拖拉机湿式离合器储备系数的计算与选择

系统介绍了动力换挡拖拉机湿式离合器储备系数的理论计算方法,详细阐述了油液离心力产生的动压力的计算方法,举例验证了某机型动力换挡拖拉机湿式离合器的储备系数计算,为拖拉机湿式离合器及变速箱的开发提供参考。     

湿式离合器油缸内流场离心油压的计算方法与验证

以湿式离合器油缸内流场为研究对象,分析缸内离心油压及其变化规律,提出了油液滞后系数修正离心油压计算方法并开展试验验证。首先基于离心油压的数学模型和Fluent分析了湿式离合器油缸不同位置的离心油压,发现离心油压的理论计算方法未考虑油液转速滞后的影响;然后定义了油液转速滞后系数来修正离心油压数学模型,系统分析影响油液滞后系数的各种因素,建立了在特定油液粘度下滞后系数与油缸转速及油缸结构参数之间的函数关系;最后基于湿式离合器油缸综合性能试验台架开展了离心油压的试验分析。结果表明：2种油液粘度下,修正后的离心油压理论计算值与试验值接近且存在一致规律,从而证实了湿式离合器油缸离心油压修正计算方法的有效性。     

拖拉机湿式离合器的类型及其应用

<正> 一、湿式离合器的类型 1.按油流方式分 油浴式 将离合器浸泡在油池中,在其转动的同时,油液不断在摩擦面上流动,或借助于装在离合器上的搅油器将油池中油液带到离合器外部,再通过集油装置流到摩擦面上。油浴式离合器虽有一定程度的冷却效果,结构也很简单,但由于离合器和搅油器不断撞击油液,使油液发热、起泡并造成较大的功率损耗。     

改善湿式DCT换挡品质方法研究

对湿式双离合器自动变速器的结构以及换挡过程评价指标进行了介绍,对换挡品质的影响因素之一——油液温度进行了分析,结合实验计算出了电磁阀开度的温度修正曲线,然后制定了基于电磁阀开度修正的油液温度修正方法,并以斯柯达某型车为目标车型进行了实验,实验结果表明所制定的油液温度修正方法能够降低滑摩功,从而改善换挡品质。     

基于MFAPC的动力换挡变速箱湿式离合器压力控制方法

针对大功率拖拉机动力换挡过程中湿式离合器充油压力实际值与理想值之间存在偏差的问题,提出了基于紧格式动态线性化的离合器压力无模型自适应预测控制（Model free adaptive predictive control,MFAPC）算法,以实现离合器油缸压力的跟随控制。考虑到外界干扰和离合器液压控制系统参数的不确定性,构建湿式离合器驱动执行机构的完整非线性动力学模型和AMESim仿真模型,以离合器油缸压力为控制目标,采用紧格式动态线性化方法将非线性离合器液压执行机构数学模型等价转换为动态线性化数据模型,并设计了基于MFAPC的湿式离合器压力控制器,经Matlab/Simulink仿真试验验证了动态线性化模型的正确性及控制算法的可靠性。结果表明,与PID、MFAC等算法相比,本文算法控制跟踪效果更优,且具有较好的鲁棒性;MFAPC能够快速调整控制参数,响应期望压力变化;在方波信号激励下的响应时间仅为0.119s,在正弦信号激励下的稳态误差仅为±0.0281MPa,比传统PID算法降低了48.91%。此外,MFAPC的抗干扰能力优于其他算法,在接合过程中,湿式离合器最大冲击度仅为16.57m/s3,证明该算法具有较好的动态性能,有利于提高动力换挡的换挡品质,保证大功率拖拉机工作过程中的动力性。     

多片湿式离合器结构的换挡响应研究

针对一种多片湿式离合器结构,基于摩擦理论对O型密封圈与缸壁之间的摩擦特性进行了定性分析和定量计算,再利用AMESim软件针对液压油压力、复位弹簧弹力以及O型圈的摩擦阻力三个主要因素对湿式离合器换挡响应时间的影响进行了建模仿真。仿真结果表明:液压油压力产生的荷载主要影响湿式离合器的接合时间,且压力达到一定程度时,其影响不再明显;复位弹簧的弹力主要影响离合器的分离时间;摩擦阻力主要影响离合器能否正常接合与分离。所得到的规律对研究多片湿式离合器的换挡响应特性有一定的参考价值。     

湿式双离合器带排转矩研究

针对湿式双离合器自动变速器普遍采用的湿式双离合器,从理论上对湿式双离合自动变速器在分离状态下带排转矩的产生及计算进行了分析,论述了润滑油温度、离合器转速、润滑油流量及摩擦副间隙等对湿式双离合器带排转矩的影响。通过台架试验验证其影响规律:带排转矩随着润滑油温度升高而变大,随着离合器转速变化而变化,随着润滑油流量增加而变大,随着摩擦副间隙变大而变小。     

