基于效率及热平衡分析的纯电动汽车减速器最佳油量研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sin4x
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纯电动汽车减速器作为动力系统的核心部件之一,减速器的传动效率和工作可靠性,一定程度上影响了电动汽车的续航里程。由于电动汽车减速器体积小、集成度高的特点导致其散热面积小,散热条件差,过高的温度不仅对减速器的传动性能有较大的影响,而且还会导致润滑油变质。研究发现减速器中润滑油油量,直接影响减速器各元件表面温度及其传动效率。若润滑油油量较少,减速器处于欠油润滑状态,齿面温度较高,但搅油损失较小传动效率较高。若润滑油油量较多,减速器处于充分润滑状态,齿面温度相对较低,但此时搅油损失较大传动效率相对较低。因此,在电动汽车减速器系统的整体热分析基础上研究其最佳润滑油油量,具有重要的学术价值。本文首先对减速器内各元件的产热进行了分析,建立了各元件功率损失理论计算模型,并同时分析了各种损失的影响因素。研究发现减速器的运行工况及工作温度对其能量损失具有较大影响。其次对减速器各元件的热阻进行研究,根据减速器热量传递路线将元件间的传热方式分为热传导和热对流,并建立理论计算数学模型。然后应用移动粒子半隐式法(MPS),对减速箱在不同润滑油油量及工况下的润滑油流场分布进行数值分析。并提出了油气混合物体积比计算方法,从而修正对流换热系数,为搭建较为精确的减速器热网络模型奠定了基础。然后对减速器进行了合理的节点划分,并把节点分为产热节点和热阻节点。基于节点间的热量传递原理,应用AMESim软件中的二次开发模块搭建减速器热网络模型。而后应用减速器实验台架对其传动效率及润滑油温度进行测试,并与热网络模型计算结果对比。结果表明模型计算误差在±5%以内,说明此热网络模型计算准确性较高,可用于后期研究。最后联合热网络模型的计算结果,应用ANSYS软件分析润滑油油量对减速器稳态温度场的影响。并结合减速器的低温效率分析,从而确定最佳润滑油油量为0.4L时,减速器具有较好的综合传动性能。
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