車輛工程外文翻譯-先進(jìn)陶瓷摩擦材料在離合器中的潤(rùn)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(jìn),陶瓷,摩擦,材料,離合器,中的,潤(rùn)滑,中文,4260,PDF,WORD 【中文4260字】 先進(jìn)陶瓷摩擦材料在離合器中的潤(rùn)滑 1 介紹 為了滿足越來(lái)越多關(guān)于應(yīng)用程序的需要在效率和環(huán)境影響下新動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)特別是在機(jī)動(dòng)車輛的要求。在大多數(shù)情況下，車輛的動(dòng)力傳動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)采用離合器系統(tǒng)在換檔和啟動(dòng)。根據(jù)不同的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的概念離合器系統(tǒng)上有不同的要求。新的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)概念根據(jù)不同的操作條件可能使用多個(gè)離合器連接和斷開(kāi)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)及配套裝置。多片離合器系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常在車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，以及在工廠中使用，對(duì)功率密度和整個(gè)系統(tǒng)的[1-3]的動(dòng)態(tài)行為有很大影響。整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)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(rùn)滑 圖1顯示了客運(yùn)車輛多盤離合器變速器使用潤(rùn)滑的多片離合器系統(tǒng)。 離合器系統(tǒng)使用兩個(gè)徑向排列的壓盤。每個(gè)壓盤由摩擦片使用有機(jī)面臨和計(jì)數(shù)板制成的鋼基材料。不同的壓盤是可位移轉(zhuǎn)換成軸向方向，但連接到內(nèi)部和外部載體成圓周方向。為了使轉(zhuǎn)矩壓盤組壓縮成軸向。由于摩擦和計(jì)數(shù)板之間的摩擦力，因此能夠傳遞轉(zhuǎn)矩。在操作過(guò)程中有通過(guò)離合器系統(tǒng)中的油流動(dòng)。這種油流是對(duì)離合器系統(tǒng)的對(duì)流冷卻，進(jìn)而為接觸摩擦影響必要的過(guò)程。供油用液壓泵送潤(rùn)滑油通過(guò)過(guò)離合器系統(tǒng)載體的內(nèi)部。在離合器系統(tǒng)中油的流動(dòng)是壓盤的轉(zhuǎn)速和摩擦片的表面上設(shè)計(jì)凹槽的離心力的影響。油通過(guò)外載體離開(kāi)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(rùn)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(zhǔn)則，以確定在負(fù)載循環(huán)測(cè)試摩擦接觸損傷變化。在實(shí)驗(yàn)測(cè)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(dǎo)致了長(zhǎng)期穩(wěn)定的性能。 實(shí)驗(yàn)以及關(guān)于計(jì)算閃光溫度由Ingram等進(jìn)行。圖[6]其結(jié)果是閃光的溫度保持在一個(gè)較低的水平?？梢缘贸鼋Y(jié)論，關(guān)于潤(rùn)滑離合器系統(tǒng)使用紙質(zhì)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(guò)程中存在一個(gè)通過(guò)系統(tǒng)邊界發(fā)送機(jī)械性能和熱功率。根據(jù)操作條件的不同機(jī)械和熱功率輸出之間的比例是變化的。機(jī)械功率和輸出之間的差值被轉(zhuǎn)換成熱，它們分別加熱離合器系統(tǒng)被傳遞到冷卻介質(zhì)(Eq. (1)) Eq.(1) 多盤離合器的熱量方程 [7]。 提高對(duì)流散熱可以讓離合器系統(tǒng)的溫度降低。假設(shè)質(zhì)量溫度是有關(guān)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(gè)離合器系統(tǒng)的負(fù)載能力可以通過(guò)提高對(duì)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(guān)于凹凸的規(guī)模微觀油流量是很重要的，例如，關(guān)于局部壓力，因此，接觸內(nèi)的摩擦化學(xué)和摩擦物理學(xué)流程。但關(guān)于全球散熱它被認(rèn)為不那么重要。除了列舉文獻(xiàn)[4-6]的原因是少量的油接觸的范圍內(nèi)相比，離合器系統(tǒng)的凹槽內(nèi)的油量。這就是為什么宏觀油流的重點(diǎn)是本文中的原因。通過(guò)改進(jìn)的槽的幾何形狀實(shí)現(xiàn)具有增加功率密度離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加深關(guān)于通過(guò)離合器系統(tǒng)油流的知識(shí)是重要的。