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濕式離合器摩擦副平均溫升特性研究

2016-07-29 01:36馬彪陳飛李和言熊涔博王宇森李耿標(biāo)北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院北京0008北京電動車輛協(xié)同創(chuàng)新中心北京0008
兵工學(xué)報 2016年6期

馬彪,陳飛,李和言,熊涔博,王宇森,李耿標(biāo)(.北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院,北京0008;2.北京電動車輛協(xié)同創(chuàng)新中心,北京0008)

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濕式離合器摩擦副平均溫升特性研究

馬彪1,2,陳飛1,李和言1,2,熊涔博1,王宇森1,李耿標(biāo)1
(1.北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院,北京100081;2.北京電動車輛協(xié)同創(chuàng)新中心,北京100081)

摘要:針對濕式換擋離合器結(jié)合過程溫升特性,基于集總參數(shù)法將離合器液壓系統(tǒng)各元件簡化為節(jié)點,建立了系統(tǒng)熱阻網(wǎng)絡(luò)模型與試驗系統(tǒng),研究獲得了冷卻潤滑流量和轉(zhuǎn)速差對離合器溫升的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:在中低摩擦熱負荷下,離合器溫升對冷卻流量的改變不敏感;在中高摩擦熱負荷下,冷卻流量變化對離合器溫升影響顯著,但當(dāng)冷卻流量增大到超過某一臨界值時,流量增加對離合器溫升影響微弱;轉(zhuǎn)速差與離合器結(jié)合油壓影響摩擦熱負荷強度;離合器溫升表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速差的線性增長關(guān)系,在相同冷卻潤滑狀態(tài)下,轉(zhuǎn)速差每增加100 r/min,離合器溫升增加8.05%.通過仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)的對比,驗證了所建模型的有效性,該模型能較好反映離合器正常工況的溫升特性。

關(guān)鍵詞:兵器科學(xué)與技術(shù);濕式離合器;熱阻網(wǎng)絡(luò);熱平衡

0 引言

濕式換擋離合器是液力機械變速箱的核心部件,在車輛起步和換擋過程中,由于主、被動片轉(zhuǎn)速差較大,滑摩產(chǎn)生的熱功率能達到幾十千瓦,如果不能及時散熱,將形成局部高溫[1],若長時間處于高轉(zhuǎn)速差、高油壓下滑摩將造成離合器燒蝕。目前通常采取增加冷卻潤滑流量的方法降低工作溫度,但是過大的冷卻潤滑流量又增大空載損失。研究表明,離合器產(chǎn)熱是變速箱產(chǎn)熱的重要來源,產(chǎn)熱的85%由潤滑油帶走,其余15%經(jīng)箱體與周圍環(huán)境進行熱交換散離系統(tǒng)[2]。由此可見,離合器液壓系統(tǒng)的冷卻潤滑對離合器正常工作具有重要影響。

國內(nèi)外主要從理論建模和試驗對離合器及其液壓系統(tǒng)熱平衡進行研究。Yang等[3]建立了濕式離合器結(jié)合過程的熱傳遞模型,建模過程綜合考慮了摩擦副的非均勻接觸、摩擦材料的滲透性及轉(zhuǎn)速等對系統(tǒng)的影響。液壓系統(tǒng)熱平衡方面主要是基于傳熱學(xué)理論,通過建立液壓元件、管路及散熱器等元件的熱力學(xué)模型[4-6],利用仿真軟件對液壓油與元件間的溫度特性進行研究。文獻[7]基于熱阻網(wǎng)絡(luò)傳熱理論建立裝載機傳熱模型,對鏟裝循環(huán)和高速行駛工況的動態(tài)特性和熱平衡進行仿真研究并進行了試驗驗證。文獻[8]通過試驗研究了轉(zhuǎn)速差和潤滑油對離合器溫度場的影響。

本文針對濕式換擋離合器結(jié)合過程摩擦片的溫升特性,搭建離合器試驗臺進行試驗研究,并從液壓系統(tǒng)熱平衡角度對該工況進行理論建模及仿真研究,在綜合考慮離合器液壓系統(tǒng)各熱負荷的同時,對潤滑油與元件間的傳熱進行分析,建立了節(jié)點元件和油液的熱工況計算模型,得到了離合器溫度與潤滑流量、轉(zhuǎn)速差的影響規(guī)律,研究了離合器正常結(jié)合時溫升特性。

