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湿式离合器温度场及控制策略研究

刘小川  
【摘要】:湿式离合器在自动变速器的广泛应用,推动了自动变速技术的发展,湿式离合器工作特性对自动变速器的工作性能有着重要影响。所以开展对湿式离合器工作性能的研究对于提高自动变速器性能,推动我国自主自动变速器的研究和发展有着重大的意义。因此,本文针对目前湿式离合器的研究现状,并结合现有课题和理论研究基础,展开对湿式离合器工作特性的相关研究,主要有以下几方面:第一章主要介绍了自动变速技术的发展历程,湿式离合器在自动变速器中的作用,湿式离合器的发展及其特点;阐述了湿式离合器动态温度场的研究现状和控制策略的研究现状,以及在这些方面存在的问题,并且介绍了本论文的课题背景和研究意义。绪论为全文的研究方向做了明确的指引,并简要介绍了其他章节的主要内容。第二章分析了湿式离合器接合过程的摩擦传动机理,分别建立了油膜压力模型、微凸体承载力模型、承载力模型以及传递转矩模型。运用湿式离合器摩擦传动机理模型对湿式离合器接合过程进行了热分析,根据传热学原理、能量守恒定律及相关热边界条件,建立湿式离合器中对偶钢片、摩擦片及冷却润滑油的温度场数学模型,为多物理场耦合分析和下一章温度场特性分析奠定理论基础。第三章基于上一章湿式离合器多物理场摩擦传动模型,结合工况初始条件,运用4阶龙格库塔数值算法对多物理场模型进行耦合数值求解,并分析了初始角速度、摩擦衬片渗透性、表面联合粗糙度均方根、弹性模量及流量等因素对湿式离合器接合过程中温度场的影响规律,进而研究了粘性剪切热流密度和粗糙摩擦热流密度对湿式离合器温升特性贡献的变化规律。第四章研究了接合压力特性对温度场特性的影响规律,重点从接合压力大小和接合压力响应特性两方面进行分析。首先研究了接合压力大小对湿式离合器接合特性的影响规律,进而分析了接合压力大小对其接合过程中温度场特性的影响规律;其次研究了接合压力响应特性对湿式离合器接合特性的影响规律,并分析了接合压力响应特性对其温度场特性的影响规律。第五章建立了车辆传动系统动力学模型,运用Matlab/Simulink仿真平台搭建了动力学模型并进行了仿真分析。研究了不同起步温度对湿式离合器接合过程中冲击度、滑磨功及接合时间的影响,并分析仿真结果,对不同起步温度下的油压控制策略进行优化分析,并提出相应的优化方案。第六章是总结与展望,主要是对本文的所有研究内容和成果进行总结,并对湿式离合器的下一步工作进行了介绍和简要探讨。


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