变转速条件下油槽结构对液粘传动特性的影响研究

作     者：吴殿成 

作者单位：江苏大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢方伟

授予年度：2017年

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：液粘传动 液粘离合器 非结构化网格 变转速 油槽结构 传动特性 

摘      要：液粘传动是采用摩擦片间油膜传递动力,通过改变油膜厚度来实现无级调速的一种新兴的流体传动方式,在节能调速领域具有重要的应用价值。目前,国内外学者对液粘传动的机理进行了大量的研究,但尚未研究定转差下被动片转速和油槽结构对液粘传动特性的影响。针对以上问题,本文开展了以下研究:建立液粘传动的基本数学模型和摩擦片间油膜数值计算模型,在考虑结构化网格和非结构化网格差异的基础上,进行了数值计算模型的网格无关性验证,最终得到最适合本文数值计算的网格划分方案。采用理论推导和数值计算相结合的方法,研究了定转差下被动片转速对液粘传动特性的影响,研究结果表明:随着被动片转速增大,摩擦片间流体压力分布愈加复杂,转折值减小,非油槽区流体径向速度降低,非油槽区油膜覆盖率下降,传递转矩降低,而流体温升大幅增大。结合数值计算结果,研究了油槽结构对油膜传递动力的影响规律,提出了一种可以提高油膜传递扭矩的方案,即沿着半径增大方向,逐渐减小油槽的宽度和深度。并在定转差变转速条件下,以外径处的油槽角度和油槽深度为变量,研究了油槽宽度和油槽深度在半径方向变化对液粘传动特性的影响。研究结果表明:外径处油槽宽度减小,则传递转矩增大,而温升未增大,外径处油槽角度2?=0.5?时的传递转矩约为2?=4.5?时传递转矩的200%;外径处油槽深度减小,则传递转矩增大,而温升未增大,当外径处油槽深度减小到2h=0.05mm时,传递转矩约为2h=0.2mm时传递转矩的150%。根据实验方案搭建了液粘离合器实验台,实验结果表明:定转差条件下,液粘离合器传递转矩随被动片转速增大而减小;在定转差变转速条件下,外径处油槽深度减小,传递转矩增大,而流体温升无明显变化。