变速器润滑系统的流场模拟及其润滑效果评价

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对变速器进行有效润滑,不仅能够减轻运动零件(轴齿、齿轮、轴承、同步器等)接触表面的磨损,而且能够带走摩擦面上的杂质和热量,起到清洗、冷却、密封、防锈和减振缓冲等作用,从而保证变速器的正常工作,提高变速器的使用寿命。本文以某研究院开发的一款自动变速器为研究对象,以前处理软件HYPERMESH进行几何清理和简化,使用GAMBIT软件对模型进行网格划分和边界条件定义,采用FLUENT软件进行求解,最后以TECPLOT软件进行后处理。首先,对变速器的壳体、旋转部件、齿轮啮合对以及其它内部结构进行简化和处理,以生成封闭的变速器容腔。通过定义计算模型和边界条件,并在倒档轴集油槽和导油槽位置分别建立了监控面,以监测这两处位置的进油情况,进而建立变速器润滑系统整体CFD模型。但是经测试,计算时间太长,这样的计算效率无法满足工程上的需要。因而在计算机资源受限的前提下,提出了一种新的方法—分块模拟法,即以关注区域为目标,对变速器润滑系统整体模型进行分块,再分别进行仿真计算。其次,基于分块模拟法的思想,将变速器整体模型进行分块,生成差速器甩油模型和导油槽集油模型。同样的分别在差速器甩油模型的倒档轴集油槽位置和导油槽集油模型的导油槽位置设置监控面,以监测其进油情况。分别模拟了一、二档状态下,输入轴转速为1500rpm(转/分)时的工况,以获得不同时刻的油液分布图,并与相应的变速器润滑试验进行对比。结果表明仿真结果与试验结果的现象基本趋于一致,验证了仿真方法的有效性。最后,以仿真过程中两处监控面得到的流量作为变速器润滑系统效果的评价指标,对变速器润滑系统的润滑效果进行了定量评价。结果表明:对于一档1500rpm工况,倒档轴的润滑效果不是太理想,而导油槽对输入轴的润滑效果则比较理想的;对于二档1500rpm工况,倒档轴及导油槽对输入轴的润滑效果均比较理想。
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