液粘调速离合器传递转矩计算与研究

摘要随着液体粘性传动技术的发展，液体粘性联轴器正日益广泛地应用到四轮驱动汽车之中。

但是目前对于液体粘性联轴器的转矩特性、工作流体特性以及硅油腔气的两相流体流动与传热特性的研究，并不十分成熟。

本文在已有理论和实践的基础上，从以下几个方面作了较为深入的实验研究。

全文共分为五章。

第一章主要说明了课题研究的背景和意义、液体粘性联轴器的工作原理及其在工程上的应用，介绍了常时四轮驱动汽车的概念与分类；第二章在阅读大量文献的基础上，对液体粘性联轴器的研究成果进行总结，包括粘性联轴器的扭矩计算，扭矩输出所受的影响因素，驼峰发生的机理、驼峰触发的温度、驼峰发生时的最小转速差，联轴器在发生驼峰现象之前硅油剪切的内部温度特性，联轴器的传热模型以及汽车速度、滑移率对转速差的影响。

并对本文的研究内容与研究重点进行类简单的概括；第三章描述了液体粘性联轴器工作介质（硅油／空气）的特性，指出盘片的结构尺寸、工作介质的特性与液体粘性联轴器的寿命及转矩传递特性密切相关，并对低粘度的硅油的粘温特性进行了实验研究；第四章对液体粘性联轴器进行了设计与校核，所有的实验件满足结构强度的要求，采用了新的密封件…氟胶密封，选用了低粘度的硅油，分别采用Ｏ．０１７ｍ２／ｓ、Ｏ．０２７ｍ２／ｓ和Ｏ．０３７ｍ２／ｓ，采用了盘片间隙Ｏ．４ｍｍ；第五章对液体粘性联轴器的扭矩传递特性进行了实验研究，首先搭建了实验台，并对不同粘度、不同填充率、不同输入转速下的扭矩输出特性进行了研究，总结了不同因素对扭矩输出的影响，并观察了液体粘性联轴器的驼峰现象：还对液体粘性联轴器内部的温度特性选定模型进行计算，给出了液体粘性联轴器处于剪切：［作状态时内部温度随转速差、硅油粘度、填充率等一些因素的变化规律，并给出了拟合公式，还用ＴＨ５１０２红外热像仪对液体粘性联轴器的温度进行了实际的测量，实验数据与计算结果吻合。

总之，本文所设计的液体粘性联轴器可以实现粘性剪切和驼峰两种工作状况。

液粘调速离合器传递转矩计算与汇报人：2024-01-01•液粘调速离合器概述•液粘调速离合器传递转矩计算•液粘调速离合器传递转矩的影响因素目录•液粘调速离合器传递转矩的优化设计•液粘调速离合器传递转矩的实验研究•液粘调速离合器传递转矩的前沿研究与展望目录01液粘调速离合器概述液粘调速离合器是一种利用液体的粘性阻力来传递和调节转矩的装置。

