基于改进平均流量模型的离合器接合特性仿真

针对液力机械变速器湿式多片离合器的结构特点,研究了离合器摩擦副表面粗糙接触、摩擦材料的可渗透性和润滑油液的离心力,改进了平均流量模型,建立了修正的雷诺方程用于计算接合过程中油膜压力和油膜厚度的变化规律。采用Greenwood-Tripp接触模型,建立了单摩擦副承载力方程和转矩方程。通过研究摩擦片和对偶钢片相对滑动产生的摩擦热以及润滑油对摩擦副的冷却作用,获得了被动摩擦片的角速度、油膜厚度以及摩擦转矩等离合器接合过程工作特性的变化规律。最后,仿真分析了摩擦副的工作参数和材料特性对接合转矩的影响规律。     

双圆弧槽摩擦片摩擦系数影响因素分析及实验测试

湿式换挡离合器摩擦片摩擦系数受压力、转速和润滑流量等多种工况参数影响,研究摩擦系数随工况参数的变化规律对于离合器设计具有重要意义。以铜基粉末冶金双圆弧摩擦片为研究对象,对摩擦系数的影响因素进行了分析,利用Simulink搭建了油膜厚度仿真模型,计算了摩擦副实际接触面积的大小,并讨论了实际接触面积对摩擦系数的影响;通过实验采集转矩值,计算得到了平均摩擦系数;选择研究较少的双圆弧摩擦片进行分析和实验研究。结果表明:控制油压在(0.3~0.7)MPa范围内,稳定磨损期的动摩擦系数随压力增加而减小,控制油压低于0.4MPa时摩擦系数随转速差和润滑流量单调递增,反之单调递减;台架试验测试的静摩擦系数与厂家给定值略有差别,论文研究结果对湿式离合器工程设计具有一定参考意义。     

摩擦材料特性对离合器热弹性不稳定性的影响

针对车辆换挡离合器,应用热弹性不稳定性(Thermoelastic instability,TEI)理论研究其接合过程中的温度场非均匀分布问题。建立离合器接合过程的二维理论模型,采用扰动法求解系统发生TEI的临界条件。通过试验验证TEI理论对离合器温度场分布研究的适用性和临界速度的存在性。研究表明当离合器接合速度超过临界速度时,系统由于摩擦热、热应力和弹性应力等因素耦合作用而失稳,摩擦副表面温度场出现强烈的非均匀性。热点数小于5时,铜基材料临界速度小于纸基材料;热点数大于5时,铜基材料临界速度大于纸基材料。减小摩擦材料弹性模量、增大热导率以及减小对偶材料热膨胀系数,可以提高系统稳定性。     

油液温度对湿式离合器充油特性的影响研究

湿式离合器是履带式车辆中的重要部件,对控制车辆输出动力的大小起着至关重要的作用。由于车辆的使用功率较大,工作环境复杂,换挡频繁,液压油的温度随着离合器结合次数的增加会发生变化,从而造成液压油液黏度的变化,导致湿式离合器充油特性的变化。     

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。