Application of tribology the study and development of materials to automotive clutch

During the clutch engagement manoeuvre, sliding contact occurs between the pair of clutch facings mounted on the friction disk and the counter faces belonging to the flywheel and the pressure plate. The materials used in the clutch have to ensure a smooth performance and friction coefficient that is sufficiently high and stable, thus providing regular and efficient rotation transmission. The development of friction materials requires a large number of tests to understand their tribological behaviour. Such development is highly empirical and involves a large number of repetitions between the tests. Durability tests using dynamometers are traditionally used to measure the wear life of the friction material used in automotive clutchs. However, these tests are long, relatively expensive and complex, because they require the construction of prototypes. This paper aims to find a correlation between wear mechanism and wear rates for the friction materials used in dry automotive clutches measured using both durability tests and a pin-on-disk sliding tribometer. Pin-on-disk sliding tests are shorter, simpler and cheaper. After the optimization of the tribological parameters, pin-on-disk sliding tests under constant normal load using a pin diameter of 13 mm reproduced with remarkable accuracy the traditional durability tests, although in the durability tests the load was cyclic and the diameter of the component was 200 mm.Mestre em Engenharia MecânicaDurante o curto período de tempo de acoplamento da embreagem automotiva, contato por deslizamento ocorre entre o volante do motor, os discos de revestimento e a placa de pressão. Os materiais constituintes da embreagem têm que apresentar excelente desempenho para proporcionar um coeficiente de atrito que seja suficientemente alto e estável, proporcionando assim um movimento de transmissão de rotação regular e eficiente. Para desenvolver um material de atrito, muitos testes são necessários para que se possa entender como uma ou várias matérias primas se comportam em relação aos aspectos tribológicos. Neste tipo de desenvolvimento, existe um alto grau de empirismo, surgindo a necessidade de várias repetições nos testes para que se façam as escolhas mais assertivas das matérias primas ou mesmo dos processos envolvidos. Este trabalho tem como objetivo mostrar a correlação, entre os mecanismos de desgaste atuantes em condições reais de uso e os mecanismos simulados em laboratório. Mostra também a correlação da taxa de desgaste do material de atrito de embreagem automotiva a seco, existente entre testes tradicionais de durabilidade em dinamômetro (ensaios mais demorados, complexos e mais caros, devido à necessidade da confecção completa dos protótipos) e testes conduzidos em tribômetro tipo pino-disco (ensaios mais rápidos e mais simples, conseqüentemente menos complexos). Foi constatado que, após otimização dos parâmetros tribológicos impostos, o tribômetro Pino-Disco (carga atuante contínua no tempo, amostra de 13 mm de diâmetro externo) consegue reproduzir tanto os mecanismos de desgaste quanto os resultados das taxas de desgaste apresentadas pelo dinamômetro tradicional, ainda que este último aplique a carga de forma cíclica e utilize peça padrão de teste de 215 mm de diâmetro externo