【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液粘离合器，涉及一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法及装置。
技术介绍
1、液粘离合器，是车辆传动装置的核心部件，由多个环状彼此相间布置的对偶片和摩擦片组成。液粘离合器在分离过程或分离状态下，摩擦片与对偶片间存在转速差，由于摩擦副间隙内冷却润滑油的粘滞作用，摩擦元件不能彻底分离，因此产生带排扭矩。带排现象严重时，不仅使传动组件无法正常运行，甚至会使液粘离合器摩擦副发热、烧黑、翘曲变形以致丧失功能。基于液粘离合器的带排扭矩特性，可判断分离状态液粘离合器的空损特性，同时测试液粘离合器最大间隙的合理性，分析不同参数对带排扭矩的影响等，从而进一步减少不必要的液粘离合器损失。液粘离合器的带排扭矩，对传动装置启动阻力、功率损失以及自身寿命均有影响。
2、液粘离合器带排扭矩特性包含两种状态：一种是输出端制动测量液粘离合器最大带排扭矩；一种是输出端自由旋转，根据转速施加相当的风扇负载测量带排扭矩。两种方法中输出端制动提供带排扭矩的极限边界值，输出端加载提供加载状态的带排扭矩。要准确掌握液粘离合器的带排扭矩特性，需对以上两种状态的带排扭矩均进行试验测试。但现有技术中，仅有加载状态带排扭矩的测试方法，数据收集不全面，导致带排扭矩预警不准确。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法及装置，提升带排特性预警精度。
2、为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带
3、s1，建立液粘离合器不同槽型结构试验摩擦副的带排扭矩理论计算模型，获取结构参数、工况参数与带排扭矩间的关联映射关系；
4、s2，利用液粘离合器带排扭矩测试装置，调节液粘离合器输入轴的锁止、运转两种状态，进行极限和加载状态带排扭矩的测试试验；
5、s3，采集极限带排扭矩试验数据，并修正带排扭矩理论计算模型，对仿真参数进行优化；
6、s4，利用修正后的带排扭矩理论计算模型进行极限、特定工况下的带排特性预测，得到预测值，并将预测值与预设值进行对比，判断带排现象的程度，并根据阈值范围大小输出预警信号。
7、本基础方案的工作原理和有益效果在于：通过液粘离合器带排扭矩测试装置的结构，实现液粘离合器输入轴的锁止和运转两种状态，进行液粘离合器极限带排扭矩和加载状态带排扭矩测试。为修正理论计算模型提供试验数据输入，利用测试得到的试验数据修正理论计算模型，优化仿真参数，提高带排特性预测精度。
8、进一步，步骤s1中，建立液粘离合器不同槽型结构试验摩擦副的带排扭矩理论计算模型的方法如下：
9、建立液粘摩擦副带排扭矩理论计算模型，综合考虑沟槽结构参数、分离状态、转速差、温度和油液特性多因素影响，由于槽型结构差异，将摩擦元件沿径向离散为κ个微元环，当摩擦副转速差小于阈值时，摩擦元件会发生偏置，此时各微元处对应的间隙hi表示为：
10、hi＝h0+r sinαcosβ
11、其中，i为微元环序号，1≤i≤κ，h0为间隙初始值；r为微元中心与摩擦片盘面圆心的距离；β为r与y轴负方向的夹角，β∈[0rad,2π rad]；α为摩擦元件倾斜角，α∈[0°，0.3°]；
12、考虑摩擦副偏置引起间隙不均匀的带排扭矩t为：
13、
14、其中，n为摩擦副数；μ＝νρ为润滑油动力粘度,ν为润滑油运动粘度,ρ为润滑油密度；δω为摩擦副的转速差；re表示第i个微元环内油膜覆盖外径，ri表示第i个微元环内径；
15、当转速差大于阈值时，偏置现象对带排扭矩的影响忽略不计，当转速差继续升高，摩擦副中的压强出现负值，在箱体内压作用下推动摩擦副的浮动件发生偏移，导致摩擦副间隙缩小，摩擦副收缩后的间隙为：
16、
17、其中，ζ为模型参数列向量，qa表示摩擦副间隙润滑油实际流量；ω表示摩擦片的输入转速，δω表示摩擦片与对偶片之间的转速差；
18、由于间隙收缩时的摩擦副间隙不大于初始间隙，故满足以下条件：
19、
20、其中，ha表示摩擦副实际间隙值；
21、摩擦副间隙收缩后的等效半径为：
22、
23、其中，q为保证摩擦副间隙全油膜状态的理论流量；当qa≥q时，r0表示全油膜覆盖状态下的半径，即为摩擦片外圆半径；
24、当转速差大于阈值时，考虑平均间隙轴向收缩后的带排扭矩计算模型为：
25、
26、考虑间隙动态变化影响的带排扭矩改进模型为：
27、
28、其中，δj表示摩擦副间隙不均匀系数。
29、建立液粘摩擦副带排扭矩理论计算模型，解析结构参数、工况参数与带排扭矩间的映射关系，以便后续信息分析。
