液體粘性聯(lián)軸器駝峰特性的分析研究

液體粘性聯(lián)軸器是一種利用液體的粘性阻力來(lái)傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)裝置,它的一些特性可以用來(lái)改良四輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的行駛性能.液體粘性聯(lián)軸器有兩種工作狀態(tài),即油膜剪切工作狀態(tài)和駝峰工作狀態(tài).工作時(shí),液體的粘性會(huì)隨著溫度升高和剪切率的增加而減小.因此,如果長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)地工作,其轉(zhuǎn)矩輸出會(huì)隨著液體運(yùn)動(dòng)粘度的降低而逐漸變小,而我們所研究的粘性聯(lián)軸器在溫度和壓力達(dá)到相對(duì)程度下會(huì)出現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)矩上升的狀況即狀態(tài).

粘性聯(lián)軸器是外盤(pán)片有隔離環(huán),內(nèi)盤(pán)片可以軸向移動(dòng).液體粘性聯(lián)軸器剛開(kāi)始工作時(shí),內(nèi)外盤(pán)片之間存在間隙均勻的旋轉(zhuǎn),內(nèi)盤(pán)片兩邊都有相同的剪切力.在這同時(shí),剪切運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的熱量促使流體的溫度升高.接著內(nèi)盤(pán)片槽邊緣的幾何形狀和小突起的隨機(jī)擾動(dòng)使內(nèi)盤(pán)片偏向于一邊,窄的一邊產(chǎn)生的剪切力大于寬的一邊.內(nèi)盤(pán)片兩邊不同的剪切力使其產(chǎn)生扭轉(zhuǎn).內(nèi)盤(pán)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(shí),流體通過(guò)周?chē)锥吹男孤┝鱽?lái)平衡兩邊的壓力差.內(nèi)盤(pán)片上不同的軸向壓力分布使其向外盤(pán)片移動(dòng).隨著內(nèi)外盤(pán)片的間隙變小,導(dǎo)致在孔附近的三維流動(dòng)和泄漏流的減少,增加了分布在內(nèi)盤(pán)片上下兩側(cè)不同的壓力.不斷增加的持續(xù)軸向力迫使內(nèi)盤(pán)片下側(cè)逐漸靠近下面的外盤(pán)片,較后內(nèi)盤(pán)片的邊緣先接觸到外盤(pán)片.在內(nèi)盤(pán)片外邊緣的庫(kù)侖摩擦使其扭轉(zhuǎn)幅度加大,從而加劇了壓力在內(nèi)盤(pán)片上下兩側(cè)的分布.由于粘性剪切能量的耗散轉(zhuǎn)化為熱量,使內(nèi)部流體的溫度升高很快,液體高溫膨脹壓縮氣體產(chǎn)生的巨大壓力使氣體溶解于硅油中.當(dāng)溫度和壓力達(dá)到相對(duì)值后,氣體溶解于硅油中,促使硅油膨脹充滿(mǎn)了整個(gè)聯(lián)軸器空間.沒(méi)有了氣體的壓力緩沖作用,導(dǎo)致此時(shí)的壓力增加.這種高壓了空氣不能從硅油中釋放出來(lái),使聯(lián)軸器里面成為了單相流動(dòng),從而維持了駝峰現(xiàn)象.只要內(nèi)部的壓力和溫度保持,駝峰狀態(tài)就會(huì)持續(xù)下去.由于在駝峰狀態(tài)粘性聯(lián)軸器可實(shí)現(xiàn)閉鎖,主被動(dòng)盤(pán)同步運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速差為零,所以溫度不能繼續(xù)上升,系統(tǒng)壓力降低,高壓下溶于硅油的空氣重新被釋放出來(lái),聯(lián)軸器又恢復(fù)到粘性剪切階段

從物理和幾何結(jié)構(gòu)出發(fā),綜合分析了液體粘性聯(lián)軸器的駝峰產(chǎn)生原因和過(guò)程.駝峰發(fā)生時(shí)壓力和溫度以及扭矩的計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好.駝峰發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的溫度和壓力很大是粘性聯(lián)軸器駝峰產(chǎn)生的關(guān)鍵因素和標(biāo)志,在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)重視這個(gè)現(xiàn)象.駝峰產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩符合車(chē)輛使用的要求.從物理和幾何結(jié)構(gòu)出發(fā),綜合分析了液體粘性聯(lián)軸器的駝峰產(chǎn)生原因和過(guò)程.駝峰發(fā)生時(shí)壓力和溫度以及扭矩的計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好.從計(jì)算結(jié)果看出駝峰發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的溫度和壓力很大,是粘性聯(lián)軸器駝峰產(chǎn)生的關(guān)鍵因素和標(biāo)志,在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)重視這個(gè)現(xiàn)象.駝峰產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩符合車(chē)輛使用的要求.