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.     

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.     

液固二相流体润滑状态下的热效应分析

文章以活塞环-缸套摩擦副为研究对象,基于雷诺方程和能量方程,考虑了润滑油的粘温效应,对液固二相流体润滑状态下的流体压力进行计算和分析,探讨了不同工作状态下温度对压力所带来的影响。另外,针对颗粒的存在所引起的润滑油粘度变化,讨论了润滑油中的颗粒对流体压力所带来的影响,从理论上对液固二相流体润滑状态下的活塞环-缸套摩擦副的润滑特性进行分析和研究。     

汽车发动机润滑油使用中的几个误区

发动机工作时运动机件表面会产生剧烈摩擦。发动机润滑油的作用是在运动机件之间形成良好的油膜，将接触面隔开，以湿摩擦代替干摩擦，变固体摩擦为液体摩擦。据资料统计，车辆因润滑不良造成的故障占总故障的41％。因此，要充分发挥润滑油的作用，保证发动机可靠润滑，降低磨损，减少故障，延长车辆使用寿命，必须从发动机润滑油的选择、使用上加以重视。但有些驾驶员和车管人员在润滑油的使用中常存在一些错误认识，造成了不必要的损失。本文介绍在发动机润滑油的使用中常见的几个误区。     

湿式摩擦离合器流道结构对油压分布的影响

湿式多片摩擦离合器空转时,为了避免由于摩擦片与对偶片分离不彻底产生的滑摩现象,减少离合器发热,在离合器润滑油流道设计时应尽可能保证摩擦片间的油压均匀分布。应用ANSYS/FLOTRAN软件,建立6种不同离合器润滑油流道结构的三维有限元分析模型;基于计算流体动力学理论,采用有限元法进行流场分析,得出各种流道结构对摩擦片间润滑油压分布的影响规律。结果表明,右端4个喷油孔贯通的结构好于不贯通结构,喷油孔形状采用锥形或阶梯形时好于柱孔,通过改进油流路径和喷油孔形状均能使摩擦片间润滑油压力分布均匀。     

低黏度润滑油与织构对活塞环-缸套摩擦特性的影响

针对活塞环-缸套系统的摩擦行为建立了模型并进行数值求解,考虑了气穴现象和混合润滑的影响,研究了低黏度润滑油条件下织构对活塞环-缸套系统摩擦特性的影响,对比了在低黏度润滑油SAE0W20和SAE5W20的条件下活塞环表面含半径30μm、深度3μm的球形织构与不含织构的活塞环-缸套系统摩擦特性.结果表明:织构的作用与润滑油黏度密切相关;在润滑油SAE0W20的条件下,球形织构起到了一定的减摩作用;在润滑油SAE5W20的条件下,球形织构增大了系统的摩擦功率损失和摩擦平均有效压力.     

多锥构型摩擦元件带排扭矩影响因素分析

为了降低变速装置的带排扭矩功率损失,以典型三锥摩擦副为研究对象,考虑表面张力和表面构型的影响,建立多锥构型摩擦元件带排转矩分析模型,通过数值方法讨论了变速装置中润滑油黏度、分离间隙、润滑油流量、多锥摩擦元件构型参数等对带排扭矩的影响.研究结果表明随着相对转速的增大,带排扭矩先增大后减小,带排扭矩存在最大值.润滑油的黏温特性、润滑油流量、分离间隙、摩擦元件锥角对带排扭矩的影响较大.设计不等锥角构型可以降低多锥构型的带排扭矩.      

基于弹流润滑的直齿轮动态效率模型及验证

分析基于弹流润滑状态的直齿轮啮合特性及规律,考察摩擦因子、载荷分配及油膜厚度等关键因子的计算公式,建立基于MATLAB/Simulink的机械动态效率数学模型.以1对齿轮沿啮合线从啮入到啮出为1个周期,将啮合区间划分为4部分分别进行平均滑动摩擦和滚动摩擦功耗的积分计算,同时为表征实际情况中润滑油粘度变化带来的影响引入润滑油粘度变化修正因子.仿真结果与试验数据及已有数学模型的对比分析验证了所建动态效率模型的准确性.     

