湿式换档离合器热特性仿真

针对综合传动装置中的湿武换档离合器,模拟了换档过程中对偶钢片和摩擦片的温度场和应力场瞬态变化特性.考虑了边界条件、摩擦接触、热机耦合和盘面油槽等因素,应用ABAQUS6.7建立了湿式换档离合器摩擦副的三维有限元模型.揭示了换档过程中摩擦副温度场及应力场分布规律.温度和应力在环状接触面中部数值较大,两侧处较小.对偶钢片上...     

含沟槽湿式离合器接合特性数值与试验研究

为了研究工况参数对湿式离合器接合特性的影响规律,基于Navier-Stokes方程、KE粗糙接触理论和传热理论,针对含沟槽湿式离合器建立接合特性综合数值模型. 利用自主研制的离合器试验装置,针对接合压力、润滑油（ATF）温度、相对转速、渗透性和沟槽等影响因素进行正交试验. 结果表明,接合压力不仅影响接合时间且对扭矩有影响,压盘接触瞬间的扭矩抖动取决于接合压力稳定性,接合完成瞬间的扭矩抖动是由动静摩擦系数差异造成的;润滑油温升高,黏度降低使粗糙峰接触延迟造成接合时间增长,接合扭矩减小;转速越高,接合时间越长;渗透性越高,油膜厚度下降越快,接合响应速度越快;沟槽宽度越大,接合扭矩的幅值越小,接合时间越长. 初始油膜厚度越大,接合初始阶段的油膜剪切扭矩越小.     

湿式离合器接合压力对接合特性的影响研究

通过分析湿式离合器的接合过程,应用一维平均雷诺方程和粗糙表面弹性接触模型建立湿式离合器接合过程数学模型。利用龙格-库塔数值方法对接合过程数学模型进行求解,研究湿式离合器接合压力对接合过程中黏性转矩、粗糙摩擦转矩及传递转矩的变化规律。仿真结果表明:接合压力上升越慢,其产生的黏性转矩、粗糙摩擦转矩及传递转矩响应越慢;接合压力上升特性对黏性转矩和粗糙摩擦转矩的峰值影响较小,对黏性转矩总体变化趋势影响也较小,但对粗糙摩擦转矩和传递转矩总体变化趋势影响较大。     

汽车起步过程的离合器控制

私家车已经成为很多家庭中必备的出行工具,那么对于汽车中各个组成部分的研究也在增加,为了确保汽车可以更好的服务为每一个使用者,文中就先从离合器进行分析。     

湿式离合器接合过程中的热弹性稳定性

针对湿式离合器接合过程中的局部高温区及影响因素,利用热弹性不稳定性理论(TEI)进行了理论建模与分析。模型中考虑了材料表面粗糙度和混合润滑对摩擦副温度和压力的影响,分析了混合润滑状态下润滑区域与接触区域的比例以及油膜剪切热量与摩擦热量的比例。为了准确测量材料表面粗糙度,设计台架试验,利用表面形貌仪测试了对偶片表面形貌,分析了粗糙度在离合器不同使用阶段的变化规律。结果表明,当离合器接合转速超过临界值时,温度场分布出现明显的波动,高、低温区间隔分布。同时,指出了离合器摩擦材料参数(导热性、弹性)与结构参数(对偶片厚度)对稳定性的影响。     

基于HMCVT的湿式离合器动态接合特性研究

本文研究了设计参数对液压机械式无级变速器离合器接合过程的影响.首先,使用SimulationX软件开发了动力传动系的模型,并使用离合器换档实验验证了模型的正确性.然后,将摩擦系数函数与测试数据进行拟合,得出适用于本文的摩擦系数模型.最后,基于摩擦力矩和摩擦力的评价指标,对两组设计参数(油压和摩擦系数)进行了仿真,并从理...     

