[发明专利]摩擦元件微织构

说明书

本公开实施例中提供了摩擦构件领域和离合器领域中摩擦元件微织构，包括摩擦元件，摩擦元件安装于湿式离合器的动力输入轴上，摩擦元件为环形结构，所述摩擦元件的表面分布有多个凹槽，所述凹槽的深度小于所述摩擦元件的厚度；多个所述凹槽朝向摩擦元件的垂直投影完全落在所述摩擦元件上且所述凹槽的边缘不重叠。通过本公开的处理方案，使摩擦元件上不同位置的凹槽数量不同，多个凹槽在摩擦元件表面形成微织构，改变了摩擦区域的实际接触面积，改变摩擦元件不同区域的摩擦系数，进而改善由于不同半径上线速度不同所导致的摩擦产热不均匀的问题，同时凹槽在摩擦过程中能起到储存磨屑的作用，达到减少摩擦元件磨损，提升摩擦元件使用寿命的目标。

技术领域

本发明涉及摩擦构件领域和离合器技术领域，具体涉及摩擦元件微织构。

背景技术

多片离合器是车辆传动系统在换挡变速以及液力-机械模式转换过程中进行控制和功率传递的关键部件，对于汽车的湿式多片离合器，通过对多片离合器的接合与分离过程进行有效可靠的控制，可以改变功率传递路线，实现多档位高效传动，提高车辆行驶机动性。

多片离合器的摩擦元件为摩擦片和钢片，在换档操作中必然要经历短时滑摩过程。若离合器过载或接合异常时也会出现长时滑摩过程，滑摩会导致摩擦元件温度快速升高，但是在摩擦元件高速旋转的情况下，其靠内径位置线速度小，靠近外径位置线速度大，因此在摩擦时，导致外径位置由摩擦生热所产生的热量大于内径位置由摩擦生热所产生的热量，径向上的不均匀温升会使这种环形薄板结构产生平面内弯矩，导致摩擦元件产生内应力以及热翘曲，摩擦元件热翘曲变形会降低多片离合器的接合分离性能，甚至导致传动失效。

目前的多片离合器通常采用从轴内油道向摩擦元件内径喷射润滑油的方式进行冷却，虽然可以降低摩擦元件的整体温度，但这种非均匀冷却方式往往会恶化摩擦元件的径向温度分布。为了降低这种径向非均匀性，就需要深入研究摩擦元件径向温升设计方法，在摩擦元件粉末冶金衬片层设计表面微织构是一种具有可行性的方法，表面微织构技术被广泛应用于改变材料特性和摩擦特性，增加疲劳强度、抗腐蚀、抗磨损、抗生物疏水性和承载能力，在摩擦元件的表面制备微织构，可以改变其平均摩擦系数，减缓磨损，并稳定摩擦过程。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种摩擦元件微织构，至少部分解决现有技术中存在的摩擦元件径向升温不均匀的问题。

本公开实施例提供了一种摩擦元件微织构，包括摩擦元件，所述摩擦元件安装于所述湿式离合器的动力输入轴上，所述摩擦元件为环形结构，所述摩擦元件的表面分布有多个凹槽，所述凹槽的深度小于所述摩擦元件的厚度；多个所述凹槽朝向摩擦元件的垂直投影完全落在所述摩擦元件上且所述凹槽的边缘不重叠。

优选的，所述凹槽的数量沿摩擦元件径向梯度设置。

优选的，多个所述凹槽呈正交分布在所述摩擦元件的表面，相邻凹槽之间的横向间距为c₁，c₁的取值范围是5mm-20mm，相邻凹槽之间的纵向间距为c₂，c₂的取值范围是5mm-20mm。

优选的，多个所述凹槽呈放射状分布于所述摩擦元件的表面，凹槽所在的相邻两条放射线的间隔角度为θ，θ的取值范围是5°-35°，凹槽沿摩擦元件径向的间距为c₃，c₃的取值范围是5mm-20mm。

优选的，多个所述凹槽沿同心圆排布在所述摩擦元件的表面，凹槽所在的相邻两个同心圆的半径差为c₄，c₄的取值范围是5mm-20mm，位于同一个同心圆上的凹槽数量与所在同心圆的半径之比为ρ，ρ的取值范围是0.05个/mm-0.50个/mm。

优选的，所述凹槽为圆柱槽，所述圆柱槽朝向所述摩擦元件的垂直投影为圆形，所述圆柱槽的直径为Φ，Φ的取值范围是1mm-10mm，所述圆柱槽的深度为h₁，h₁的取值100μm-500μm。