通过改变离合器内部的油液粘度，调节油膜厚度和摩擦力，从而实现转矩的传递和调节。

定义与工作原理工作原理定义用于驱动各种机械设备，如传送带、泵、风机等。

工业自动化车辆传动能源领域用于汽车的自动变速器和无级变速器，提高车辆的驾驶性能和燃油经济性。

用于风力发电、水力发电等可再生能源设备的传动系统，实现能源的高效利用。

03020103现代应用目前，液粘调速离合器已经成为工业传动领域的重要元件，广泛应用于各种机械设备和车辆传动系统。

01初期阶段液粘调速离合器最初是为了解决机械摩擦离合器的磨损问题而发明的。

02发展阶段随着工业技术的发展，液粘调速离合器的性能和应用范围不断得到提升和拓展。

02液粘调速离合器传递转矩计算r$，其中$T$为转矩，$F$为作用力，$r$为力臂。

在液粘调速离合器中，转矩的传递是通过摩擦片之间的粘性摩擦力实现的，因此转矩计算需要考虑粘性摩擦力的作用。

有限元分析方法可以对液粘调速离合器的详细结构进行建模，通过模拟分析得到摩擦片之间的粘性摩擦力和转矩的分布情况。

经验公式则是基于大量的实验数据和实际应用经验总结出来的，可以快速估算液粘调速离合器的传递转矩。

转矩计算中的参数确定在进行液粘调速离合器转矩计算时，需要确定的参数包括摩擦片的材料、尺寸、表面处理情况、润滑油粘度等。

这些参数对摩擦片之间的粘性摩擦力和传递的转矩有重要影响，需要根据实际情况进行选择和确定。

在实际应用中，还需要考虑液粘调速离合器的使用环境和工况条件，如温度、压力、转速等，这些因素也会对转矩计算产生影响。

基于AMESim的液粘调速离合器动态接合特性研究廖湘平;龚国芳;孙辰晨;王飞【摘要】为了在不增加系统装机功率的前提下提升驱动扭矩,设计了一种“电机+飞轮+液粘调速离合器”驱动系统.创建了驱动系统各能量传递环节的数学模型、油膜承载力模型和驱动系统的AMESim仿真模型,揭示了飞轮转动惯量、油膜厚度控制曲线等因素对液粘调速离合器动态接合特性的影响规律,得到了扭矩、转速及冲击度变化曲线,搭建了相应的实验台架.仿真和实验结果表明,通过合理控制液粘调速离合器的油膜厚度,实现了持续时间长达50 s的两倍额定扭矩的输出,可满足大中型机械设备对于启动扭矩大、冲击度小的工程需求.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2016(047)006【总页数】9页(P324-332)【关键词】液粘调速离合器;AMESim;动态接合特性【作者】廖湘平;龚国芳;孙辰晨;王飞【作者单位】浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州310027;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州310027;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州310027;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TH133.4大型工程机械装备的启动扭矩—般大于其额定扭矩，在设计时往往需要额外增加系统装机功率以满足启动需求，并且，需要采用软启动技术来避免启动时带来的冲击。

液粘调速离合器(Hydro-viscous clutch, HVC)由于其柔性传动的特性在这—领域得到了成功应用[1]。

由于液粘调速离合器主要应用于各种大型风机、水泵等场合的调速节能，而这些场合对于液粘调速离合器动态特性的要求并不高，因此研究者们大多围绕其稳态特性来开展研究工作[2-4]。

查阅文献时发现，有关离合器的动态接合特性研究大多集中在湿式离合器方面[5-12]。

液粘调速离合器与湿式离合器在结构方面类似，有关湿式离合器动态接合性能的研究对于研究液粘调速离合器具有重要的借鉴意义，但是两者又有着很大区别。

分类号：TH137 密级：公开U D C：单位代码：10424学位论文液粘传动技术研究及应用董宜臣申请学位级别：硕士学位专业名称：机械电子工程指导教师姓名：肖林京职称：教授山东科技大学二〇一二年五月论文题目：液粘传动技术研究及应用作者姓名：董宜臣入学时间： 2009年9月专业名称：机械电子工程研究方向：机电液一体化技术指导教师：肖林京职称：教授论文提交日期：2012年5月论文答辩日期：2012年6月10日授予学位日期：2012年6月30日RESEARCH AND ANSYSIS ON THE VISCOUS DRIVE TECHNOLOGY AND APPLICATIONA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements of the degree ofMASTER OF PHILOSOPHYfromShandong University of Science and TechnologybyDong YichenSupervisor: Professor Xao LinjingCollege of Mechanical and Electronic EngineeringMay 2012声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。

该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。

硕士生签名：日期：AFFIRMATIONI declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been submitted for qualification at any other academic institute.Signature:Date:摘要近年来液体粘性传动技术广泛应用于矿山、水泥、冶金等领域，以其为核心技术的液粘软启动装置在用于实现连续运输设备的软启动、软制动和可控传输方面的应用不断地扩大。

《液黏离合器摩擦副瞬态热弹性不稳定性研究》一、引言液黏离合器是一种利用流体粘性传递扭矩的离合器，广泛应用于汽车、工程机械和船舶等传动系统中。

在液黏离合器的工作过程中，摩擦副的瞬态热弹性不稳定性（TETI）是影响其性能的关键因素之一。

TETI是指在高速旋转的摩擦副之间由于温度、应力等瞬态变化而产生的热弹性振动，这种振动可能导致离合器性能下降、寿命缩短甚至失效。

因此，对液黏离合器摩擦副的瞬态热弹性不稳定性进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、摩擦副的组成及工作原理液黏离合器摩擦副主要由摩擦片、结合盘以及隔离装置等部分组成。