1 濕式離合器液壓系統(tǒng)與試驗

1.1離合器液壓系統(tǒng)

離合器及其液壓系統(tǒng)如圖1所示。油液從液壓泵一路經(jīng)換向閥進入離合器活塞油缸,控制離合器結(jié)合與分離。對重載車輛換擋離合器,其換擋結(jié)合過程時間一般為 0.5~1.5 s,工作油壓為 1~1.5 MPa,充油油壓一般滿足圖1變化過程:0~t1快速充油,t1~t2消除摩擦副間隙,t2~t3滑摩結(jié)合,t3~t4油壓儲備。系統(tǒng)熱源主要產(chǎn)生于t2~t3階段,該階段油壓一般在0.2~0.8 MPa,滑摩0.5~1 s,單摩擦副產(chǎn)生的熱流密度0.3~1.0 J/mm2.另一路油液經(jīng)減壓閥流向摩擦副間隙進行冷卻潤滑,該路油液經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱,減壓閥設(shè)定壓力不大于0.1 MPa.回路中采用溢流閥調(diào)定離合器最大充油油壓不大于1.5 MPa.

圖1 離合器液壓系統(tǒng)簡圖Fig.1 Hydraulic system of wet clutch

1.2試驗方法

由于離合器液壓系統(tǒng)達到熱平衡的時間相對于換擋時間較長,為了研究熱平衡問題,試驗時采用低油壓、低轉(zhuǎn)速差、長時間滑摩來分析離合器產(chǎn)熱問題,輸入的熱流密度在0~4 J/mm2,覆蓋離合器正常工作的熱流密度范圍。離合器從動端制動,主動端與電機相連,靜態(tài)下調(diào)整控制油壓穩(wěn)定在0.2 MPa,將電機轉(zhuǎn)速分別增至300 r/min、500 r/min、700 r/min,電機轉(zhuǎn)速即主、被動端轉(zhuǎn)速差,通過電液比例閥控制離合器結(jié)合,實時監(jiān)測溫度和轉(zhuǎn)矩變化,適時撤銷結(jié)合壓力并停機。根據(jù)文獻[9]給出的維持摩擦副全油膜狀態(tài)所需潤滑油流量表達式,當(dāng)流入摩擦副的流量小于需求流量時,油膜發(fā)生收縮,摩擦副得不到充分潤滑,將此工況定義為乏油工況,反之為富油工況。經(jīng)計算,試驗中乏油工況僅提供必要的潤滑油量2 L/min(單副0.5 L/min),富油工況提供全潤滑油量10 L/min(單副2.5 L/min)。為了更好反映離合器整體溫度,對摩擦元件采取圖2所示沿不同徑向和周向的測溫方式,用A1~A4,B1~B4這8個點的平均溫度表示離合器整體溫度。

圖3和表1為不同工況下離合器平均溫度試驗數(shù)據(jù),其結(jié)果顯示為:

圖2 離合器液壓系統(tǒng)試驗平臺及摩擦元件測溫方式Fig.2 Test setup for hydraulic system of wet clutch

圖3 離合器試驗溫升數(shù)據(jù)Fig.3 Test results of wet clutch temperature rise

表1 兩階段試驗溫升速率對比表Tab.1 Comparative table of experimental temperature rise rates from two phases

1)無論乏油還是富油,離合器溫升都分為快速升溫A和平穩(wěn)升溫B兩個階段。A階段溫升較快,隨著潤滑油不斷冷卻,溫升減慢,進入B階段。這說明冷卻主要作用在B階段,潤滑冷卻響應(yīng)滯后于離合器產(chǎn)熱;

2)同一轉(zhuǎn)速下,乏油工況的溫度及溫升速率均大于富油工況,且隨著轉(zhuǎn)速差的增大而增大,這說明充足的潤滑流量能降低離合器溫度。同一工況下,A階段的溫升速率約是B階段的2倍。轉(zhuǎn)速差從300 r/min增加到700 r/min,溫升速率在B階段無論乏油還是富油增加幅度較小,均在0.2~0.3℃/s,而A階段乏油時溫升速率增加185%,富油時增加141%.這說明在高熱量時,可增加潤滑流量改善離合器工作狀態(tài)。

