摘要: 离合器是整部车辆的传动系统中最不可缺少的一部分，离合器所能传递扭矩的大小以及工作过程中的平顺性，直接影响着车辆在起步、换挡期间的驾驶感受。湿式多片式离合器需要在充满润滑液的工作环境中工作。与其他种类的离合器相比，湿式多片式离合器有着更加优秀的性能，因此在汽车行业内被广泛的使用。

近些年来，为了探求离合器扭矩传递的影响因素，学者们通常会先从摩擦片入手。摩擦片作为离合器中的最核心的原件之一，对离合器本身的影响最直接也最明显。学者们会从摩擦片的工作温度、摩擦片的材料等多方面进行研究。

本文的研究对象是离合器中最常见的一款离合器——湿式多片式离合器。主要研究内容是存在与多片式离合器中的存在的间隙系统，以此研究在整个离合器结合过程中各组摩擦副的间隙变化。最后使用MATLAB/Simulnk建立起间隙系统模型和离合器扭矩传递模型并进行仿真实验，探求间隙系统对多片式离合器扭矩传递的影响。本文主要分为以下几点：

(1)首先需要了解多片式离合器的结构和工作的原理，分析多片式离合器整个接合过程的原理。将工作的整个过程细化为四个阶段，挤压阶段、压紧阶段、机械摩擦阶段和完全接合阶段。考虑如摩擦片尺寸、摩擦片材料，润滑油的温度、润滑油的粘度等诸多影响因素，建立起多片式离合器结合过程中的粘性转矩、粗糙转矩、总转矩等数学模型，并使用MATLAB/Simulink软件构建基础框架，再代入查询后得到的各项参数后进行仿真，最后得到相对应的曲线图。

(2)分析单独一组摩擦副的结构组成，建立起充油模型。间隙是本文研究的重点，分析间隙变化的一般规律后建立一个简单的间隙变化模型。根据这些模型思考它们对应的数学模型。本文是从每一组摩擦片与对偶钢片的空间结构角度和接合阶段摩擦副之间存在转速差变化的角度建立了两种模型。这些模型考虑到了多组摩擦副间隙，属于含间隙的多片式离合器接合过程动力学模型。

(3) 使用MATLAB/Simulink软件把已经创建好的简单间隙系统模型封装子系统，添加到多片式离合器结合过程的仿真模型中，得到最终的含间隙系统的扭矩传递模型，运行后得出相应的曲线图。最后还需要考虑其他因素对含间隙系统的离合器扭矩传递模型的影响，例如：不同摩擦片数、润滑油粘度、摩擦片沟槽数等。在更改相应参数后将所得曲线汇总到一张图上，通过对比离合器接合过程仿真的前后曲线，为含间隙系统的多片式离合器对扭矩传递的影响提供理论依据。

关键词：多片式离合器；扭矩传递；间隙系统； Simulink建模

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪论-7

1.1 研究背景及意义-7

1.2 离合器概述-7

1.2.1 离合器工作原理-7

1.2.2 多片式离合器的构造及特点-8

1.3 国内外研究现状-8

1.3.1 国内研究现状-8

1.3.2 国外研究现状-9

1.4 本文主要研究内容-9

第二章  多片式离合器接合特性研究-11

2.1 湿式多片式离合器结合过程分析-11

2.2 多片式离合器结合过程中的数学模型-12

2.2.1 静力学数学模型-12

2.3 动力学数学模型-13

2.3.1 油膜特性方程-13

2.3.2 油膜厚度的数学模型-14

2.4 油膜厚度模型-15

2.4.1 多片式离合器滑摩过程扭矩传递-15

2.4.2 多片式离合器粗糙接触过程扭矩传递-16

2.4.3 多片式离合器有沟槽时的总扭矩-17

2.5 接合特性仿真与分析-17

2.5.1 相关参数-17

2.5.2 建模与仿真结果-18

第三章  含摩擦和间隙系统系统的建模-21

3.1简化单组摩擦副模型-21

3.2摩擦副间隙理论模型-21

3.2.1 死区模型-21

3.2.2 精确模型-22

3.2.3 描述函数-22

3.2.4 滞后模型-24

3.3 多片式离合器间隙系统数学模型-24

3.3.1 间隙系统模型-24

3.3.2 考虑转速差的间隙系统模型-29

第四章  含间隙系统的离合器扭矩传递模型仿真与分析-31

4.1 间隙系统模型建立-31

4.2 仿真模型和仿真结果曲线-32

4.2.1含间隙系统的多片式离合器接合过程动力学模型-32

4.3 考虑间隙的多片式离合器接合过程影响因素分析-35

4.3.1 不同摩擦片数的影响-35

4.3.2 不同油液粘度的影响-36

4.3.3 不同沟槽数的影响-37

4.4 总结与分析-38

第五章  总结与展望-39

参考文献-40