多锥构型湿式摩擦元件带排扭矩CFD模型研究

多锥构型湿式摩擦元件是机械式变速装置中的一个新的尝试,其非工作状态下的带排扭矩对变速装置的效率有重要的影响.为了评价多锥构型湿式摩擦元件在全油膜状态下的带排扭矩,建立了两种不同结构的湿式摩擦元件带排扭矩CFD分析模型,获得了润滑油流量、油膜厚度、相对转速等条件对多锥摩擦元件间带排扭矩的影响规律.结果表明:相同工况条件下,多锥构型摩擦元件的带排扭矩要大于平面摩擦副;随着流量和相对转速的增加,带排扭矩线性增加;随着间隙的增加,带排扭矩逐渐减小.通过仿真模型和传统模型的对比,验证了模型的可用性.     

超高碱值纳米磺酸镁添加剂对船用 润滑油摩擦学性能的影响

研究了超高碱值纳米磺酸镁添加剂对船用润滑油摩擦学性能的影响。利用傅里叶红外光谱仪表征了样品的分子结构,利用马尔文激光粒度分析仪测量了样品的粒径分布,并采用SRV多功能试验机和四球摩擦机研究了超高碱值纳米磺酸镁添加剂对船用润滑油摩擦学性能的影响。结果表明,在50N、200N、500N和800 N的载荷下,船用润滑油超高碱值纳米磺酸镁能够有效降低摩擦副间的摩擦因素,并能显著提高润滑油的最大无卡咬负荷值;当添加剂的质量分数为8%时,润滑油的减磨性能最为突出。     

润滑油对R410A在小管径水平光管内流动冷凝摩擦压降的影响

实验研究了润滑油对R410A在外径3、5 mm光管内流动冷凝摩擦压降的影响.研究表明,润滑油的存在减小了R410A在光管内的冷凝摩擦压降,R410A油-混合物的摩擦压降比纯R410A的摩擦压降最大下降了19%;润滑油降低冷凝摩擦压降的影响随着平均油浓度的增大而增大,而随着质流密度和干度的增大而减小.基于混合物性建立了适用于R410A-油混合物在小管径光管内流动冷凝的摩擦压降关联式,该关联式的预测值与实验值误差为-20%~+30%.     

纳米粒子改善润滑油摩擦磨损性能机理的评述

纳米粒子作为润滑油添加剂的研究还处于起步阶段，虽然关于纳米粒子改善润滑油摩擦磨损性能的作用机理方面的报道目前有很多，但存在很大的争议并且还出现相矛盾的结论．本文基于根据纳米粒子具有室温超塑延展性的实验结论，以及纳米粒子作为润滑油添加剂的最新研究成果，提出了纳米粒子改善润滑油摩擦磨损性能的扩散蠕变机理．     

凸轮-挺柱热弹流润滑的挤压效应分析

在凸轮-挺柱热弹流润滑仿真平台上研究了挤压效应对润滑油膜厚度、接触应力、润滑油温度和摩擦因数的影响.通过对比瞬态热弹流（TTEHL）仿真结果和准稳态热弹流（QTEHL）仿真结果发现,挤压效应使得膜厚、接触应力、温度和摩擦因数在相位上滞后于准稳态仿真结果,在凸轮-挺柱的一个工作周期内,挤压效应仅仅在几个工况突变点对上述参数的大小有明显影响,尤其是在卷吸速度为0的两个位置,挤压效应对接触应力、油膜温度和摩擦因数影响最为显著.      

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.     

