液粘调速离合器以粘性流体作为工作介质,依靠流体的粘性剪切力进行扭矩的传递,通过改变摩擦副间隙的距离实现转速的调节,具有启动冲击小、无级变速、高效节能等优点,广泛用于大型输送机,风机,水泵的软启动与速度调节。研究表明,关键部件摩擦片表面的油槽能降低摩擦副在混合摩擦与边界摩擦工况下的温升,但是在流体摩擦阶段油槽产生的动压效应会导致油液空化以及油膜收缩,从而影响扭矩传递;而且目前动压效应对扭矩传递的影响规律和内在机理尚不明确,缺乏提高油膜承载力和增强系统稳定性的方法。本文以摩擦副间隙的油液作为研究对象,综合考虑油槽参数、离心力和对偶片表面微织构等多个因素对油液流场和动力传递的影响,结合理论分析、数值分析和实验验证的方法,对不同构型摩擦副间隙油膜动压承载力、扭矩特性和油液传动机理进行研究,主要内容如下:基于流体运动的N-S方程和连续性方程,对无油槽摩擦副间隙的油液进行了分析,建立了考虑惯性力影响的油液运动模型;基于分步解析法推导出油液流动的解析解,分析了入口压力、油膜厚度、转速和离心力等多个因素对油液流场的影响规律;基于油液流动的边界条件,建立了流体摩擦阶段油膜的承载力模型和扭矩传递模型。通过对油液流场的分析发现,在无油槽影响的情况下离心力是导致油膜收缩的主要因素,当摩擦片转速达到800rpm时,油膜开始收缩;当对偶片与摩擦片的转速比大于0.9时,油液扭矩的传递效率会骤然降低。考虑油槽的空间结构和油液流动特点,简化N-S方程和雷诺方程获得油液流动的超定偏微分方程组,利用油槽边界的流量连续性假设,推导出油槽影响下油液的压力和速度的解析解,并通过数值分析验证了理论结果的准确性。针对油槽影响下油液流动的特性,得到了油膜承载力修正模型和传递扭矩修正模型,获得扭矩传递效率的解析式。分析了油槽动压效应的演变过程以及动压效应对油液流场、油膜承载力、油液空化、油膜收缩和扭矩传递的影响。基于Reynolds边界条件,建立了考虑油槽影响的油膜收缩模型,提出油膜等效半径判据,发现动压效应会导致油膜剧烈收缩,油膜厚度的增加对油膜收缩有抑制作用,当油膜厚度超过0.3mm,油膜等效半径趋于稳定;油槽区内的扭矩损失随着转速的增加而增大,非油槽区的扭矩损失在油膜厚度与油槽深度比例为0.5时达到最大值;在相同的有效面积系数下,增加油槽宽度能提高油膜的承载力和扭矩,当油槽深度大于油膜厚度时,油槽深度的增加会减弱油膜的承载力和扭矩。在离合器调速工况下,发现多组摩擦副间的油膜厚度不一致性导致摩擦副扭矩传递的差异,提出利用对偶片表面微织构技术增强油膜承载力的方法,基于带微凸体的油膜仿真模型分析了织构类型、织构深度和织构率等参数对油膜承载力和扭矩传递的影响规律,结果表明微织构能够有效提升油膜的承载力,其中柱状织构的影响最为显著;织构率不变的情况下,油膜的承载力与织构深度呈现线性变化,承载力的增幅明显而传递扭矩的损失较小;织构深度不变的情况下,织构率的增加会引起承载力的增长,尤其是织构率大于10%时承载力增长显著,但是织构率的增加会减少摩擦副的有效面积系数导致扭矩的减少。利用正交试验的方差分析法计算了对偶片表面微织构对承载力和扭矩影响的显著性水平,发现织构类型、织构深度、织构率对承载力和扭矩都有显著影响,相互之间不存在相关性。搭建了可视化的液粘调速离合器实验台,对一组摩擦副间隙油液的扭矩进行测试,验证了油膜厚度,油液入口压力对扭矩传递的影响规律。实验测定了不同织构深度与织构率的扭矩传递数据,验证了表面织构的有效性。基于高速像机发现随着转速的升高,油槽内的空泡数量增多,油膜收缩明显;油膜内空泡的形成与油膜收缩具有明显的周期性,并且油槽内的空泡破裂是引起油膜收缩的主要因素。织构后对偶片表面的油液内出现细长圆弧状的空泡,和无织构相比,引起的空泡数量少,体积小。