提高汽車傳動效率、降低燃油消耗是提升汽車產(chǎn)品品質(zhì)的關鍵目標之一,汽車主減速器攪油損失作為汽車總能耗的主要組成部分一直是國內(nèi)外研究重點。本文以汽車后橋主減速器被動齒輪為研究對象,通過PLIC-VOF算法編程計算、Fluent數(shù)值仿真分析、臺架實驗相結合的方式對齒輪攪油損失機理及能耗特性進行了深入探究。（1）基于PLIC-VOF自由面算法建立了二維圓盤攪油損失計算模型,采用以交錯網(wǎng)格法為基礎的有限差分法對控制方程進行離散求解,編制二維PLIC-VOF算法對二維圓盤攪油損失計算模型進行數(shù)值計算。并利用Fluent分別對二維齒輪和圓盤攪油過程進行了仿真分析,通過對比三種計算模型的流場分布與阻力矩隨轉速變化特征,驗證了二維圓盤計算模型能有效反映齒輪攪油過程的主要特征,PLIC-VOF算法適用于計算低速狀態(tài)下的齒輪攪油功率損失。進而詳細分析了轉速、浸油深度、油液粘度對齒輪攪油功率損失的影響規(guī)律,研究表明在中速狀態(tài)下,油液粘度對齒輪攪油功率損失的影響最大。（2）考慮到齒輪側面以及端面對流動結構的影響,進一步建立了基于三維PLIC-VOF算法的齒輪攪油計算模型。同時建立了三維齒輪攪油仿真模型,并采用F... 

【文章來源】：武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

后橋三維UG幾何模型

?懟?網(wǎng)格劃分是有限元數(shù)值模擬分析的前處理階段，網(wǎng)格質(zhì)量直接影響數(shù)值模擬結果的收斂性和精確性。質(zhì)量好的網(wǎng)格不僅可以提高計算精度，還可以加快收斂速度，縮短計算時間。Hypermesh軟件不僅具有云圖顯示網(wǎng)格質(zhì)量、單元質(zhì)量跟蹤檢查等方便的工具，可以及時檢查并改進網(wǎng)格質(zhì)量，還具有非常良好的求解器接口功能，還具有高速度、高質(zhì)量的自動網(wǎng)格劃分功能，極大地簡化了復雜幾何模型的有限元建模過程。本文在Hypermesh中以1mm的尺寸劃分面網(wǎng)格，網(wǎng)格類型為三角形，再利用檢查工具對面網(wǎng)格進行檢查和修復，最終圖2-13-(a)和圖2-13-(b)幾何模型的網(wǎng)格數(shù)量分別為34478和40058。（a）Fluent-齒輪（b）Fluent-圓盤圖2-13二維網(wǎng)格模型圖

34圖2-16不同轉速下的齒輪攪油阻力矩2.5結果分析2.5.1不同油液粘度下的能耗特性分析如圖2-17~2-18所示為轉速100r/min~800r/min、浸油深度為1.5e、不同油液粘度下的攪油阻力矩與功率損失。在同一轉速下，潤滑油的粘度越高，齒輪攪油過程中所受到的粘性阻力增大，并且齒輪上油液附著量也增加，因此攪油功率損失就會增加。當齒輪旋轉速度增加時，齒輪旋轉帶動的油液排量增加，粘性阻力就會增加的越快，因此齒輪轉速越大，攪油功率損失增加率越大。當轉速在100r/min~300r/min時，油液牌號在GL-575W80、GL-575W90低粘度條件下，攪油阻力矩不超過5Nm，攪油功率損失在100W以下，油液牌號在GL-585W90、GL-585W140高粘度條件下，攪油阻力矩和功率損失是低粘度的2倍；當轉速在400r/min~600r/min時，高粘度條件下的攪油阻力矩比低粘度時增加2.4倍，攪油功率損失在100W~1000W之間；當轉速在700r/min~800r/min時，攪油阻力矩達到10Nm以上，功率損失也達到3KW以上，高粘度下的功率損失是低粘度下的2.2倍，這表明在中速狀態(tài)下，粘度對功率損失的影響最大。綜上所述，隨著潤滑油粘度的增加，攪油阻力矩與攪油功率損失也隨之增加；粘度對中速狀態(tài)下的齒輪攪油功率損失的影響最大；齒輪攪油功率損失最低的油液牌號是GL-575W80。

【參考文獻】：
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本文編號：3068957