起步工况湿式离合器滑摩与热负荷特性研究
发布时间：2022-08-13 17:07
湿式离合器因其接合力矩大、工作可靠、磨损稳定等在汽车自动变速器中应用广泛。汽车起步工况,湿式离合器摩擦片和对偶钢片短时间内迅速接合,接触表面生成大量摩擦热使温度上升,温度过大将造成摩擦副热失效,影响行驶安全性。为了深入研究起步工况湿式离合器的滑摩和热负荷特性,本文结合校企合作项目,对起步工况湿式离合器的摩擦特性、冷却液温度和摩擦副瞬态温度场进行仿真研究,具体研究内容如下:首先,通过分析湿式多片离合器的摩擦转矩产生机理,分别对接合过程传递转矩和分离状态的带排转矩建模与仿真。其次,通过搭建起步工况动力传递模型与摩擦转矩计算相结合,推导了湿式离合器滑摩功与冷却液温度数学模型,并探究了不同起步载荷、坡道角度和冷却液流量对滑摩功及冷却液温度的影响。然后,针对不同起步工况湿式多片离合器瞬态温升问题进行热负荷特性研究,建立了摩擦副二维热传导模型,根据有限差分法在Matlab中编写瞬态热计算程序,仿真了坡道起步、竞速起步和连续多次起步工况湿式多片离合器的瞬态温度场及不同起步工况、不同摩擦材料对温度场的影响。研究发现:同一接触面温度差异与径向位置有关,不同接触面摩擦副温度受约束影响明显;不同起步工况对湿...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 湿式多片离合器概述
1.2.1 离合器的发展简介
1.2.2 湿式多片离合器的特点
1.2.3 湿式离合器存在的主要问题
1.3 国内外研究现状
1.3.1 滑摩特性研究现状
1.3.2 热负荷特性研究现状
1.4 论文主要研究内容
第二章 湿式离合器摩擦转矩特性分析
2.1 湿式离合器接合过程摩擦转矩机理分析
2.2 湿式离合器接合过程摩擦转矩数学模型
2.2.1 湿式离合器油膜压力模型
2.2.2 湿式离合器粗糙接触压力模型
2.2.3 湿式离合器摩擦副接合转矩模型
2.3 湿式离合器分离过程带排转矩数学模型
2.4 湿式离合器转矩传递特性仿真与分析
2.4.1 湿式离合器接合转矩仿真分析
2.4.2 湿式离合器带排转矩仿真分析
2.5 本章小结
第三章 起步工况滑摩功及冷却液温度仿真
3.1 起步过程汽车传动系统动力学模型
3.1.1 湿式离合器动力传递分析
3.1.2 发动机扭矩模型
3.1.3 汽车起步阻力模型
3.1.4 起步滑摩功与滑摩功率计算
3.2 湿式离合器起步过程滑摩功仿真分析
3.2.1 滑摩功仿真参数
3.2.2 不同坡道起步对滑摩功的影响
3.2.3 不同载荷起步对滑摩功的影响
3.3 湿式离合器冷却液温度仿真
3.3.1 冷却液温度数学模型
3.3.2 冷却液出口温度仿真结果分析
3.4 本章小结
第四章 湿式离合器热负荷特性研究
4.1 传热学基本理论
4.1.1 热传递的基本形式
4.1.2 导热微分方程
4.1.3 对流换热系数的计算
4.1.4 有限差分法简介
4.2 湿式离合器摩擦副热负荷分析
4.2.1 摩擦副二维结构简化
4.2.2 摩擦副接触压力模型
4.2.3 摩擦副热传递参数分析
4.3 有限差分数学模型
4.3.1 热传导方程有限差分
4.3.2 热传导方程的边界条件
4.4 瞬态温度场仿真结果
4.4.1 坡道起步温度场分析
4.4.2 竞速起步温度场分析
4.4.3 连续多次起步温度场分析
4.4.4 不同摩擦材料对温度场的影响
4.5 冷却液流量自调整对温度场的优化
4.6 本章小结
第五章 湿式离合器台架试验研究
5.1 台架试验系统
5.1.1 试验台总成
5.1.2 试验设备
5.2 湿式离合器温升试验方案
5.2.1 试验目的
5.2.2 试验准备
5.2.3 试验步骤
5.3 台架试验结果分析
5.3.1 对偶钢片表面温度
5.3.2 冷却液出口温度
5.3.3 仿真与试验对比分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]SAE#2试验台湿式离合器摩擦转矩测试误差分析[J]. 李和言,张恒,张国洪,刘继凯. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(08)
