干式双离合器摩擦副接合过程温升研究

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干式双离合器式自动变速箱由于具有良好的燃油经济性以及较低的制造成本等优势,使之在中、小型乘用车中得到广泛应用。但因其热容量小散热条件不良,尤其在城市路况下交通较为拥堵,离合器摩擦副温度由于重复接合而迅速升高,导致离合器的工作特性产生了变化以及加剧了摩擦副的磨损,影响了干式双离合器变速器的控制精度以及使用寿命。因此研究干式双离合器摩擦副在接合过程中的温升对提高控制精度以及使用寿命具有重要意义。本文主要从以下几个方面展开研究:(1)分析了离合器的接合特性并确定了离合器的传递转矩,以此为基础建立了双离合器自动变速器的动力学模型,针对三类油门开度工况进行了动力学仿真,同时动力学计算结果也为温升计算所需的边界条件的确定提供了依据。(2)以传热学基本理论为基础,建立了干式双离合器有限元模型,并结合动力学计算结果确定了摩擦副热分析的边界条件,利用有限元软件仿真得到了不同工况下摩擦副的温升计算结果。同时,基于温升仿真结果,计算得到了压盘和摩擦片的应力及变形情况,并对计算结果作了分析。(3)从双离合器控制策略以及结构设计角度出发,分析了优化离合器温升的方法,与此同时,结合离合器2温升较高的原因分析,提出了相应的优化方案,一方面在离合器2接合过程中控制发动机转速的升高,另一方面通过正交试验分析了离合器2摩擦副特征参数对温升的影响。结果表明:经优化后的离合器2温升得到了有效的降低,为干式双离合器实际开发提供了理论依据。
摘要第5-6页
ABSTRACT第6-7页
第一章 绪论第10-14页
    1.1 研究背景及意义第10-11页
    1.2 国内外研究现状第11-13页
    1.3 主要研究内容第13-14页
第二章 干式双离合器动力学建模与仿真第14-29页
    2.1 DCT动力学模型第14页
    2.2 发动机模型第14-15页
    2.3 双离合器自动变速器模型第15-23页
        2.3.1 双离合器起步模型第15-16页
        2.3.2 双离合器换挡模型第16-18页
        2.3.3 离合器传递转矩的确定第18-23页
    2.4 滑摩功的计算第23-24页
    2.5 仿真结果与分析第24-28页
        2.5.1 15%定油门开度工况第24-26页
        2.5.2 45%定油门开度工况第26-27页
        2.5.3 85%定油门开度工况第27-28页
    2.6 本章小结第28-29页
第三章 干式双离合器摩擦副温升分析第29-57页
    3.1 干式双离合器有限元模型第29-32页
        3.1.1 传热学基本理论第29页
        3.1.2 摩擦副传热模型的假设第29页
        3.1.3 几何模型简化第29-30页
        3.1.4 网格划分第30-32页
    3.2 边界条件的确定第32-38页
        3.2.1 热流分配系数的确定第32页
        3.2.2 热流密度的确定第32-34页
        3.2.3 对流换热系数的确定第34-38页
    3.3 干式双离合器摩擦副温升计算结果与分析第38-49页
        3.3.1 45%定油门开度工况第38-46页
        3.3.2 85%定油门开度工况第46-49页
    3.4 干式双离合器摩擦副热-结构耦合分析第49-56页
        3.4.1 边界条件以及结构分析材料参数的确定第49-50页
        3.4.2 干式双离合器应力结果分析第50-52页
        3.4.3 干式双离合器变形结果分析第52-56页
    3.5 本章小结第56-57页
第四章 干式双离合器温升优化分析第57-67页
    4.1 温升优化方法第57-58页
    4.2 温升优化分析第58-66页
        4.2.1 控制发动机转速升高第58-61页
        4.2.2 摩擦副特征参数正交分析第61-66页
    4.3 本章小结第66-67页
第五章 总结与展望第67-69页
    5.1 全文总结第67-68页
    5.2 不足与展望第68-69页
参考文献第69-73页
致谢第73-74页
攻读硕士期间发表的论文第74-75页
附录A第75-76页
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