微型汽车离合器故障探究

论文摘要

微型汽车成本较低、用途多样,近来来呈现出快速增长态势。然而由于受企业研发力量不足、成本限制、使用条件恶劣等多方面影响,其关键零部件返修率非常高。根据某微车公司质量记录,其离合器故障问题居于IPTV和CPV值首位,影响了公司的成本和企业形象。受厂家委托,本文对离合器故障进行研究工作,主要进行了后续工作:在旧件库对现存的离合器故障件进行排查,总结出其故障问题树。主要的故障现象包括起步发抖、分离不良、打滑,占故障总数的81.69%;主要的故障模式有离合器部件损坏、膜片弹簧功能失效和异常磨损,其中异常磨损占62.32%。基于故障现状,本文拟定了从动力学、热力学两个方面对该微车离合器进行全面分析的研究方案。对离合器部分关键零部件进行了动力学分析。主要包含以下内容:对从动片、盘毂进行了ANSYS动力学分析,静强度均小于材料的屈服强度,模态分析结果正常;对膜片弹簧负荷特性进行了理论计算,结果显示小端分离力正常,大端的压紧力稍嫌不够。对微车离合器摩擦副进行了热力学分析。运用UG对摩擦副零件进行建模,并利用有限元热分析对其温度场进行了研究,结果显示:摩擦副温度偏高,压盘高温区域很大,热负荷问题严重;在动力学和热力学研究的基础上,对膜片弹簧进行了适当的改进;同时选取了微车典型的三种离合器,并确定了最优的结构和最佳的摩擦片材料,完成了现有离合器的改进设计方案。本文基于故障探究的思路对离合器零部件进行了诸多分析,最终找出了微车离合器在结构和材料上的某些不尽合理之处,并对其提出了改进方案,对于离合器的研究工作具有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文结构
• 1.5 本章小结
• 第2章 微型汽车离合器故障统计和分析
• 2.1 微型汽车离合器简介
• 2.1.1 微型汽车离合器结构和工作原理
• 2.1.2 离合器的基本要求
• 2.2 微型汽车离合器故障排查
• 2.2.1 前期调研
• 2.2.2 故障排查
• 2.3 离合器故障探究研究方案
• 2.3.1 离合器故障定性分析
• 2.3.2 研究前提
• 2.3.3 动力学研究方案
• 2.3.4 热力学研究方案
• 2.3.5 CAE分析简介
• 2.4 本章小结
• 第3章 微型汽车离合器动、热力学分析
• 3.1 离合器故障原因推测
• 3.1.1 离合器分离不良
• 3.1.2 离合器发抖
• 3.1.3 离合器打滑
• 3.1.4 离合器踏板沉重
• 3.1.5 离合器异响
• 3.2 动、热力学研究对象
• 3.3 从动片的分析
• 3.3.1 从动片简介
• 3.3.2 波形弹簧片静力学分析
• 3.3.3 波形弹簧片模态分析
• 3.4 膜片弹簧的理论分析
• 3.4.1 某微车离合器膜片弹簧力学性能分析
• 3.4.2 某微车离合器膜片弹簧目前载荷特性计算
• 3.4.3 应力分析
• 3.5 从动盘毂的分析
• 3.5.1 盘毂静力学分析
• 3.5.2 盘毂模态分析
• 3.6 摩擦副零件的热力学分析
• 3.6.1 温度场状态划分
• 3.6.2 摩擦副零件的有限元模型
• 3.6.3 材料物理性能、尺寸参数
• 3.6.4 边界条件的处理
• 3.6.5 加载并求解
• 3.6.6 有限元热分析结果讨论
• 3.7 离合器动、热力学研究小结
• 3.8 离合器故障探究
• 3.8.1 膜片弹簧大端压紧力不足
• 3.8.2 压盘-摩擦片构成的摩擦副温度偏高
• 3.9 本章小结
• 第4章 微型汽车离合器改进设计方案
• 4.1 膜片弹簧的改进
• 4.1.1 膜片弹簧载荷—变形特性影响因素
• 4.1.2 弹簧厚度h改变的情况下膜片弹簧载荷—变形特性计算
• 4.2 摩擦副的改进
• 4.2.1 三种压盘的热分析
• 4.2.2 三种摩擦片的热分析
• 4.2.3 摩擦副改进设计方案
• 4.3 本章小结
• 第5章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录一 研究生期间发表的论文
• 附录二 研究生期间参与的项目