破碎后的碎片,说明在150℃复合摩擦材料的剥落比较严重,可能是由于没有及时排出的细小磨屑在摩擦界面反复碾磨,黏附在摩擦表面,并形成不稳定的界面膜。

由于摩擦不够稳定,应力分布不均,受力大的地方容易产生裂纹,如图4(b )所示,并随滑动过程的进行逐渐扩展,致使材料局部发生破裂甚至碎化,从而产生如图3(b )所示的磨屑形貌。