【摘 要】
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硅油风扇离合器是一种以硅油流体作为工作介质,利用硅油的粘性剪切力来传递扭矩的机械装置。它可以根据发动机热状况来随时调节发动机的冷却强度,减少发动机的功率损耗,提高发动机寿命,改善发动机的经济性,具有广阔的应用前景。本文主要通过CFD数值计算方法与试验测试的方法对硅油风扇离合器滑差进行了分析与研究。基于一款双面槽型硅油风扇离合器三维实体模型,考虑硅油风扇离合器在工作过程中的热平衡与力矩平衡对滑差的影
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硅油风扇离合器是一种以硅油流体作为工作介质,利用硅油的粘性剪切力来传递扭矩的机械装置。它可以根据发动机热状况来随时调节发动机的冷却强度,减少发动机的功率损耗,提高发动机寿命,改善发动机的经济性,具有广阔的应用前景。本文主要通过CFD数值计算方法与试验测试的方法对硅油风扇离合器滑差进行了分析与研究。基于一款双面槽型硅油风扇离合器三维实体模型,考虑硅油风扇离合器在工作过程中的热平衡与力矩平衡对滑差的影响,建立起求解离合器滑差的CFD数值计算模型,并提出完整的数值计算流程。论文的主要工作内容如下:（1）测定了硅油的粘温特性曲线。采用4000c St型号的硅油进行粘度测试,并结合硅油的粘温曲线模型确定了硅油的动力粘度-温度特性曲线,用于第四章硅油风扇离合器滑差的CFD数值计算。（2）建立了硅油风扇离合器滑差试验台,在试验台上对离合器滑差与冷却风扇性能进行测试。采用一款D90-CP型号的双面槽型硅油风扇离合器,在硅油风扇离合器全环境试验台进行滑差试验,以获取不同主动盘转速下的从动盘转速以及温度数据,为硅油风扇离合器滑差的CFD数值计算结果提供对比验证。采用一款Z680W-11D型号的冷却风扇,在离合器全环境试验台上进行性能测试,获得了输出转速、流量、力矩数据。根据风扇定律,分别采用一次多项式与二次多项式对流量-转速数据与力矩-转速数据进行拟合,可得到冷却风扇的流量-转速特性曲线与力矩-转速特性曲线,用于第四章硅油风扇离合器滑差的CFD数值计算。（3）基于一款双面槽型硅油风扇离合器三维实体模型,以主动盘转速为一定时,考虑热平衡与力矩平衡对滑差的影响,建立起了硅油风扇离合器滑差计算的CFD数值计算模型与完整的计算流程。利用CFD数值计算方法,分别计算了不同主动盘转速下的滑差结果,对比试验测试结果,二者吻合程度较好,验证了本文硅油风扇离合器滑差的CFD数值计算方法的可靠性与正确性。本文提出了一种硅油风扇离合器滑差的CFD数值计算方法。将硅油风扇离合器滑差计算推广延伸至液粘传动（HDV）摩擦副的滑差计算相关问题时,对于工作腔几何结构形状复杂不规则、几何尺寸难以测量或者工作腔的空间形状在工作过程中不断变化的液粘传动摩擦副模型,采用理论计算方法难以建立起准确的数学模型。采用该CFD数值计算方法,只需建立起与实际液粘传动副工作腔结构相符合的CFD数值计算模型,便可顺利解决以上问题,实现液粘传动的滑差求解,具有一定的工程应用价值。
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