湿式摩擦离合器油路流场及摩擦片瞬态温度场分析

发布时间：2020-12-24 23:17

　　过热是湿式多片摩擦离合器最常见的故障之一,在工程实践中受到广泛的关注。研究发现,离合器过热故障不仅在接排过程中会发生,在空转状态下也会发生,主要是由于摩擦片与对偶片分离不彻底产生滑摩会导致润滑油油温过高而影响正常工作。因此,研究离合器空转状态和接排过程的发热因素对解决离合器过热失效问题具有重要的工程意义。本文研究来源于重庆市科技攻关计划项目。针对船用齿轮箱中的湿式多片摩擦离合器,运用数值仿真方法研究空转状态油路结构的流场和接排过程摩擦片的瞬态温度场,进而为设计低发热、高寿命、高可靠的离合器打下基础。本文的主要研究工作如下:①综合考虑离合器的结构和使用工况,以油路中摩擦片间隙、喷油孔直径、润滑油入口流速、润滑油温度等为可变参数,建立了湿式多片摩擦离合器油路流场的参数化有限元分析模型。②利用ANSYS/FLOTRAN软件对离合器油路进行流场分析,研究湿式多片摩擦离合器的油路结构对摩擦片间润滑油压力分布的影响,基于仿真结果提出油路结构改进方案,并进行对比分析。③针对离合器的不同使用工况,进行油路的流场分析,得出不同工况下润滑油的油压云图和流速矢量图;进而研究入口流量和润滑油温度对摩擦片间润滑... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

湿式多片摩擦离合器的装配图

(a) 摩擦片 (b) 对偶片图 1.2 烧损的摩擦片和对偶片Fig.1.2 Burned-out friction plate and mating plate1.1.2 研究意义随着离合器向大扭矩、高转速发展，在摩擦片数增加的同时其比压也提高到4.5~5.5MPa，摩擦片平均相对线速度提高到 60~70m/s，摩擦片间润滑状态恶化，当离合器在高速、重载或频繁接排时将产生很大的摩擦热，发热现象十分明显。研究发现，离合器发热故障不仅在接排过程中会发生，而且在空转时，若摩擦片分离不彻底产生滑摩，容易导致润滑油温度过高、摩擦片翘曲变形而影响离合器的正常工作，甚至导致离合器失效。因此离合器设计不仅要考虑与接排过程相关的技术参数，而且更应关注与空转状态发热有关的离合器油路结构及尺寸、摩擦片油槽形式、润滑油流量和压力等相关参数，以达到离合器在接排过程和空转状态两种情况下均不发生过热的目的。本文研究来源于重庆市科技攻关计划项目。主要针对离合器两个主要发热原

Fig.3.1 The structure of wet multi-disk friction clutch3.2.2 润滑油油路有限元模型将图3.1中离合器润滑油油路简化后得到结构一，图3.2为油路简化后90°方向上的截面图。实际使用证明，该结构的分片效果不理想，高速情况下容易产生过热现象。为解决这一问题，提出一种与图3.2相近的改进结构二，这种结构是在结构一的基础上将编号为7、8、9、10的4个喷油孔与摩擦片座内腔贯穿，如图3.3所示。在简化润滑油路时，假设摩擦片和对偶片之间的20个间隙相等，均为0.4mm。20个环状间隙和10个喷油孔编号如图3.2所示。图3.2 润滑油路结构一Fig.3.2 The first structure of oil way12345 61 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 201


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