汽车主减速器齿轮搅油功率损失研究及优化设计
发布时间：2022-01-10 21:45
主减速器作为汽车动力传递系统的关键部件,其传动效率的高低将直接影响整车的燃油经济性。主减速器在工作过程中,产生功率损失的因素主要包括齿轮的啮合损失、轴承摩擦损失以及旋转部件的搅油损失。一般来说,在齿轮传动系统中,齿轮啮合损失是造成功率损失的主要原因,但当系统处于低负载高转速的运转状态时,齿轮搅油损失便有可能占据主导地位。因此,本文以后驱车主减速器为研究对象,研究其被动锥齿轮在运转过程中的搅油功率损失,分析被动锥齿轮搅油损失与各影响因素之间的关系以及搅油过程中的阻力构成,并对主减速器的相关结构及润滑油油路进行优化,从而降低搅油损失,提高传动效率。研究过程如下:首先,对比分析历年来关于齿轮搅油损失的经典计算模型,选取其中较为准确的模型,分析其不足之处,针对这些不足进行相应的修正,提出了考虑温度影响的计算模型,并通过仿真分析和实验分析验证修正计算模型的正确性;其次,建立汽车后桥的三维模型以及主减速器被动锥齿轮搅油的流体仿真模型,基于FLUENT中的动网格技术和VOF两相流模型进行流体仿真分析,得到不同温度、不同转速以及不同浸油深度下被动锥齿轮搅油的速度场、压力场,并由此分析齿轮搅油功率损失与...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
后桥三维模型
图 3.2 计算域模型型算而言，网格的划分是流体控制方程离散化的基础，本物理求解域与计算求解域的转换，它反映了运算过程中此对网格的质量有一定的要求，好的网格质量能极大程敛性和精确性。一般而言，结构化网格的网格节点比较格质量比较好；但由于实际仿真过程中，物体的外形往往外形的结构网格十分困难，我们大多数采用节点分布随构特性的非结构性网格来建立复杂外形物体的网格模型分析下，采用专业的网格生成工具 HYPERMESH 进行计的建立。首先对主减速器被动锥齿轮、差速器壳、螺栓维三角形网格的划分，在进行二维网格质量检查修正后，采用固定边界的方法生成三维四面体流体域计算网格模求不能有负体积网格出现，同时为保证计算的精确度，
图 3.3 网格模型边界条件和参数设置前文分析可知，本文研究所选用的是包含空气和润滑油两相的 VOF 模器实际工作时，润滑油温度通常会受工作时间、环境温度以及行驶速 3.4 所示为与一般行驶条件下车速为 40-45km/h 时，后桥润滑油温度变化，可以看出在经过一段时间的行驶后，温度稳定在 310K 左右，这程中车外空气流动对其冷却的结果；图 3.5 则为车辆行驶速度对润滑状况，可以看出当车辆速度由 20km/h 提升到 60km/h 时，润滑油升而空气作为可压缩流体，它的粘性受温度影响很小，可以忽略不计，滑油和空气的温度状态及其在此温度下的参数如表 3.2 所示。其中所类为 SAE75W90 类齿轮润滑油。313323363383
【参考文献】：
期刊论文
[1]外啮合齿轮泵搅油损失的研究[J]. 唐敬来,邓斌,王国志,于兰英. 机械传动. 2016(12)
[2]基于有限元分析的直齿轮搅油损失计算及实验验证[J]. 梁文宏,刘凯,崔亚辉. 工程力学. 2016(05)
[3]基于边界层理论的盘形转子流体阻力研究[J]. 韩红彪,高善群,李济顺,张永振. 机械科学与技术. 2015(10)
[4]润滑油黏度对后桥传动效率和整车油耗影响的试验研究[J]. 刘传波,董拓,莫易敏,周文骏,王俊平. 机械传动. 2015(05)
[5]基于有限元分析的斜齿轮搅油功率损失测算及实验验证[J]. 梁文宏,刘凯,崔亚辉. 中国机械工程. 2014(18)
[6]圆盘转子流体阻力分析与试验研究[J]. 韩红彪,高善群,李济顺,王继生,马伟. 中国机械工程. 2013(15)
[7]微型汽车传动系统功率损失建模计算[J]. 莫易敏,田蜜. 机械传动. 2013(02)
[8]对称式行星齿轮差速器的转矩转速分配特性研究[J]. 张利鹏,祁炳楠. 机械设计与制造. 2012(09)
[9]节能与新能源汽车产业发展规划[J]. 中国汽车界. 2012(08)
[10]基于动网格的齿轮箱内部流场数值模拟[J]. 董春锋,林腾蛟,何泽银. 机械研究与应用. 2011(02)
硕士论文
[1]微型直流电机端子铜—铝异种金属激光微焊接模拟与实验研究[D]. 卢志明.华南理工大学 2015
[2]电动汽车轮边减速器齿轮搅油损失研究与分析[D]. 王飞.安徽理工大学 2015
