湿式多片离合器热机耦合分析及温度预测模型研究

众多汽车公司及科研院所对混合动力汽车的研究越来越深入，其中湿式多片离合器由于传递扭矩大，散热性能好而在混合动力传动系统中得到广泛应用。本文重点对ISG型单电机混合动力传动系统中的湿式多片离合器进行了热机耦合分析，并从离合器不同结构参数、运行参数等方面做了对比分析研究，对湿式多片离合器的结构优化和热管理系统开发提供了借鉴。本文的主要研究内容如下： ①本文首先介绍了混合动力汽车动力传递模型，重点对湿式多片离合器的工作原理、特性、结合过程以及离合器的摩擦副类型和润滑机理等进行了详细的分析和介绍。建立了发动机的动力模型、离合器动力传递模型及道路阻力模型，对发动机单独驱动和电机单独驱动工况下的滑磨功率和滑磨功进行了对比分析。 ②阐述了摩擦副传热的基本理论，对导热微分方程和热弹性耦合理论进行了推导；并建立了摩擦副的三维有限元模型，进行了六面体的网格划分；再对热流密度方程进推导，并行进行了热流的分配；本文将对流换热系数分为摩擦片沟槽、横掠平板、内外环面等三部分，分别进行对流换热方程模型的建立；从热边界和外力加载、约束等方面进行边界条件的设定。 ③分析了摩擦片和钢片有限元的热机耦合计算结果，对摩擦片温度场和钢片温度场和应力场分别重点展开分析；对比分析钢片不同内外径差值下的温度场和应力场分布规律；从湿式多片离合器主从动片转速差、离合器工作压力、结合时间等不同运行参数进行了对比分析，为温度预测模型及热管理模型的建立奠定了基础。 ④对湿式多片离合器的温度预测模型和热管理模型进行了概述，利用不同运行参数下有限元分析的最高温度值，建立了摩擦副的温度预测模型；对车辆动力传动系统进行了热管理系统的仿真。 本文所采用的湿式多片离合器的热机耦合分析方法，为离合器摩擦副耦合分析提供了借鉴。此外，不同参数模型分析为离合器的结构优化和热管理系统的建立奠定了基础。