多片湿式离合器配对摩擦副径向温度分布

针对多片湿式离合器在机械传动过程中产生的热失效问题,研究了工作过程中摩擦副元件的非均匀接触及温度分布。基于多片湿式离合器的工作原理,建立了包括摩擦副间界面比压、冷却润滑、摩擦因数、热变形以及非均匀接触在内的离合器接触特性分析计算模型,并通过动态转矩测量、摩擦副元件测温、静态比压台架试验等验证理论模型完成对接触应力和径向温度分布研究的适用性,同时给出基于径向温度梯度的实时离合器摩擦副热失效判定方法。理论及试验结果表明,在花键力的作用下,多片湿式离合器摩擦界面名义接触比压随远离活塞端逐渐衰减;润滑流量对离合器散热效果显著,随着流量增加,冷却效果收益逐渐减小;即使对于良好磨合的摩擦副元件,其静态比压不均匀分布仍非常明显,摩擦副元件静态非均匀接触使得接触表面压力分布极不规则,存在局部高压区。局部高压区承压超过平均接触比压的4~6倍;摩擦副元件径向温度梯度热变形具有密切的相关性,对于2 mm厚度的钢片,当内外径温差超过100~120℃时,对偶钢片翘曲变形较为明显,易引起离合器工作失效。     

滚动轴承油气润滑性能的试验研究

为了研究不同工况下油气润滑所需的最佳供油量,研制了一台能够对油气润滑滚动轴承温度场进行测量的试验台。通过对比试验研究发现:与传统的连续供油润滑方式相比,油气润滑具有较低的温升;试验研究了油气润滑过程中供油量对润滑效果的影响,发现不同的工况条件对应不同的最佳供油量,以该供油量进行润滑可使滚动轴承的温升最低;通过理论分析,提出了用于描述滚动轴承工况的参数s,并通过大量的试验研究,得到了工况参数s与最佳供油量之间的四次多项式插值曲线,建立了能够对油气润滑最佳供油量进行预测的数学模型,为工程实际应用中最佳供油量的确定提供了重要的理论依据。     

湿式多片离合器散热性能研究

给出湿式多片离合器的摩擦热和对流换热系数的计算方法,用有限元法求解了离合器接合时摩擦片的温度场,并对离合器的冷却强度进行了仿真计算,计算结果表明:冷却液的温度与流量对离合器散热性能影响极大,是导致摩擦片失效和传动液变质的主要因素.     

多片湿式离合器接合过程转矩特性研究

针对液力机械传动装置湿式多片离合器的结构特点,研究了离合器单摩擦副转矩的传递特性,提出了等效摩擦系数概念,用以描述摩擦副接合过程经历的不同润滑阶段.应用Abaqus有限元软件分析了湿式离合器多摩擦副不同接触面接触压力的分布规律,在此基础上建立了多片湿式离合器接合过程转矩计算模型.通过对比分析,所建立的转矩模型和功率损失模型均大于传统模型的计算结果,更接近实际工作情况.仿真结果表明:增加润滑油黏度或减小表面联合粗糙度,可使接合转矩上升平稳;减小摩擦副弹性模量,会使粗糙接触转矩响应减慢,增加接合时间.     

湿式摩擦离合器带排扭矩预测及影响因素分析

以船用湿式多片摩擦离合器油路为研究对象,利用动网格技术对离合器分片过程的流场进行动态仿真,得出摩擦片间隙处油层厚度的分布情况;基于流体动力润滑理论和牛顿内摩擦定律,建立含径向和周向油槽的湿式多片摩擦离合器带排扭矩数学模型,计算得出离合器带排扭矩解析解;建立摩擦离合器片间润滑油层参数化离散模型,采用有限元法计算得出离合器带排扭矩数值解,而后研究了油槽形式、主动轴转速和润滑油温度对离合器带排扭矩的影响规律.结果表明,两种带排扭矩预测方法的计算结果吻合良好;油槽形式对带排扭矩的影响较大;离合器带排扭矩随主动轴转速的增大而增大,随润滑油温度的增大而减小.     

