車輛工程外文翻譯-先進陶瓷摩擦材料在離合器中的潤滑?【中文4260字】【PDF+中文WORD】,中文4260字,PDF+中文WORD,車輛,工程,外文,翻譯,先進,陶瓷,摩擦,材料,離合器,中的,潤滑,中文,4260,PDF,WORD 【中文4260字】 先進陶瓷摩擦材料在離合器中的潤滑 1 介紹 為了滿足越來越多關于應用程序的需要在效率和環(huán)境影響下新動力傳動系統(tǒng)特別是在機動車輛的要求。在大多數(shù)情況下，車輛的動力傳動傳動系統(tǒng)采用離合器系統(tǒng)在換檔和啟動。根據(jù)不同的動力傳動系統(tǒng)的概念離合器系統(tǒng)上有不同的要求。新的動力傳動系統(tǒng)概念根據(jù)不同的操作條件可能使用多個離合器連接和斷開不同的發(fā)動機及配套裝置。多片離合器系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常在車輛的動力傳動系統(tǒng)，以及在工廠中使用，對功率密度和整個系統(tǒng)的[1-3]的動態(tài)行為有很大影響。整個系統(tǒng)的安全運行都有非常不同情況下得到保證加上提高功率密度的需求。 1.1多片離合器的潤滑 圖1顯示了客運車輛多盤離合器變速器使用潤滑的多片離合器系統(tǒng)。 離合器系統(tǒng)使用兩個徑向排列的壓盤。每個壓盤由摩擦片使用有機面臨和計數(shù)板制成的鋼基材料。不同的壓盤是可位移轉換成軸向方向，但連接到內部和外部載體成圓周方向。為了使轉矩壓盤組壓縮成軸向。由于摩擦和計數(shù)板之間的摩擦力，因此能夠傳遞轉矩。在操作過程中有通過離合器系統(tǒng)中的油流動。這種油流是對離合器系統(tǒng)的對流冷卻，進而為接觸摩擦影響必要的過程。供油用液壓泵送潤滑油通過過離合器系統(tǒng)載體的內部。在離合器系統(tǒng)中油的流動是壓盤的轉速和摩擦片的表面上設計凹槽的離心力的影響。油通過外載體離開離合器系統(tǒng)。 Hohn 等，[4,5]表明離合器系統(tǒng)的溫度是非常影響潤滑離合器系統(tǒng)的耐用性。因此，類似的離合器系統(tǒng)使用不同摩擦系數(shù)的變化為準則，以確定在負載循環(huán)測試摩擦接觸損傷變化。在實驗測試的鋼板顯示溫度高3001℃。它也可以看出，離合器系統(tǒng)的最大溫度導致了長期穩(wěn)定的性能。 實驗以及關于計算閃光溫度由Ingram等進行。圖[6]其結果是閃光的溫度保持在一個較低的水平?？梢缘贸鼋Y論，關于潤滑離合器系統(tǒng)使用紙質材料閃光溫度相比其他材料溫度上升。 圖2示出了多片式離合器系統(tǒng)的黑箱描述。在操作過程中存在一個通過系統(tǒng)邊界發(fā)送機械性能和熱功率。根據(jù)操作條件的不同機械和熱功率輸出之間的比例是變化的。機械功率和輸出之間的差值被轉換成熱，它們分別加熱離合器系統(tǒng)被傳遞到冷卻介質(Eq. (1)) Eq.(1) 多盤離合器的熱量方程 [7]。 提高對流散熱可以讓離合器系統(tǒng)的溫度降低。假設質量溫度是有關功率密度最主要的影響，基于Hohn等工作。圖[4,5]和Ingram等。圖[6]可以看出提高一個離合器系統(tǒng)的負載能力可以通過提高對流冷卻。散熱油取決于油的分布本身受槽的方向和槽的幾何形狀的影響。離合器系統(tǒng)的溫度是受油流的主要影響。關于凹凸的規(guī)模微觀油流量是很重要的，例如，關于局部壓力，因此，接觸內的摩擦化學和摩擦物理學流程。但關于全球散熱它被認為不那么重要。除了列舉文獻[4-6]的原因是少量的油接觸的范圍內相比，離合器系統(tǒng)的凹槽內的油量。這就是為什么宏觀油流的重點是本文中的原因。通過改進的槽的幾何形狀實現(xiàn)具有增加功率密度離合器系統(tǒng)的設計加深關于通過離合器系統(tǒng)油流的知識是重要的。因此，實驗研究用不同的離合器系統(tǒng)都進行了確定離合器系統(tǒng)內的油流。 Fig.1. 雙離合器系統(tǒng)。 Fig.2. 多片離合器的方程。 Fig.3. Piv設置。 Fig.4. 相機和激光同步。 Fig.5. 矢量場的計算。 Fig.6. 以離合器系統(tǒng)為例做向量場的計算。 Fig.7. 多離合器試驗臺（圖片和原理圖）。 2 方法和組件 熱傳遞是非常受通過離合器系統(tǒng)的油流影響。