汽车驱动桥飞溅润滑的数值仿真.pdf

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1、2016年(第38卷)第12期汽车工程AutomotiveEngineering2016(V01．38)No．12汽车驱动桥飞溅润滑的数值仿真球2016237彭钱磊，桂良进，范子杰(1．清华大学汽车工程系，北京100084；2．清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)[摘要]鉴于飞溅润滑的流动过程复杂，很难通过解析或试验方法了解润滑油在驱动桥内部的流动情况，本文中基于计算流体动力学方法，采用流体体积模型和齿面移动法建立了包含准双曲面齿轮、滚子轴承和油道等部件的驱动桥飞溅润滑数值仿真模型，计算得到飞溅润滑过程中的流

2、场特性，实现了驱动桥内部润滑油瞬态流动过程的可视化，分析了不同时刻驱动桥内油液分布与搅油功耗和油道内与轴承区域油量变化情况。最后，通过驱动桥搅油功耗实验，对仿真模型进行验证。结果表明，仿真与实验最大误差为8．73％，说明了仿真模型的可靠性。关键词：驱动桥；飞溅润滑；油液分布；搅油损失NumericalSimulationofSplashLubricationinVehicleDriveAxlePengQianlei．GuiLiangjin&FanZijie1．DepartmentofAutomotiveEngineering，Ts

3、inghuaUniversity，Beifing100084；2．TsinghuaUniversity，StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy，Beijing100084[Abstract]Inviewofthecomplexityoftheflowprocessofsplashlubricationandthedifficultyinunder—standingtheflowpatternoflubricatingoilindrivingaxlebyanalyticandtes

4、tmethods，anumericalsimulationmodelforthesplashlubricationofdriveaxleincludinghypoidbevelgearset，rollerbearingsandoilpathsbyusingthevol-umeoffluidmodelandgeartoothmovingscheme，basedoncomputationalfluiddynamicstechnique．Withthemud—el，theflowfieldcharacteristicsofsplashl

5、ubricationarecalculated，thetransientflowprocessoflubricatingoilindriveaxleisvisualized，theoildistributionandthepowerconsumedinchurningoilindriveaxleandthevariationofoilquantityinoilpathandbearingareaareanalyzed．Finallyanexperimentonthepowerconsumedinchurningoilindrive

6、axleisconductedtoverifysimulationmodel．Theresultsshowthatthemaximumerrorofsimulationresultsrelativetoexperimentis8．73％，demonstratingthereliabilityofsimulationmodel．Keywords：driveaxle；splashlubrication；oildistribution；churningloss日IJ舌驱动桥位于汽车传动系末端，其技术状况直接影响汽车的整体性能和可靠性。驱

7、动桥的性能与其润滑有密切的关系，现有驱动桥主要采用飞溅润滑方式，即齿轮旋转时使润滑油发生飞溅并到达需要润滑的轴承和轮齿啮合处实现润滑⋯。由于驱动桥内腔空间复杂，润滑油的飞溅过程具有非稳态、油一气两相流等特性，很难通过理论分析或试验方法了解润滑油在驱动桥内部的流动过程，故目前驱动桥内部润滑结构(如油道、挡油板等)主要依靠经验来设计。近年来，随着计算流体力学(computationalfluiddynamic，CFD)理论的成熟和商用软件的快速发展，国内外学者开展了相关的数值仿真研究。文献[2]中建立了齿轮箱内部流场模型，对圆柱齿轮搅

8、油过程进行了仿真，分析了飞溅润滑过程中润滑油的分布情况。文献[3]中对简单齿轮箱中润滑油流动过程进行了研究，分析了齿轮箱在不同倾角和不同润％国家自然科学基金(51175280)资助。原稿收到日期为2015年11月20日，修改稿收到13期为2015年