硅油风扇离合器作为应用液体黏性传动技术的代表性产品之一,它利用硅油的黏性剪切力来传递力矩,在不同的发动机冷却系统中具有重要的地位。相比于传统直连式冷却风扇,硅油风扇离合器可以根据发动机舱空气温度自动调节风扇转速,保证发动机稳定运行。因此,硅油风扇离合器不仅可以减少发动机的燃油消耗,而且还能降低风扇的启动噪声,最终实现节能减排目的。硅油风扇离合器的内部流体剪切工作腔是实现传递转矩的基础,因此开展硅油风扇离合器剪切工作腔内部的流体流动、传热和转矩性能研究,对提高硅油风扇离合器设计水平具有重要的意义。本文以双槽双金属片型硅油风扇离合器剪切工作腔为研究对象,采用数值模拟和理论研究相结合的方法,对剪切工作腔油膜进行了流动、传热和转矩性能分析,并针对供油量、输入转速和油膜厚度,进行了剪切工作腔油膜转矩传递特性研究,主要内容如下:第一章,论述了液体黏性传动技术、风扇离合器的工作介质、硅油风扇离合器的结构特点和工作原理;从理论分析、影响因素和控制系统等方面对硅油风扇离合器研究现状进行了总结;阐述了硅油风扇离合器的研究意义,提出了本课题的主要研究内容。第二章,对硅油风扇离合器剪切工作腔内流体流动进行研究。利用CFD计算软件,建立了工作腔油膜计算模型,展开流动特性研究。通过仿真得到了剪切工作腔内流体的速度云图和矢量图以及压力分布,重点研究了圆环面和圆柱面交汇区域,通过设置不同的转速和硅油输入量,得到了该区域的平均速度,为交汇区域传递转矩计算奠定了基础。第三章,对硅油风扇离合器传热现象进行研究。建立了硅油风扇离合器生热和传热理论模型以及壳体表面和硅油温度计算程序。在第二章计算模型的基础上,考虑硅油的黏温特性,得到了绝热和等温条件下剪切工作腔油膜的温度分布云图及温升。第四章,对硅油风扇离合器力学性能进行研究。建立了贮油腔离心力数学模型、剪切工作腔端面和柱面剪切面简化数学模型、回油机构回油压力数学模型,并获得了它们的近似解析解。分析了不同因素对流场流量及输出转矩的影响,计算了交汇区域对输出转矩的影响,分析了回油灵敏度的影响因素。