为了研究在高速工况下液黏调速离合器的摩擦副表面油槽结构对油膜流场传动特性的影响,设计了一种新型的C形槽摩擦片。利用SST k-ω湍流模型,通过流体动力学仿真软件Fluent对C形槽和径向槽摩擦副所构成的油膜流场进行数值模拟,并获得其流场传动特性。研究表明,摩擦副在高速运转条件下,C形槽的温升要低于径向槽而且油槽处有明显的冷却效果,当输入转速持续提高时,C形槽的温升趋于平缓;随着输入转速的提高,C形槽所传递的转矩呈线性增长,在输入转速相同的前提下,相比于径向槽,C形槽所构成的流场不仅温升小而且可以提供更大的转矩。

湿式制动器制动过程中摩擦盘温度过高易发生热弹性变形现象,从而影响制动性能,研究不同油槽结构型式对湿式制动器摩擦盘流体换热影响,提高摩擦盘使用寿命具有重要意义。建立径向槽摩擦盘、倾斜槽摩擦盘、连通槽摩擦盘和方格槽摩擦盘4种不同油槽结构摩擦盘模型,利用Fluent软件仿真计算得到各摩擦盘在不同进口速度下流体特性和对流换热特性,确定径向槽对油液扰流作用最小,冷却效果好,方格槽油液利用率高,对流换热效果较优,而进口速度对连通槽流体换热效果影响最明显。研究结果可为湿式制动器摩擦盘油槽结构设计提供参考。

合理确定油槽的结构参数能有效地改善摩擦副间流体的流场特性和油膜剪切摩擦转矩性能。为了揭示摩擦副油槽结构对油膜剪切转矩的影响，以双圆弧油槽为研究对象，建立了集油槽结构参数化设计、流场数值模拟与试验设计方法（DOE）为一体的油槽结构参数影响分析平台。重点分析了液黏离合器摩擦副双圆弧油槽宽度、油槽对数、偏心距与内圈偏心圆直径对油膜剪切转矩的影响，并探究了各个参数的敏感性。结果表明，液黏离合器油膜剪切转矩随着摩擦副油槽宽度、油槽对数及内圈偏心圆直径的增大而增大，随着偏心距的增大而减小。摩擦副油槽宽度与内圈偏心圆直径是影响液黏离合器油膜剪切转矩的敏感参数。