基于声发射技术的内燃机润滑油黏度状态的非介入式检测

润滑油的黏度变化是影响缸套-活塞环间摩擦润滑状态的主要因素之一。为了实现润滑油黏度的非介入式检测,通过声发射技术对缸套-活塞环间摩擦润滑状态进行了检测分析,采用小波变换、阈值降噪等方法实现信号的处理,得到了润滑油黏度与摩擦所产生声发射信号的近似关系。结果表明:随着转速的升高,声发射信号的电压幅值明显增加,缸内摩擦明显增大;随着润滑油温度的上升,黏度减小,声发射电压信号幅值逐渐减小,缸内摩擦相应地减小,且具有较好的线性相关性,为润滑油的状态检测与及时更换提供了技术手段,同时证明了声发射技术作为一种缸套-活塞环摩擦研究手段的有效性。     

基于声发射技术的内燃机润滑油粘度状态非介入式检测研究

润滑油的粘度变化是影响缸套-活塞环间摩擦润滑状态的主要因素之一。为了实现润滑油粘度的非介入式检测,本文通过声发射技术对缸套-活塞环间摩擦润滑状态进行了检测分析,采用小波变换、阈值降噪等方法实现信号的处理,得到了润滑油粘度与摩擦所产生声发射信号的近似关系。结果表明：随着转速的升高,声发射信号的电压幅值明显增加,缸内摩擦明显增大;随着润滑油温度的上升,粘度减小,声发射电压信号幅值逐渐减小,缸内摩擦相应地减小,且具有较好的线性相关性,为润滑油的状态检测与及时更换提供了技术手段,同时证明了声发射技术作为一种缸套-活塞环摩擦研究手段的有效性。     

润滑油添加剂研究进展

由于摩擦而造成的能源损耗占整个能源损耗的30%以上。机械设备运转时，相互面接触带来的摩擦和磨损是设备丧失工作性能的主要原因。为延长机械设备的使用寿命和减少能源消耗，在润滑油中添加提升润滑油性能的添加剂是当务之急。文章通过介绍现今常用添加剂的种类、作用机理、润滑油添加剂研究的热点，提出润滑油的添加剂技术需从新设备的发展趋势、环境保护及基础油的发展趋势三方面综合考虑进行研发。     

考虑润滑油剪切稀化效应的活塞裙部混合润滑性能

考虑润滑油剪切稀化效应的影响,建立了活塞裙部-缸套系统的混合润滑模型,以分析单级和多级润滑油对活塞动力学及活塞裙部润滑性能的影响,并通过实验验证了所建模型的正确性和润滑油的剪切稀化作用.结果表明:多级润滑油具有显著的剪切稀化作用;使用多级润滑油或低黏度的单极润滑油,都可以减小活塞裙部的摩擦损失,但会增大微凸峰接触力以及产生磨损的风险,尤其是在膨胀做功冲程阶段;剪切稀化效应对活塞2阶运动的影响不明显;活塞裙部摩擦损失的预测值与实测值具有较好的一致性.     

表面修饰纳米粒子的摩擦学性能比较

利用表面修饰法合成了表面为DDP所修饰的FeS和CdS纳米粒子，并用四球摩擦磨损试验机考察了它们分别作为润滑油添加剂的摩擦学行为．结果表明，无机纳米核的不同对DDP修饰纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能影响甚微，所合成的DDP修饰无机纳米粒子作为润滑油添加剂都能够明显提高基础油的抗磨性能，但是却不能有效改善其减摩能力．     

不同润滑介质下铜箔摩擦磨损性能研究

使用立式万能摩擦磨损试验机研究铜箔在无润滑、水润滑、基础油和CFO润滑油条件下的摩擦磨损行为以及接触压力和铜箔厚度对摩擦副摩擦磨损特性的影响。结果表明,在无润滑、水润滑、基础油和CFO润滑油介质下,接触压力为0.15MPa、转速为100r/min时,铜箔平均摩擦系数分别为0.572、0.457、0.274、0.205,基础油和CFO润滑油具有显著的润滑效果;摩擦系数随接触压力的增大而减小,磨损率随接触压力的增大而增大,磨损率在接触压力为0.3MPa附近存在明显的上升折点。