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1、湿式换挡离合器 离合器试验 摘 要湿式换挡离合器在自动变速和无机变速的汽车中的应用是越来越广泛。湿式换挡离合器是汽车能够换挡平顺和稳定的重要保障，给自动变速器平顺换挡提供有利的条件。随着我国国民经济的发展和科学技术的进步了，汽车行业向着自动化和系统化的方向前进着，在汽车的传动系统方面，湿式离合器作为自动变速器的一个关键部件，对其进行了深入的研究。在车辆的各个部件中，离合器起着十分重要的作用。阐述了湿式离合器的发展和前景、功用和原理、分类和特点等等。自主设计了应用于某综合传动装置的湿式换挡离合器，包括离合器摩擦片、液压缸、回位弹簧和轴等方面的设计。深入分析了离合器台架实验方法，并设计了一套离合器
2、试验台，采用电机作为驱动系统，并完善设计了试验台辅助系统。关键词：离合器 湿式离合器 离合器试验台AbstractWet clutch in automatic transmission shift speed of the car and inorganic applications are more and more widely. Wet shift clutch is smooth and stable vehicle able to shift important guarantee for smooth shifting automatic transmission to prov
3、ide favorable conditions. With the development of national economy and scientific and technological progress, and the automotive industry toward automation and systematic direction with the cars transmission system, the wet clutch automatic transmission as a key component of its in-depth study .The
4、clutch is very important part of vehicles. The article mainly focuses on the function and the development of clutch. The major task of this dissertation is designing a wet clutch which is used to the transmission systems. Then the article introduced the way of designing the wet clutch and the purpos
5、e on building the clutch test-bed.Finally, the article makes the analysis and the subjective access for the wet clutch. And it makes the conclusions that it can keep with the requirement.Keywords: clutch wet clutch the clutch test-bed目 录摘 要IAbstractII第一章 湿式离合器在国内外的发展-概述11.1引言11.2湿式离合器简介11.2.1湿式离合器的特
6、点11.2.2湿式离合器的材质21.3湿式离合器在国内外的发展状况21.3.1湿式离合器的发展趋势41.4湿式离合器研究的意义4第二章 湿式离合器摩擦片的设计62.1引言62.2摩擦片的材料62.3摩擦偶件数量P72.4摩擦副Z82.5摩擦片表面沟槽82.6摩擦片内外径82.6.1金属型摩擦片外径：92.6.2储备系数92.6.3非金属型摩擦片外径为102.7液压缸尺寸的估算112.8压板行程112.9摩擦片的外向压紧力112.10离心油压作用力112.11液压缸的油压132.12花键的设计132.13摩擦片的厚度14第三章 轴的设计153.1引言153.2轴的材料153.3轴最小半径的计算1
7、63.4轴的设计17第四章 回位弹簧的设计184.1引言184.2回位弹簧的种类和材料184.2.1回位弹簧的种类184.2.2回位弹簧的材料184.3圆柱螺旋回位弹簧的设计194.3.1已知条件的分析194.3.2确定弹簧各参数20第五章 湿式离合器其它零部件的选择225.1引言225.2轴承的选择225.2.1轴承的选用225.3密封装置235.3.1密封装置的种类235.3.2密封圈的选择245.4湿式离合器的润滑245.4.1润滑的意义245.4.2润滑的方式245.4.3润滑的选择24第6章 湿式离合器参数的校核256.1轴的校核256.2轴承的校核276.2.1轴承的失效形式主要有
8、276.2.2轴承的寿命276.2.3轴承6012的校核286.2.4轴承6010的校核28第7章 湿式离合器试验台的设计307.1引言307.2试验台设计的要求307.3试验台的设计307.3.1试验台结构的设计307.3.2电机的选择317.3.3转速转矩传感器的选择337.3.4联轴器的选择347.4.5测功机的选择35第八章 总结与展望388.1工作总结388.2展望38参考文献：39致谢41附 录42第一章 湿式离合器在国内外的发展-概述1.1引言阐述了论文研究的背景和研究的意义，分析了湿式离合器在现实社会的意义，湿式离合器的国内外发展情况，湿式离合器的特点、湿式离合器的材质、湿式离
