汽车同步环用摩擦材料的应用现状

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图 ４ 各种摩擦材料速度压力极 限载荷
２４ 摩 擦性 能 ．
如图 ５所示，在摩擦衬层和润滑剂所允许的热容范围内，纸基摩擦材料的摩擦性能近于
完 美 ，在 相 同工 况下 ，烧 结铜 合 金衬层 的摩 擦性 能 略有 降低 ，而 喷钼 衬层 的摩擦 性 能则 受表 面变 化影 响较 大 。 ２５ 抗 过载 能力 ．
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汽 车 同步环 用摩擦材 料 的应用现状
曾 晓 蕾
摘要：同步器是汽车变速器 的最 重要部件之一 。随着汽车使用 的马力不 断增加 ，离合器和变速器的扭矩响应 提高，同时，人们 又要求换挡更轻盈 、更舒坦，汽车制造商开发出摩擦性能优异 的同步环 内衬材料 以适应市
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图 ５ 三 种 材 料 摩 擦 性 能 的 对 比
因操作 不 当 引起 同 步器 在过 载 条 件下 工 作 的情况 总 是存 在 ， 比如 部分 驾 驶员 在推 进 同步
器时忘记或者没有正确松开离合器，离合器有时也会 出现脱排不彻底的情况。在这种情况下，
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曾 晓 蕾 ： 汽 车 同步 环 用 摩 擦 材 料 的 应 用 现 状
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音，从而提高汽车操纵的稳定性和行驶 的安全性。从 目前 同步器发展趋势来看，改变同步器 结构和同步器锥面 的摩擦材料是提高同步器性能的最主要手段 ，同步器中摩擦副模型如 图 ｌ 示。为确保变速器 良好 的工作性能，要求同步环摩擦 内衬材料具有高而稳定的摩擦系数、优 异的加 工性 能 、 良好 的 耐磨 性 、高 强度 、耐 高温 、
场变化。本文通过分析对 比烧 结铜合 金摩 擦材料、纸基摩擦材料及喷钼摩擦材料 的综 合性能，认为烧结铜合
金和纸基是 同步环 内衬材料 的发展趋 势。
关键词 ：同步环 ；烧结铜合金 ；纸基 ：喷铝
１ 前
言
同步器 是变 速 箱 的重 要 部件 之 一 ，它 能够 有效 地 降低 汽 车换 挡过 程 中的震 动 、冲击 和 噪
的 实验条件 。测试 结 果表 明 ：喷钼衬 层 出现磨 蚀 ，纸基 衬层 出现 热 负荷过 载 （ 碳化 ） ，烧 结衬 层表现 出最 好 的抗过 载 能力 。
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当对偶锥 的硬 度达 到 ６ＨＲ ０ Ｃ，纸基 和烧 结铜合 金衬层 都不 会对对 偶锥 产生 磨损 ，而喷钼
衬层则会对对偶锥产生磨蚀 。
２ 最大 允许 载荷 ． ３
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许多资料表明，烧结铜合金衬层具有纸基或喷钼衬层无法达到的高载荷极限。如图 ３所 示，由于其材质和工艺的特殊性，烧结铜合金摩擦材料的高导热性 、多孔性及空隙中贮油的
２１ 摩 擦衬 层表 面磨 损 ．
多项试验研究表 明，在常规应用条件下，烧结铜合金衬层和喷钼衬层具有极好的抗磨损 性能，而在较高的表面压力条件下，纸基衬层 由于软化等原因出现相对较高的磨损。图 ２展
示 了随摩 擦 循环 次数 的增 加 ，不 同衬层 的磨 损情 况 。 ２２ 对偶 锥 的磨损 ．
发 动机 的动 力就完 全 没有 或部 分 没有切 断 ，这将 使 同步环 吸 收更 多的 能量 ，引起 同步器过 载 。 现代 汽 车要 求 同步 器 具 有抗 过载 能力 。抗 过载 能 力测 试 是在 比实 际工况 更 高 的 比压和 线速 度 条件 下进 行 的 。表 ｌ来 自 ＨＯ Ｒ Ｉ Ｒ 的数 据 ，为模 拟 驾驶 员的 不正确 操作 换 挡行 为而 设计 Ｅ ＢＧＥ
图 ３ 各种摩擦材料的表面能量负荷极限
纸基 摩擦 材料 同样 具 有 高的空 隙 ，但其 耐热 性和 承受 压力 的性 能较 低 ， 因此 其载 荷 能力
不高。
当传 动轴 与 齿轮 间 的转速 差异 较 小时 ，喷铝 摩擦 衬层 的承 受载 荷 能力 实 际上 与铜 基粉 末
冶金衬层相同。但当转速较高时，喷钼衬层锥面的磨合点会出现明显的热效应现象，产生烧 伤痕迹，并在对偶锥表面形成磨蚀。黄铜衬层不适合长期在大于 ０１ ／ ｍ 能量载荷下使用 。 ．Ｊ ｍ 图４ 表示了不同摩擦材料所能承受的载荷极限，即线速度． 压力载荷极限。
专利 ） 。 （）热 喷涂钼 衬层 ：采 用 火焰 喷射 的方法 喷射 ２
到成形的同步环上，然后进行磨削。
（） ３ 纸基摩擦衬层：由纤维增 强体、摩擦添加 剂和 改性酚醛树脂用造纸工艺制成 ， 一般通过粘合
剂将 其粘 结 到 同步环上 。 图 １ 摩擦系统：同步环摩擦副
２ 三种摩擦材料性 能对 比
优 异 的抗冲 击载 荷 能力 、稳 定 的弹性模 数 。目前采 用 的摩擦 衬 层主 要有 以下 几种 ：
（ １ ）喷洒 烧 结 摩 擦 衬 层 ： 由特 殊 的 黄铜 粉 （Ｂ ） Ｓ Ｐ、摩擦 稳 定成 分 （ 非金 属元 素 Ｃ、ｓ 等 ）组 ｉ 成， 被烧结在单锥环或双锥环的锥心上 （ 贺尔碧格
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图 ２ 不同摩擦衬 层磨损． 结合次数 曲线对 比
高热 容量 ，使 得摩 擦界 面温 度 较低 ，从 而保 证其 具有 较 高的表 面 能量 负荷 水平和 高 的承 受压 力负荷 的能力 。
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