汽车离合器摩擦性能试验设计开题报告

1. 研究目的与意义

选题目的：当今时代，科学技术的迅猛发展，极大的促进了汽车技术和汽车工业的高速发展，汽车正日益广泛地深入到社会和人们日常生活的各个方面，离合器作为汽车的主要零部件对汽车的综合性能起着关键性的作用，它担负着将动力与发动机之间进行切断与连接的工作，然而摩擦系数对离合器的性能有着重要的影响。摩擦系数的大小取决于摩擦材料的本身固有特性。实验研究表明，当温度、相对滑动速度以及离合循环次数等外部工况发生变化时，摩擦系数会随之发生变化，导致所传递的摩擦力矩不稳定，从而引起抖动、增大磨损，影响离合器的使用寿命。因此研究汽车离合器摩擦性能，为离合器的设计，以及提高离合器的使用的舒适性以及稳定性提供重要的数据支持。

选题的意义：随着当今汽车运输业的发展，汽车已经成为最广泛的交通工具，在当今一个时间和效率就是金钱的时代，汽车很大程度上节省了人们的出行时间。在这个日新月异快速发展的年代，汽车的主要性能还需要在原有的基础上不断的提高与改进以适应人们的需要。离合器作为汽车的主要零部件对汽车的综合性能起着关键作用。在对汽车摩擦离合器的故障统计中,发现异常磨损是主要故障原因,因此,进行经济型汽车离合器的摩擦磨损研究势在必行。设计试验方法为研究离合器的摩擦磨损提供一种科学的研究方法和理论依据,对离合器的磨损机理研究和故障原因的排查具有很大的现实意义。

2. 国内外研究现状分析

国内：黄丰等人根据定速式摩擦试验机ＧＢ/5763-98国家试验标准,设计了适合研究微型汽车摩擦材料摩擦性能的小样试验;对试验数据进行分析,通过Ｘ射线衍射分析、扫描电子显微镜(ＳＥＭ)分析等手段,对材料的磨损量的变化情况及摩擦面工作层的形成进行分析。结果表明:微型汽车离合器的滑动磨损行为分为轻微磨损和严重磨损,轻微磨损摩擦表面比较粗糙,而严重磨损摩擦表面相对光滑或摩擦噪声明显;轻微磨损以氧化磨损、磨粒磨损为主,伴随着黏着磨损,严重磨损以由严重塑性变形引起的磨损和黏着磨损、磨粒磨损为主。

武汉理工大学通过对摩擦面温度对微车离合器摩擦材料摩擦因数影响的研究，根据定速式摩擦试验机国家试验标准gb5763-98,设计了适合研究微型汽车摩擦材料摩擦性能的小样试验,进行不同环境温度、不同滑动速度和定载荷的摩擦试验,并通过扫描电子显微镜(sem)的分析手段,研究了摩擦过程中摩擦面温度对微车离合器摩擦材料摩擦因数的影响,结合样件的摩擦面形貌分析了产生影响的机理,得出微车离合器摩擦材料摩擦因数先增大后减小的变化规律,并从摩擦材料摩擦因数角度解释了微车离合器起步发抖和烧蚀的主要故障产生的原因。

国外：美国丹纳(dana)公司为重型汽车设计了新颖的spicer型斜置弹簧拉式离合器，在负荷的自动调节上具有突出的优点。在这种离合器中，压盘负荷等于弹簧的轴向分力乘以分离杠杆比，而弹簧的轴向分力又等于弹簧负荷和斜置角余弦的乘积，即p分=p弹xcosa。随着衬片的磨损，弹簧伸长而压力下降。与此同时，斜置角减小而其余弦值增大。这样，在衬片允许的磨损范围内，做为两者乘积的轴向分力恰好大致保持不变。此外，这种离合器还具有操作轻便(踏板力约降低35%)、寿命长、调整方便等优点。

3. 研究的基本内容与计划

主要设计以下内容:离合器基础知识的介绍;试验设备工作原理以及夹具设计方案的阐述;试验方法的论述以及试验数据的处理。首先介绍离合器的基础内容,包括离合器的结构组成、离合器的工作原理以及离合器摩擦材料的方法。其中结构组成部分对离合器总成的各零部件做了详细介绍,工作原理部分对离合器的工作过程以及工作过程中的功能转化做了剖析,试验方法部分介绍了常用的试验方法以及各种摩擦磨损试验。摩擦磨损性能测试设备包括综合台架试验台和小样试验的高温销盘摩擦试验机,详细论述了夹具各零部件的设计方案。研究正交试验设计方法,进行数据分析。

设计计划：1-2周书写开题报告；3-5周针对各个章节的内容再次查阅资料、阅读文献，选定参考资料；6-13周设计初稿，按照一周一章的速度进行草稿；14-15周根据指导老师的意见进行修改定稿。

4. 研究创新点

设计适合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；通过摩擦学性能试验，得出提高离合器摩擦副的材料性能、降低离合器摩擦副的表面粗糙度和改善离合器工作条件（温度、滑动速度和工作载荷）等措施。通过对离合器摩擦性能的试验研究，使离合器有更好的效率，更持久的使用寿命。