大尺寸多片式濕式離合器帶排轉(zhuǎn)矩?fù)p失仿真及試驗(yàn)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(diǎn)，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(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，在重型履帶車(chē)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(chē)輛一般不超過(guò)150mm的離合器摩擦片外徑，具有重大研究意義。同時(shí)研究表明，當(dāng)濕式離合器處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，摩擦副間的油液因?yàn)榧羟袘?yīng)力產(chǎn)生帶排轉(zhuǎn)矩，一方面會(huì)產(chǎn)生熱量，引起摩擦片的翹曲變形;另一

2、方面會(huì)造成帶排損失。因此，減小空轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的帶排轉(zhuǎn)矩對(duì)于提高濕式離合器的性能至關(guān)重要，本文基于此對(duì)其進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。具體內(nèi)容包含以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)流體動(dòng)力學(xué)控制方程、流場(chǎng)模型邊界條件、對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)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(jiǎn)化后通過(guò)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(duì)其在空轉(zhuǎn)過(guò)程的流場(chǎng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真，并

3、在此基礎(chǔ)上研究了摩擦副相對(duì)轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油流速、進(jìn)油口油溫和摩擦片溝槽形式對(duì)溫度場(chǎng)的影響。同時(shí)，對(duì)試驗(yàn)臺(tái)架流道也進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真。
　　(2)在傳統(tǒng)帶排轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，考慮了潤(rùn)滑油流量、離心力對(duì)帶排轉(zhuǎn)矩的影響，并根據(jù)潤(rùn)滑油徑向速度隨摩擦副相對(duì)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?cái)?shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上得到了無(wú)溝槽、徑向槽、雙圓弧槽和復(fù)合槽摩擦片的帶排轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型。
　　(3)針對(duì)油膜收縮的現(xiàn)象，對(duì)濕式離合器內(nèi)

4、的氣液兩相特性進(jìn)行了研究。同時(shí)對(duì)其在空轉(zhuǎn)過(guò)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(rùn)滑油流量、潤(rùn)滑油粘度、摩擦副間隙和摩擦片溝槽形式對(duì)帶排轉(zhuǎn)矩的影響，并將上述參數(shù)對(duì)帶排轉(zhuǎn)矩的敏感度進(jìn)行了分析，找到了對(duì)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(yàn)系統(tǒng)”，基于LABVIEW編程軟件編寫(xiě)了控制、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析軟件程序，并對(duì)濕式離合器空轉(zhuǎn)過(guò)程中的帶排轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了試驗(yàn)分析。并將試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)