[2]湿式离合器接合过程油膜厚度和转矩仿真[J]. 杨夏,曹雪梅,穆亮圣. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]卡簧约束对多片离合器温度场的影响分析[J]. 于亮,马彪,李和言,李明阳,李慧珠,师路骐. 兵工学报. 2018(04)
[4]多片湿式离合器配对摩擦副径向温度分布[J]. 李和言,王宇森,陈飞,李明阳,兰楠,张凤莲. 广西大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]湿式离合器接合过程摩擦振颤机理研究[J]. 杨立昆,李和言,马彪. 振动与冲击. 2016(09)
[6]摩擦材料特性对离合器热弹性不稳定性的影响[J]. 马彪,赵家昕,陈漫,李和言,宁克炎,朱礼安. 机械工程学报. 2014(08)
[7]湿式离合器冷却系统的数值仿真[J]. 王小虎,刘桓龙,于兰英,王国志,柯坚. 机床与液压. 2013(17)
[8]改进的湿式离合器带排转矩模型[J]. 杨立昆,李和言,马彪. 吉林大学学报(工学版). 2014(05)
[9]湿式离合器热负荷仿真研究[J]. 王宏伟,张心勤,张金乐,马彪. 北京理工大学学报. 2013(01)
[10]制动器热分析有限差分仿真模型的研究[J]. 陈友飞,李亮,杨财,宋健. 汽车工程. 2012(03)
博士论文
[1]基于湿式离合器的商用车AMT动力传动系统一体化控制技术研究[D]. 金涵宇.吉林大学 2016
[2]换挡离合器接合过程热弹性不稳定性研究[D]. 赵家昕.北京理工大学 2014
[3]关于湿式离合器几个工作特性研究[D]. 张志刚.浙江大学 2010
硕士论文
[1]多系统耦合的湿式双离合器热特性分析[D]. 周艺.重庆大学 2018
[2]湿式多片离合器摩擦副热结构耦合仿真研究及优化设计[D]. 闫萌萌.延边大学 2017
[3]基于湿式离合器的商用车起步特性仿真与试验研究[D]. 侯发伟.吉林大学 2016
[4]湿式离合器滑摩转矩计算模型与试验研究[D]. 武达.北京理工大学 2015
[5]基于多片湿式离合器的商用车起步过程的仿真研究[D]. 郭西全.吉林大学 2014
[6]湿式离合器滑摩特性和热负荷特性研究[D]. 祝红青.浙江大学 2012
[7]湿式多片离合器热失效及摩擦特性研究[D]. 陈遥飞.重庆大学 2009
[8]DCT汽车起步过程离合器热负荷仿真研究[D]. 王颖颖.重庆大学 2008
[9]干式双离合器热性能有限元分析[D]. 邓云飞.吉林大学 2008
本文编号：3677419
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 湿式多片离合器概述
1.2.1 离合器的发展简介
1.2.2 湿式多片离合器的特点
1.2.3 湿式离合器存在的主要问题
1.3 国内外研究现状
1.3.1 滑摩特性研究现状
1.3.2 热负荷特性研究现状
1.4 论文主要研究内容
第二章 湿式离合器摩擦转矩特性分析
2.1 湿式离合器接合过程摩擦转矩机理分析
2.2 湿式离合器接合过程摩擦转矩数学模型
2.2.1 湿式离合器油膜压力模型
2.2.2 湿式离合器粗糙接触压力模型
2.2.3 湿式离合器摩擦副接合转矩模型
2.3 湿式离合器分离过程带排转矩数学模型
2.4 湿式离合器转矩传递特性仿真与分析
2.4.1 湿式离合器接合转矩仿真分析
2.4.2 湿式离合器带排转矩仿真分析
2.5 本章小结
第三章 起步工况滑摩功及冷却液温度仿真
3.1 起步过程汽车传动系统动力学模型
3.1.1 湿式离合器动力传递分析
3.1.2 发动机扭矩模型
3.1.3 汽车起步阻力模型
3.1.4 起步滑摩功与滑摩功率计算
3.2 湿式离合器起步过程滑摩功仿真分析
3.2.1 滑摩功仿真参数
3.2.2 不同坡道起步对滑摩功的影响
3.2.3 不同载荷起步对滑摩功的影响
3.3 湿式离合器冷却液温度仿真
3.3.1 冷却液温度数学模型