花键摩擦对湿式多片离合器分离过程影响

为研究在不同花键摩擦因数下湿式多片离合器分离过程中的摩擦转矩和间隙变化,建立湿式多片离合器分离过程动力学数值模型,并提出不均匀系数以表征分离间隙均匀度。研究结果表明：分离过程中各摩擦副间隙首先缓慢增大,再迅速增大,剧烈波动之后趋于稳定;间隙稳定之后分离过程结束,而花键摩擦因数对分离过程持续时间几乎没有影响;不考虑花键摩擦时,各摩擦副均匀分离;考虑花键摩擦后,各摩擦副间隙从第一副至第六副依次减小,花键摩擦因数的增加显著恶化了分离间隙均匀度;分离过程的粗糙接触转矩初始值及其衰减速率随花键摩擦因数的增大而减小,分离过程末期的黏性转矩随花键摩擦因数的增大而增大。因此降低花键摩擦因数,有助于湿式多片离合器的均匀分离和降低带排转矩。     

离合器接合过程中抖动及其影响因素的分析

为研究离合器在结合过程中的抖动及其影响因素,建立了4自由度传动系统动力学模型.在此基础上分析了离合器自激振动产生的机理,以及摩擦系数变化情况下的离合器接合过程的稳定性.通过对某型车辆换档中离合器接合过程的数值仿真,讨论了各种因素对离合器接合抖动的影响.结果表明,摩擦系数负的变化率和正压力波动会引起和加剧离合器的抖动,通过提高静摩擦系数以及适当提高阻尼系数和传动轴刚度等可以有效降低接合抖动的程度,这为离合器的改进设计和优化控制提供了有益参考.     

基于热力耦合的反挤压三维数值模拟

采用三维刚塑性有限元法,对钟形罩反挤压成形过程进行了热力耦合数值模拟,给出了金属塑性流动模式和应变及温度分布,并分析了成形物理场分布与变形外部条件之间的关系.成形实验显示模拟计算与实验结果相当一致.     

基于改进遗传算法的湿式离合器压力自适应控制

以提升拖拉机动力换挡变速箱（PST）湿式离合器压力控制准确性为目标,提出了一种基于改进遗传算法的湿式离合器压力无模型自适应控制方法。首先,分析并建立了湿式离合器液压系统数学模型,基于偏格式动态线性化的无模型自适应控制（PFDL-MFAC）算法构建了离合器压力控制器。然后,引入变比例精英保留策略、K-均值聚类算法和灾变策略改进遗传算法,提出了基于灵敏度分析和改进遗传算法的PFDL-MFAC控制器参数整定方法。最后,开展了基于拖拉机自动变速箱控制单元（TCU）硬件在环试验平台的离合器压力控制试验。结果表明：改进遗传算法的收敛速度和优化精度更好;与PID控制相比,PFDL-MFAC的离合器压力响应速度更快、鲁棒性更好,满足拖拉机湿式离合器压力控制要求;同时,基于本文算法的变速箱换挡品质更优,研究成果可为动力换挡拖拉机换挡品质的提升提供基础。     

换挡工况下湿式换挡离合器变胞机理

针对目前难以全面描述湿式换挡离合器变结构、非定常和非数值的变拓扑工作过程的问题,基于湿式换挡离合器工作特性的分析,定义摩擦对偶片各构态的约束函数,建立摩擦对偶片变胞器,提出湿式换挡离合器变胞的图形描述方法. 采用矩阵分析法,以约束函数为元素,推导离合器各构态的邻接矩阵,解析相邻构态转换时对应的变胞函数和变胞方程,构建湿式换挡离合器工作的变胞拓扑模型,揭示换挡离合器工作状态转换的变胞机理. 基于变胞机理分析,提出更直观和简便的离合器动力学建模方法,通过对比分析离合器转速变化规律的试验和仿真结果,表明该方法的准确性和可行性.     

湿式多片离合器摩擦转矩衰减特性分析

为研究湿式多片离合器滑摩过程中摩擦转矩衰减现象,在SAE#2试验台制动工况下进行了不同摩擦副数离合器的摩擦转矩试验.针对于湿式多片离合器的摩擦转矩衰减现象,提出湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数,以表征多摩擦副离合器实测摩擦转矩相对于计算摩擦转矩的减小程度.根据两副和六副摩擦转矩试验拟合得到受相对转速和平均面压影响的两副-六副摩擦转矩衰减系数,并分析相对转速和平均面压对摩擦转矩衰减值和摩擦转矩衰减系数的影响.研究表明:摩擦转矩衰减系数受摩擦转矩衰减值和计算摩擦转矩的共同影响,在润滑流量充足的条件下,摩擦转矩衰减值随着相对转速的增大逐渐减小,随着平均面压的增大而增大;而摩擦因数随相对转速和平均面压的变化规律较为复杂,但总体上湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数呈现随相对转速的增大逐渐减小,随平均面压的增大先增大后减小的趋势.     

