液體粘性聯軸器駝峰特性的分析研究

液體粘性聯軸器是一種利用液體的粘性阻力來傳遞動力的傳動裝置,它的一些特性可以用來改良四輪驅動汽車的行駛性能.液體粘性聯軸器有兩種工作狀態,即油膜剪切工作狀態和駝峰工作狀態.工作時,液體的粘性會隨著溫度升高和剪切率的增加而減小.因此,如果長時間持續地工作,其轉矩輸出會隨著液體運動粘度的降低而逐漸變小,而我們所研究的粘性聯軸器在溫度和壓力達到相對程度下會出現輸出轉矩上升的狀況即狀態.

粘性聯軸器是外盤片有隔離環,內盤片可以軸向移動.液體粘性聯軸器剛開始工作時,內外盤片之間存在間隙均勻的旋轉,內盤片兩邊都有相同的剪切力.在這同時,剪切運動所產生的熱量促使流體的溫度升高.接著內盤片槽邊緣的幾何形狀和小突起的隨機擾動使內盤片偏向于一邊,窄的一邊產生的剪切力大于寬的一邊.內盤片兩邊不同的剪切力使其產生扭轉.內盤片上表面的楔子形槽使上表面壓力增加,下表面壓力減小.下表面壓力的下降受到硅油和空氣混合物壓力的限制.同時,流體通過周圍孔洞的泄漏流來平衡兩邊的壓力差.內盤片上不同的軸向壓力分布使其向外盤片移動.隨著內外盤片的間隙變小,導致在孔附近的三維流動和泄漏流的減少,增加了分布在內盤片上下兩側不同的壓力.不斷增加的持續軸向力迫使內盤片下側逐漸靠近下面的外盤片,較后內盤片的邊緣先接觸到外盤片.在內盤片外邊緣的庫侖摩擦使其扭轉幅度加大,從而加劇了壓力在內盤片上下兩側的分布.由于粘性剪切能量的耗散轉化為熱量,使內部流體的溫度升高很快,液體高溫膨脹壓縮氣體產生的巨大壓力使氣體溶解于硅油中.當溫度和壓力達到相對值后,氣體溶解于硅油中,促使硅油膨脹充滿了整個聯軸器空間.沒有了氣體的壓力緩沖作用,導致此時的壓力增加.這種高壓了空氣不能從硅油中釋放出來,使聯軸器里面成為了單相流動,從而維持了駝峰現象.只要內部的壓力和溫度保持,駝峰狀態就會持續下去.由于在駝峰狀態粘性聯軸器可實現閉鎖,主被動盤同步運轉,轉速差為零,所以溫度不能繼續上升,系統壓力降低,高壓下溶于硅油的空氣重新被釋放出來,聯軸器又恢復到粘性剪切階段

從物理和幾何結構出發,綜合分析了液體粘性聯軸器的駝峰產生原因和過程.駝峰發生時壓力和溫度以及扭矩的計算結果與相應實驗結果吻合良好.駝峰發生時產生的溫度和壓力很大是粘性聯軸器駝峰產生的關鍵因素和標志,在實際使用時應重視這個現象.駝峰產生的轉矩符合車輛使用的要求.從物理和幾何結構出發,綜合分析了液體粘性聯軸器的駝峰產生原因和過程.駝峰發生時壓力和溫度以及扭矩的計算結果與相應實驗結果吻合良好.從計算結果看出駝峰發生時產生的溫度和壓力很大,是粘性聯軸器駝峰產生的關鍵因素和標志,在實際使用時應重視這個現象.駝峰產生的轉矩符合車輛使用的要求.