汽車主減速器齒輪攪油功率損失研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-10 21:45
主減速器作為汽車動(dòng)力傳遞系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,其傳動(dòng)效率的高低將直接影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。主減速器在工作過(guò)程中,產(chǎn)生功率損失的因素主要包括齒輪的嚙合損失、軸承摩擦損失以及旋轉(zhuǎn)部件的攪油損失。一般來(lái)說(shuō),在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中,齒輪嚙合損失是造成功率損失的主要原因,但當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)載高轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí),齒輪攪油損失便有可能占據(jù)主導(dǎo)地位。因此,本文以后驅(qū)車主減速器為研究對(duì)象,研究其被動(dòng)錐齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的攪油功率損失,分析被動(dòng)錐齒輪攪油損失與各影響因素之間的關(guān)系以及攪油過(guò)程中的阻力構(gòu)成,并對(duì)主減速器的相關(guān)結(jié)構(gòu)及潤(rùn)滑油油路進(jìn)行優(yōu)化,從而降低攪油損失,提高傳動(dòng)效率。研究過(guò)程如下:首先,對(duì)比分析歷年來(lái)關(guān)于齒輪攪油損失的經(jīng)典計(jì)算模型,選取其中較為準(zhǔn)確的模型,分析其不足之處,針對(duì)這些不足進(jìn)行相應(yīng)的修正,提出了考慮溫度影響的計(jì)算模型,并通過(guò)仿真分析和實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證修正計(jì)算模型的正確性;其次,建立汽車后橋的三維模型以及主減速器被動(dòng)錐齒輪攪油的流體仿真模型,基于FLUENT中的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)和VOF兩相流模型進(jìn)行流體仿真分析,得到不同溫度、不同轉(zhuǎn)速以及不同浸油深度下被動(dòng)錐齒輪攪油的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng),并由此分析齒輪攪油功率損失與...
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
后橋三維模型
圖 3.2 計(jì)算域模型型算而言,網(wǎng)格的劃分是流體控制方程離散化的基礎(chǔ),本物理求解域與計(jì)算求解域的轉(zhuǎn)換,它反映了運(yùn)算過(guò)程中此對(duì)網(wǎng)格的質(zhì)量有一定的要求,好的網(wǎng)格質(zhì)量能極大程斂性和精確性。一般而言,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)比較格質(zhì)量比較好;但由于實(shí)際仿真過(guò)程中,物體的外形往往外形的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格十分困難,我們大多數(shù)采用節(jié)點(diǎn)分布隨構(gòu)特性的非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格來(lái)建立復(fù)雜外形物體的網(wǎng)格模型分析下,采用專業(yè)的網(wǎng)格生成工具 HYPERMESH 進(jìn)行計(jì)的建立。首先對(duì)主減速器被動(dòng)錐齒輪、差速器殼、螺栓維三角形網(wǎng)格的劃分,在進(jìn)行二維網(wǎng)格質(zhì)量檢查修正后,采用固定邊界的方法生成三維四面體流體域計(jì)算網(wǎng)格模求不能有負(fù)體積網(wǎng)格出現(xiàn),同時(shí)為保證計(jì)算的精確度,
圖 3.3 網(wǎng)格模型邊界條件和參數(shù)設(shè)置前文分析可知,本文研究所選用的是包含空氣和潤(rùn)滑油兩相的 VOF 模器實(shí)際工作時(shí),潤(rùn)滑油溫度通常會(huì)受工作時(shí)間、環(huán)境溫度以及行駛速 3.4 所示為與一般行駛條件下車速為 40-45km/h 時(shí),后橋潤(rùn)滑油溫度變化,可以看出在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的行駛后,溫度穩(wěn)定在 310K 左右,這程中車外空氣流動(dòng)對(duì)其冷卻的結(jié)果;圖 3.5 則為車輛行駛速度對(duì)潤(rùn)滑狀況,可以看出當(dāng)車輛速度由 20km/h 提升到 60km/h 時(shí),潤(rùn)滑油升而空氣作為可壓縮流體,它的粘性受溫度影響很小,可以忽略不計(jì),滑油和空氣的溫度狀態(tài)及其在此溫度下的參數(shù)如表 3.2 所示。其中所類為 SAE75W90 類齒輪潤(rùn)滑油。313323363383