[3]基于热流耦合的锥齿轮流场与温度场仿真分析[D]. 王忠达.吉林大学 2015
[4]混合动力汽车动力耦合装置动态接触及润滑流场特性分析[D]. 孔龙.吉林大学 2014
[5]混合动力汽车动力分配器热特性分析[D]. 刘宁.吉林大学 2014
[6]汽车传动轴与后桥振动关键技术研究[D]. 罗文欣.武汉理工大学 2014
[7]基于流固耦合的智能四驱车辆分动器流场分析[D]. 陈余.安徽农业大学 2013
[8]机车齿轮箱温度及压力场仿真研究[D]. 张志彬.西南交通大学 2011
本文编号：3581470
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
后桥三维模型
图 3.2 计算域模型型算而言，网格的划分是流体控制方程离散化的基础，本物理求解域与计算求解域的转换，它反映了运算过程中此对网格的质量有一定的要求，好的网格质量能极大程敛性和精确性。一般而言，结构化网格的网格节点比较格质量比较好；但由于实际仿真过程中，物体的外形往往外形的结构网格十分困难，我们大多数采用节点分布随构特性的非结构性网格来建立复杂外形物体的网格模型分析下，采用专业的网格生成工具 HYPERMESH 进行计的建立。首先对主减速器被动锥齿轮、差速器壳、螺栓维三角形网格的划分，在进行二维网格质量检查修正后，采用固定边界的方法生成三维四面体流体域计算网格模求不能有负体积网格出现，同时为保证计算的精确度，
图 3.3 网格模型边界条件和参数设置前文分析可知，本文研究所选用的是包含空气和润滑油两相的 VOF 模器实际工作时，润滑油温度通常会受工作时间、环境温度以及行驶速 3.4 所示为与一般行驶条件下车速为 40-45km/h 时，后桥润滑油温度变化，可以看出在经过一段时间的行驶后，温度稳定在 310K 左右，这程中车外空气流动对其冷却的结果；图 3.5 则为车辆行驶速度对润滑状况，可以看出当车辆速度由 20km/h 提升到 60km/h 时，润滑油升而空气作为可压缩流体，它的粘性受温度影响很小，可以忽略不计，滑油和空气的温度状态及其在此温度下的参数如表 3.2 所示。其中所类为 SAE75W90 类齿轮润滑油。313323363383
【参考文献】：
期刊论文
[1]外啮合齿轮泵搅油损失的研究[J]. 唐敬来,邓斌,王国志,于兰英. 机械传动. 2016(12)
[2]基于有限元分析的直齿轮搅油损失计算及实验验证[J]. 梁文宏,刘凯,崔亚辉. 工程力学. 2016(05)
[3]基于边界层理论的盘形转子流体阻力研究[J]. 韩红彪,高善群,李济顺,张永振. 机械科学与技术. 2015(10)
[4]润滑油黏度对后桥传动效率和整车油耗影响的试验研究[J]. 刘传波,董拓,莫易敏,周文骏,王俊平. 机械传动. 2015(05)
[5]基于有限元分析的斜齿轮搅油功率损失测算及实验验证[J]. 梁文宏,刘凯,崔亚辉. 中国机械工程. 2014(18)
[6]圆盘转子流体阻力分析与试验研究[J]. 韩红彪,高善群,李济顺,王继生,马伟. 中国机械工程. 2013(15)
[7]微型汽车传动系统功率损失建模计算[J]. 莫易敏,田蜜. 机械传动. 2013(02)
[8]对称式行星齿轮差速器的转矩转速分配特性研究[J]. 张利鹏,祁炳楠. 机械设计与制造. 2012(09)
[9]节能与新能源汽车产业发展规划[J]. 中国汽车界. 2012(08)
[10]基于动网格的齿轮箱内部流场数值模拟[J]. 董春锋,林腾蛟,何泽银. 机械研究与应用. 2011(02)
硕士论文
[1]微型直流电机端子铜—铝异种金属激光微焊接模拟与实验研究[D]. 卢志明.华南理工大学 2015
[2]电动汽车轮边减速器齿轮搅油损失研究与分析[D]. 王飞.安徽理工大学 2015
[3]基于热流耦合的锥齿轮流场与温度场仿真分析[D]. 王忠达.吉林大学 2015
[4]混合动力汽车动力耦合装置动态接触及润滑流场特性分析[D]. 孔龙.吉林大学 2014
[5]混合动力汽车动力分配器热特性分析[D]. 刘宁.吉林大学 2014
[6]汽车传动轴与后桥振动关键技术研究[D]. 罗文欣.武汉理工大学 2014
[7]基于流固耦合的智能四驱车辆分动器流场分析[D]. 陈余.安徽农业大学 2013
[8]机车齿轮箱温度及压力场仿真研究[D]. 张志彬.西南交通大学 2011
本文编号：3581470
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