非平稳随机循环工况离合器接合优化及跟踪控制

为更好地解决系统参数摄动和外负荷扰动等不确定性因素下离合器接合轨迹可变性及其跟踪偏差带来的接合过程问题,提出了离合器接合轨迹的优化及跟踪控制方法. 以装载机V型工况重载后退换挡中离合器接合过程为研究对象,建立冲击度和滑磨功相结合的二次型性能指标泛函,在干扰矩阵有参数化表达的非平稳随机项下,通过构造Hamiltonian函数并依据Pontryagin极大值原理和解析Riccati微分方程,得到时变最优控制律和权重系数调整下的可变扭矩最优轨迹;为提高非线性特性执行机构参数摄动下最优轨迹的跟踪精度,将接合过程品质优化问题转化为轨迹跟踪的单一目标问题,采用指数趋近律滑模控制方法设计的控制器实现了跟踪误差在0.3%以内的精准跟踪,用Lyapunov理论对其进行了稳定性分析. 数值仿真结果表明,该控制方法降低了离合器接合冲击度及滑磨功,有助于提高离合器接合过程品质,对解决同类问题具有理论性工程参考价值.     

矿用油膜离合器的特性分析

对一种新型油膜离合器的试验特性进行了分析，并对原结构进行了一定调整。重新试验结果表明，样机性能基本达到了设计要求。     

考虑界面接触状态的湿式离合器扭矩特性

为提升重型车辆传动系统中湿式离合器可靠性及使用寿命,建立了考虑界面接触状态的湿式离合器扭矩模型,通过模型研究了不同参数对离合器扭矩特性的影响规律。首先,对湿式离合器进行仿真模拟,增加界面接触状态参数,搭建湿式离合器充油模型与结合模型。其次,基于SAE#2试验台开展湿式离合器扭矩试验,将仿真获得的结果与离合器试验数据进行对比,验证了仿真模型的有效性。最后,结合模型研究了油压、油温和碟形量对湿式离合器扭矩特性的影响规律。结果表明:考虑了界面接触状态的模型相较于传统模型具有更高的准确性,提高了22.30%;随着控制油压的减小,离合器的总扭矩降低,当压力从1.5 MPa减小到1.0 MPa时,扭矩峰值降低了22.38%,同时制动时间延长了46.05%;润滑油温度对离合器的黏性转矩和摩擦扭矩都具有一定程度的影响,温度越高,黏性转矩越小,摩擦扭矩越大,整体制动时间稍有减小;摩擦片碟形量对离合器扭矩的影响主要体现在扭矩产生时间,碟形量的增加会导致离合器制动时间增加。     

加速寿命过程的湿式摩擦副滑摩温升特性

为更深层次地探究湿式摩擦副滑摩温度场变化规律和失效机理,引入平均温升速率、最大径向温差、径向温度不均匀系数和径向温度偏移系数4个评价指标,建立湿式摩擦副滑摩温升特性评价体系.基于摩擦元件的实际工况,设计加速寿命试验,根据摩擦因数变化规律和最大径向温差划分了滑摩特性的不同阶段.建立温升特性评价体系,研究磨合期、稳定期和失稳期的滑摩温升特性变化规律,分析滑摩稳定期转速差、净面压和单位面积润滑流量对温升特性的影响规律,探究滑摩失稳期湿式摩擦副失效预警信息.研究结果表明:建立的湿式摩擦副滑摩温升特性评价体系可以有效评判滑摩温升特性的优良与否和变化情况;摩擦因数和最大径向温差可以作为摩擦片磨合状态判别依据;相比其他因素,净面压对稳定期滑摩温升特性的影响最为显著;失稳期的径向总体温升速率有一定升高,径向温度差异性变大,径向散热差异性显著升高.     

湿蒸汽流场下介入式探针振动数值模拟

介入式探针在汽轮机末级与湿蒸汽流场相互影响,采用双向流固耦合技术对该三元流动问题进行数值分析,研究探针在湿蒸汽流场下的受力情况和振动特性. 利用Workbench平台搭建流固耦合模型,采用基于湍流剪应力输运的k-ω模型以提高计算精度. 计算结果表明：探针在X、Y、Z方向的振动周期略有波动,最大振幅分别为0.28 mm、4.75和5.50 μm. 由于光学探针结构特殊,探针前端测量区域受到压差作用力很小,前端的形变量增长率有所降低. 在振动过程中,探针背流方向约2/3探针长度处应力值最大,该值远低于探针材料的许用应力,且在计算工况下不会引发共振效应.