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]外嚙合齒輪泵攪油損失的研究[J]. 唐敬來(lái),鄧斌,王國(guó)志,于蘭英. 機(jī)械傳動(dòng). 2016(12)
[2]基于有限元分析的直齒輪攪油損失計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 梁文宏,劉凱,崔亞輝. 工程力學(xué). 2016(05)
[3]基于邊界層理論的盤形轉(zhuǎn)子流體阻力研究[J]. 韓紅彪,高善群,李濟(jì)順,張永振. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2015(10)
[4]潤(rùn)滑油黏度對(duì)后橋傳動(dòng)效率和整車油耗影響的試驗(yàn)研究[J]. 劉傳波,董拓,莫易敏,周文駿,王俊平. 機(jī)械傳動(dòng). 2015(05)
[5]基于有限元分析的斜齒輪攪油功率損失測(cè)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 梁文宏,劉凱,崔亞輝. 中國(guó)機(jī)械工程. 2014(18)
[6]圓盤轉(zhuǎn)子流體阻力分析與試驗(yàn)研究[J]. 韓紅彪,高善群,李濟(jì)順,王繼生,馬偉. 中國(guó)機(jī)械工程. 2013(15)
[7]微型汽車傳動(dòng)系統(tǒng)功率損失建模計(jì)算[J]. 莫易敏,田蜜. 機(jī)械傳動(dòng). 2013(02)
[8]對(duì)稱式行星齒輪差速器的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速分配特性研究[J]. 張利鵬,祁炳楠. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2012(09)
[9]節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[J]. 中國(guó)汽車界. 2012(08)
[10]基于動(dòng)網(wǎng)格的齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 董春鋒,林騰蛟,何澤銀. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2011(02)
碩士論文
[1]微型直流電機(jī)端子銅—鋁異種金屬激光微焊接模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 盧志明.華南理工大學(xué) 2015
[2]電動(dòng)汽車輪邊減速器齒輪攪油損失研究與分析[D]. 王飛.安徽理工大學(xué) 2015
[3]基于熱流耦合的錐齒輪流場(chǎng)與溫度場(chǎng)仿真分析[D]. 王忠達(dá).吉林大學(xué) 2015
[4]混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合裝置動(dòng)態(tài)接觸及潤(rùn)滑流場(chǎng)特性分析[D]. 孔龍.吉林大學(xué) 2014
[5]混合動(dòng)力汽車動(dòng)力分配器熱特性分析[D]. 劉寧.吉林大學(xué) 2014
[6]汽車傳動(dòng)軸與后橋振動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 羅文欣.武漢理工大學(xué) 2014
[7]基于流固耦合的智能四驅(qū)車輛分動(dòng)器流場(chǎng)分析[D]. 陳余.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[8]機(jī)車齒輪箱溫度及壓力場(chǎng)仿真研究[D]. 張志彬.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3581470
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
后橋三維模型
圖 3.2 計(jì)算域模型型算而言,網(wǎng)格的劃分是流體控制方程離散化的基礎(chǔ),本物理求解域與計(jì)算求解域的轉(zhuǎn)換,它反映了運(yùn)算過(guò)程中此對(duì)網(wǎng)格的質(zhì)量有一定的要求,好的網(wǎng)格質(zhì)量能極大程斂性和精確性。一般而言,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)比較格質(zhì)量比較好;但由于實(shí)際仿真過(guò)程中,物體的外形往往外形的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格十分困難,我們大多數(shù)采用節(jié)點(diǎn)分布隨構(gòu)特性的非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格來(lái)建立復(fù)雜外形物體的網(wǎng)格模型分析下,采用專業(yè)的網(wǎng)格生成工具 HYPERMESH 進(jìn)行計(jì)的建立。首先對(duì)主減速器被動(dòng)錐齒輪、差速器殼、螺栓維三角形網(wǎng)格的劃分,在進(jìn)行二維網(wǎng)格質(zhì)量檢查修正后,采用固定邊界的方法生成三維四面體流體域計(jì)算網(wǎng)格模求不能有負(fù)體積網(wǎng)格出現(xiàn),同時(shí)為保證計(jì)算的精確度,