油流本身是受凹槽設計的影響非常大。在下面的一個叫做粒子圖像測速方法引入到確定潤滑離合器系統(tǒng)內的油流呈現(xiàn)。 2.1 粒子圖像測速 為了確定流體流動的PIV法（粒子圖像測速）被使用。該測試裝置包括包含原油與示蹤粒子，激光，對CCD-照相機（圖3）的離合器系統(tǒng)。因為油體積的可訪問性的相機和激光器的取向幾乎同軸且垂直于油體積。 有了這個設置兩張照片是采取定額補償ΔT（圖4）。避免反射光導致顆粒和周圍產生的問題，以確定速度矢量，相機配備一個帶阻濾波器，它允許切割出激光的波長之間的對比度低。熒光發(fā)色粒子吸收由激光發(fā)出的光并發(fā)射光以不同的波長，可以通過攝像機看到。其結果是，反射光都沒有看到由相機不過熒光發(fā)色粒子是重要的，以確定該油流的速度。 為解釋的圖像被劃分成部分圖像作為矢量計算（圖5）提供了基礎。該矢量被計算每個局部圖像并最終結合到整個畫面的矢量中。 測量數(shù)據(jù)的整個分析示于圖6使用以1000rpm和1.5l/min的油流的旋轉速度的潤滑離合器系統(tǒng)的例子。采取的CCD相機各圖中由16001200像素（圖6，左圖）。在此測試裝置的每個像素代表具有長度和寬度為16毫米的離合器系統(tǒng)的一個矩形。為32×32像素（512×512平方毫米）的互相關矩形被取（圖6，中間）。出這兩個影像的生成的矢量場的矢量（圖6，右圖）。 2.2 多片式離合器試驗臺 圖7示出了用于本文中所示的所有實驗研究的多片式離合器試驗臺。測試裝備了兩個電動馬達，以實現(xiàn)摩擦和計數(shù)板的旋轉速度不同。離合器系統(tǒng)是通過內部和外部的載體整合到試驗臺上，并且由液壓缸驅動。所呈現(xiàn)的實驗研究都進行了使用配備有一個窗口計數(shù)板，以允許光進入摩擦接觸。 2.3 多片式離合器 該多片式離合器系統(tǒng)由摩擦片與徑向槽或劃線槽。摩擦片具有80mm和108mm的外徑的內徑。徑向槽摩擦片有1mm的深度和1.6mm寬15槽。整個溝面336 mm2和槽體積336mm3。摩擦板與交叉槽具有槽為5.5mm，1mm的寬度和0.25mm的深度的距離。這導致約1365mm2的槽表面和341mm3的槽體積。 3. 理論 散熱裝置的能量輸送，由于溫度差。有三個相關的機制：導通、對流、放射線。 這項工作中對流是重點，因為它是關于一個離合器系統(tǒng)內熱傳遞的主要影響。因為散熱的復雜機制是一種現(xiàn)象學式的計算，適用于大多數(shù)情況。方程（Eq（2））表示操作參數(shù)，所述離合器系統(tǒng)和離合器組件的材料特性與幾何形狀和油之間是相互依賴性。 可以看出，通過對流熱的傳遞是由油的流速影響。油流，因為有兩個非常重要的影響。散熱系數(shù)是取決于流體中固體表面接觸的邊界層上。由于更加動蕩的油流增加油速度影響散熱系數(shù)。在另一方面，增加油的流動導致油和離合器部件之間有較短的接觸時間。這可能導致一個槽不能完全充滿油，將其用于熱傳遞的生成和減少熱流減小面積。因此次參數(shù)作為離合器系統(tǒng)的油流量和旋轉速度在實驗研究范圍內變化，以加深有關操作期間油流速槽的填充認識。 Eq.(2) 因為熱傳遞的對流。 圖8所示出帶有油的一個離合器壓盤的槽，由于槽的阻力有油的內載體（1和2之間）中保留（2和3之間）。內載體由于油離心力作用導致點2處的壓力。通過凹槽增加油的流量使壓力越來越大。另一方面流動阻力取決于溝槽范圍內的油的流量。這意味著槽的內載體范圍內只是完全充滿油的狀態(tài)。油的保持在很大程度上取決于流動性和凹槽設計。因此，由于油保持槽的壓力和流動阻力之間的平衡狀態(tài)取決于槽的設計和操作條件如轉速為止。 Fig.8. 完全充滿了油的摩擦片與徑向槽。 Fig.9. 摩擦片與徑向槽，1000RPM，1.5l/min。 Fig.10. 摩擦片與徑向槽，1000RPM，3l/min。 4 結論 在第一個實驗中進行了使用一個摩擦片與壓盤和不同油流入每一側15 的徑向凹槽。它可以看出，在1.5升/分鐘（圖9）油流速結果是填充了部分溝槽。隨著油流速3升/分鐘（圖10）槽完全充滿油。以3升/分鐘和4.5升/分鐘（圖11）比較油流速，可以看出，從大約1.1米/秒油速增加的最大速度，以達2米/秒。旋轉速度從1000增加到2000轉導致一個接近無油的槽（圖12）。 