9、合器的摩擦系数以及湿式离合器的发展趋势等内容。1.2湿式离合器简介1.2.1湿式离合器的特点所谓湿式离合器1，是指离合器摩擦片在滑摩过程中摩擦接触表面表现为液体和半液体（界面）的摩擦。它和干式摩擦相比已经发生了质的改变，即在滑摩时，摩擦表面不发生直接接触，两摩擦表面之间被一薄薄的油膜（厚度约为0.1 mm）隔开，正是这一薄薄的油膜保证了一对摩擦副在很大的压力下有小的磨损和稳定的摩擦系数。离合器片间油膜厚度的与摩擦系数有关，油膜的破裂会使磨损急剧增加。因此，湿式离合器的良好性能取决于在一定的外部条件能使摩擦副形成界面摩擦。正因为如此，湿式离合器的结构要比干式离合器的结构复杂得多。应该指出，采用湿
10、式离合器之所以可能，是因为在技术上制造出一种对离合器片间油膜形成很稳定的摩擦材料的工艺已很成熟。对矿物油有很高稳定性的材料是烧结材料，它的多孔结构促进和维持住了离合器片间油膜，保证了摩擦副的界面摩擦。还必须指出，湿式离合器优点的发挥，是一定要在某温度范围内才能实现的。超过了这一温度范围将起负面效应，因此湿式离合器的热状况是确保它能工作可靠、耐用的最为重要的因素之一。而离合器工作热状况的稳定性根本上决定于摩擦副的供油系统能否确保对摩擦副表面的冷却和润滑。湿式多片离合器由于其独特的结构及工作环境，具有以下特点：(1) 表面积大，故所传递的扭矩也大。在不增加径向尺寸的前提下，可用增加摩擦片数来提高传
11、递的转矩，还可以改变施加压力的大小，即按照要求容量调解工作转矩，便于实现系列化和通用化。多个摩擦副同时工作，摩擦转矩大，能可靠地传递发动机的最大转矩。(2) 在液力自动变速箱中布置方便。(3) 接合时较平顺、柔和，使车辆行驶时抖动和冲击减小。(4) 磨损均匀且不需专门调整片隙。(5) 摩擦衬片及对偶钢片较薄，其损坏形式多为瞬时温升过高或温度分布不均导致的烧损或翘曲。(6) 摩擦片表面单位面积压力分布均匀。(7) 对传动轴没有径向负荷，摩擦元件受力情况与旋转方向无关。(8) 分离时摩擦片间的相对滑摩损失大是其缺点。1.2.2湿式离合器的材质车辆液力传动应用的离合器摩擦副(又称摩擦对偶)按材质可分
12、为两大类2，第一类是金属型的，它与钢片对偶的摩擦衬面材料具有金属性质，如钢对钢、钢对青铜(或黄铜)、钢对粉沫冶金等。第二类是非金属型的，它的摩擦衬面材料具有非金属性质，如石棉、纸、石墨、树脂、塑料合成物等，其对偶可用钢和铸铁。在金属型摩擦材料中，铜基粉沫冶金材料在自动变速器中获得广泛应用，它的主要优点有：摩擦系数较高、摩擦系数随温度变化小、允许表面温度高、机械强度高、导热性好等。非金属性摩擦材料具有高摩擦系数、价廉、保证离合器接合平稳和无噪声等优点，但这种材料的缺点是导热性差。近年来纸质摩擦材料在轿车自动变速器中得到推广，用来代替铜基粉沫冶金衬面，降低了成本与重量，改善了舒适性。在重型汽车上，
13、美国阿里森公司的液力传动装置应用石墨树脂摩擦衬面代替了大部分粉沫冶金摩擦衬面。应用价廉、性能良好的非金属性摩擦材料是当前的发展趋势3。纸质摩擦材料的特点是摩擦系数较大，而且它的静摩擦系数和动摩擦系数之比不大，动摩擦系数几乎和摩滑速度无关。此外纸质摩擦衬面具有弹性、疏松性(空隙率40至50)和良好的润滑保持性能。但纸质摩擦材料磨损量大，耐热性较差，易烧坏。所以使用时必须保证良好的冷却润滑和较短的滑摩时间。1.3湿式离合器在国内外的发展状况湿式离合器的研究概况近十几年来，自动变速器的研究一直是热点问题。因此，离合器的研究也多是服务于自动变速器的研发工作，以对其实现精确控制，提高起步平稳性和换挡品质
14、为主要目的。国内离合器的研究，针对干式离合器的较多，如吉林大学汽车工程学院对于干式离合器最佳接合规律做了理论上的研究4，清华大学和北京理工大学等院校也在这方面进行了研究并取得成果5。比较起来，国内对于湿式离合器的研究相对要少一些。湿式离合器接合过程控制的研究，涉及建立湿式离合器接合过程的数学模型，以此根据控制参数计算不同工况下离合器压盘压力，也即是离合器控制油压的过程。一般先确定湿式离合器接合过程的数学模型，根据该过程的动力学方程，通过控制变量计算得到各工况控制压力，计算过程中常用方法有最优方法、模糊方法等。由于控制变量较多，工况较多，所以通常要建立湿式离合器接合过程的仿真模型，通过仿真结果来
15、修改控制算法，必要时还要对数学模型进行修改，待数学模型和控制算法较为成熟之后，再进行试验验证，最终在计算和试验的基础上确定控制策略。浙江大学罗永革以发动机油门开度、变速器速比、发动机转速、油门踏板变化率和坡度与载荷等变量作为控制参数，通过建立的数学模型算出湿式离合器在倒车、空档、起步加速、缓慢加速、急加速、普通减速、急减速等不同工况下的控制油压，作为离合器的控制策略。日本的佐藤用模糊方法，通过两层模糊推理确定起步时的湿式离合器控制压力，第一层是根据驾驶员踩下的加速踏板的位移及其变化率来确定初始起步压力，第二层是根据加速踏板的位移和发动机的转速确定压力变化率67。离合器接合过程的时间较短，一般在1秒左右，在接合过程中转矩变化很大，离合器的实际压力与控制计算得到的目标控制压力要尽量保持一致，以保证工作品质，这就需要设计湿式离合器控制器，来实现控制目标。湿式离合器控制器最常用到的控制方法是PID控