湿式双离合器起步过程热负荷仿真研究

为了解湿式双离合器摩擦副工作表面热状况,通过建立双离合器起步过程动力学模型,利用MATLAB/Simulink软件对接合时摩擦副滑摩功进行了仿真计算。分析了不同接合条件对滑摩热量的影响,研究了接合时主从动件转速差、接合油压、滑摩时间以及钢片厚度对钢片整体温度的影响。仿真结果表明,接合时滑摩时间对钢片整体温度影响最大,转速差影响次之,油液压力影响相对较小。增加钢片厚度可以增大其热容量,降低最高温度。     

湿式双离合器冷却油流场特性仿真分析

为改善离合器摩擦片的热状态,开展了湿式双离合器冷却油入口流量对外离合器摩擦片入口处流速和油压的影响研究。基于不可压缩流体控制方程和RNGk-ε湍流模型,建立了Y型槽湿式双离合器油路的三维流体模型,借助ANSYS/Fluent CFD软件,应用有限元法进行了流场分析,得到外离合器入口流速和油压的数值,并通过引入离散系数来进行定量分析,研究了不同入口冷却油流量对外离合器摩擦片入口处流速和油压的影响。结果表明,随着入口流量的增加,湿式双离合器摩擦片入口处冷却油流动速率加快,压力增大,但同时流动均匀性下降,压力稳定性变差。当冷却油初始流量越大时,再增加初始流量对摩擦片入口流速和压力的影响会越来越不明显,反而对摩擦片入口流速均匀性和压力稳定性的影响越来越严重。     

大功率拖拉机湿式离合器换挡液压试验台的设计

为获得大功率拖拉机无级调速与动力换挡试验所需的湿式离合器控制规律,设计并试制1台拖拉机湿式离合器换挡液压试验台。首先,阐述湿式离合器的结构与控制原理;其次,设计其液压系统,包括泵站的计算、选型和工作油路的阀块设计;再次,基于Labview和PLC开发试验台的远程控制系统,并基于NI数据采集卡实现传感器数据的实时读取;最后,构建了该试验台的决策支持模型,并重点对比例减压阀和湿式离合器模型进行试验验证。结果表明:所选用比例减压阀的线性度和最小起调压力满足试验需求,其压力调整曲线与压差—流量曲线的最大仿真误差均小于额定输出压力的4%;湿式离合器的压力控制仅在其活塞到达止点后有效,其接合压力在3个关键点处的最大时间仿真误差小于离合器总接合时间的2%。本研究所开发的试验台在132 kW动力换向拖拉机的研发项目中首次取得应用,极大提高研发效率,不仅表明其设计的合理性,同时也为后续无级变速拖拉机的研究提供试验平台。     

柴油机共轨式喷油系统精密偶件配合间隙研究

以流体在狭缝中的层流流动为理论基础，从流体泄漏和粘性摩擦引起的功率损失之和为最小的观点出发，建立了柴油机高压共轨电控燃油喷射系统中的精密偶件最优径向间隙值的计算公式。实例计算结果表明，公式是合理的，具有工程参考价值。     

车辆液力机械传动系统换挡过程动态特性仿真

为研究车辆液力机械传动系统换挡过程的动态特性，基于动力换档离合器及其液压控制系统的结构和工作原理，建立了车辆动力－传动系统的动力学模型，并进一步分析建立了各组成部分的数学模型。在Matlab/Simulink图形建模环境的支持下建立了车辆动力－传动系统的仿真模型。仿真结果表明，该模型能够有效地模拟车辆液力机械传动系统换挡的动态过程，可以用来预测系统的性能，进而为结构的改进和控制系统的设计提供依据。     

沟槽壁面对泰勒涡流稳定性影响的数值模拟

利用CFD数值模拟方法对光滑壁面与沟槽数量为18的2种同心圆柱模型内的泰勒-库艾特流动进行计算,在对比光壁模型的PIV试验与CFD数值计算结果后,发现两者吻合良好,验证了文中采用数值计算方法的准确性;针对泰勒涡流流态,定量分析了光壁模型R-Z平面上径向速度以及轴向速度的周期波动性,讨论了环隙中不同径向位置的径向以及轴向速度分布规律,获得了泰勒涡胞尺寸随着Re数增大而减小的变化规律;在相同的Re数下,沟槽数量为18的模型内也出现了泰勒涡流,通过比较2种不同结构模型内流场以及涡量场,发现沟槽的存在显著改变了流场分布,增大了环隙内涡量的大小及泰勒涡胞的尺寸,环隙中部指向外圆柱方向的径向速度也较光壁模型增大了20%,同时,计算获得R-θ平面内沟槽区域的流场分布表明该区域存在着明显的旋涡运动.     

