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微型汽车离合器摩擦学性能及其应用研究

吕俊成  
【摘要】: 离合器是保证汽车起步平稳、换档平顺以及操纵轻便等功能的重要部件。对微型汽车摩擦式离合器而言,摩擦片性能直接影响离合器的使用寿命和微型汽车传动系统的稳定性。国内外在特殊车型离合器摩擦片摩擦磨损性能、制动器刹车片摩擦磨损性能以及不同材料组成造成摩擦磨损性能差异等几方面进行了深入的研究,但对于微型汽车离合器摩擦片摩擦磨损性能、热负荷性能、摩擦片寿命估算等方面缺乏全面的研究。这与蓬勃发展状态的微车行业严重脱节,使得进行微型汽车离合器摩擦片性能的研究势在必行。 本论文的研究目的在于为优化微型汽车离合器结构、解决现有的离合器摩擦片早期异常磨损等故障现象、离合系统设计、离合器摩擦材料选型等方面提供理论基础和数据支持。本论文的工作及创新点如下: (1)设计适合微型汽车离合器摩擦材料的成分及其配比,并根据离合器摩擦材料的生产工艺流程,制备试验样件; (2)使用正交试验设计的方法提出影响离合器摩擦片摩擦磨损性能指标的因素主次顺序为:载荷P,转速V,载荷与转速交互P×V,环境温度和转速交互T×V,环境温度和载荷T×P,环境温度T;提出摩擦磨损性能最佳试验条件分别为:环境温度T取100℃;载荷P取150N;相对转速V取430r/min,并对摩擦性能试验做了详细拓展设计; (3)通过载荷和转速耦合试验、转速和载荷耦合试验,发现载荷、转速和PV值对微型汽车离合器摩擦片摩擦磨损性能影响的一般规律;并建立了温度、磨损量与载荷、转速关系的数学模型; (4)根据摩擦片摩擦热产生和传递的原理,分析得出摩擦片表面温度分布的规律是在外径边缘温度最高,沿着径方向向内呈阶梯状逐步降低;提出单次接合时摩擦表面平均温度的计算公式;运用摩擦学原理解释摩擦片热衰退现象--酚醛树脂的高温热分解是导致微型汽车摩擦材料摩擦热衰退的主要原因; (5)总结了微车摩擦片摩擦机制和磨损机理,提出摩擦过程的五种摩擦模型,并结合摩擦片表面形貌对磨损机理进行分析。提出通过试验数据分析统计方法得到摩擦材料磨损率Iw,从而正确的估算实际使用寿命里程的计算方法。


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