2 系統(tǒng)熱工況數(shù)學(xué)模型

2.1熱交換模型

在傳熱過程中,如果導(dǎo)熱熱阻相比對流換熱熱阻很小,可忽略固體內(nèi)部熱阻,此時采用集總參數(shù)分析法[10]。忽略材料差異性,將離合器液壓系統(tǒng)各元件簡化為節(jié)點,節(jié)點包含元件及潤滑油。簡化的熱阻網(wǎng)絡(luò)如圖4所示,其中:e為環(huán)境,el為節(jié)點間管路與環(huán)境換熱,v表示減壓閥,p表示泵,rv表示溢流閥,c表示離合器,r表示散熱器,f表示油箱。

圖4 離合器液壓系統(tǒng)熱阻網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Thermal resistance network of wet clutch

引入換熱系數(shù)K(等效熱阻R與換熱面積S乘積的導(dǎo)數(shù))表征節(jié)點之間的換熱能力。離合器節(jié)點處的換熱如圖5所示,其中:Pc是離合器的發(fā)熱功率,Pv-c是油液沿著管路從減壓閥節(jié)點到離合器節(jié)點因壓力損失產(chǎn)生的熱功率;Ko,c表征離合器與油的熱交換能力,Kc,e表征離合器與環(huán)境的熱交換能力,Kv-c,el表征減壓閥至離合器管路中油液與環(huán)境的熱交換能力,Ko,v-c表征油液從減壓閥節(jié)點流入離合器節(jié)點的熱交換能力,Ko,c-r表征油液從離合器節(jié)點到散熱器節(jié)點的熱交換能力。

對于節(jié)點元件,導(dǎo)熱方程為

圖5 節(jié)點處熱交換示意圖Fig.5 Heat exchange at node

式中:c為比熱容;ρ為密度;λ為熱導(dǎo)率;Δ2為拉普拉斯算子;T為溫度;為介質(zhì)內(nèi)熱源在單位時間、單位體積生成的熱量。

對于節(jié)點處潤滑油,其導(dǎo)熱方程為

式中:u為流體流速;Δ為梯度算子。

對(1)式和(2)式求解可得到第i節(jié)點元件及其內(nèi)部油的熱工況計算方程為

式中:Ci、Co分別為第i個元件的熱容和油液熱容;Pi為第i節(jié)點元件產(chǎn)熱功率;Po為潤滑油在節(jié)點間流動因壓力損失而產(chǎn)生的熱功率;Ki,j表示第i節(jié)點與第j節(jié)點之間的換熱系數(shù);Ko,i表示元件與潤滑油在第i節(jié)點處的換熱系數(shù);Kθ,i是潤滑油進出第i節(jié)點控制容積的換熱系數(shù);Tin和Tout分別表示油液流入、流出第i節(jié)點時的溫度。

2.2離合器及其內(nèi)部油液數(shù)學(xué)模型

離合器是系統(tǒng)主要的產(chǎn)熱源,其產(chǎn)熱大小主要由主、被動摩擦片的轉(zhuǎn)速差和結(jié)合油壓決定:

式中:μ為摩擦系數(shù);r為摩擦副平均半徑;z為摩擦副數(shù);pc為活塞壓力;Sc為活塞承壓面積;″s為分離彈簧力;Δn為主、被動摩擦片轉(zhuǎn)速差。

根據(jù)(3)式列出離合器節(jié)點熱狀態(tài)方程為

式中:Tc為離合器溫度;Te為離合器包箱內(nèi)環(huán)境溫度;Tel為管道周圍環(huán)境溫度;To,c為油液流出離合器后溫度;To,v為油液流出減壓閥后溫度;To,r為油液流出散熱器后溫度;Cc和Co,c分別為離合器及其內(nèi)部油液的熱容,Cc=mccc,Co,c=mo,cco,mc和cc分別為離合器質(zhì)量和比熱容,mo,c和co分別為循環(huán)周期內(nèi)離合器節(jié)點占有的潤滑油質(zhì)量和比熱容;管路產(chǎn)熱Pv-c=qrΔpv-c,qr為潤滑油流量,Δpv-c為潤滑油從減壓閥流至離合器的損失壓降;換熱系數(shù) Ko,c=Schi,Kc,e=Scho,Ko,v-c=Ko,c-r=qrρco,hi、ho表示管道內(nèi)、外(外表面)的對流換熱系數(shù),管內(nèi)考慮為油液受迫對流,管外(外表面)認為是空氣自然對流;

