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微型汽车离合器摩擦材料的摩擦性能的研究摘要为了探索微型汽车离合器摩擦材料的早期不规则磨损的实质性原因,根据GB/576398国家测试标准,本样品测试目的在于研究被设计的微型汽车离合器摩擦材料的摩擦性能。在不同的工况的样品的摩擦系数和磨损率的折线统计图被获得。有两种不同类型的工作条件。其中的一个是相同的线速度和不同的工作载荷,另一个是相同的工作载荷和不同的线速度。结合扫描电子显微镜的观察和摩擦学原理,对样品的测试结果进行了分析,并由此得到了在不同的温度,工作载荷及线速度下材料的摩擦系数和磨损率的变化规律。关键词微型汽车离合器;摩擦材料;摩擦及磨损;特性测试1简介微型汽车拥有低成本、低油耗、低污染、低投资和低排放的优势,因此它已经成为近几年里在中国的汽车工业中发展最快的行业之一。离合器是一个保证一辆汽车的平稳启动,顺利换挡及操纵轻便的重要组成部分。对于微型汽车的摩擦离合器,摩擦片的材料是影响其摩擦性能的最主要的因素,摩擦材料的质量直接影响其摩擦材料的摩擦系数和磨损量。以树脂为主要成分的复合材料的摩擦材料在普通的条件拥有高摩擦系数,这已经成为微型汽车的摩擦离合器主要的摩擦材料,但当它被使用在高温的条件下,经历了严重的热衰退。热衰退导致摩擦系数的降低及磨损量的增大,严重影响了离合器的使用寿命及微型汽车离合器传动系统的稳定性。因此,为了研究微型汽车的摩擦材料在不同的条件下的摩擦性能及耐磨性能,扫描电子显微镜SEM和自制的高温栓盘式摩擦磨损试验机被选择用于分析摩擦系数和摩擦工作表层的形成随着温度的变化规律。2试验21样本选择由绝大多数微型汽车制造厂所采用的离合器摩擦片的材料作为上面的样本。它主要包括27的玻璃纤维,10的人造石块,13的酚醛树脂,橡胶,还有包括BAS04,SB2S3,FECR2O4,CAF及一小部分AL2O3等。这个样品是被加工成25MM25MM10MM立方体,立方体的面积为625MM2。下等样本的尺寸为280MM35MM的测试环,它的材质为HT250,硬度为220HB。22测试条件和测试方法根据测试标准和微型汽车的实际工作条件,选择下面的测试条件大多数的微型汽车离合器的工作压力为05MPA;选择5个工作负荷点,包括033MPA,05MPA,067MPA,083MPA和1MPA;选择5种不同的线速度点,包括55M/S,63M/S,7M/S,77M/S和85M/S;选择3种环境温度点,包括25C,100C和150C。根据微型汽车离合器的环境温度,所选试验条件如下(1)恒定的线速度,变化的环境温度以及工作载荷。V7M/S;T25C,100C,150C;F033MPA,05MPA,067MPA,083MPA,1MPA;(2)恒定的工作负荷,变化的环境温度以及线速度。F05MPA;T25C,100C,150C;V55M/S,63M/S,7M/S,77M/S,85M/S。因此通过耦合得到30组试验条件。每组将重复3次,每一个测试花30分钟。摩擦表面温度通过固定在测试环的侧面的热电偶测试,磨损率每30秒磨损量的比率和接触面积记录一次。在采用扫描电镜SEM分析了磨损表面后,那么如果摩擦系数变化,就会得到在不同的环境温度,工作载荷和线速度条件下磨损率和摩擦表面形态。3测试结果和分析31在变速和恒定载荷的条件下的测试结果在恒定的线速度和3种环境温度的条件下,作者获得了15组测试数据,每组试验重复三次。瞬态温度和摩擦系数每30秒记录一次,然后计算每项平均数。在变化的线速度和恒定工作负荷条件下,平均摩擦系数、磨损率和温度的折线图见图1。图1变化的线速度和恒定工作负荷条件下,平均摩擦系数、磨损率和温度的折线32在变化的工作载荷和恒定的线速度的条件下的测试结果在恒定的工作载荷05MPA和三个环境温度25℃,100℃和150℃条件下,作者得到了15组测试数据,每组测试重复三次,每30秒记录下瞬态温度和摩擦系数,然后计算每项平均值。