车辆系统仿真实践：摩擦式离合器

1.动态模型

计算发动机激励的转矩是针对每一种传动状态即针对每一个具体的接合摩擦离合器组进行的。从在计算过程中使用的动态示意图上可以看出，接合摩擦离合器组对应着任意质量块间的一个刚性连接（见图7.4.13）或是某一质量块与固定端之间的一个刚性连接。非接合摩擦离合器与动力学系统没有任何关联。通常质量块可以是独立的质点、受限质点（差速式连接）或是动力质点（单一式减速连接）。

图7.4.13　摩擦离合器的稳态简图

闭锁摩擦离合器使系统少了一个自由度，约束方程表示为

当解该方程时，每一步积分都确定一个反力矩。该反力矩是扭转系统微分方程中的未知项，微分方程与约束方程联立求解。摩擦离合器分离并开始摩滑的条件是　，　其中是摩擦离合器最大静摩擦力矩。

坦克动力传动过渡工况计算时，第j个摩擦离合器的控制条件可以是离合器加压机构中的瞬时控制压力pj（t）或是直接作用在摩擦片组上的轴向力Qj（t）。

第j个摩擦离合器最大静摩擦力矩通过下式计算：

式中　Qj——作用在摩擦片上的轴向力；

z——摩擦对数量；

Rpj——摩擦离合器摩擦片平均工作半径；

μj——静摩擦系数。(www.xing528.com)

对于在油中工作的摩擦片，μj＝0.12～0.15；对于干摩擦的片式制动器，μj＝0.30～0.40。

滑转摩擦离合器的摩擦力矩为

式中　μd——动摩擦系数，取决于滑转速度、压力、温度等一系列参数，其数值小于同样条件下的静摩擦系数，是一个变化值。

摩擦离合器结合的条件是当滑转速度跨越0时，。

2.热计算模型

离合器打滑过程会消耗能量，能量转化为热能散失掉，过多的热集聚有可能烧毁离合器，导致离合器失效。因此，热计算对于离合器而言，必不可少。热量产生的多少取决于离合器打滑过程的滑摩功大小。

离合器滑摩过程中的滑摩功为

式中　ts——滑摩时间；

Mpj——摩擦力矩；

ωzd——离合器主动部分角速度；

ωbd——离合器被动部分角速度。

滑摩功计算时间以实际工况确定，通常按照一个换挡过程、一个加减速过程或一个打滑过程来计算分析。