汽车膜片弹簧离合器扭矩传递特性建模与计算方法研究

论文摘要

随着中国市场对装有机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission, AMT)的汽车的需求日益迫切,本文以奇瑞QQ轿车膜片弹簧离合器为研究对象,对膜片弹簧离合器的分离、接合载荷特性进行深入的研究,为离合器传递扭矩的精确控制提供理论基础。本文综合考虑了从动盘轴向弹性、分离指弯曲变形、离合器盖变形和传动片弹性等因素,针对膜片弹簧离合器的分离过程建立其静力学模型,将离合器零部件的变形等有效地等效到分离轴承行程中去,运用MATLAB软件编制程序,计算出膜片弹簧离合器的工作特性、分离轴承分离载荷特性和压盘压紧力特性曲线,并分析了传动片、离合器盖的各个零部件的变形对离合器工作特性的影响。在考虑加载／卸载过程中膜片弹簧大端与压盘、分离指与分离轴承端面的滑动摩擦,建立了以分离轴承行程为输入,以分离轴承力和压盘压紧力为输出的计算模型。利用XP—5型销—盘式摩擦试验机,研究摩擦系数与温度、滑摩速度之间的关系,通过正交多项式回归设计,建立了面片摩擦系数的计算模型,并对其显著性进行了检验,证实得到的回归方程可靠,能较准确地反映摩擦系数与温度、滑摩速度之间的关系。综合考虑压盘压紧力特性模型和离合器面片摩擦系数回归模型,建立以离合器行程为输入、以传递的摩擦扭矩为输出的离合器扭矩传递特性的综合计算模型。在离合器性能试验台上进行了分离、接合过程的扭矩特性测试试验,分析对比模型计算结果和离合器台架试验结果。基于扭矩综合计算模型,利用AMESim软件对汽车起步过程进行了计算和仿真,预测了汽车起步过程中离合器接合行程、转速差、表面温升和滑磨转矩随离合器起步时间的变化关系。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究目的
• 1.3 研究方法和主要内容
• 2 膜片弹簧离合器结构与工作特性
• 2.1 汽车膜片弹簧离合器简介
• 2.2 膜片弹簧离合器结构和工作原理
• 2.2.1 膜片弹簧离合器结构
• 2.2.2 膜片弹簧离合器的工作原理
• 2.3 奇瑞QQ轿车膜片弹簧离合器参数
• 2.4 膜片弹簧大端载荷变形特性
• 2.5 本章小结
• 3 考虑从动盘总成特性的离合器载荷特性研究
• 3.1 从动盘轴向弹性特性
• 3.1.1 从动盘总成结构
• 3.1.2 从动盘轴向弹性特性的测试方法
• 3.2 考虑从动盘轴向弹性时离合器静力学模型
• 3.3 离合器工作特性计算与分析
• 3.4 从动盘轴向弹性对离合器载荷特性的影响
• 3.5 面片磨损对离合器载荷特性的影响
• 3.6 本章小结
• 4 考虑盖总成特性的离合器载荷特性研究
• 4.1 离合器盖总成特性
• 4.1.1 离合器盖总成结构
• 4.1.2 离合器盖总成特性的测试方法
• 4.2 考虑离合器盖弹性时的静力学建模与分析
• 4.3 离合器盖弹性对离合器总成特性的影响
• 4.4 传动片弹性对离合器载荷特性的影响
• 4.4.1 传动片的弹性变形特性
• 4.4.2 考虑传动片弹性的离合器静力学分析
• 4.4.3 传动片弹性对离合器载荷特性的影响分析
• 4.5 膜片弹簧端面摩擦对离合器载荷特性的影响
• 4.5.1 考虑端面摩擦特性的静力学分析
• 4.5.2 离合器摩擦滞环特性的工况分析
• 4.6 本章小结
• 5 离合器摩擦特性的试验研究与回归分析
• 5.1 离合器面片摩擦特性的实验方法
• 5.1.1 试验因素的确定
• 5.1.2 面片摩擦性能的测试台架
• 5.2 温度对摩擦系数的影响
• 5.2.1 常温摩擦系数的性能实验分析
• 5.2.2 高温摩擦系数的性能实验分析
• 5.3 滑磨速度对摩擦系数的影响
• 5.4 摩擦系数的正交回归分析
• 5.4.1 确定试验因素的水平并进行编码
• 5.4.2 确定试验方案并计算回归系数
• 5.4.3 回归方程的检验与转化
• 5.5 本章小结
• 6 扭矩传递特性的综合模型及试验分析
• 6.1 扭矩传递特性综合计算模型
• 6.2 扭矩传递特性试验台架
• 6.2.1 试验台架机械系统
• 6.2.2 试验台架数据采集系统
• 6.3 扭矩传递特性台架试验与计算分析
• 6.3.1 离合器分离载荷特性试验与计算分析
• 6.3.2 离合器扭矩传递特性的试验与计算分析
• 6.4 基于扭矩传递模型的汽车起步过程预测与分析
• 6.4.1 汽车起步过程动力学模型
• 6.4.2 基于扭矩传递模型的汽车起步过程仿真分析
• 6.5 本章小结
• 7 全文总结和展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集