在工作过程中，摩擦片与结合盘通过液体的粘性产生摩擦力，从而实现扭矩的传递。

由于两片摩擦片之间存在速度差和相对运动，因此会不断产生热量，导致局部温度升高。

当温度升高到一定程度时，材料会进入塑性状态，进而产生热弹性振动。

三、瞬态热弹性不稳定性的产生机理液黏离合器摩擦副的瞬态热弹性不稳定性主要源于以下几个方面：1. 温度场变化：由于摩擦过程中产生的热量，导致局部温度升高。

温度的升高会使材料产生热膨胀，从而引起摩擦片与结合盘之间的变形。

2. 应力分布不均：在摩擦过程中，由于速度差和相对运动的存在，导致应力分布不均。

这种不均匀的应力分布会导致局部应力集中，进而引发热弹性振动。

3. 材料特性：摩擦材料的选择对TETI的产生具有重要影响。

不同材料的热膨胀系数、弹性模量等特性不同，这些特性差异可能导致热弹性振动的产生。

四、研究方法与实验设计为了研究液黏离合器摩擦副的瞬态热弹性不稳定性，本文采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法。

具体研究步骤如下：1. 理论分析：基于热弹性力学理论，分析液黏离合器摩擦副在运行过程中的温度场变化和应力分布情况，为后续的数值模拟和实验研究提供理论基础。

2. 数值模拟：利用有限元分析软件，对液黏离合器摩擦副进行热-结构耦合分析，模拟其在实际运行过程中的温度场变化和应力分布情况，从而预测TETI的产生和发展过程。

离合器传递扭矩计算公式在汽车行驶过程中，离合器的主要作用是在换挡时连接或分离发动机和变速器。

当换挡时，需要将发动机的动力传递给车轮，而离合器就承担了这个重要的任务。

离合器的传递扭矩计算公式可以帮助我们确定离合器的传动效率和性能。

离合器传递扭矩的计算公式如下：T = μ * F * R其中，T表示离合器的传递扭矩，μ表示离合器的摩擦系数，F表示离合器的受力，R表示离合器的半径。

离合器的摩擦系数是离合器传递扭矩的关键因素之一。

摩擦系数越大，离合器传递扭矩的能力就越强。

摩擦系数的大小受到离合器材料的影响，常见的离合器材料有有机材料和金属材料。

有机材料具有摩擦系数较大的特点，适合用于高扭矩的传递；而金属材料的摩擦系数较小，适合用于低扭矩的传递。

离合器受力是指离合器受到的压力或力的大小。

离合器受力的大小与离合器设计的参数有关，如离合器压盘的弹簧力和离合器片数等。

离合器受力的大小对于离合器传递扭矩的能力有重要影响，受力越大，离合器传递扭矩的能力就越强。

离合器半径是指离合器接触面的半径。

离合器半径的大小与离合器盘的直径有关，通常情况下，离合器盘的直径越大，离合器半径也越大。

离合器半径的大小对于离合器传递扭矩的能力有影响，半径越大，离合器传递扭矩的能力也越大。

通过上述离合器传递扭矩的计算公式，我们可以得出离合器传递扭矩的大小。

在实际应用中，我们需要根据具体的工况和要求来选择合适的离合器。

根据离合器的传递扭矩，我们可以选择合适的离合器摩擦材料、设计合理的离合器受力和确定合适的离合器尺寸。

离合器传递扭矩的计算公式为T = μ * F * R，通过该公式可以计算离合器的传递扭矩。

离合器的传递扭矩受到摩擦系数、受力和半径等因素的影响。

在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的离合器，以确保传递扭矩的能力满足要求。

离合器作为汽车传动系统中的关键部件，其传递扭矩的计算公式为我们提供了重要的参考依据，以确保离合器在汽车行驶过程中的稳定性和可靠性。

