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1、Simulation&designtools 仿真及设计工具仿真及设计工具Clutch calculation 离合器计算离合器计算Property of Valeo - Reproduction prohibitedClutchcalculation离合器计算离合器计算nClamploadcalculationCOEFtesttechniqueRangelawsClutchtorquenThermaladaptationStart-upenergyDecisiontable&curvesnLifetimecalculationWeartesttechniquesCalculationcode
2、n工作压力计算工作压力计算COEF试验技术试验技术范围确定的原则范围确定的原则离合器扭矩离合器扭矩n热能的匹配热能的匹配启动的能量启动的能量判定表及曲线判定表及曲线n寿命的计算寿命的计算磨损试验的技术磨损试验的技术计算规则计算规则3Clamp load calculation工作压力计算工作压力计算Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Clutch torque capacity离合器传扭能力离合器传扭能力Calculationoftheclutchmaximumtorquecapa
3、city离合器最大传扭能力计算离合器最大传扭能力计算离合器传递扭矩离合器传递扭矩压紧载荷压紧载荷摩擦系数摩擦系数作用半径作用半径摩擦面数目摩擦面数目5Property of Valeo - Reproduction prohibitedInertia惯量Test Clutch试验离合器Electrical Motor电机Rating and analysis of friction coefficient Wear rating and analysisAnalysis of thermal clutch issueClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算COEFF t
4、est technique COEFF 实验方法实验方法定义和分析摩擦系数定义和分析摩擦系数定义和分析磨损定义和分析磨损分析离合器热能结果分析离合器热能结果6Property of Valeo - Reproduction prohibitedTestcycle试验次数试验次数Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算COEFF test technique COEF 试验技术试验技术7Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算COEFF test techniqu
5、e COEF试验计算试验计算n3energylevelsBasicEnergyLevel(BEL)EnergyissufficienttoinduceenoughwearinashortperiodoftimeMediumEnergyLevel(MEL)AverageenergybetweenBELandHELHighEnergyLevel(HEL)Harddutycyclebutremainingnon-destructiven2temperaturelevels80and200C.n3种能量水平种能量水平基本的能量水平基本的能量水平(BEL)在短期内吸收由于磨损产生足在短期内吸收由于磨损产
6、生足够的能量够的能量中等能量水平中等能量水平(MEL)处于基本和高的之间处于基本和高的之间高的能量水平高的能量水平(HEL)在恶劣的条件下循环但是没有在恶劣的条件下循环但是没有破坏破坏n2个温度水平个温度水平80和和200C.8Property of Valeo - Reproduction prohibitedNon rotating parts不旋转部件Rotating parts旋转部件Inertia惯量Brake clutch制动离合器E Engine电机Torquemeter扭矩仪Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算COEFF test technique
7、 COEFF试验技术试验技术Step 1Step 2Step 3Step 4Step 5Step 6 Step 7250 cycles1000 cycles250 cycles1000 cycles750 cycles250 cycles1000 cycles80C200C80C200C200C80C200CBELBELMELMELHELBELBEL9Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Torque measurement 扭矩测量扭矩测量OD: Outer diameter of
8、 facing 摩擦片外径ID:Inner diameter of facing 摩擦片内径扭矩:Nm摩擦系数计算压紧力摩擦片面数摩擦片外径摩擦片内径平均扭矩10Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Measurement of the friction coefficient 测量摩擦系数测量摩擦系数 nForastep:Frictioncoefficient“minicourant”definition对每一阶段对每一阶段:记录发现最小的摩擦系数记录发现最小的摩擦系数nForth
9、etest:Frictioncoefficient“minicourant”definition对试验对试验:记录发现最小的摩擦系数记录发现最小的摩擦系数Minimalvalueoftheminicourantofallthesteps所有的阶段中最小值的所有的阶段中最小值的11Property of Valeo - Reproduction prohibitednFrictioncoefficientvalueforclamploadcalculation用摩擦系数对工作压力进行评价用摩擦系数对工作压力进行评价Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Measureme
10、nt of the friction coefficient 测量摩擦系数测量摩擦系数 摩擦系数计算用摩擦系数(平均值-10%平均值12Property of Valeo - Reproduction prohibitedCalculationoftheclutchmaximumtorquecapacity离合器最大传扭能力计算离合器最大传扭能力计算Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Clutch maximum torque capacity离合器的最大传扭能力离合器的最大传扭能力离合器传递扭矩离合器传递扭矩压紧载荷压紧载荷摩擦系数摩擦系数作用半径作用半径摩擦面数