因此，實(shí)驗(yàn)研究用不同的離合器系統(tǒng)都進(jìn)行了確定離合器系統(tǒng)內(nèi)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(shè)置。 Fig.4. 相機(jī)和激光同步。 Fig.5. 矢量場(chǎng)的計(jì)算。 Fig.6. 以離合器系統(tǒng)為例做向量場(chǎng)的計(jì)算。 Fig.7. 多離合器試驗(yàn)臺(tái)（圖片和原理圖）。 2 方法和組件 熱傳遞是非常受通過(guò)離合器系統(tǒng)的油流影響。油流本身是受凹槽設(shè)計(jì)的影響非常大。在下面的一個(gè)叫做粒子圖像測(cè)速方法引入到確定潤(rùn)滑離合器系統(tǒng)內(nèi)的油流呈現(xiàn)。 2.1 粒子圖像測(cè)速 為了確定流體流動(dòng)的PIV法（粒子圖像測(cè)速）被使用。該測(cè)試裝置包括包含原油與示蹤粒子，激光，對(duì)CCD-照相機(jī)（圖3）的離合器系統(tǒng)。因?yàn)橛腕w積的可訪問(wèn)性的相機(jī)和激光器的取向幾乎同軸且垂直于油體積。 有了這個(gè)設(shè)置兩張照片是采取定額補(bǔ)償ΔT（圖4）。避免反射光導(dǎo)致顆粒和周圍產(chǎn)生的問(wèn)題，以確定速度矢量，相機(jī)配備一個(gè)帶阻濾波器，它允許切割出激光的波長(zhǎng)之間的對(duì)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(zhǎng)，可以通過(guò)攝像機(jī)看到。其結(jié)果是，反射光都沒(méi)有看到由相機(jī)不過(guò)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(jì)算（圖5）提供了基礎(chǔ)。該矢量被計(jì)算每個(gè)局部圖像并最終結(jié)合到整個(gè)畫(huà)面的矢量中。 測(cè)量數(shù)據(jù)的整個(gè)分析示于圖6使用以1000rpm和1.5l/min的油流的旋轉(zhuǎn)速度的潤(rùn)滑離合器系統(tǒng)的例子。采取的CCD相機(jī)各圖中由16001200像素（圖6，左圖）。在此測(cè)試裝置的每個(gè)像素代表具有長(zhǎng)度和寬度為16毫米的離合器系統(tǒng)的一個(gè)矩形。為32×32像素（512×512平方毫米）的互相關(guān)矩形被取（圖6，中間）。出這兩個(gè)影像的生成的矢量場(chǎng)的矢量（圖6，右圖）。 2.2 多片式離合器試驗(yàn)臺(tái) 圖7示出了用于本文中所示的所有實(shí)驗(yàn)研究的多片式離合器試驗(yàn)臺(tái)。測(cè)試裝備了兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，以實(shí)現(xiàn)摩擦和計(jì)數(shù)板的旋轉(zhuǎn)速度不同。離合器系統(tǒng)是通過(guò)內(nèi)部和外部的載體整合到試驗(yàn)臺(tái)上，并且由液壓缸驅(qū)動(dòng)。所呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)研究都進(jìn)行了使用配備有一個(gè)窗口計(jì)數(shù)板，以允許光進(jìn)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(nèi)徑。徑向槽摩擦片有1mm的深度和1.6mm寬15槽。整個(gè)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(dǎo)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(gè)相關(guān)的機(jī)制：導(dǎo)通、對(duì)流、放射線。 這項(xiàng)工作中對(duì)流是重點(diǎn)，因?yàn)樗顷P(guān)于一個(gè)離合器系統(tǒng)內(nèi)熱傳遞的主要影響。因?yàn)樯岬膹?fù)雜機(jī)制是一種現(xiàn)象學(xué)式的計(jì)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(guò)對(duì)流熱的傳遞是由油的流速影響。油流，因?yàn)橛袃蓚€(gè)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(dòng)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(dòng)導(dǎo)致油和離合器部件之間有較短的接觸時(shí)間。這可能導(dǎo)致一個(gè)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(zhuǎn)速度在實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)變化，以加深有關(guān)操作期間油流速槽的填充認(rèn)識(shí)。 Eq.(2) 因?yàn)闊醾鬟f的對(duì)流。 圖8所示出帶有油的一個(gè)離合器壓盤的槽，由于槽的阻力有油的內(nèi)載體（1和2之間）中保留（2和3之間）。內(nèi)載體由于油離心力作用導(dǎo)致點(diǎn)2處的壓力。通過(guò)凹槽增加油的流量使壓力越來(lái)越大。另一方面流動(dòng)阻力取決于溝槽范圍內(nèi)的油的流量。這意味著槽的內(nèi)載體范圍內(nèi)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(dòng)性和凹槽設(shè)計(jì)。