131 引言液体粘性传动技术（HVD）是一种新型的流体传动技术，既不同于液压传动，也不同于液力传动。

它是基于牛顿内摩擦定律的一种新型传动方式，以液体的粘性或油膜剪切力来传递动力，所以又被称为油膜剪切传动。

最初被应用于大功率风机以及水泵调速节能等大型动力设备中。

随后，这一技术逐渐被广泛的应用到了冶金、电力、钢铁、石油、化工、汽车等领域。

粘性联轴器是由主动轴、被动轴、壳体、内外盘片、含有一定比例空气的硅油及密封壳体的油封等组成的。

它类似于普通的多片式离合器，不同之处在于其不存在分离机构，正常工作情况下，内外盘片间有间隙。

如图1所示，在内盘片上开有槽，外盘片光滑或开有孔，在两外盘片中间装有分割环，主动轴上开有外花键，与内盘片的内花键相连接，壳体开有内花键，与外盘片的外花键相连接，内盘片可以沿花键做轴向运动。

在大多数情况下，内外盘片间存在间隙，在间隙中充满了高粘度的硅油并含有一定比例的空气，LVC 通过内盘片旋转产生的剪切力带动外盘片转动，外盘片和联轴器壳体连在一起，从而实现转矩的传递。

图1 液体粘性联轴器结构示意图1.主动轴2.注油孔3.支承座4.主动摩擦片5.被动盘6.从动轴7.被动摩擦片8.内花键9.被动鼓2 液体粘性传动技术在汽车上的应用2.1 车用粘性联轴器的工作原理四轮汽车用粘性联轴器有两种工作状态，即油膜剪切工作状态和“驼峰”工作状态。

通常情况下，它处于油膜剪切工作状态，即利用油膜剪切传递动力。

但是，在特殊路面条件下，如果一轮打滑失去牵引力，则联轴器主被动盘之间出现转速差，这时因摩擦而产生的热量会促使其内部的油气两相工质产生流动，而且联轴器内压力、温度升高，最后内外盘片间形成准刚性连接，进入“驼峰”工作状态，液体粘性联轴器将动力传递给其余车轮，从而实现驱动能力。

离开特殊路面后，内外盘之间转速差减小或无转速差，这时候联轴器内部工质的温度、压力会自动降下来，联轴器恢复到油膜剪切工作状态。

粘性联轴器处于油膜剪切工作状态时，随着粘性联轴器内部的温度升高，硅油的粘度下降，所能传递的扭矩会下降，但此时转速差在增大，所能传递的扭矩也在增大，粘性联轴器转矩输出受几个因素的共同影响。

两级行星轮液粘调速装置的设计与研究的开题报告一、研究背景和意义随着工业自动化程度的提高以及高速机械的需求增加，液压传动的使用越来越广泛。

液压传动作为一种以液体为工作介质的传动方式，在短时间内传递大扭矩、大功率的能力得到了广泛的应用。

然而，液压传动的输出转速通常是无法直接控制的，因此需要进行速度调节。

目前常用的液压调速装置有流量变化式调速装置、液粘变调速装置等。

液粘变调速装置采用变量泵、变量马达等元件组成，并通过改变元件间的流体通路实现调速。

其中，两级行星轮液粘变调速装置具有紧凑结构、精度高等优点，被广泛应用。

因此，本次研究旨在对两级行星轮液粘变调速装置的设计和研究进行研究，以提高其工作效率和可靠性。

二、研究内容和方法本次研究主要包括两部分：第一部分是对两级行星轮液粘变调速装置的结构设计进行研究，其中包括通过液压仿真软件建立模型，分析液压系统参数等；第二部分是设计实验方案，对两级行星轮液粘变调速装置进行试验，对试验数据进行分析，并对其性能进行评价。

具体方法如下：首先，对两级行星轮液粘变调速装置的结构和工作原理进行分析和研究，建立液压仿真模型；在模型的基础上，分析液压系统的参数，如压力、流量、转速等；其次，根据研究结果，进行设计和优化，提高调速精度和可靠性；最后，在设计的基础上，制作实验样机进行试验，对试验数据进行分析，并对系统的性能进行评价。

