[发明专利]离合器摩擦材料及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于离合器的摩擦材料，特别是用于汽车离合器低速应用的摩擦材料。

背景技术

在车辆传动装置中使用的转矩传递机构，例如，离合器和制动器，被设计成能够实现期望的转矩传递，同时根据需要在接合时允许受控的打滑。实现适当的打滑取决于许多因素，例如转矩传递机构是用于低压还是高压接合、以及滑差速度。必须考虑离合器耐用性、冷却流和所需的转矩承载能力。

在经变矩器(即，液力耦合器)将发动机与变速器耦接以提供比率助推的车辆中，变矩器离合器通常设置成在某些操作条件下绕过液力耦合器，从而典型地导致燃料经济性的增加或提高的乘坐品质。变矩器离合器可以是湿摩擦界面，以用于在打滑条件(即，形成摩擦界面的相对表面的相对旋转)下建立转矩传递。

发明内容

一种摩擦材料被提供用于转矩传递机构的摩擦构件。摩擦构件具有编织碳纤维织物基底。涂层被应用到基底以形成接触表面的一部分，该部分定位成在转矩传递机构的接合期间接触反作用构件。

涂层是树脂粘合剂和摩擦改进剂的混合物。树脂粘合剂可以是酚醛树脂。摩擦改进剂可以是碳颗粒、硅基材料或其他公知的摩擦改进剂。涂层可以是分层的，具有多个涂层或层，所述多个涂层或层的任意一个或全部均可以是树脂粘合剂和摩擦改进剂的不同混合物。

涂层仅形成接触表面的一部分，以保留由编织纤维形成的开放的通道，从而增加离合器内的冷却油流。编织纤维也可注入粘合剂和摩擦改进剂，因此控制基底的摩擦系数和热传导性。提供了优良的摩擦特性。热传导性和热消散得到提高，从而提供稳定性和耐久性。

一种形成用于离合器的摩擦材料的方法，包括使用树脂粘合剂和摩擦改进剂的混合物敷涂编织碳纤维基底的表面。在敷涂之前，该方法可包括使用额外的粘合剂浸透基底，同时不用该额外的粘合剂填充通道以维持孔隙性。被应用到基底的额外的粘合剂可与摩擦改进剂混合。

本发明的上述特征和优点以及其他特征和特点将从下面对实施本发明的最佳模式的详细描述并结合附图而变得显而易见。

附图说明

图1A是用于汽车离合器的包括涂层的摩擦材料以不完整视图形式的示意性透视图示；

图1B是图1A的摩擦材料的一部分的示意性图示；

图2A是具有相对的摩擦构件和反作用构件的汽车离合器的示意性横截面图示，其中图1的摩擦材料被应用到摩擦构件；

图2B是具有替代的分层涂层的摩擦材料的第二实施例的示意性横截面图示；

图3是具有图2B的摩擦材料的转矩传递机构的转矩(Nm)对滑差速度(rpm)的曲线图；

图4是转矩(Nm)对滑差速度(rpm)的曲线图，示出了将接触表面的温度维持141℃的最大可容许离合器功率；

图5是具有图2B的摩擦材料的转矩传递机构的作用压力(kPa)对时间(sec)的曲线图；以及

图6是具有图2B的摩擦材料的转矩传递机构的打滑(rpm)对时间(sec)的曲线图。

具体实施方式

参考图1A，示出包括编织碳纤维织物基底12的摩擦材料10。涂层14应用到基底12，其中该涂层14是树脂粘合剂16与摩擦改进剂18的混合物。基底12被叠层至粘结背衬13，在本实施例中粘结背衬13是覆膜的丁腈酚醛树脂粘结剂。用于应用粘结背衬的其他公知工艺可被替代地使用。图1B中示出了粘合剂16与改进剂18的更近景的示意图。在该实施例中，粘合剂16是树脂粘合剂且摩擦改进剂18是碳颗粒，但是在所主张的发明范围内，粘合剂与改进剂不限于此。如在此使用的，“摩擦改进剂”是被添加到粘合剂以选择性地改进摩擦性能的任何材料。例如，摩擦改进剂18可以是碳颗粒、硅基材料、源自有机或源自无机的化合物。如在此使用的，“源自有机的化合物”是碳基化合物。“源自无机的化合物”是非碳基的化合物。如下面描述的，仅与基于碳纤维的织物相比，摩擦材料10通过提供更大的转矩承载能力、有关抖动和离合器波动的减小趋势而提供了改进的摩擦材料性能。