Analysis of squeeze process and engagement characteristics of wet friction clutch

Wei HUANG; Heyun BAO; Chu ZHU; Rupeng ZHU

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210353

Chinese

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Analysis of squeeze process and engagement characteristics of wet friction clutch

Power Transimission | 更新时间：2025-03-14

- Analysis of squeeze process and engagement characteristics of wet friction clutch
- Journal of Aerospace Power Vol. 37, Issue 9, Pages: 1992-2000(2022)
- 作者机构：
  
  1.南京航空航天大学机电学院直升机传动技术重点实验室，南京 210016
  2.中国航发湖南动力机械研究所直升机传动技术重点实验室，湖南株洲 412002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210353
  CLC：
- 稿件说明：
移动端阅览
Wei HUANG, Heyun BAO, Chu ZHU, et al. Analysis of squeeze process and engagement characteristics of wet friction clutch[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(9): 1992-2000.
DOI：

Wei HUANG, Heyun BAO, Chu ZHU, et al. Analysis of squeeze process and engagement characteristics of wet friction clutch[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(9): 1992-2000. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210353.

摘要

针对湿式摩擦离合器接合过程中的挤压机理及微凸体接触问题，综合考虑摩擦片表面油槽结构，材料渗透性等因素，根据修正雷诺方程和K⁃E（Kogut⁃Etsion）接触模型，对湿式摩擦离合器的挤压过程中的动压承载力、微凸体承载力以及转矩转速变化等建模分析，并采用有限差分法对修正雷诺方程求解，对挤压过程中的油膜压缩速度、油膜厚度变化率和片间承载力等挤压特性和转速、转矩等接合特性展开了仿真分析。并采用SAE#2试验机进行了相关试验获得了转速、转矩、压力、摩擦因数等数据，与仿真分析进行了对比。结果表明：湿式摩擦离合器接合过程可分为3个阶段，通常会在1 s内完成，在0.02 s左右开始从挤压阶段经压紧阶段在0.03 s左右过渡到全微凸体接触阶段，试验与理论分析结果一致。

Abstract

In view of the extrusion mechanism and micro⁃convex contact problem during the engagement process of the wet friction clutch，the oil groove structure on the surface of the friction plate，the material permeability and other factors were comprehensively considered；according to the modified Reynolds equation and the K⁃E （Kogut⁃Etsion） contact model，the wet friction clutch was squeezed in the process，the dynamic pressure bearing capacity，the bearing capacity of the micro convex body and the torque and speed change of the model were analyzed，and the modified Reynolds equation was solved by the finite difference method.For the extrusion characteristics such as the oil film compression speed，the oil film thickness change rate and the load bearing，and the engagement characteristics such as speed and torque，simulation analysis was carried out.And SAE#2 testing machine was used to carry out relevant tests to obtain data such as speed，torque，pressure，friction factor，etc.，and compare them with the simulation analysis.Studies showed that the wet friction clutch engagement process can be divided into three stages，which were usually completed within 1 s，starting at about 0.02 s and transitioning from the extrusion stage to the full micro⁃convex contact stage at about 0.03 s after the compaction stage.The test results were consistent with the theoretical analysis results.

关键词

Keywords

references

PATIR N ， CHENG H S . An average flow model for determining effects of three⁃dimensional roughness on partial hydrodynamic lubrication [J]. Journal of Lubrication Technology ， 1978 ， 100 （ 1 ）: 12 ⁃ 17 .

PATIR N ， CHENG H S . Application of average flow model to lubrication between rough sliding surfaces [J]. Journal of Lubrication Technology ， 1979 ， 101 （ 2 ）: 220 ⁃ 229 .

PRAKASH J ， VIJ S K . Effect of velocity slip on the squeeze film between rotating porous annular discs [J]. Wear , 1976 ， 38 （ 1 ）: 73 ⁃ 85 .

BASSI A ， MILANI M ， MONTORSI L ， et al . Dynamic analysis of the lubrication in a wet clutch of a hydromechanical variable transmission [J]. SAE International Journal of Commercial Vehicles , 2016 ， 9 （ 2 ）: 280 ⁃ 290 .

LI M ， KHONSARI M M ， MCCARTHY D M C ， et al . On the wear prediction of the paper⁃based friction material in a wet clutch [J]. Wear ， 2015 ， 334 / 335 : 56 ⁃ 66 .

