离合器压盘结构设计研究

摘要

在车辆传动系统中，离合器盖总成安装在发动机飞轮上，起到传递动力、保证汽车平稳起步、防止传动系统零件过载等作用，是一个十分重要的零部件。车辆行驶时，每一次换挡操作都会使得离合器滑磨，产生的热量若不能及时有效地散发出去，会对离合器的工作稳定性产生影响。因此，如何改进离合器结构、加强散热，具有重要意义。
　　 对于膜片弹簧摩擦式离合器，主要的散热途径是与空气对流换热。本文从加强空气流动、增强散热的角度设计了三种新的压盘结构，将仿真结果进行对比，评价新结构的优劣。
　　 文章的主要内容包括:
　　 1.测绘SACHS MF215型离合器盖总成，主要是压盘与离合器盖两个零件，为了降低CFD仿真的复杂性，忽略了支撑环、传动片、铆钉、膜片弹簧等零件。运用CATIA建立压盘与离合器盖的三维模型。
　　 2.将简化的离合器盖总成导入ANSYS CFX模块中，划分ICEM网格，进行CFD仿真。该分析一方面是为了了解离合器盖总成内外部空气的流动状态，分析新结构带来的影响;另一方面，提取仿真结果中的空气流动速度，为瞬态热分析边界条件的计算提供数据。
　　 3.建立压盘滑磨表面的微元模型，并结合传热学相关理论，计算出热流密度、对流换热系数等热分析边界条件。
　　 4.将各边界条件施加到压盘上，并对其自由度进行约束。对不同结构压盘进行热结构耦合分析，从温度、应力及应变等方面进行比较。
　　 由对比结果可知，将压盘支承台数目由原始结构的6个增加到9个，且支承台之间的间隙改成右旋的，该结构在不增加压盘质量的前提下，温度、应变、应力都有不同程度的降低，而其他结构亦有各自的特点。为压盘的结构设计提供了参考依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究的目的和意义

1．4 本文研究内容

第二章 离合器CFD仿真分析

2．1 基本控制方程

2．1．1 质量守恒方程

2．1．2 动量守恒方程

2．1．3 能量守恒方程

2．1．4 组分质量守恒方程

2．1．5 湍流控制方程

2．2 CFX介绍

2．3 有限元模型

2．3．1 三维实体模型

2．3．2 CFD网格

2．4 CFD边界条件与收敛精度设置

2．5 不同结构CFD仿真结果分析

2．6 本章小结

第三章 压盘热结构耦合分析

3．1 热分析理论

3．1．1 热量传递方式

3．1．2 导热微分方程

3．1．3 对流换热微分方程

3．1．4 单值性条件

3．2 离合器起步工况分析

3．3 热流密度的计算

3．3．1 滑磨功的计算

3．3．2 滑磨功率的计算

3．3．3 热流密度的计算

3．4 对流换热系数的计算

3．4．1 对流换热的影响因素

3．4．2 对流换热系数的计算

3．5 压盘模型及网格划分

3．6 载荷与边界条件的施加

3．6．1 热流密度的施加

3．6．2 对流换热的施加

3．6．3 自由度约束

3．6．4 初始条件设置

3．7 热结构耦合仿真结果分析

3．7．1 压盘温度云图及曲线

3．7．2 压盘热应力云图及曲线

3．7．3 压盘热应变云图及曲线

3．7．4 不同结构对比分析

3．8 本章小结

第四章 总结与展望

4．1 本文总结

4．2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间研究成果

附录A 瞬态热分析中插入的命令