Si、So為管道內(nèi)、外表面面積;di、do為管道內(nèi)、外徑;L為管長。其他節(jié)點的熱交換與離合器節(jié)點類似,后文不再贅述,各節(jié)點熱狀態(tài)方程如表2所示。

表2 節(jié)點熱狀態(tài)方程Tab.2 Equations of thermal equilibrium at node

散熱器的散熱能力可由(6)式確定:

式中:ε表示散熱器效能,可由傳熱單元系數(shù)[11]確定;(cρq)min取冷、熱流體中最小熱容值;T1、T2為進口處熱、冷流體溫度;其余系數(shù)與離合器類似。

2.3液壓系統(tǒng)供油數(shù)學(xué)模型

對于圖1所示離合器液壓系統(tǒng),泵為定量泵,向系統(tǒng)提供控制油和潤滑油。其流量平衡方程為

式中:qp為泵的流量;qc為控制流量;qr為潤滑冷卻流量;qrv為溢流閥流量;ηp為泵的容積效率。

通過減壓閥的流量可由薄壁小孔公式確定:

式中:Bd為閥口流量系數(shù);Sx為閥開口面積。

由于系統(tǒng)壓力較低,采用錐閥式直動型溢流閥保證離合器正常工作,其流量-壓力特性為

式中:prv為溢流閥開啟壓力;Bq為閥口流量系數(shù);d為閥口平均直徑;α為閥芯半錐角;x為閥口開度,不考慮慣性力與阻尼力時,x=πd2(pc-prv)/(4k),k為彈簧剛度。

3 模型求解及驗證

基于Matlab/Simulink建立離合器液壓系統(tǒng)熱平衡仿真模型,對系統(tǒng)熱平衡進行動態(tài)仿真。有關(guān)參數(shù)分別如表3、表4所示。

表3 仿真參數(shù)Tab.3 Simulation parameters

表4 離合器工作參數(shù)Tab.4 Working parameters of wet clutch

仿真結(jié)果如圖6,其結(jié)果顯示:

1)各元件溫升過程大致可分為兩個階段:A階段溫度迅速升高,B階段溫度平穩(wěn)升高。這是因為離合器等產(chǎn)熱元件產(chǎn)生了大量熱量,使系統(tǒng)溫度升高,而潤滑油需經(jīng)歷冷卻過渡過程才能將系統(tǒng)大部分產(chǎn)熱帶走,此過渡過程即為熱平衡所需時間;

2)離合器溫升Tc最為明顯,達到平衡時間約60 s并趨于80℃,當(dāng)潤滑油流經(jīng)離合器時帶走大量的熱量,導(dǎo)致油液離開離合器時溫度To,c明顯高于系統(tǒng)其他各節(jié)點處油液溫度;

3)除離合器節(jié)點外,其他元件節(jié)點處固體與液體溫差較小。油液流經(jīng)油箱、泵、減壓閥、離合器后溫度依次升高,經(jīng)散熱器后溫度迅速降低,再流回油箱形成潤滑冷卻循環(huán),與圖1液壓系統(tǒng)各元件的布置相對應(yīng)。

圖6 離合器液壓系統(tǒng)熱平衡仿真結(jié)果Fig.6 Simulated results of thermal equilibrium of wet clutch in hydraulic system

為了驗證數(shù)學(xué)模型和仿真結(jié)果的正確性,針對0.2 MPa、500 r/min富油工況進行熱平衡試驗驗證,如圖7所示。離合器溫度試驗值與仿真值變化趨勢吻合,在時間55 s左右進入緩慢溫升階段,整個溫升階段誤差均在10%以內(nèi),驗證了模型在A和B兩階段溫升的有效性。在實際中,離合器結(jié)合時間遠小于達到熱平衡所需時間,絕大多數(shù)情況處在A階段,故本文針對圖6快速溫升階段離合器溫度進行試驗驗證與研究。在保證工況一致的情況下,分別對轉(zhuǎn)速差為300 r/min、500 r/min、700 r/min時離合器溫度Tc和油箱內(nèi)油溫To,f進行仿真計算,并與試驗結(jié)果對比,如圖8所示:

圖7 離合器熱平衡試驗驗證Fig.7 Test verification of thermal equilibrium of wet clutch

圖8 仿真與試驗結(jié)果對比Fig.8 Comparison of simulated and experimental results

1)離合器溫度和油箱內(nèi)油溫的仿真結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)在快速溫升階段變化趨勢一致;

2)無論在富油還是乏油工況,Tc仿真值都略高于試驗值,各工況的最大相對誤差如表5所示,其中最大相對誤差為乏油工況時700 r/min的9.42%,而油箱油溫相對誤差小于1%.