LI M ， KHONSARI M M ， MCCARTHY D ， et al . Parametric analysis of wear factors of a wet clutch friction material with different groove patterns [J]. Journal of Engineering Tribology ， 2017 ， 231 （ 8 ）: 1056 ⁃ 1067 .

赵二辉，马彪，李和言，等 . 孔隙度对湿式离合器局部润滑及摩擦特性影响研究 [J]. 摩擦学学报， 2017 ， 37 （ 3 ）: 325 ⁃ 332 .

ZHAO Erhui ， MA Biao ， LI Heyan ， et al . Influence of porosity on local lubrication and friction characteristics of wet clutch [J]. Tribology ， 2017 ， 37 （ 3 ）: 325 ⁃ 332 . （in Chinese）

MA B ， YU L ， CHEN M ， et al . Numerical and experimental studies on the thermal characteristics of the clutch hydraulic system with provision for oil flow [J]. Industrial Lubrication and Tribology ， 2019 ， 71 （ 6 ）: 733 ⁃ 740 .

YANG L ， MA B ， AHMADIAN M ， et al . Pressure distribution of a multidisc clutch suffering frictionally induced thermal load [J]. Tribology Transactions ， 2016 ， 59 （ 6 ）: 983 ⁃ 992 .

YU L ， MA B ， LI H ， et al . Numerical and experimental studies of a wet multidisc clutch on temperature and stress fields excited by the concentrated load [J]. Tribology Transactions ， 2019 ， 62 （ 1 ）: 8 ⁃ 21 .

于亮，马彪，陈漫，等 . 润滑油温度对铜基湿式离合器摩擦转矩的影响 [J]. 机械工程学报， 2020 ， 56 （ 20 ）: 155 ⁃ 163 .

YU Liang ， MA Biao ， CHEN Man ， et al . Influence of the temperature of lubricating oil on the friction torque of Cu⁃based wet clutch [J]. Journal of Mechanical Engineering ， 2020 ， 56 （ 20 ）: 155 ⁃ 163 . （in Chinese）

李和言，王宇森，陈飞，等 . 多片湿式离合器配对摩擦副径向温度分布 [J]. 广西大学学报（自然科学版）， 2017 ， 42 （ 3 ）: 834 ⁃ 846 .

LI Heyan ， WANG Yusen ， CHEN Fei ， et al . Radial temperature distribution of wet clutch friction pair [J]. Journal of Guangxi University（Natural Science Edition）， 2017 ， 42 （ 3 ）: 834 ⁃ 846 . （in Chinese）

ZHANG L ， WEI C ， HU J B . Model for the prediction of drag torque characteristics in wet clutch with radial grooves [J]. Journal of Automobile Engineering ， 2018 ， 233 （ 12 ）: 3043 ⁃ 3056 .

张琳，魏超，胡纪滨，等 . 车用空载湿式离合器高速碰撞摩擦特性及带排转矩分析 [J]. 兵工学报 , 2020 ， 41 （ 7 ）: 1270 ⁃ 1279 .

ZHANG Lin ， WEI Chao ， HU Jibin ， et al . Rub⁃impact characteristics and drag torque at high circumferential velocities in no⁃load multi⁃plate wet clutch for vehicles [J]. Acta Armamentarii ， 2020 ， 41 （ 7 ）: 1270 ⁃ 1279 . （in Chinese）

张琳，魏超，胡纪滨 . 高速多片湿式离合器低带排转矩参数优化设计 [J]. 汽车工程， 2020 ， 42 （ 8 ）: 1074 ⁃ 1081 .

ZHANG Lin ， WEI Chao ， HU Jibin ， et al . Optimization design of low drag torque parameters of high⁃speed multi⁃plate wet clutch [J]. Automotive Engineering ， 2020 ， 42 （ 8 ）: 1074 ⁃ 1081 . （in Chinese）

BAO Heyun ， HUANG Wei ， LU Fengxia . Investigation of engagement characteristics of a multi⁃disc wet friction clutch [J]. Tribology International , 2021 ， 159 （ 1/2 ）: 106940.1 ⁃ 106940.8 .

