Разработка метода теплового расчета ведущих мостов автомобилей

• Автор: Зайцев, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Курган
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1.Тепловое состояние автомобильных трансмиссий
1.2.Существующий метод теплового расчета трансмиссий
1.2.1 .Источники тепловыделения
1.2.2.Внутренняя теплоотдача
1.2.3.Внешняя теплоотдача
1.2.4.Режимы для теплового расчета трансмиссий
1.3.Выводы и задачи исследований
2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ВЕДУЩИХ МОСТАХ АВТОМОБИЛЕЙ
2.1 .Формирование теплового состояния ведущих мостов
2.2.Теоретические предпосылки исследования процессов тепловыделения и теплопередачи
2.2.1 .Гидравлические потери конических и гипоидных передач
2.2.2.Внутренняя теплоотдача редуктора главной передачи
2.2.3.Теплоотток от редуктора главной передачи в кожухи полуосей
2.3.Вывод ы
3.ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 .Экспериментальные установки. Объекты исследований
3.2.Методы измерений. Контрольно-измерительные приборы
3.3.Получение и обработка экспериментальных данных
3.4.Оценка погрешностей измерений
4.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ГЛАВНЫХ ПЕРЕДАЧАХ
4.1. Дисковые потери
4.2.Потери на вытеснение
4.3.Гидравлические потери при «встречном» вращении
шестерен
4.4.Гидравлические потери корпуса дифференциала
4.5.Суммарные гидравлические потери
4.6.Вывод ы
5.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
В ВЕДУЩИХ МОСТАХ
5.1 .Экспериментальное исследование внутренней теплоотдачи редуктора главной передачи
5.2.Исследование процесса теплооттока от редуктора главной
передачи в кожухи полуосей
5.2.1 .Аналитическое решение для «сухих» кожухов
5.2.2.Экспериментальное исследование при повышенном
уровне масла
5.3. Выводы
6. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВЕДУЩИХ МОСТОВ
6.1 .Прогностическая оценка теплового режима
6.2.Проверка представительности метода
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Опыт эксплуатации трансмиссий автомобилей показывает, что их работоспособность существенно зависит от теплового состояния агрегатов /1 ...7/. Ведущие мосты работают в широком диапазоне температурных режимов.
Рост знергонасыщенности (увеличение передаваемой мощности при одновременном повышении компактности) приводит к повышению температуры агрегатов. Зачастую, при больших запасах по прочности и долговечности валов, зубьев шестерен, подшипников и других элементов, агрегаты трансмиссии выходят из строя из-за тепловых перегрузок. При высоких температурах ухудшаются свойства масла и его ресурс, ухудшаются условия работы зубчатых передач, подшипников, выходят из строя уплотнения, надежность и долговечность агрегата резко снижаются.
Несмотря на хорошие условия охлаждения ведущих мостов, встречаются случаи, когда температура масла в них превышает 120°С и даже достигает 170°С /5, 8/.
Существует и обратная сторона проблемы. Ведущие мосты автомобилей более других агрегатов трансмиссии чувствительны к низкой температуре окружающего воздуха. Благоприятные условия охлаждения встречным потоком холодного воздуха приводят к тому, что даже в установившемся тепловом состоянии значения температуры масла в мостах зимой часто ниже 0°С. При таких температурах вязкость масла достигает больших значений (10000 сСт и выше). Масло неудовлетворительно поступает к поверхностям трения зубьев шестерен, подшипников, дифференциала и уплотнений, снижая их ресурс. Работа

Зависимость для турбулентного омывания имеет вид
Ш= 0,03Же°’8.
Граница между ламинарным и турбулентным характерами омывания определяется значением числа Рейнольдса, равным 1,5Ю3 /2/.
Для случая свободной конвекции определяющим является число Грасгофа:

где Р - коэффициент объемного расширения; g - ускорение свободного падения.
В качестве определяющего размера вертикальных плит принимается высота плиты, горизонтальных - меньшая сторона.
Уравнение теплоотдачи при свободной конвекции имеет вид
Мц,=фг?г1,
где т - индекс, означающий, что в критериях Ыи, Ог, Рг в качестве определяющей температуры принята средняя температура по граничного слоя =0,5((о-(в)-, с, п - функции аргумента С}гРг принимаются по данным /82/.
Если плита горизонтальная, для верхней поверхности значение осх увеличивается на 30%, для нижней - уменьшается на 30%.
В работе /56/ для учета влияния загрязненности поверхности теплоотдачи на интенсивность конвективного теплообмена вводится коэффициент ослабления конвективного потока К"0, равный 0,96, выражающий изменение термического сопротивления внешней теплоотдачи из-за загрязнения.