湿式多盘制动器非稳态散热特性的研究

建立了湿式多盘制动器整体散热的数学模型。并对其进行了数值模拟。研究了其整体的散热特性。探索了湿式多盘制动器温升的计算方法，并推导了在非稳态散热时湿式多盘制动器内部油温的计算公式。通过理论计算与实际油温测定对比，理论计算模型与实际测定结果一致，选择合适的工作循环时间可保持油液温度稳定在合理的数值，提高空气对流换热性能，减少湿式多盘制动器表面污垢可使湿式多盘制动器整体散热性能得到提高。     

湿式离合器换挡过程动态特性

建立了描述湿式离合器结合过程的多状态动力学模型,通过台架试验验证了模型的正确性.在离合器油缸充油过程中,缸内油压取决于油缸的结构参数;活塞达到其最大行程时,产生摩擦扭矩,形成换挡冲击,缓冲起始压力越高,冲击越大;滑摩时间、最大实际摩擦扭矩等取决于缓冲起始压力和终止压力,以及压力变化过程.随着缓冲起始压力的减小,离合器的滑摩时间、最大滑摩扭矩、最大动载系数、滑摩功都在增大,但换挡冲击减小.     

螺旋离心式诱导轮对旋流泵力学特性的影响

为了优化旋流泵输送含复杂介质、固相颗粒流体的能力和提高固液两相流输送效率,在叶轮前加置具有导向和推进作用的螺旋离心式诱导轮.通过对150WX-200-20型旋流泵进行数值计算及试验,获得了有、无诱导轮式旋流泵的性能变化,在此基础上,将旋流泵的力学特性与流动特性结合起来,分析螺旋离心式诱导轮对旋流泵力学特性的影响.研究结果表明,无叶腔内流体在诱导轮作用下,流体的运动形态发生变化,产生了旋涡、二次流等现象,加剧了压力脉动的强度,但压力脉动幅值有减小的趋势;蜗壳内压力脉动强度不仅与监测点和隔舌的相对位置有关,也和监测点所在流面的截面面积存在一定联系,当监测点所在断面面积既能保证流体受蜗壳的约束,且流体流动更加均匀时,该监测点的压力脉动越小;加置诱导轮后,进入叶轮流体由轴向运动转为径向运动,从而削弱轴向力的大小,同时,单叶片诱导轮非对称结构也会加剧波动变化.这一研究对了解旋流泵内的压力脉动变化、削弱轴向力及提高泵运行的稳定性具有重要意义.     

液黏调速离合器离心式油腔设计及其特性

液黏调速离合器是一种依靠多油膜剪切力传递扭矩的装置,尤其适合于大型风机、水泵等工程机械调速节能.由于其各摩擦副润滑油入口处油压、流量大小无法保证均匀一致,在实际工程应用中往往出现摩擦副过热、变形、偏磨等问题.为了解决此类问题,提出了一种新型离心油腔式液黏调速离合器.理论分析表明:充分利用油腔离心力的甩油作用可使得润滑油均匀地甩入各摩擦副.另外,基于流体动力学理论,建立了2种不同结构的三维流场模型,应用Fluent对流场进行数值模拟计算,研究了油腔结构和普通油道结构对喷油孔处压力和流速的分布规律.仿真结果表明:离心式油腔的设计可显著提高液黏调速离合器各摩擦副润滑油入口处油压及流量的均匀性,从而提升液黏调速离合器的工作性能,延长其工作寿命.     

外圆柱沟槽对环隙内波动涡流的影响

采用CFD数值计算方法对同心圆柱环隙内的波动涡流进行了数值模拟,根据PIV试验结果验证了数值计算方法的可靠性.重点研究了光壁模型和沟槽数量为9的2个模型环隙内的流场分布以及波动涡流的波动特性,对比分析了2种模型周向的流场分布,计算了泰勒涡的轴向尺寸及其轴向振幅,通过对比2种模型在R-Z平面上的径向速度分布,讨论了沟槽对环隙内流体的外射流作用的影响,分析了沟槽区域的流动特征以及出现的二次流现象.研究结果表明:沟槽的存在显著改变了环隙内的流场分布以及波动涡流的波动特性,沟槽区域形成的旋涡流动促进了沟槽内流体与环隙内流体的相互作用,加剧了环隙内的流动不稳定性.     

超临界锅炉给水泵级间密封间隙流动特性

为研究超临界锅炉给水泵不同间隙下间隙流道的内部流动瞬态特性,建立不同间隙大小的间隙流道模型并对其进行数值模拟,得到间隙流道在轴向和环向上的压力、速度分布以及在进口压力脉动作用下轴向各处的压力变化情况.结果表明:在轴向上,间隙流道内液流的静压和流速具有3个阶段,分别为突降段、上升段和线性下降段,其中间隙越大,其静压越小流速越快;在间隙流道环形截面上静压的分布并不均匀,而在圆周方向上具有一定的周期性,在间隙流道环形截面上的速度的高速区主要出现在靠近内壁旋转面一侧,低速区主要出现在靠近外壁静止面一侧;在进口压力脉动作用下,间隙流道的入口、中部的压力变化频率是一致的,尾部静压主要由出口压力决定,其压力只在一定的值内上下波动.