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湿式离合器具有传递转矩容量大、接合平顺.、磨损均匀等优点,尤其是装有大尺寸摩擦片的离合器,因其传递转矩容量更大、单位面积产生热量更小、寿命更长的优点,在重型履带车辆中运用广泛。本文所选取研究的大尺寸多片式湿式离合器的摩擦片外径大于400mm,远远大于其余车辆一般不超过150mm的离合器摩擦片外径,具有重大研究意义。同时研究表明,当湿式离合器处于空转状态时,摩擦副间的油液因为剪切应力产生带排转矩,一方面会产生热量,引起摩擦片的翘曲变形;另一方面会造成带排损失。因此,减小空转过程中产生的带排转矩对于提高湿式离合器的性能至关重要,本文基于此对其进行了深入系统的研究。具体内容包含以下几个方面:(1)对流体动力学控制方程、流场模型边界条件、对流换热系数计算方法等进行了研究。在Solidworks中建立了四种沟槽形式的摩擦片三维模型,简化后通过布尔运算得到油层模型,将其导入到Workbench/Fluent中划分网格和设置边界条件,对其在空转过程的流场进行了动态仿真,并在此基础上研究了摩擦副相对转速、润滑油流速、进油口油温和摩擦片沟槽形式对温度场的影响。同时,对试验台架流道也进行了动态仿真。(2)在传统带排转矩数学模型的基础上,考虑了润滑油流量、离心力对带排转矩的影响,并根据润滑油径向速度随摩擦副相对转速的变化规律,引入了油膜等效半径,建立了新的带排转矩数学模型,并在此基础上得到了无沟槽、径向槽、双圆弧槽和复合槽摩擦片的带排转矩数学模型。(3)针对油膜收缩的现象,对湿式离合器内的气液两相特性进行了研究。同时对其在空转过程中产生的带排转矩进行了仿真分析,并在此基础上又研究了润滑油流量、润滑油粘度、摩擦副间隙和摩擦片沟槽形式对带排转矩的影响,并将上述参数对带排转矩的敏感度进行了分析,找到了对带排转矩影响最大的参数。(4)搭建了“大尺寸多片式摩擦元件带排试验系统”,基于LABVIEW编程软件编写了控制、数据采集和数据分析软件程序,并对湿式离合器空转过程中的带排转矩进行了试验分析。并将试验结果与仿真结果进行了对比,验证了仿真模型的正确性和有效性。