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湿式离合器的离心轴供油冷却研究

王小虎  
【摘要】:湿式多片摩擦离合器是传动系统中一个非常重要的部件,它依靠摩擦片与对偶钢片之间的摩擦力实现动力传递,随着对湿式离合器的不断开发和研究,现如今湿式离合器已被广泛应用于车辆、船舶及工程机械中。当离合器的摩擦片和对偶钢片结合并逐步达到同步运动时,由于两个盘片转动速度不相同,盘片间将发生相互滑摩产生大量摩擦热。如果摩擦所产生的热量得不到及时的散去,可能导致摩擦片的失效,直接影响离合器的整体使用性能。 鉴于此,本文完成了以下主要研究内容: (1)研究分析了飞溅或“油雨”冷却、强制循环冷却液冷却和轴心供油冷却这三种供油方式的结构和原理,并针对所需研究的强制循环冷却液的离合器模型,提出了改进结构——离心轴供油冷却。并对这两种不同冷却形式的结构提出了油路仿真模型; (2)在三维绘图软件ProE中建立了油路仿真模型,并利用网格划分软件ICEM完成了油路结构中相关部分的网格划分工作。在ANSYS-CFX软件中将强制循环冷却液和离心轴供油冷却的温度场进行了仿真研究,对比分析了摩擦片表面平均温度及摩擦片间换热量的差异。针对换热效果较好的离心轴供油方式,进行了喷油孔直径的优化设计分析。根据冷却后摩擦片表面的温度分布情况,对喷油孔直径提出了优化设计的思路; (3)分析了摩擦片表面冷却时所需冷却液流量,并总结得出了比流量(单位摩擦表面上的冷却液流量)计算公式。对比分析了冷却液流量、离心轴转速、摩擦片分离间隙等因素对摩擦片表面的平均温度和片间换热量的影响规律,提出了对以上三种不同工况的优化策略。 本文基于离心轴供油冷却方式所研究得出的湿式离合器摩擦片表面温度分布规律,对改善湿式多片摩擦离合器的使用状况、延长其使用寿命以及高性能湿式离合器冷却系统的设计开发有一定的理论和实际意义。


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