湿式离合器摩擦副摩滑过程的摩擦转矩失稳研究

The clutch assembly technology is one of the key technologies listed in the technology route map of the development of Chinese new energy vehicles.One of the bottlenecks in the improvement of various types of automatic transmission is the unstable working quality and early ablation.The non-uniform contact caused by thermo mechanical coupling deformation and the viscous friction between the pairs lead to unstable torque in the process of friction.The project combines warping instability effect of clutch friction element and viscous friction effect of rough interface.At last, the interface equivalent analysis model and the verification system under the condition of thin plate friction pair will be established.It combines the friction behavior and characteristics of the interface with the real dynamic characteristics.It quantifies the relationship between the micro behavior of the friction pairs and the macroscopic friction torque.By controlling the instability of the friction torque, the clutch can be controlled accurately and the working quality of clutch can be improved.

离合器总成技术是我国新制定的节能汽车关键技术路线图中列出的重要关键技术之一。离合器工作品质不稳定和早期烧蚀一直是困扰各类自动变速器性能提高的瓶颈问题之一。离合器摩滑过程中，热机耦合变形导致的非均匀接触摩擦与副间流体粘性摩擦效应叠加，导致摩擦副输出的综合转矩呈现出失稳状态。本课题通过综合考虑离合器薄板摩擦元件热机耦合翘曲失稳效应与粗糙界面流体粘性摩擦效应，形成薄板摩擦副受限条件下的界面等效分析模型与验证系统，将界面摩擦行为及特性与受限条件下的真实系统动力学特性相结合，量化表达薄板摩擦副微观行为与离合器宏观摩擦转矩之间的映射关系，抑制和调控摩擦转矩的失稳状态，为准确操控离合器和提高离合器工作品质提供支撑。

湿式换挡离合器为车辆传动系统的换挡控制的关键组件，其失效问题已经成为制约传动系统综合性能提升的瓶颈问题。本项目以湿式换挡离合器为研究对象，为了提高其在高功率密度下的可靠性和使用寿命，建立了完整的离合器摩擦磨损计算模型和热力学数值模型，结合UMT摩擦磨损实验、SAE#2离合器缩比台架实验、实车离合器等比台架实验、润滑油液污染度实验等，研究了摩擦元件混合润滑状态的摩擦磨损特性、离合器正常使用和失效阶段的摩擦转矩产生和变化机理，解析了不同工作参数主导的摩擦元件变形形式和机理、摩擦副间接触压力差异性机理，揭示了摩擦元件摩擦和接触状态与宏观摩擦转矩和表面温度之间的映射关系，提出了离合器高可靠工作的热机安全边界、摩擦副界面接触压力均匀化的优化方案、分析模型和实验方法，给出了离合器失效阈值和视情维护决策，课题成果已经成功应用于高速履带车辆的湿式换挡离合器中，为高能量密度离合器与传动系统设计提供了坚实支撑。