不斷增長的油的流量可達9升/分鐘（圖13）不會導致凹槽完全充滿油。為了得到完全充油的凹槽油的流量必須進一步增加。 摩擦片與交叉溝槽顯示了在完全填充凹槽的條件下（圖14）。提高油流量從1.5至3升/分鐘導致速度的增加（圖15）。值得注意的是，速度增加僅發(fā)生在徑向導向槽。切向導向槽顯示油速度影響的很小。 Fig.11. 摩擦片與徑向槽，2000RPM，4.5l/min. Fig.12. 摩擦片與徑向槽，2000RPM，1.5l/min. Fig.13. 摩擦片與徑向槽，2000RPM，9l/min. Fig.14. 摩擦片與交叉溝槽，2000RPM，1.5l/min的油流。 Fig.15. 摩擦片與交叉溝槽，2000RPM，3l/min的油流。 Fig.16. 使用陶瓷作為摩擦材料的多片離合器。 5 討論 根據(jù)連續(xù)性，可以得出結論，增加油的流量與部分填充槽的主要影響填充所述的槽（圖9和10）。這的結果幾乎恒定的雷諾數(shù)和努塞爾數(shù)與常數(shù)的散熱系數(shù)，作為一個結果。增加油的流量與完全填充凹槽導致速度的增加（圖10和11）。雷諾數(shù)和努塞爾數(shù)以及散熱系數(shù)都在增加。 在切向導向凹槽內顯示幾乎恒定的流速與產生恒定雷諾數(shù)和努塞爾數(shù)以及熱傳遞系數(shù)作為結果（圖14和15）。聚焦徑向槽內交叉槽可以看到一個類似的行為在徑向槽（圖14和15與圖10和11比較）。 如圖所示（式2）對流換熱傳遞是受散熱系數(shù)和散熱面積的影響。增加油的速度導致散熱系數(shù)的增大。另一方面在潤滑離合器系統(tǒng)的槽內油速度高時由于連續(xù)性槽的填充減少，因此減小散熱面積。這兩種效應相互連接對有關對流冷卻的相對影響。這兩種效應都是重要的影響，問題依然存在。但必須指出，下列調查僅是本文討論的范圍內來回答這個問題。 如圖16所示出了使用陶瓷作為摩擦材料的多片式離合器系統(tǒng)。根據(jù)陶瓷材料的高強度，有可能增加槽區(qū)。這個系統(tǒng)允許不同溝槽填充油的速度在一個巨大的范圍。摩擦材料的變化，如進一步影響是不是本文的重點。 該系統(tǒng)采用一個外載體與油出口的耐油性。使用此測試裝置就可以實現(xiàn)完全充油槽（圖17，左進一步稱為流動阻力），以及部分填充的溝槽（圖17，右進一步稱為自由流動）。圖17示出兩個摩擦元件之間被聚焦的油填充的區(qū)域。 如圖18所示先進陶瓷多片離合器的實驗結果。兩個系統(tǒng)都使用完全相同的部件。這兩種系統(tǒng)都在相同的工作條件下運行在0.093 W/mm2摩擦功率與石油相同流量（每個摩擦片0.5升/分鐘）和相同的旋轉速度（1090轉內的載體，136轉外載）。在這兩種系統(tǒng)是在環(huán)境壓力油通過內載體。該油通過離心力加速進入徑向方向。系統(tǒng)之間的唯一區(qū)別是外載體的流動阻力。一個系統(tǒng)使用的外載一個合適的流動阻力來實現(xiàn)完全充滿油槽，如圖17左側的所謂的流動阻力。其他系統(tǒng)具有非常低的流動阻力的外載，無油流通過離合器系統(tǒng)啟動，如圖17在右邊所謂的自由流動。 自由流系統(tǒng)：由于低流高阻油的速度是可能的。由于連續(xù)性，只有一小塊體積的槽是油填充。 流動阻力系統(tǒng)：由于高流動性非常低的油的速度為徑向方向是可能的，但槽注滿油。 鋼板的溫度過程測量使用圖18所示熱電偶的滑動操作。摩擦片開始增加到70°C油的入口溫度被增加，最終達到接近平穩(wěn)的溫度。這意味著公式（1）中的時間依賴內在能量是不相關的。其結果是，所有由摩擦產生的熱量被傳遞到油。這就是為什么在鋼板的測定溫度可以被看作是關于散熱的指標的原因。較高的溫度意味著低效率的熱傳遞。 Fig.17. 使用陶瓷完全充油槽的多片離合器（1ooorpm，1.5l/min）。 Fig.18. 多碟離合與陶瓷比傳統(tǒng)的離合器系統(tǒng)。 6 結論 在本文中提出了一種方法，通過潤滑離合器系統(tǒng)，以確定油的流量。進行的調查顯示，這取決于凹槽設計油的分布急劇的變化。它已經(jīng)表明，熱散遞比油的速度更受填充凹槽的影響。在實驗研究范圍內增加凹槽的區(qū)域會使散熱增加，如圖所示。因此，顯示了先進陶瓷增加的散熱和提高潤滑的作用。