随着车辆传动技术的快速发展,湿式多片离合器传递的功率密度不断增大、转速不断提高,摩擦副工况条件恶化,由于摩擦磨损问题所造成的离合器早期损伤已成为制约车辆传动装置寿命提高的瓶颈。本文以湿式多片离合器为研究对象,进行理论建模、仿真计算和试验测试,研究了各影响因素下摩擦副局部润滑与摩擦磨损特性、摩擦副高温摩擦磨损特性与磨损机理、热翘曲引起的间歇接触对摩擦副摩擦磨损特性的影响,用来指导湿式离合器优化设计、改进控制策略,提高车辆传动装置的可靠性。本文主要研究工作如下。(1)应用Hu和Zhu所建立的点接触混合润滑模型和Archard磨损模型,建立了湿式离合器摩擦界面多工况参数下局部润滑、微观接触状态、承载机理、摩擦磨损的量化计算方法,得到了湿式离合器微观摩擦界面的局部压强分布、油膜和微凸峰承压比、弹性变形、局部温升、实际接触面积、摩擦系数和磨损量。(2)通过仿真计算和湿式销-盘试验,研究了速度、温度、压力及摩擦材料孔隙度对摩擦副局部润滑与摩擦磨损特性的影响,建立了以速度、温度、压力为自变量的湿式铜基摩擦副摩擦系数计算表达式,给出了摩擦系数三维曲线图。研究表明,在润滑状态从边界润滑向流体润滑转变的过程中,摩擦系数从约0.15减小到约0.04,并且先快速减小后缓慢增大,变化规律与典型Stribeck曲线相一致,而磨损量则呈先快速增大后逐渐减小的变化规律。(3)采用高温干式销-盘试验的方法,研究了铜基湿式离合器高温摩擦磨损特性,揭示了铜基湿式离合器高温磨损机理的转变过程,得到了摩擦副高温摩擦系数、磨损系数、摩擦振动等的变化规律。研究表明,温度低于345℃时,以磨粒磨损和犁沟磨损为主,摩擦系数较稳定,磨损量较小;而当温度高于345℃时,开始出现黏着磨损,摩擦系数出现严重波动,磨损量急速增大。(4)在前面局部摩擦磨损特性研究的基础上,建立了摩擦副间歇接触润滑摩擦模型。首先,通过求解Reynolds方程和载荷平衡方程得到了流体压强和接触压强分布;然后,计算局部热流密度,得到了摩擦表面局部温升和局部摩擦系数;最后,在已求得局部工况条件和局部摩擦系数的情况下,计算得到了局部转矩和总输出转矩。(5)通过仿真计算和湿式离合器1:1综合台架试验,研究了间歇接触对摩擦副摩擦磨损特性的影响,分析了不同接触比率下摩擦副局部温升、局部摩擦系数与总摩擦系数、局部转矩与总输出转矩、磨损分布、以及摩擦振动的变化规律。研究表明,随着接触比率的减小,摩擦副表面温升、摩擦系数、磨损厚度都显著增大,外径附近局部温升高于内径附近,外径附近磨损厚度大于内径附近。此外,总输出转矩显著增大,同时摩擦振动明显增强。