產(chǎn)生仿真值略高于試驗值的原因主要有兩個:一是由于離合器在實際滑摩過程中,由于轉(zhuǎn)速的不均勻性導(dǎo)致部分輸入能量轉(zhuǎn)化成加(減)速旋轉(zhuǎn)動能,而仿真模型中沒有考慮該動態(tài)過程中的能量損失,導(dǎo)致仿真值略高于試驗值;二是由于鋼片具有一定的厚度,熱在傳遞過程中受熱阻影響會產(chǎn)生溫降,試驗時用熱電偶測量其外表面溫度代替平均溫度會使結(jié)果稍低。但該誤差屬合理范圍,可被工程計算接受。試驗數(shù)據(jù)驗證了模型的有效性,模型能反映離合器快速溫升變化過程,可用于研究不同參數(shù)對離合器平均溫升的影響規(guī)律。

表5 仿真與試驗相對誤差Tab.5 Relative errors of simulated and experimental results

4 仿真結(jié)果與討論

4.1潤滑油流量

潤滑油流量是影響系統(tǒng)離合器溫升的重要因素之一。將充油油壓控制在0.2 MPa、轉(zhuǎn)速差在500 r/min,供給潤滑油路(4個副)不同流量qr,滑摩不同時間得到離合器溫度Tc與流量的變化曲線如圖9所示。

圖9 不同潤滑油流量下離合器穩(wěn)態(tài)溫度曲線Fig.9 Influence of oil flow on clutch temperature

當(dāng)滑摩時間為5~10 s時(低熱量輸入),增大潤滑油流量對離合器溫度冷卻效果不明顯。隨著滑摩時間增加,離合器溫度升高,此時增大潤滑油流量,其冷卻效果越來越明顯。在高熱量輸入時(t= 40 s),單副潤滑油量從0.5 L/min增加到3.5 L/min時(對應(yīng)圖9中e線2~14 L/min),離合器溫度Tc從67℃下降到53℃,下降20.9%.分析圖9中c、d、e 3條曲線可發(fā)現(xiàn),當(dāng)潤滑流量增大至某一臨界值時,繼續(xù)增大潤滑流量對Tc的冷卻不明顯。從冷卻公式(6)式可知,散熱器的散熱能力與冷熱流體的溫差及最小熱容相關(guān),隨著冷卻流量增大,熱流體(油)的熱容將超過冷流體(水)熱容,冷卻效果由冷流體決定;另外,摩擦副所能流過的潤滑油達到最大值時,即使繼續(xù)增大潤滑流量也沒有供應(yīng)到摩擦界面上,將無助于冷卻效果改善,這說明在實際中應(yīng)選擇合適冷卻潤滑流量。

4.2轉(zhuǎn)速差

摩擦副的轉(zhuǎn)速差越大,離合器產(chǎn)熱也越高。為研究轉(zhuǎn)速差對離合器溫升的影響,將充油油壓控制在0.2 MPa、供給單摩擦副2.5 L/min潤滑油量,轉(zhuǎn)速差從100 r/min升至700 r/min,不同滑摩時間下離合器溫度隨轉(zhuǎn)速差的關(guān)系如圖10所示。

圖10 不同轉(zhuǎn)速差下離合器穩(wěn)態(tài)溫度曲線Fig.10 Influence of rotational speed on clutch temperature

由圖10可以看出;離合器溫度-轉(zhuǎn)速差曲線表現(xiàn)為線性增長,隨著滑摩時間增加,溫升速率增加,這反映了離合器在實際使用中高速長時滑摩的危險性,而允許低速長時滑摩的現(xiàn)象;高熱量輸入下(t=40 s),轉(zhuǎn)速差從 300 r/min增加到700 r/min,離合器溫度由55℃升高到81℃左右,上升47.3%;轉(zhuǎn)速差每增加100 r/min,溫度上升8.05%.將曲線與離合器產(chǎn)熱公式(4)式對比,正好揭示了離合器溫升與轉(zhuǎn)速差呈線性關(guān)系的內(nèi)在機理。

