纸基摩擦材料与粉末冶金摩擦材料摩擦特性的试验比较

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1、万方数据孙立群，北林永有，李国平，沙微，李运佩，朱建华，黄慧(上海达耐时汽车配件有限公司)：摘要：采用纸基摩擦材料替代粉末冶金摩擦材料，应用于变速器以及制动器!!中，改善变速器与制动器的换挡及制动平稳性、降低噪声，提高产品寿命。利用SAENo．：i2标准试验机对纸基摩擦材料与粉末冶金摩擦材料进行了摩擦性能、耐久性、能量递增●i以及连续滑动的对比试验。通过详尽的试验数据及分析，证明纸基摩擦材料的摩擦性；；能、耐久性和耐热性都远远优于粉末冶金材料。为国内工程机械制造商提供了用纸基ii摩擦材料替代粉末冶金摩擦材料所需的详实

2、的试验数据。；关键词：纸基摩擦材料；粉末冶金摩擦材料；摩擦性能；耐久性；耐热性纸基摩擦材料与粉末冶金摩擦材料在成分上有非常大的区别。纸基摩擦材料主要由各种纤维、树脂及不同的添加剂组成，绝大多数情况下，不含有金属成分。而多数粉末冶金摩擦材料以铜粉末冶金材料为主要成分，它无法像纸基材料一样通过成分调整可以得到各种各样的摩擦特性，以满足不同工况的需要。同时，相对于粉末冶金摩擦材料，纸基摩擦材料还具有低成本的优势。在有色金属价格不断上涨的环境下，尽快在国内工程机械行业推广和使用纸基摩擦材料就显得更为紧迫。纸基摩擦材料不仅被广

3、泛应用于乘用车自动挡变速器中的离合器和制动器，近年来由于产业机械的用户对换挡舒适性、零部件耐久性等要求的不断提高，纸基摩擦材料在国外已经基本替代了粉末冶金摩擦材料，被各大工程机械制造商，例如美国的卡特彼勒、日本小松、TCM及瑞典的VOLVO等企业，应用于装载机、大型翻斗车、叉车以及挖掘机等工程机械的变速器、湿式制动器、缓行器和停车制动器等部件。本文使用SAENo．2试验机，模拟工程机械经常使用的工况(离合器的系合、制动器的制动以及半离合器连续滑动等)，对两种摩擦材料的摩擦性能、耐久性和耐热性进行试验研究比较。1试验装

4、置、试验用样品及油品1．1试验装置用于评测摩擦材料及油品的性能、耐久性等各种指标的SAENo．2标准试验机，如图1所示。1．2试验用样品及油品纸基摩擦片的摩擦材料尺寸为中125mill×咖81l'nln，单侧纸基厚度为O．5rnIn，对偶钢片尺寸为咖137mIn(齿顶圆直径)×多81mill(内径)，厚度1．8mill。粉末冶金摩擦片的摩擦材料尺寸为多125mill×多81llflln，单侧粉末冶金摩擦材料厚度为0．75mm，对偶钢片尺寸为中137lllln(齿顶圆直径)×咖作者简介：孙立群(1970一)，男，工学博

5、士，研究方向：湿式摩擦!匍塑及湿式摩擦材料在各种车辆上的应用。一55—万方数据图1SAENo．2标准试验机81mm(内径)，厚度1．8toni。试验样品构成(PDPDP，P：对偶钢片，D：摩擦片)。试验用油：长城6号传动油，冷却油流量：2000mL／min。试验前纸基摩擦片及对偶钢片与试验前粉末冶金摩擦片及对偶钢片见图2与图3。图2试验前纸基摩擦片及对偶钢片图3试验前粉末冶金摩擦片及对偶钢片一56—2比较试验的结果及分析2．1摩擦性能、摩擦特性的比较与分析2．1．1试验条件图4是一个典型的离合器或制动器系合过程中各种

6、参数变化曲线的示意图。离合器或制动器在非工作状态下，摩擦片和对偶钢片没有动力传递关系，只有回转差速。当活塞在液压力的作用下把摩擦片和对偶钢片相互压紧时，摩擦片和对偶钢片之间的差速会在短时间内减小到零。从一定的差速到差速为零的过程，一般叫系合。系合过程中，摩擦材料单位面积所受的压强为面压。同样，在系合过程中，由于各种回转部件(比如液力变矩器、离合器外毂等)具有回转惯量，摩擦材料需要把这些回转的惯性体的能量吸收，该能量叫做离合器系合时的输入能量。图中的砌表示的是系合过程中的动摩擦系数，多数情况下取系合前差速的一半，假设离

7、合器系合前的差速为3000r／min，砌就是转速下降到l500r／rain时那一瞬间的摩擦系数。也可以根据转速来命名，比如胁姗。图中的胁是指系合结束时的摩擦系数。而脚，舰是静动比，该参数是衡量摩擦材料的摩擦性能的重要指标，该值越大说明在摩擦片和对偶片系合完成(相对转速接近于0)时会出现瞬时高转矩，也就是瞬时高摩擦系数(翘尾现象)。这种特性往往会引起离合器和制动器的振动和噪声，直接影响到换挡及制动的平稳性。摩擦性能试验条件为系合前转速：3000r／rain，输入能量：0．33J／ram2，油温：80cC，摩擦材料表面面

8、压分别为0．3MPa，0．6MPa，1．2MPa。性能试验主要是考察摩擦材料的摩擦系数以及摩擦特性。2．1．2试验结果及分析图5是两种摩擦材料在不同面压情况下测得的摩擦系数及摩擦特性。从试验结果可以看出，纸基摩擦材料和粉末冶金摩擦材料在系合完成时的摩擦系数舳随系合面压变化率分别为6％和1l％，系合过程中的摩擦系数地的变化率分别为9％和30％，这