三、预期结果和意义通过本次研究，预期能够得到两级行星轮液粘变调速装置的设计和研究方案，并制作出实验样机进行试验。

通过试验数据的分析和对系统参数的优化，提高其调速精度和可靠性，实现液压传动系统的高效稳定工作，使其能够更好地满足工业生产自动化的需求。

同时，本次研究还能够为液压传动系统的研究和应用提供一定的参考和借鉴。

《油膜热效应对液粘传动扭矩及热弹稳定性的影响规律研究》一、引言液粘传动作为一种新型的传动方式，具有高效率、高精度以及低噪音等优点，被广泛应用于工业传动领域。

而油膜作为液粘传动系统中的关键部分，其热效应在液粘传动中起到了不可忽视的作用。

本篇论文主要探讨了油膜热效应对液粘传动扭矩及热弹稳定性的影响规律。

二、液粘传动概述液粘传动是指通过流体间的摩擦作用实现动力的传递与转换的一种传动方式。

其主要工作原理为利用高压流体通过动、静两个旋转表面之间形成一定厚度的油膜，油膜内产生摩擦力并产生传递动力的作用。

由于结构紧凑、摩擦稳定等特点，使得液粘传动在工业传动领域中得到了广泛应用。

三、油膜热效应对液粘传动扭矩的影响油膜在液粘传动过程中会产生热量，这会导致油膜的温度上升。

而油膜的温度变化会对传动的扭矩产生一定影响。

一方面，油膜的温度上升会使润滑油的黏度降低，进而降低油膜的剪切应力，影响扭矩的传递。

另一方面，高温会引发油膜内部的物理和化学变化，进一步影响液粘传动的性能。

因此，研究油膜热效应对液粘传动扭矩的影响规律具有重要意义。

四、油膜热效应对热弹稳定性的影响热弹稳定性是指系统在受到热载荷作用时，保持结构稳定性的能力。

在液粘传动系统中，由于油膜的热效应，使得系统内部产生温度梯度，进而导致热应力的产生。

这种热应力会对系统的热弹稳定性产生影响。

另外，温度变化还会导致油膜的黏度和密度的变化，这些因素均会对系统的稳定性产生影响。

因此，研究油膜热效应对热弹稳定性的影响规律是十分重要的。

五、实验方法与结果分析为了研究油膜热效应对液粘传动扭矩及热弹稳定性的影响规律，我们设计了一系列实验。

首先，我们通过模拟实际工况下的液粘传动系统，对不同温度下的油膜进行观察和测试。

然后，我们分析了温度变化对油膜的黏度、剪切应力以及扭矩传递的影响。

同时，我们还研究了温度梯度对系统热弹稳定性的影响。

实验结果表明，随着温度的升高，润滑油的黏度降低，剪切应力减小，导致扭矩传递效率下降。

2003 年(第25 卷) 第1 期汽车工程Automotive Engineering 2003 (Vol. 25) No. 1液体粘性联轴器剪切转矩计算方法32003007刘亮夏国栋陈雪梅马重芳(北京工业大学,北京100022)[ 摘要] 建立了液体粘性联轴器剪切转矩计算的模型。

该模型综合考虑了温度、剪切率对硅油粘度的影响, 推导出粘性联轴器在剪切工作状态下转矩输出值的计算式。

另外,从盘片结构、几何形状与尺寸等因素出发,得出了有孔(槽) 盘片的液体粘性联轴器剪切转矩计算的一种近似方法。

将计算结果与台架试验取得的数据进行对比分析,符合较好。

叙词:粘性联轴器,剪切转矩,计算The Calculation Method for Shear Torque of Liquid Viscous CouplingLiu Liang , Xia Guodong , Chen Xuemei & Ma ChongfangBeij ing Polytechnic U niversit y , B eijin g 100022[ Abstract] In this paper shear torque calculation model of liquid viscous coupling is proposed ,the influ2 ences of temperature and shear rate on silicone oil viscosity are considered and the formula for calculating the torque output of liquid viscous coupling is derived1 In addition ,an approximate way to calculate the shear torque value of liquid viscous coupling with holes and slots is also given in the light of many factors including the st ruc2 ture ,geometry and dimension of disk plate etc1Comparisons between the calculation results and experiment data show good agreement1Key words :L iquid viscous coupling , Shear torque , Calculation1 前言粘性联轴器(简称LVC) 是一种利用液体的粘性来传递动力的传动装置,从20 世纪80 年代开始, 逐渐应用于四轮驱动汽车。