11、目摩擦面数目离合器比率离合器比率预载荷：轴承预载荷预载荷：轴承预载荷没有轴承预载荷没有轴承预载荷: :有轴承预载荷有轴承预载荷: :13Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Clutch maximum torque capacity离合器最大传扭能力离合器最大传扭能力最大发动机扭矩最大发动机扭矩安全系数安全系数(后备后备)最大传扭能力最大传扭能力离合器最大传扭能力离合器最大传扭能力压紧载荷压紧载荷14Property of Valeo - Reproduction prohibit
12、edClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Energy levels方法能量水平方法能量水平nThequestionishowtodetermineenergylevelsinordertohaveconsistenttestresultsvs.clutchsizesTheanswerisarangelogicbuilton:facingsurfacevs.sizelawpressureplatemassvs.sizelawpressureplatemassvs.enginepowerlawenergylawn针对离合器尺寸问题在于如何确定能量的水平使得与试验结果一致
13、针对离合器尺寸问题在于如何确定能量的水平使得与试验结果一致回答建立在逻辑推理的上回答建立在逻辑推理的上摩擦片表面与尺寸原则摩擦片表面与尺寸原则压盘质量与尺寸原则压盘质量与尺寸原则压盘质量与发动机功率的原则压盘质量与发动机功率的原则能量原则能量原则15Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Facing surface vs. size law摩擦片表面与尺寸的规律摩擦片表面与尺寸的规律16Property of Valeo - Reproduction prohibitedClampl
14、oadcalculation工作压力计算工作压力计算Pressure plate mass vs. size law压盘质量与尺寸的规律压盘质量与尺寸的规律17Property of Valeo - Reproduction prohibitedD Dq q=KEST.1Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Surface temperature 表面温度表面温度nSurfacetemperatureformula表面温度公式表面温度公式18Property of Valeo - Reproduction prohibitedCfES e=(,)1nConicalst
15、rainvs.energyandthickness锥型变形与能量和厚度锥型变形与能量和厚度Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Conical strains锥型变形锥型变形19Property of Valeo - Reproduction prohibited00.10.20.30.40.50.60.7050100150200250300350400Energy in kJConicity in mmThickness 15 mmThickness 26 mmThickness 28mm138 kJHEL size 250237 kJHEL size 350315
16、 kJHEL size 430nFiniteelementmethodresults有限元计算的结果有限元计算的结果nEnergydissipatedin3seconds能量分为能量分为3档档Clamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Energy law能量规律能量规律20Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalculation工作压力计算工作压力计算Energy law能量规律能量规律21Property of Valeo - Reproduction prohibitedClamploadcalcu
17、lation工作压力计算工作压力计算Thermal flux law热能变化规律热能变化规律22Property of Valeo - Reproduction prohibitedExampleofclamploadcalculation工作压力计算的例子工作压力计算的例子23Thermal adaptation热能匹配热能匹配Property of Valeo - Reproduction prohibitedEMRMCRF= =- -+ +1 12 21 11 11 12 22 22 2.(.(sin()ddw wr rgr ra amr : Energy dissipated in t
18、he clutch (J)离合器能量分布E : Vehicle mass (kg)整车质量M : Tire radius (m)轮胎半径R : Axle and gear box ratio主传动比与变速器速比d : Earth gravity 重力加速度g : Maximum torque最大扭矩Cm : Rolling drag (0.015)转动摩擦系数Fr Engine speed maximum torque (Rd/s)最大输出扭矩下发动机转速 :/ : Road slope (rad)道路的坡度 : Transmission yield传递效率Thermaladaptation热
19、能匹配热能匹配Start-up energy calculation vs. the slope起步能量的计算与坡度起步能量的计算与坡度25Property of Valeo - Reproduction prohibitedThermaladaptation热能匹配热能匹配Start-up energy vs. slope起步能量与坡度起步能量与坡度26Property of Valeo - Reproduction prohibitedThermaladaptation热能匹配热能匹配Start-up energy calculation at wheel slipping 在车轮滑动下起
20、步能量计算在车轮滑动下起步能量计算 : Energy dissipated in the clutch (J)离合器能量分布E : Vehicle mass (kg)整车质量M : Tire radius (m)轮胎半径R : Axle and gear box ratio主传动比与变速器速比d : Earth gravity 重力加速度g : Maximum torque最大扭矩Cm : Rolling drag (0.015)转动摩擦系数Fr Engine speed maximum torque (Rd/s)最大输出扭矩下发动机转速 :/ : Road slope (rad)道路的坡度