圖 3.3 網(wǎng)格模型邊界條件和參數(shù)設(shè)置前文分析可知,本文研究所選用的是包含空氣和潤(rùn)滑油兩相的 VOF 模器實(shí)際工作時(shí),潤(rùn)滑油溫度通常會(huì)受工作時(shí)間、環(huán)境溫度以及行駛速 3.4 所示為與一般行駛條件下車速為 40-45km/h 時(shí),后橋潤(rùn)滑油溫度變化,可以看出在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的行駛后,溫度穩(wěn)定在 310K 左右,這程中車外空氣流動(dòng)對(duì)其冷卻的結(jié)果;圖 3.5 則為車輛行駛速度對(duì)潤(rùn)滑狀況,可以看出當(dāng)車輛速度由 20km/h 提升到 60km/h 時(shí),潤(rùn)滑油升而空氣作為可壓縮流體,它的粘性受溫度影響很小,可以忽略不計(jì),滑油和空氣的溫度狀態(tài)及其在此溫度下的參數(shù)如表 3.2 所示。其中所類為 SAE75W90 類齒輪潤(rùn)滑油。313323363383
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]外嚙合齒輪泵攪油損失的研究[J]. 唐敬來(lái),鄧斌,王國(guó)志,于蘭英. 機(jī)械傳動(dòng). 2016(12)
[2]基于有限元分析的直齒輪攪油損失計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 梁文宏,劉凱,崔亞輝. 工程力學(xué). 2016(05)
[3]基于邊界層理論的盤形轉(zhuǎn)子流體阻力研究[J]. 韓紅彪,高善群,李濟(jì)順,張永振. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2015(10)
[4]潤(rùn)滑油黏度對(duì)后橋傳動(dòng)效率和整車油耗影響的試驗(yàn)研究[J]. 劉傳波,董拓,莫易敏,周文駿,王俊平. 機(jī)械傳動(dòng). 2015(05)
[5]基于有限元分析的斜齒輪攪油功率損失測(cè)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 梁文宏,劉凱,崔亞輝. 中國(guó)機(jī)械工程. 2014(18)
[6]圓盤轉(zhuǎn)子流體阻力分析與試驗(yàn)研究[J]. 韓紅彪,高善群,李濟(jì)順,王繼生,馬偉. 中國(guó)機(jī)械工程. 2013(15)
[7]微型汽車傳動(dòng)系統(tǒng)功率損失建模計(jì)算[J]. 莫易敏,田蜜. 機(jī)械傳動(dòng). 2013(02)
[8]對(duì)稱式行星齒輪差速器的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速分配特性研究[J]. 張利鵬,祁炳楠. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2012(09)
[9]節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[J]. 中國(guó)汽車界. 2012(08)
[10]基于動(dòng)網(wǎng)格的齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 董春鋒,林騰蛟,何澤銀. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2011(02)
碩士論文
[1]微型直流電機(jī)端子銅—鋁異種金屬激光微焊接模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 盧志明.華南理工大學(xué) 2015
[2]電動(dòng)汽車輪邊減速器齒輪攪油損失研究與分析[D]. 王飛.安徽理工大學(xué) 2015
[3]基于熱流耦合的錐齒輪流場(chǎng)與溫度場(chǎng)仿真分析[D]. 王忠達(dá).吉林大學(xué) 2015
[4]混合動(dòng)力汽車動(dòng)力耦合裝置動(dòng)態(tài)接觸及潤(rùn)滑流場(chǎng)特性分析[D]. 孔龍.吉林大學(xué) 2014
[5]混合動(dòng)力汽車動(dòng)力分配器熱特性分析[D]. 劉寧.吉林大學(xué) 2014
[6]汽車傳動(dòng)軸與后橋振動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 羅文欣.武漢理工大學(xué) 2014
[7]基于流固耦合的智能四驅(qū)車輛分動(dòng)器流場(chǎng)分析[D]. 陳余.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[8]機(jī)車齒輪箱溫度及壓力場(chǎng)仿真研究[D]. 張志彬.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3581470
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