30、进一步，步骤s3中，利用极限带排扭矩试验数据修正理论计算模型的方法如下：
31、确定目标函数，以量化仿真结果与实测结果的相似性，采用带排扭矩构造模型修正的目标函数，实测数据的输出、输入关系表示为：
32、t(tk)＝f1(x(tk),ζ)，k＝1,2,…m，
33、其中，
34、t(tk)＝(t1(tk)t2(tk)…ti(tk)…tl(tk))
35、x(tk)＝(x1(tk)x2(tk)…xi(tk)…xl(tk))
36、ζ＝(ζ1ζ2…ζi…ζl)t
37、其中，x(tk)和t(tk)分别表示为tk时刻的输入和输出向量；ζ为模型参数列向量；m为时刻总数；l为模型参数总数，xi(tk)、ti(tk)分别表示第i个模型参数在tk时刻的输入和输出向量，ζi表示第i个模型参数列向量，f()为输入输出的函数关系；
38、仿真结果的输出与输入的关系表示为：
39、y(tk)＝f2(x(tk),λ)
40、其中，
41、y(tk)＝(y1(tk)y2(tk)…yi(tk)…yn(tk))
42、λ＝(λ1λ2…λi…λn)t
43、其中，y(tk)为仿真结果输出向量；λ为模型参数列向量，yi(tk)表示第i个仿真结果输出向量，λi表示第i个模型参数列向量；
44、多目标模型修正函数表示为：
45、
46、
47、其中，γ1(a)和γ2(a)分别为模型修正函数；和分别表示t(tk)和y(tk)的平均值；i表示第i个目标模型；
48、γ1(a)和γ2(a)均为非负，所以目标函数越小则表明仿真精确度越高，模型修正过程中在n维解空间内找到参数向量a使得函数γ1(a)和γ2(a)满足多目标优化的最优条件，n维解空间ω为：
49、ω＝{ω∈θn|αi,min≤ai≤αi,max,i＝1,2,…,n}
50、其中，αi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，步骤S1中，建立液粘离合器不同槽型结构试验摩擦副的带排扭矩理论计算模型的方法如下：
3.如权利要求1所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，步骤S3中，利用极限带排扭矩试验数据修正理论计算模型的方法如下：
4.如权利要求1所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，步骤S4中利用修正后的理论计算模型，进行极限、特定工况下的带排特性预测，得到带排扭矩预测值的方法如下：
5.一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警装置，其特征在于，包括液粘离合器带排扭矩测试装置、数据采集模块和处理模块；
6.如权利要5所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警装置，其特征在于，所述液粘离合器带排扭矩测试装置包括液粘离合器驱动风扇输入锥齿轮轴、测速齿轮、液粘离合器驱动风扇输出锥齿轮轴，液粘离合器输入轴，液粘离
7.如权利要6所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警装置，其特征在于，所述锁止手柄安装于测试箱体上的锁止手柄限位结构的内侧卡槽，锁止弹簧处于压缩状态，锁止轴位于测速齿轮上的限位圆柱形挡柱内，液粘离合器驱动风扇输出锥齿轮轴处于锁止状态，实现液粘离合器极限带排扭矩的测试功能；
...【技术特征摘要】
1.一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，步骤s1中，建立液粘离合器不同槽型结构试验摩擦副的带排扭矩理论计算模型的方法如下：
3.如权利要求1所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，步骤s3中，利用极限带排扭矩试验数据修正理论计算模型的方法如下：
4.如权利要求1所述的基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警方法，其特征在于，步骤s4中利用修正后的理论计算模型，进行极限、特定工况下的带排特性预测，得到带排扭矩预测值的方法如下：
5.一种基于物理模型约束的液粘离合器极限带排扭矩预警装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵腊月，王利明，段林涛，郭刘洋，陈市，宋贞贞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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