热动力水下航行器润滑系统建模与仿真

发布时间：2021-06-17 07:13

　　随着水下航行器航速不断提高,航程不断增加,其润滑系统的重要性日益凸显。文中介绍了一种热动力水下航行器润滑系统流动与传热的仿真方法,对其润滑系统进行了一维建模,对发动机在高、低转速工作时的润滑系统进行了仿真。流量分配的计算结果与试验数据的对比显示,流量误差在30%以内,可满足工程应用需求。换热仿真结果说明,发动机无论是高转速启动还是低转速启动,滑油温度都需要200 s左右时间才能达到平衡状态,其平衡温度在润滑油正常使用温度范围内。 

【文章来源】：水下无人系统学报. 2020,28(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

计算流程Fig.1Calculationprocess表1低转速下流量分配Table1Flowdistributionunderlowrotaryvelocity名称流量/(L·min–1)相对误差/%

2020年8月曹浩,等:热动力水下航行器润滑系统建模与仿真第4期水下无人系统学报www.yljszz.cn455承和齿轮产生的热量,还将机械件之间摩擦产生的铁屑和气缸泄漏的杂质带入润滑系统。从试验后的分解情况分析,喷嘴和管路在一定程度上均受到杂质的影响,造成等效直径小于理论值,导致试验时滑油流量偏低。根据工程使用经验,30%以下的流量偏差不影响动力装置的正常使用。后续可加强杂质对流量关系的数据积累,进一步修正流量分配模型,降低误差。理论上,滑油流量同发动机转速成正比关系,表1和表2数据却并未表现出完全的正比关系。这是由于空间限制,润滑系统的储油箱为发动机舱的下部,不可避免地造成齿轮和轴承在储油箱液面以下的浸润和飞溅,引起润滑油的空化和气蚀,对滑油泵的流量特性带来影响,呈现非线性特性。为尽可能仿真真实情况,文中使用的滑油泵流量特性由试验数据修正而得(见式(1))。2.2滑油温度仿真结果滑油经过各个轴承和齿轮等零件后带走热量,滑油温度升高,经过滑油冷却器后,滑油温度降低。若发动机功率恒定,循环一段时间后,储油箱内滑油温度最终将基本平衡在某温度区间。这个温度区间不仅与发动机功率有关,还和海水温度和滑油流量等有关。分别计算以下2个状态下的传热仿真结果。第1个状态:发动机在高转速下工作500s后,降低到低转速工作500s;第2个状态:发动机在低转速下工作500s后,升高到高转速工作500s。在仿真计算时还做了以下假设:海水温度分别为20℃和25℃;认为换速时间非常短,可不予考虑。滑油温度仿真计算结果如图2所示。从图

【参考文献】：
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本文编号：3234736