因此，由于油保持槽的壓力和流動(dòng)阻力之間的平衡狀態(tài)取決于槽的設(shè)計(jì)和操作條件如轉(zhuǎn)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(jié)論 在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了使用一個(gè)摩擦片與壓盤和不同油流入每一側(cè)15 的徑向凹槽。它可以看出，在1.5升/分鐘（圖9）油流速結(jié)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(dá)2米/秒。旋轉(zhuǎn)速度從1000增加到2000轉(zhuǎn)導(dǎo)致一個(gè)接近無(wú)油的槽（圖12）。 不斷增長(zhǎng)的油的流量可達(dá)9升/分鐘（圖13）不會(huì)導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)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?qū)虿?。切向?qū)虿埏@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(jié)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(jié)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(gè)結(jié)果。增加油的流量與完全填充凹槽導(dǎo)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?qū)虬疾蹆?nèi)顯示幾乎恒定的流速與產(chǎn)生恒定雷諾數(shù)和努塞爾數(shù)以及熱傳遞系數(shù)作為結(jié)果（圖14和15）。聚焦徑向槽內(nèi)交叉槽可以看到一個(gè)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(duì)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(dǎo)致散熱系數(shù)的增大。另一方面在潤(rùn)滑離合器系統(tǒng)的槽內(nèi)油速度高時(shí)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(yīng)相互連接對(duì)有關(guān)對(duì)流冷卻的相對(duì)影響。這兩種效應(yīng)都是重要的影響，問(wèn)題依然存在。但必須指出，下列調(diào)查僅是本文討論的范圍內(nèi)來(lái)回答這個(gè)問(wèn)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(qiáng)度，有可能增加槽區(qū)。這個(gè)系統(tǒng)允許不同溝槽填充油的速度在一個(gè)巨大的范圍。摩擦材料的變化，如進(jìn)一步影響是不是本文的重點(diǎn)。 該系統(tǒng)采用一個(gè)外載體與油出口的耐油性。使用此測(cè)試裝置就可以實(shí)現(xiàn)完全充油槽（圖17，左進(jìn)一步稱為流動(dòng)阻力），以及部分填充的溝槽（圖17，右進(jìn)一步稱為自由流動(dòng)）。圖17示出兩個(gè)摩擦元件之間被聚焦的油填充的區(qū)域。 如圖18所示先進(jìn)陶瓷多片離合器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。兩個(gè)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(yùn)行在0.093 W/mm2摩擦功率與石油相同流量（每個(gè)摩擦片0.5升/分鐘）和相同的旋轉(zhuǎn)速度（1090轉(zhuǎn)內(nèi)的載體，136轉(zhuǎn)外載）。在這兩種系統(tǒng)是在環(huán)境壓力油通過(guò)內(nèi)載體。該油通過(guò)離心力加速進(jìn)入徑向方向。系統(tǒng)之間的唯一區(qū)別是外載體的流動(dòng)阻力。一個(gè)系統(tǒng)使用的外載一個(gè)合適的流動(dòng)阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)完全充滿油槽，如圖17左側(cè)的所謂的流動(dòng)阻力。其他系統(tǒng)具有非常低的流動(dòng)阻力的外載，無(wú)油流通過(guò)離合器系統(tǒng)啟動(dòng)，如圖17在右邊所謂的自由流動(dòng)。 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(dòng)阻力系統(tǒng)：由于高流動(dòng)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(guò)程測(cè)量使用圖18所示熱電偶的滑動(dòng)操作。摩擦片開(kāi)始增加到70°C油的入口溫度被增加，最終達(dá)到接近平穩(wěn)的溫度。這意味著公式（1）中的時(shí)間依賴內(nèi)在能量是不相關(guān)的。其結(jié)果是，所有由摩擦產(chǎn)生的熱量被傳遞到油。這就是為什么在鋼板的測(cè)定溫度可以被看作是關(guān)于散熱的指標(biāo)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(jié)論 在本文中提出了一種方法，通過(guò)潤(rùn)滑離合器系統(tǒng)，以確定油的流量。進(jìn)行的調(diào)查顯示，這取決于凹槽設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)增加凹槽的區(qū)域會(huì)使散熱增加，如圖所示。因此，顯示了先進(jìn)陶瓷增加的散熱和提高潤(rùn)滑的作用。