论文摘要
双离合器自动变速器(DCT)是在电控机械式自动变速(AMT)技术基础上发展的一种新型自动变速器,它具备手动变速器结构简单、传动效率高的特点,并且克服了AMT换档过程动力中断的弱点,换档迅速,综合了AMT的优势和液力自动变速器AT动力换挡的优点,具备了很好的换挡品质和车辆动力性、经济性,已成为汽车自动变速器新的发展方向,具有广阔的市场前景。目前DCT采用的离合器有干式和湿式两种结构型式。干式双离合器与湿式双离合器相比具有结构简单、传动效率高、成本低的优点,但对于干式离合器换档时为避免动力中断,两个离合器切换过程中必然存在扭矩传递的重叠,从而导致离合器大量滑摩热量的产生。离合器摩擦片的磨损随压盘温度的升高而增大,当压盘工作表面温度超过180～200?C时,摩擦片磨损急剧增加,而温升取决于干式离合器的热容量和热量耗散能力,因此温升控制问题是影响干式双离合器承载能力和寿命的关键之一。本文针对装有干式双离合器自动变速器的车辆起步过程中离合器的滑摩温升问题进行了研究,主要内容如下:①在分析干式离合器的摩擦材料、摩擦类型、摩擦过程和失效形式的基础上,对干式离合器主要性能参数及摩擦过程中热负荷评价指标进行了计算;②制定了双离合器车辆起步控制策略,对DCT传动系统进行动力学分析,建立发动机、双离合器、整车数学模型和离合器滑摩功数值仿真模型。利用MATLAB/SIMULINK对采用干式双离合器自动变速汽车不同载荷普通路面起步和爬坡起步过程进行仿真,动态求解得到滑摩功曲线;③从传热学的基本理论出发,求解离合器摩擦副热分析边界条件,利用ANSYS软件对双离合器摩擦副瞬态温度场进行有限元建模和仿真;④通过对摩擦副温升过程的研究,分析了离合器摩擦副温升影响因素。提出了有利于降低温升,提高承载能力和使用寿命的干式双离合器结构设计方案和冷却系统与装置的设计方案;⑤对干式离合器温升测试方法和摩擦磨损性能进行了研究,设计了干式离合器模拟测试系统,并制定了实验测试方案和步骤。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 自动变速器类型及发展现状1.1.1 自动变速器的类型1.1.2 自动变速器的发展状况1.2 双离合器自动变速器1.2.1 双离合器自动变速器简介1.2.2 DCT 的研究开发现状1.2.3 DCT 结构及工作原理1.2.4 双离合器自动变速器的分类1.3 干式双离合器1.3.1 干式双离合器的结构形式1.3.2 干式双离合器关键技术1.3.3 干式双离合器热负荷1.4 本论文主要研究内容2 干式离合器性能参数分析计算2.1 摩擦材料和摩擦过程分析2.1.1 摩擦材料2.1.2 摩擦类型2.2 离合器摩擦副特性与热负荷评价2.2.1 摩擦系数2.2.2 摩擦副的磨损特性2.2.3 离合器的热负荷评价指标2.3 本章小结3 DCT 起步过程离合器滑摩功仿真分析3.1 滑摩功计算方法3.2 双离合器自动变速器起步控制策略3.2.1 双离合器起步控制策略3.2.2 双离合器接合过程分析3.3 起步过程DCT 传动系统动力学模型3.3.1 发动机数值模型3.3.2 起步过程DCT 动力学分析3.4 双离合器自动变速车辆起步过程建模与仿真分析3.4.1 整车主要参数3.4.2 起步过程离合器滑摩功仿真计算3.5 仿真结果分析3.6 本章小结4 DCT 离合器摩擦副瞬态温度场4.1 传热学基础理论4.1.1 三种热传递方式4.1.2 热分析材料的基本属性4.1.3 初始条件与边界条件4.1.4 热载荷4.1.5 稳态与瞬态热分析4.2 摩擦副温度场热传递模型4.2.1 摩擦副物理模型简化4.2.2 离合器生热和散热过程4.2.3 摩擦副温升数学模型4.3 摩擦副瞬态温度场的建立4.3.1 分析施加载荷的面及热物理性能参数4.3.2 摩擦副热分析边界条件的确定4.3.3 离合器摩擦副热分析几何建模和网格划分4.4 摩擦副瞬态温度场分析结果4.4.1 摩擦片瞬态温度场4.4.2 压盘瞬态温度场4.5 本章小结5 干式离合器温升影响因素分析5.1 摩擦热对温升的影响5.2 摩擦副材料对温升的影响5.3 冷却条件对温升的影响5.4 本章小结6 干式离合器温升与磨损测试方法研究6.1 试验及测量记录装置6.2 离合器温升测试实验方案6.2.1 离合器热负荷测试试验6.2.2 滑动摩擦力矩测定试验6.2.3 离合器摩擦衬片耐磨损性能试验6.3 本章小结7 总结与建议7.1 论文总结7.2 论文继续研究方向致谢参考文献附录A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录B. 作者在攻读学位期间参与的科研目录
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