在变化的工作载荷和恒定的线速度的条件下,平均摩擦系数和温度的折线图见图2。图2变化的工作载荷和恒定的线速度的条件下平均摩擦系数和温度的折线图33在不同的工况下,摩擦表面形态的测试结果由图1和图2,当线速度为7M/S和工作载荷为05MPA时,平均摩擦系数出现在拐点处。图1显示平均磨损率随着工作负荷的增加而逐渐增加,图2显示随着线速度的增加,平均磨损率相对平滑的变化。因此作者在恒定的环境温度、变化的工作载荷和线速度下选择摩擦样本,并通过扫描电子显微镜SEM观察它们的表面。34分析试验结果在图1A和图2A,就可以看出3条线有相似的趋势当工作载荷是05MPA和线速度是7M/S时所有的都达到最大值;他们的垂直坐标都与负的水平坐标相关,每条线都相交。他们充分表明环境温度对离合器的摩擦材料的影响较小。在图1C,磨损速度随着工作负荷的增加而增加,3条线保持相似的趋势和相互纠结,这也充分表明在恒线速常量和可变工作负荷条件下环境温度对离合器磨损率的影响较小。图2C,我们可以看出磨损率随线速度的增加而不明显变化。但随着环境温度的增加,3条线还有一些距离和磨损率明显增加。这是因为在摩擦磨损性能中滑动速度的影响主要取决于温度。滑动速度越大,温度越高。此外,给予较高的环境温度、热分解温度的酚醛树脂,从而达到替代容易热分解的有机物质,导致其他材料用酚醛树脂的复合材料的影响显著的减少,很大的影响到复合材料的磨损性能。温度越高,热分解越严重。当工作载荷是05MPA或线路的速度是70米/秒时,离合器摩擦材料的摩擦系数的性能达到最优。在那之后,断开的线路与工作负荷或线路的速度的增加急剧下降,如图1A和图2A。在一定的压力和线路的速度下,钢纤维的摩擦界面和铸铁的铁原子是容易坚持,坚持附着力分剪掉,所以他们很有可能要反复磨屑断绝形式使摩擦表面粗糙,导致摩擦系数的增大;随着压力或线路的速度的增加而增大,材料的表面磷片很明显,纤维的摩擦表面磨损形状。大量排放和片状磨损碎片不及时多次磨成小磨料对摩擦界面的摩擦表面和原则形成一个稳定界面膜使摩擦系数降低;此外,工作负荷越大或线的速度越高,摩擦副表面的温度越高。酚醛树脂的热分解过程发生并且开始适当的摩擦表面生成氧化膜在同一时间,使自润滑性能提高,导致的摩擦系数迅速下降。在图1中C,我们可以看出离合器的摩擦材料的磨损率的增加是随着工作载荷的增加而增加的。工作负荷越大、钻摩擦表面的正压就越大。一方面,摩擦表面正压的增加使实际影响摩擦表面的接触面积的增加,然后摩擦表面的摩擦副的废墟不容易被解雇,从摩擦表面坚硬的碎片和一些容易搜索到摩擦表面有划痕,凹槽,或碎片,导致在一个更大的磨损率;另一方面,摩擦表面的较高的温度是如图2B,容易达到的酚醛树脂的热分解温度。当工作环境温度高的酚醛树脂开始热分解。此外,酚醛树脂粘结作用显著降低其他复合材料,材料表面继续,最终产生明显的增加磨损比率。图2C,我们可以得出这样的磨损率和摩擦节材的稳步增加是随着线路的速度增加而增加。那是因为线路速度的增加主要影响表面温度有一个特定工作条件。当一种低速度,材料的表面温度资料很低,但是多种要素的热膨胀率是不同的。因为的热表层的膨胀率和地下是不同的,少量的解体和点从摩擦表面磨折断的较少,以及磨损率变化的稳步随着线路速度的增加,摩擦表面的温度逐渐上升。因为不同种材料的热膨胀,在不同的综合作用下的温度场和压力场的材料,其表面摩擦片掉明显通过其双材料,导致大量块状和板碎片,而且内力纤维已破损到表面,磨损率也逐步增长,随着线路速度的进一步增加,这个摩擦表面温度的升高和瞬时温度达到纳什点温度,导致在材
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