3.3.2 冷却液出口温度仿真结果分析
3.4 本章小结
第四章 湿式离合器热负荷特性研究
4.1 传热学基本理论
4.1.1 热传递的基本形式
4.1.2 导热微分方程
4.1.3 对流换热系数的计算
4.1.4 有限差分法简介
4.2 湿式离合器摩擦副热负荷分析
4.2.1 摩擦副二维结构简化
4.2.2 摩擦副接触压力模型
4.2.3 摩擦副热传递参数分析
4.3 有限差分数学模型
4.3.1 热传导方程有限差分
4.3.2 热传导方程的边界条件
4.4 瞬态温度场仿真结果
4.4.1 坡道起步温度场分析
4.4.2 竞速起步温度场分析
4.4.3 连续多次起步温度场分析
4.4.4 不同摩擦材料对温度场的影响
4.5 冷却液流量自调整对温度场的优化
4.6 本章小结
第五章 湿式离合器台架试验研究
5.1 台架试验系统
5.1.1 试验台总成
5.1.2 试验设备
5.2 湿式离合器温升试验方案
5.2.1 试验目的
5.2.2 试验准备
5.2.3 试验步骤
5.3 台架试验结果分析
5.3.1 对偶钢片表面温度
5.3.2 冷却液出口温度
5.3.3 仿真与试验对比分析
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]SAE#2试验台湿式离合器摩擦转矩测试误差分析[J]. 李和言,张恒,张国洪,刘继凯. 华中科技大学学报(自然科学版). 2018(08)
[2]湿式离合器接合过程油膜厚度和转矩仿真[J]. 杨夏,曹雪梅,穆亮圣. 河南理工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]卡簧约束对多片离合器温度场的影响分析[J]. 于亮,马彪,李和言,李明阳,李慧珠,师路骐. 兵工学报. 2018(04)
[4]多片湿式离合器配对摩擦副径向温度分布[J]. 李和言,王宇森,陈飞,李明阳,兰楠,张凤莲. 广西大学学报(自然科学版). 2017(03)
[5]湿式离合器接合过程摩擦振颤机理研究[J]. 杨立昆,李和言,马彪. 振动与冲击. 2016(09)
[6]摩擦材料特性对离合器热弹性不稳定性的影响[J]. 马彪,赵家昕,陈漫,李和言,宁克炎,朱礼安. 机械工程学报. 2014(08)
[7]湿式离合器冷却系统的数值仿真[J]. 王小虎,刘桓龙,于兰英,王国志,柯坚. 机床与液压. 2013(17)
[8]改进的湿式离合器带排转矩模型[J]. 杨立昆,李和言,马彪. 吉林大学学报(工学版). 2014(05)
[9]湿式离合器热负荷仿真研究[J]. 王宏伟,张心勤,张金乐,马彪. 北京理工大学学报. 2013(01)
[10]制动器热分析有限差分仿真模型的研究[J]. 陈友飞,李亮,杨财,宋健. 汽车工程. 2012(03)
博士论文
[1]基于湿式离合器的商用车AMT动力传动系统一体化控制技术研究[D]. 金涵宇.吉林大学 2016
[2]换挡离合器接合过程热弹性不稳定性研究[D]. 赵家昕.北京理工大学 2014
[3]关于湿式离合器几个工作特性研究[D]. 张志刚.浙江大学 2010
硕士论文
[1]多系统耦合的湿式双离合器热特性分析[D]. 周艺.重庆大学 2018
[2]湿式多片离合器摩擦副热结构耦合仿真研究及优化设计[D]. 闫萌萌.延边大学 2017
[3]基于湿式离合器的商用车起步特性仿真与试验研究[D]. 侯发伟.吉林大学 2016
[4]湿式离合器滑摩转矩计算模型与试验研究[D]. 武达.北京理工大学 2015
[5]基于多片湿式离合器的商用车起步过程的仿真研究[D]. 郭西全.吉林大学 2014
[6]湿式离合器滑摩特性和热负荷特性研究[D]. 祝红青.浙江大学 2012
[7]湿式多片离合器热失效及摩擦特性研究[D]. 陈遥飞.重庆大学 2009
[8]DCT汽车起步过程离合器热负荷仿真研究[D]. 王颖颖.重庆大学 2008
[9]干式双离合器热性能有限元分析[D]. 邓云飞.吉林大学 2008
本文编号：3677419
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