BAO H ， XU T ， JIN G ， et al . Analysis of dynamic engaged characteristics of wet clutch in variable speed transmission of a helicopter [J]. Processes ， 2020 ， 8 （ 11 ）: 1474 .1⁃1474. 19 .

WANG Y ， REN S ， LI Y . Modeling of the drag torque of the disengaged grooved wet clutches with waviness [J]. Journal of Engineering Tribology ， 2019 ， 233 （ 7 ）: 1059 ⁃ 1067 .

WANG Y ， LI Y ， LIU Y ， et al . Modeling and experimental research on engaging characteristics of wet clutch [J]. Industrial Lubrication and Tribology ， 2019 ， 71 （ 1 ）: 94 ⁃ 101 .

GREENWOOD J A ， WILLIAMSON J B P P . Contact of nominally flat surfaces [J]. Proceedings of the Royal Society of London ， 1966 ， 295 （ 1442 ）: 300 ⁃ 319 .

KOGUT L ， ETSION I . A finite element based elastic⁃plastic model for the contact of rough surfaces [J]. Tribology Transactions , 2003 ， 46 （ 3 ）: 383 ⁃ 390 .

KOGUT L ， ETSION I . Elastic⁃plastic contact analysis of a sphere and a rigid flat [J]. Journal of Applied Mechanics ， 2002 ， 69 （ 5 ）: 657 ⁃ 662 .

陈剑，张进华，朱林波，等 . 粗糙表面弹塑性微接触模型分析与改进 [J]. 浙江大学学报（工学版）， 2019 ， 53 （ 9 ）: 1674 ⁃ 1680 .

CHEN Jian ， ZHANG Jinhua ， ZHU Linbo ， et al . Analysis and improvement on elastic⁃plastic micro⁃contact model of rough surface [J]. Journal of Zhejiang University （Engineering Science）， 2019 ， 53 （ 9 ）: 1674 ⁃ 1680 . （in Chinese）

甘立，原园，刘凯，等 . 分形粗糙表面弹塑性接触力学模型 [J]. 应用力学学报 , 2016 ， 33 （ 5 ）: 738 ⁃ 743 .

GAN Li ， YUAN Yuan ， LIU Kai ， et al . Elastic plastic contact mechanics model of fractal rough surface [J]. Chinese Journal of Applied Mechanics ， 2016 ， 33 （ 5 ）: 738 ⁃ 743 . （in Chinese）

运睿德，丁北 . 考虑多尺度接触状态的新接触模型 [J]. 机械工程学报， 2019 ， 55 （ 9 ）: 80 ⁃ 89 .

YUN Ruide ， DING Bei . New fractal contact model considered multi⁃scale levels [J]. Journal of Mechanical Engineering ， 2019 ， 55 （ 9 ）: 80 ⁃ 89 . （in Chinese）

施迅，王伟，刘焜，等 . 微观随机粗糙表面接触有限元模型的构建与接触分析 [J]. 润滑与密封， 2020 ， 45 （ 5 ）: 25 ⁃ 29 .

SHI Xun ， WANG Wei ， LIU Kun ， et al . Construction and contact analysis of micro⁃random rough surface contact finite element model [J]. Lubrication Engineering ， 2020 ， 45 （ 5 ）: 25 ⁃ 29 . （in Chinese）

BEAVERS G S ， JOSEPH D D . Boundary conditions at a naturally permeable wall [J]. Journal of Fluid Mechanics , 1967 ， 30 （ 1 ）: 197 ⁃ 207 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Dynamic performance of radial magnetic⁃gas bearing system

Static and dynamic performance of laminated gas foil thrust bearing

Numerical modelling of elastic ring squeeze film damper based on thick plate and force coefficient identification

A calculation method for solution of discharge coefficients in aerostatic bearing

基于三维接触摩擦单元的套齿连接解析建模研究

Related Author

Zhenyu XIE

Licheng CHEN

Jiansheng HAO

Yan WU

赵雪源

冯凯

吕鹏

胡小强

Related Institution

National Key Laboratory of Science and Technology on Helicopter Transmission， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室

哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

上海交通大学机械与动力工程学院

中国工程物理研究院总体工程研究所

AI问答

Postal code：100079
Tel：（010）53879206 Email：tmw@bjxintong.com.cn
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备09082226号-64 京公网安备11010602201714号
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