4.3正常工況

進一步分析正常工況下離合器系統(tǒng)的熱特性,以某樣車在水泥路上轉(zhuǎn)速差為1 400 r/min二擋起步的緩沖油壓和轉(zhuǎn)速差作為輸入條件,如圖11所示,隨著結(jié)合油壓的增大,轉(zhuǎn)速差在0.5 s內(nèi)逐漸減小為0,此時滑摩結(jié)束,當(dāng)油壓為1.5 MPa時充油完成。由于a~b階段油壓較小,離合器溫升緩慢;b~c階段快速充油,溫度迅速上升,但受到轉(zhuǎn)速差下降的影響;c~e階段溫升速率從50.47℃/s減緩至27.88℃/s,至轉(zhuǎn)速差為0時離合器溫度達到最大值。由于滑摩時間短,輸入的熱量較小,在潤滑油的冷卻下離合器平均溫度上升約10℃.

圖11 正常工況離合器溫升曲線Fig.11 Temperature of wet clutch in normal condition

5 結(jié)論

本文提出一種離合器液壓系統(tǒng)熱平衡的計算模型并進行了試驗驗證,對影響離合器摩擦副平均溫度的因素進行了分析,得到結(jié)論如下:

1)基于熱阻網(wǎng)絡(luò)建立了離合器液壓系統(tǒng)熱工況計算數(shù)學(xué)模型,對離合器溫升特性進行分析。離合器溫升主要分為線性快速升溫和平穩(wěn)升溫兩階段;通過仿真與試驗對比發(fā)現(xiàn),模型能較好反映離合器摩擦副正常結(jié)合時平均溫升特性。

2)分析了潤滑流量對離合器溫度的影響。研究發(fā)現(xiàn),潤滑流量在低熱量時對離合器溫度冷卻效果不明顯。在高熱量時,潤滑流量對離合器溫度有顯著影響,但當(dāng)流量增大至某一臨界值后影響將減弱。

3)分析了轉(zhuǎn)速差對離合器溫度的影響。研究發(fā)現(xiàn),離合器溫度與轉(zhuǎn)速差表現(xiàn)為線性增長關(guān)系。在低轉(zhuǎn)速差且潤滑充分時,滑摩時間對離合器溫升影響不大,允許低壓長時間滑摩;當(dāng)熱量較高時,轉(zhuǎn)速差每增加100 r/min,離合器溫度增加8.05%.

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中圖分類號:U463.2

文獻標(biāo)志碼:A

文章編號:1000-1093(2016)06-0961-08

DOI:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.001

收稿日期:2015-12-03

基金項目:國家自然科學(xué)基金項目(51575042);國家國防科技工業(yè)局基礎(chǔ)產(chǎn)品創(chuàng)新科研項目(VTDP-3203)

作者簡介:馬彪(1964—),男,教授,博士生導(dǎo)師。E-mail:mabiao@bit.edu.cn;陳飛(1991—),男,碩士研究生。E-mail:chenfei9342@163.com

Research on Average Temperature Rise Characteristic of Wet Clutch

MA Biao1,2,CHEN Fei1,LI He-yan1,2,XIONG Cen-bo1,WANG Yu-sen1,LI Geng-biao1

(1.School of Mechanical Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;2.Collaborative Innovation Center of Electric Vehicle in Beijing,Beijing 100081,China)

Abstract:On the basis of the lumped parameter method which simplifies the components in hydraulic system to nodes,a thermal resistance network model of clutch hydraulic system is proposed to investigate the effects of oil flow and rotation speed difference on the temperature rise of wet clutch during engaging. An experimental device is designed to validate the simulation results.The results show that the oil flow rate has a greater influence on the temperature rise of wet clutch under the condition of high heat flux than that under the condition of low heat flux.The oil flow brings a slight effect on the temperature rise when the cooling flow increases to the critical value.Both the relative speed and the pressure have an influence on heat flux.The temperature of wet clutch is a linear function of the relative speed of friction plates.The clutch temperature rises by 8.05 percent with every 100 r/min increment in the relative speed under same cooling condition.The proposed model is verified effectively by comparison of simulated results and experimental data,which can better reflect the thermal equilibrium of wet clutch hydraulic system in normal condition.

Key words:ordnance science and technology;wet clutch;thermal resistance network;thermal equilibrium