离合器摩擦片温度测试分析
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- 发布时间:2022-05-19 14:36
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【概要描述】离合器摩擦片温升是多参数相互影响和控制的结果,它对测试的工艺和系统控制要求极高。M-star以其匠人式的追求,突破了各种困难,多少的汗水和不眠之夜换来
离合器摩擦片温度测试分析
【概要描述】离合器摩擦片温升是多参数相互影响和控制的结果,它对测试的工艺和系统控制要求极高。M-star以其匠人式的追求,突破了各种困难,多少的汗水和不眠之夜换来
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离合器摩擦片温升是多参数相互影响和控制的结果,它对测试的工艺和系统控制要求极高。M-star以其匠人式的追求,突破了各种困难,多少的汗水和不眠之夜换来。看,那曲线多美。
概述
离合器的控制是车辆动力传动系统控制中的核心之一,它是车辆平稳起步、顺畅换挡、防止过载,降低扭转振动等功能实现的关键部件。这些功能是依赖于离合器独特的动力传递特性--滑摩,即主从动摩擦片之间的滑动摩擦。
滑摩时的痛点在于摩擦片之间的摩擦生热,热量的堆积使接合区域温度升高,过高的温度会引起摩擦片的热变形或摩擦片烧蚀,进而对离合器性能及强度产生决定性的影响。温度的控制是滑摩的关键,滑摩的控制是离合器控制的关键。
影响离合器温升的因素
在离合器滑摩过程中,摩擦片表面热流的计算公式通常如式(1)所示,对流换热如式(2)所示,其中最主要的对流换热系数如式(3)。
热流与离合器传递的扭矩Tr,相对滑摩速度,几何尺寸的内外径ro , ri,以及摩擦片数量np,换热表面积A,环境温差Ts-Tf ,对流换热系数hs
其中除了几何尺寸是常量,其它全是变量
传递的扭矩是摩擦片间的正压力,摩擦片的摩擦系数等因素的函数;相对滑摩速度差当然是变量,对流换热系数与转速,散热面积,油品粘性,环境温度相关。
加工装配也是影响因素
摩擦片的加工精度,例如平行度,磨损程度也会影响滑摩过程的温升特性。
整车匹配也是不确定的因素
前后系统的惯性、应用载荷、摩擦片接合时问、结合过程,扭转减振器等因素直接影响温度场的分布,
总之,离合器温升是典型的复杂、多维度变量相互影响的结果。 如何把这些影响参数解耦,识别可靠的相互关联,建立多维度的map图,才在更准确地预测可能的温升。
离合器摩擦片温度测试分析的难点
由于离合器摩擦片的特殊工作环境,其表面温度采集难度大。从发表的离合器温升的文献数量可见一斑,99%的研究对象是模型和仿真。其难度主要表现在:
- 数据的采集与传输
- 摩擦片处于狭小密闭空间,采集系统电路的设计和安装极具挑战。
- 摩擦片和压盘都是高速旋转件,需要使用现代的无线数据传输,无线系统的可靠性,准确性是试验能否成功的关键。
- 转子的电力供应
- 电池的体积和续航问题导致在此种测试下无法使用。
- 在不影响离合器功能的前提下,实现电力的可靠无线供应是实现温度测试的难点。
- 测试控制困难
- 要在台架上实现各个变量的解耦,对台架的控制非常重要
- 要实现完整的升温和降温过程,测控系统要有足够上的可靠运行时间,以捕获想得到的参数。
- 热电偶的选型与安装充分体现着测试的工艺水平,是测试能否成功的最关键因素
北京M-stars 的解决方案
多通道无线温度测试解决方案,可实现台架试验和整车试验。系统的主要组成。
系统的主要技术指标
Multi plate clutch temperature 多片式离合器温度 |
|
Item 技术参数 |
Specification 指标 |
Channels 通道数 |
2/4/8/16 |
Type thermocouple 热电偶类型 |
K型热电偶 |
target Temperature 测点温度范围 |
-100~ 1000℃ |
Accuracy 系统精度 |
±3℃ |
AD 转换 |
16位 |
Data output freq.输出频率 |
25Hz |
Op. Temperature 工作温度 |
-10~160℃(定子与转子),外接口温度 -10~70℃, |
Rpm Range 转速范围 |
0~6000rpm |
Power supply 供电方式 |
9-32VDC |
Output 输出模式 |
Analogue 模拟量 DC±10V / CAN |
实际测试的案例
主要测点
温度测点:
在离合器钢片上布置多个温度测点;油底壳温度;壳体温度;环境温度
扭矩:输入扭矩/输出扭矩
转速:输入转速/输出转速
离合器控制信号
温度测点数据示例
相同滑差下,不同扭矩对温升的影响
相同扭矩下,不同滑差对温升的影响
将各个相关的因素以解耦和准解耦的方式呈现出来,是问题深入研究的基础。采用直击目标的方式,M-star成功地将这种能力呈现出来。
结论:离合器摩擦片温度的控制是离合器控制的关键,摩擦片温升是典型的复杂、多维度变量相互影响的结果,摩擦片温度测试有诸多难点,充满挑战,M-star成功地跨越难点,将数据呈现出来。
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