大尺寸多片式濕式離合器帶排轉(zhuǎn)矩?fù)p失仿真及試驗研究.pdf

1、濕式離合器具有傳遞轉(zhuǎn)矩容量大、接合平順、磨損均勻等優(yōu)點，尤其是裝有大尺寸摩擦片的離合器，因其傳遞轉(zhuǎn)矩容量更大、單位面積產(chǎn)生熱量更小、壽命更長的優(yōu)點，在重型履帶車輛中運(yùn)用廣泛。本文所選取研究的大尺寸多片式濕式離合器的摩擦片外徑大于400mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其余車輛一般不超過150mm的離合器摩擦片外徑，具有重大研究意義。同時研究表明，當(dāng)濕式離合器處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)時，摩擦副間的油液因為剪切應(yīng)力產(chǎn)生帶排轉(zhuǎn)矩，一方面會產(chǎn)生熱量，引起摩擦片的翹曲變形;另一

2、方面會造成帶排損失。因此，減小空轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的帶排轉(zhuǎn)矩對于提高濕式離合器的性能至關(guān)重要，本文基于此對其進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。具體內(nèi)容包含以下幾個方面:
　　(1)對流體動力學(xué)控制方程、流場模型邊界條件、對流換熱系數(shù)計算方法等進(jìn)行了研究。在Solidworks中建立了四種溝槽形式的摩擦片三維模型，簡化后通過布爾運(yùn)算得到油層模型，將其導(dǎo)入到Workbench/Fluent中劃分網(wǎng)格和設(shè)置邊界條件，對其在空轉(zhuǎn)過程的流場進(jìn)行了動態(tài)仿真，并

3、在此基礎(chǔ)上研究了摩擦副相對轉(zhuǎn)速、潤滑油流速、進(jìn)油口油溫和摩擦片溝槽形式對溫度場的影響。同時，對試驗臺架流道也進(jìn)行了動態(tài)仿真。
　　(2)在傳統(tǒng)帶排轉(zhuǎn)矩數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮了潤滑油流量、離心力對帶排轉(zhuǎn)矩的影響，并根據(jù)潤滑油徑向速度隨摩擦副相對轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，引入了油膜等效半徑，建立了新的帶排轉(zhuǎn)矩數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上得到了無溝槽、徑向槽、雙圓弧槽和復(fù)合槽摩擦片的帶排轉(zhuǎn)矩數(shù)學(xué)模型。
　　(3)針對油膜收縮的現(xiàn)象，對濕式離合器內(nèi)

4、的氣液兩相特性進(jìn)行了研究。同時對其在空轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的帶排轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了仿真分析，并在此基礎(chǔ)上又研究了潤滑油流量、潤滑油粘度、摩擦副間隙和摩擦片溝槽形式對帶排轉(zhuǎn)矩的影響，并將上述參數(shù)對帶排轉(zhuǎn)矩的敏感度進(jìn)行了分析，找到了對帶排轉(zhuǎn)矩影響最大的參數(shù)。
　　(4)搭建了“大尺寸多片式摩擦元件帶排試驗系統(tǒng)”，基于LABVIEW編程軟件編寫了控制、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析軟件程序，并對濕式離合器空轉(zhuǎn)過程中的帶排轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了試驗分析。并將試驗結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)