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汽车分动器内部流场的数值模拟范文

时间:2022-07-21 04:00:11

汽车分动器内部流场的数值模拟

1分动器内部流场数值模拟

首先设置其边界条件和物理参数,以实际工作状况为基础,设置大齿轮的逆时针方向的转速为300r/min。分动器齿轮在转动过程中,不同时刻分动器壳体内部的流体分布是截然不同的,0.06s时,部分齿轮油被甩离齿面;0.12s时,润滑油被甩到分动器壳体上,起到降温、冷却的作用。下面分别分析一下不同时刻分动器内部流体的速度场和压力的矢量图:

1.1分动器内部流体的速度场

如图3为不同时刻的分动器内部流体的速度矢量图。齿轮开始转动时,在齿轮的底部出现了流体速度的最高值,齿轮接着转动,最高值也随着齿轮转动的方向变化,在齿轮啮合点处,速度始终保持较大值。最大值的变化随着齿轮的转动一直在变化,但是均出现在轮齿的边界处,并且在齿轮啮合点处啮合区的流速最大。齿轮转动过程中流体速度的最大值是有波动的,但在齿轮加速过程中整体趋势是上升的。分动器壳体内部流体的流动动向及流动状态通过图4不同时刻的流线图来表示。齿轮在转动的过程中,其内部的流动变得杂乱,并且在轮齿的啮合部分出现了涡旋现象,使得流体速度最大值出现于齿轮啮合区。

1.2分动器内部流体的压力场

如图5为齿轮转动不同时刻的压力云图。通过不同时刻分动器壳体内流体齿轮转动的压力云图可知,齿轮在转动的时候,流体内部的压力值在向啮合区转移的同时,是逐渐波动增大的,在与齿轮接触区域一直保持较高值。

2结论

本文通过对汽车分动器内部流场的数值模拟(包括分动器内部流体的速度场和压力场),可得出齿轮转动过程中流体速度的最大值是波动的,但在齿轮加速过程中整体趋势是上升的,而壳内的压力变化也较大,随着齿轮的转动逐渐出现小幅波动并稳定的波动在一定范围内,且啮入点附近的压力变化相对较小、较平稳。此分析结果为分动器的设计提供了参考依据,也可以缩短设计周期、降低设计风险、改善及提高分动器的性能。

作者:梁俊涛张莉单位:泰安航天特种车有限公司

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