湿式离合器冷却油路温度场特性仿真分析

为改善滑摩工况下湿式离合器油路冷却效果,考虑气液两相混合效应的影响,对离合器接合过程中油路的散热特性进行数值模拟.基于κ-ε两层湍流模型和欧拉方法中VOF(volume of fluent model)模型,采用STAR-CCM+软件建立含径向槽的离合器内油路模型,进行稳态计算,研究了入口流量及相对转速对摩擦副流域温度场的影响规律.改变出油孔的布置形式,研究其对摩擦副片间流体油液占比的影响.结果表明:入口流量的增加主要改善滑摩面的热传递情况;转速差的提高不利于摩擦片壁面热传递;出油孔采用中间分布的形式更利于摩擦片外径处的油液占比.另外,通过正交法建立多因素正交仿真方案计算得到各因素影响程度的主次关系,以及给定条件下各个因素的最佳水平搭配.     

涡旋式压缩机润滑系统的特性分析

为了探究涡旋式压缩机润滑系统的供油特性及随转速的变化规律,通过对涡旋式压缩机润滑系统的全面分析,建立了第二循环油路油量分配模型和润滑油流量与转速的关联数学模型,获得了润滑油流量随转速的变化规律.应用计算流体动力学软件进行数值计算和流场分析,将理论计算结果与模拟结果进行比较,两者吻合较好.主轴供油量、主副轴承供油量均随转速的增大而增加,主轴与壳体间缝隙的泄漏量与转速大小无关.     

考虑接触面局部散热的湿式离合器摩擦片滑摩温升特性

湿式离合器摩擦元件摩擦温升状态与车辆性能息息相关.首先考虑沟槽冷却、接触面局部散热和摩擦因数实时变化,引入了副间等效对流换热系数和等效增益系数,优化了温度场数值模型.通过有限差分法进行求解,并试验验证了有效性,比原模型具有更高的准确性.在滑摩稳定期,应用滑摩温度场优化模型分析了转速、油压对温度场的影响规律.用试验方法研究了润滑流量对滑摩温升特性的影响规律,并测得了变形失效过程的温升特性变化.      

基于VOF方法的湿式离合器润滑油路CFD数值模拟

为进一步提高湿式离合器的润滑与冷却效率，通过改变通油孔的布置方式，在原有离合器油路结构的基础上设计了其他3种油路结构，采用VOF方法对油路气液两相动态特性进行CFD数值模拟，研究不同油路结构对润滑油流速分配、摩擦间隙充油效率以及排油效率的影响，并筛选出最优结构.原有润滑油路内存在涡流，导致润滑油流速分配不均匀，摩擦间隙充油效果相对较差.通过布置通油孔避免了涡流的产生，使润滑油流速分配均匀，但存在润滑油对流现象，导致部分摩擦间隙达不到较好的充油效果，其中V字形油路结构在润滑油流速分配、摩擦间隙充油效果以及润滑油循环方面优于其他结构，有助于提高离合器润滑与冷却效率，减少离合器发热，提高离合器的使用寿命.     

GPS车辆监控系统存在问题的探讨及解决方案

液体粘性调速离合器是利用多个摩擦圆盘间的油膜剪切力来传递动力，并通过改变油膜厚度实行无级调速。由于近来工程中广泛采用聚α-稀烃型、聚酯型等合成油作润滑剂，液体粘性调速离合器在调速范围内，其摩擦副往往工作在流体润滑、混合润滑、边界润滑直到直接接触的工况。基于这些特点，笔者采用了幂律型非牛顿流体模型、Patir-Cheng的平均流量模型、GT两粗糙平面接触模型、计入油膜的惯性影响、平均能量方程、热传导方程，建立了热效应研究模型，推导了相应的计算方程式，并在流体润滑、流体混合润滑状态下，进行了数值计算与分析