[发明专利]摩擦材料

说明书

一种摩擦材料包括基材、包括摩擦改性剂的沉积层以及设置于整个摩擦材料的树脂。基材包括芳族聚酰胺纤维，基于基材的总重量，芳族聚酰胺纤维的含量大于50wt％小于70wt％。基材还包括填充剂，基于基材的总重量，填充剂的含量大于30wt％小于50wt％。摩擦材料不含热降解温度低于200℃的材料。如使用ASTM D4404‑10所测定的，摩擦材料的孔隙率可以为60％到85％，并且如使用ASTM D4404‑10所测定的，摩擦材料的中值孔径为0.5μm到50μm。

技术领域

本发明主要涉及一种摩擦材料，其包括基材、沉积层和树脂，该基材包括纤维和填充剂，该沉积层包括摩擦改性剂，该树脂设置于整个摩擦材料。更具体地，摩擦材料可以用于变速器的离合器组件的摩擦片。

背景技术

机动车动力系的若干部件可以采用湿式离合器，以便于传递来自车辆发电机(即，内燃机、电动机、燃料电池等)的动力，从而驱动车轮。变速器就是这样一个部件，它位于发电机下游，能够实现车辆的启动、换档和其它转矩传递事件。目前可用于机动车辆操作的各种不同类型的变速器可能采用某种形式的湿式离合器。仅举几个例子，湿式离合器可用于自动变速器的变矩器，自动变速器或半自动双离合器变速器(DCT)的多片湿式离合器组件，以及装入运动型自动变速器(配有多达7到9个齿轮作为变矩器的替代)的湿式启动离合器。除了变速器，类似的湿式离合器还可以用于车辆动力系的其它地方。

湿式离合器是一种组件，其通过在两个或两个以上相对的旋转表面之间施加选择性界面摩擦接合使这些表面在有润滑剂的情况下互锁。摩擦离合器片、摩擦带、同步器齿环或提供这些可接合旋转表面中的其中之一的一些其它部件通常支撑摩擦材料，以实现预期的互锁摩擦接合。摩擦界面上的润滑剂使摩擦材料冷却并减少摩擦材料的磨损，允许一些初始滑动发生，使得转矩传递逐渐进行(尽管非常快)，从而避免可能伴随突发转矩传递事件而产生的不适(即，换档冲击)。然而，使润滑剂保留在摩擦界面上对燃料效率不利。这是因为以使摩擦材料表面低于一定温度的流速将润滑剂(通常在压力下)泵送到摩擦界面以及从摩擦界面泵送润滑剂所需的动力最终来自发电机。

在许多应用中，变速器和转矩随选系统主要采用滑动离合器来提高燃料效率和驾驶舒适性。这些系统中的滑动离合器的作用随车辆启动装置(例如湿式启动离合器)和变矩器离合器的不同而不同。根据操作条件，滑动离合器可以分为三大类：(1)低压和高滑速离合器，例如湿式启动离合器；(2)高压低滑速离合器，例如变矩器离合器；以及(3)极低压和低滑速离合器，例如空档-怠速离合器。

大多数滑动离合器应用的主要性能问题是防抖和摩擦材料的能量管理。导致抖动发生的因素有很多，包括摩擦材料的摩擦特性、配合表面的硬度和粗糙度、油膜存留、润滑剂化学性质和相互作用、离合器操作条件、传动系组件和硬件对位以及传动系污染。能源管理主要涉及控制摩擦材料的温度，可能受泵容量、油流动路径和控制策略的影响。

汽车行业正在开发新的先进传动系统。这些新系统通常需要高能量。因此，也必须发展摩擦材料技术，以满足这些先进系统日益增长的能源需求。特别需要一种新的高能型摩擦材料。新型高能摩擦材料通常必须能够承受表面速度高达65米/秒的高速度。而且，摩擦材料通常必须能够承受高达1500psi的高表衬压力。摩擦材料能在有限润滑条件下使用也很重要。

在许多应用中，为了在先进传动系统中使用，摩擦材料必须耐用并具有高耐热性。通常，摩擦材料还必须在高温下保持稳定，并且能够快速消散在操作条件下产生的高热。

传统的摩擦材料通常不能在300-350℃以上的表面温度下可靠地工作，这可能归因于高表面速度。在上述温度下，这种摩擦材料往往会发生材料降解和/或润滑剂热降解和上釉，在这个过程中，摩擦材料表面受热，使降解的润滑剂添加剂发生聚积，形成基本上不透水的淤渣沉积。热材料降解导致材料强度和耐用性损失，在许多应用中通常导致高磨损。表面上釉的摩擦材料可能会出现各种复杂问题，包括抖动以及整个摩擦界面的摩擦系数不一致。需要在摩擦材料上循环以保持足够低的表面温度的润滑剂的量取决于湿式离合器的构造以及相对的旋转表面之间的摩擦界面的表面积。