21、: Transmission yield传递效率t : Tyre road friction coefficient 轮胎与路面摩擦系数m : Mass on driving axle 驱动轴质量27Property of Valeo - Reproduction prohibitedThermaladaptation热能匹配热能匹配Decision table 判断表判断表28Property of Valeo - Reproduction prohibitedThermaladaptation热能匹配热能匹配Start-up energy curves vs. usage起步能量曲线与应用
22、起步能量曲线与应用29Property of Valeo - Reproduction prohibitedThermaladaptation热能匹配热能匹配Decision curves判断曲线判断曲线30Life time calculation寿命计算寿命计算Property of Valeo - Reproduction prohibitedLifetimecalculation寿命计算寿命计算Basic hypothesis 最初假设最初假设32Property of Valeo - Reproduction prohibitedWeartestprocedure磨损实验程序磨损实验
23、程序33Property of Valeo - Reproduction prohibitedLifetimecalculation寿命计算寿命计算F202 wear rate ( 430 size )F202磨损比率磨损比率(430mm)34Property of Valeo - Reproduction prohibited52.510515821050C80C110C150C0.610.150.070.0350.50.120.080.040.550.140.10.050.10.0500.10.20.30.40.50.60.70.80.9F202wearinmmfor10000oprati
24、ons52.510515821050C80C110C150C28.89.46.66.623.67.67.67.626.08.89.49.49.49.40.05.010.015.020.025.030.035.040.0F202wearinmm3/MJLifetimecalculation寿命计算寿命计算F20235Property of Valeo - Reproduction prohibited52.510515821050C80C110C150C0.750.550.290.150.550.30.20.10.520.20.130.060.080.04500.10.20.30.40.50.6
25、0.70.80.9F491wearinmmfor10000oprations52.510515821050C80C110C150C35.434.627.428.326.018.918.918.924.612.612.311.30.00.07.68.50.05.010.015.020.025.030.035.040.0F491wearininmm3/MJLifetimecalculation寿命计算寿命计算F49136Property of Valeo - Reproduction prohibitedLifetimecalculation寿命计算寿命计算F51052.510515821050C
26、80C110C150C0.490.190.120.0550.330.140.0950.0450.290.110.0450.0250.0350.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9F510Wear inmmfor10000oprations52.510515821050C80C110C150C0.490.190.120.0550.330.140.0950.0450.290.110.0450.0250.0350.0200.10.20.30.40.50.60.70.80.9F510wearinmmforr10000oprations52.510515821050C80C110
27、C150C23.112.011.310.415.68.89.08.513.76.94.34.73.33.80.05.010.015.020.025.030.035.040.0F510wearinmm3/MJ37Property of Valeo - Reproduction prohibitedLifetimecalculation寿命计算寿命计算Basic hypothesis最初假设最初假设nStart-upina6%slopeforlonghaulage,8%foroffroad.nGrossCombinationWeightn10kJforeachgearchangingnVariab
28、les:%ofstart-ups(usually15%)start-upgearaxleratioandtiresizepressureplatecoretemperature(usually100C)n对长拖挂起步在对长拖挂起步在6%的坡度的坡度,8%在没有路面上在没有路面上.n车辆总重车辆总重n对每次换挡产生对每次换挡产生10kJn变量变量:起步坡度起步坡度%(通常为通常为15%)起步档起步档主传动比和轮胎尺寸主传动比和轮胎尺寸压盘中心的温度压盘中心的温度(通常为通常为100C)38Property of Valeo - Reproduction prohibitedExampleofli
29、fedurationcalculation寿命计算的例子寿命计算的例子39Property of Valeo - Reproduction prohibitedExampleoflifedurationcalculation寿命计算例子寿命计算例子40Property of Valeo - Reproduction prohibited速比6带1档坡道起步Gear ratio GoodLimitBad21000000600000600000300000300000功率Cv /质量t 75000040000075档Gear ratio GoodLimitBad17500004000003000001500006不带1档起步Gear ratio GoodLimitBad11000000 60000060000030000090000050000035000020000076档Gear ratio GoodLimitBad1900000500000500000功率Cv /质量t :76档Lifecriteria寿命标准寿命标准vs. gearbox and engine power针对变速箱和发动机功率针对变速箱和发动机功率41
