片式换档离合器滑磨功及滑磨功率的动态模拟计算.pdf

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1、兵工学报2000年第2期总第78期坦克装甲车与发动机分册设计计算片式换档离合器滑磨功及滑磨功率的动态模拟计算龚立武马彪剧引芳崔海亭夏承刚(北京理工大学北京100081)摘要:本文利用SIMULINK软件包对换档离合器结合过程进行了建模仿真分析给出了动态求解滑磨功和滑磨功率的一种仿真方法为换档离合器的热负荷分析提供了必要的理论基础.关键词:换档离合器;滑磨功;热负荷;仿真建模中图分类号:U463.22+1.4文献标识码:A文章编号:XXXXXXXX(2000)020037051引言片式换档离合器在摩擦结合过程中常因热负荷过大而发生烧损现象.衡量热负荷的重要指标滑磨功

2、和滑磨功率的确定是研究整个问题的关键.根据静态经验计算滑磨功的传统方法不能很好的反映换档离合器实际工作情况.作者对履带车辆中具有液力传动且用片式换档离合器进行换档的定轴式变速箱动力传动系统进行了动力学分析利用SIMULINK[1]建立仿真模型对换档离合器动态的滑磨功及滑磨功率进行了模拟计算和试验考核为换档离合器的热负荷分析提供了必要的基础.[2]2滑磨功和滑磨功率的计算图1为履带车辆中具有液力传动且用片式换档离合器进行换档的定轴式变速箱4轴段动力学模型.图中LCCLTT分别用来模拟液力变矩器中闭锁离合器~换档离合器~履带与地面之间的滑转.在换档过程中换档离合器在传

3、递转矩的同时产生滑磨最后使其主~被动系统转速相等.在滑磨过程中换档离合器主~被动摩擦片间滑磨损失的功率Pf=Tcl(U1-U2)(1)离合器的滑磨功ttWf=Pfdt=Tcl(U1-U2)dt.(2)00收稿日期:19991014基金项目:兵器科技重点预研项目作者简介:龚立武(1973)男黑龙江虎林人北京理工大学硕士研究生研究方向为车辆工程.兵工学报坦克装甲车与发动机分册ZOOO年38当离合器结合时.已知Tcl~的变化规律.通过式<1>~便可求解离合器的滑磨功和滑磨功率.离合器实际结合过程中摩擦转矩是动态变化的.T[3]cl=7zR/p

4、.式中/为动摩擦系数随主~被动片相对滑动速度的变化规律.如图Z所示.由摩擦材料的试验取得.常用/=6-aeZAU描Te7发动机输出转矩;Tlc7闭锁离合器摩擦转矩;Tt7涡轮输出转矩;Tp7泵轮负荷转矩;Tcl7换档离合器结合时摩擦述.式中的a.Z.6为试验拟合的待定系转矩;TclF7换档离合器分离时摩擦转矩;T7传动系驱动转数;p为离合器轴向压紧力随结合时矩;TL7履带行驶阻力矩;1O~11~1Z~137换算到各轴段的间的变化规律.一般成线性;如图3所等效转动惯量;cO~c1~cZ~c37各轴段的角速度示;R为平均半径;7为多片离合器

5、花键图14轴段动力学模型的摩擦效率;z为摩擦副数.从上面分析可知.计算滑磨功的关键是确定某一瞬时的摩擦力矩T及相对角速度clAc的变化规律和打滑时间t.但上述各量的变化规律受到整车动力传动系统许多因素影响.同时.由于换档离合器自身特点.使得图Z/随AU的变化规律图3p随t的变化规律每档换算到主~被动部分的转动惯量11.1Z都不同.故采用动态仿真建模求解.3换档和行驶过程的动力学分析如图1所示.根据LC结合或分离和TT的打滑或不打滑等状态决定了车辆在换档和行驶过程中的某一瞬时各有4种状态存在.在实际应用中.为了充分利用变矩器的自适应~变矩性能.通常对液力变矩器设计了

6、相应的解闭锁规律.使换档在液力工况下进行.为了简化所要研究的问题.以换档处于液力工况.换档后处于机械工况为前提进行分析.3.1换档工况的动力学模型D履带打滑.变矩器解锁换档工况模型1OOO=Te-Tp.11O1=Tt-Tcl.1ZOZ=Tcl-T.13O3=T-TL.@履带不打滑.变矩器解锁换档模型1OOO=Te-Tp.11O1=Tt-Tcl.1Z3OZ3=Tcl-TL.3.2行驶工况的动力学模型D履带打滑.液力传动工况模型1OOO=Te-Tp.11ZO1Z=Tt-T.13O3=T-TL.@履带不打滑.液力传动工况模型1OOO=Te-Tp.11Z3O1Z3=Tt-

7、TL.履带打滑.机械传动工况模型1O1ZOO1Z=Te-T.13O3=T-TL.@履带不打滑.机械传动工况模型1O1Z3OO1Z3=Tt-TL.第2期龚立武等,片式换档离合器滑磨功及滑靡功率的动态模拟计算-39-以上各式中的下标O123分别用来表示图1中的各轴段U表示角加速度-4仿真模型的建立SIMULINK包含有输出方式~输入源~线性环节~非线性环节~连接和接口等子模型库每个子模型库中包含了相应的功能模块用户也可以设制和创建自己的模块-利用这些模块根据以上公式建立典型换档离合器动力传动系统的仿真模型如图4所示-此仿真模型主要由发动机模块~传动系统模块~档位控制模

8、块构成-其