不同季节单螺杆膨胀机散热损失的试验研究

膨胀机作为有机朗肯循环系统中的动力输出部件,其性能对系统起着至关重要的作用。传热损失作为膨胀机不可逆损失之一,是影响膨胀机运行效率的重要因素。本文对单螺杆膨胀机机壳及润滑油散热损失进行了冬夏两季试验研究,并进行了对比分析。试验结果表明,转速为3 000 r/min时,提高进气温度有助于减少传热损失的影响。虽然机壳及润滑油散热损失均有所提高,但各散热损失占比逐渐降低。夏季总散热损失占比由20.00%降低至9.52%,而冬季总散热损失占比由15.00%减小至8.79%。     

基于ANSYS热分析的三环减速器行星轴承刚度计算

三环减速器是一种少齿差行星传动装置,其发热严重极易造成行星轴承烧毁甚至提前破坏。通过在UG中建立三环减速器的三维模型,将其导入ANSYS中,并考虑外载荷摩擦以及润滑油粘着摩擦对轴承温度场的影响,求出三环减速器输入轴行星轴承外载荷,根据赫兹理论得到施加温度场后输入轴行星轴承的刚度。结果表明考虑温度影响后,行星轴承刚度将会减小,造成行星轴承承载能力下降,为三环减速器散热系统的合理设计提供一定的理论依据。     

重型减速器机械功率损失分析

低速重载减速器在传动过程中会产生大量的热,如果热量不能及时散去会使减速器系统内部温度异常升高,过高的温度会降低润滑油的粘度和承载能力,同时也会使齿轮轮齿间相互胶合而降低传动精度甚至失效。在查阅大量国内外文献的基础上,通过理论公式计算齿轮啮合功率损失和轴承摩擦损失模型,得出影响啮合功率损失的因素以及齿轮啮合功率损失随载荷和转速的变化关系,从而为进一步降低功率损失提供理论依据。     

电动汽车用减速器传动效率影响因素研究

减速器传动效率是影响整个传动系统效率的主要因素,建立减速器传动效率模型,并对其影响因素进行分析,对于提升电动汽车用减速器传动效率意义重大。针对电动汽车用减速器的特点,分析了齿轮啮合损失、轴承损失、搅油风阻损失和油封损失4种因素对传动效率的影响,建立了传动效率计算模型,开展了润滑油、转速及转矩对电动汽车用单挡二级减速器传动效率影响的理论研究;搭建高速三轴综合性能检测台架,开展了模型精度及传动效率影响因素的正交试验研究。结果表明,所建模型的仿真结果最大相对误差为-0.59%,优于ISO/TR 14179—1:2001的-1.75%;随着转速增加,传动效率逐渐降低,对传动效率的影响程度最大;随着转矩增大,传动效率逐渐提升;润滑油温度越低,传动效率越低;润滑油牌号对传动效率影响不明显,润滑油黏度越小,传动效率越高,对传动效率的影响程度最小。     

内齿行星齿轮减速器的轴承效率分析

内齿行星齿轮减速器的效率主要有三部分组成：啮合齿轮副的摩擦损失、滚动轴承中的摩擦损失和润滑油润滑过程中引起的液力损失,通过对内齿行星齿轮减速器单轴输入时的受力情况分析,计算得出减速器单轴输入时轴承效率的计算公式。     

考虑润滑油齿面摩擦特性的齿轮啮合效率计算及优化分析

建立考虑润滑油对齿面摩擦特性影响的啮合效率计算数学模型，分析了温度和压力对齿轮啮合效率的影响规律，并提出啮合效率优化方案。结果表明，温度升高时，润滑油黏度下降，使得滑动摩擦损失增加，导致齿轮的啮合效率降低；当压力增大时，润滑油黏度会升高，使得滑动摩擦损失降低，导致齿轮的啮合效率增大；在高温和低压情况下，为保证齿轮的啮合效率，可以降低法向模数和齿顶高系数，提高法向压力角和螺旋角，合理搭配齿轮参数，选择满足啮合效率的润滑油。     

重型汽车中桥减速器润滑油中磨损颗粒分析

重型汽车中桥减速器在工作过程中其摩擦副接触表面因相对运动而产生的磨损颗粒进入润滑油中,导致润滑油性能下降;磨损颗粒随润滑油进入摩擦副接触表面,摩擦副磨损加剧。根据重型汽车的运行特点,每隔一定里程数对减速器润滑油进行取样,综合分析在用润滑油中磨损颗粒物的大小、形貌及成分。结果表明：减速器在用润滑油中磨损颗粒主要成分是铁屑和铜屑,磨损颗粒主要来自于球面垫片（铜）及其配副的摩擦以及齿轮副间的摩擦。具体分析磨损颗粒产生过程及形成机制,为重型汽车中桥减速器中运动摩擦副的设计及制造提供理论依据。     

内燃机主轴承摩擦功率损失的影响因素

研究了影响主轴承摩擦功率损失的影响因素,包括轴承表面粗糙度、润滑油温度、曲轴转速、轴颈间隙和供油提前角,同时分析各影响因素对内燃机主轴承的影响。分析所用物理模型为直列六缸内燃机,其数学模型主要依据有限差分法与欧拉法求解雷诺方程,润滑油膜接触通过在时域内压力平衡迭代计算。对内燃机曲轴主轴承摩擦功率损失影响因素进行了探讨,计算结果表明,在内燃机零部件设计阶段应充分考虑轴承间隙以及表面粗糙度对摩擦功率损失的影响。     

海水液压柱塞泵中新型滑盘副的设计及其润滑特性研究

传统海水液压柱塞泵中,滑靴的固有结构形式使其易发生偏磨、烧靴等问题。提出了一种新型滑盘结构,从根本上消除了因离心力产生的滑靴倾覆问题,并减小了柱塞所受的侧向力。建立了滑盘副润滑数学模型,并分析了温度和工况参数对滑盘副的润滑特性及能耗特性的影响。结果表明：随着介质温度的升高,滑盘副的动压效应减弱,水膜厚度减小,导致泄漏量降低;同时,黏度随温度升高而降低,滑盘所受到的摩擦力减小,黏性摩擦功率损失降低;随着泵工作压力的升高,水膜厚度变大,泄漏量增大,相反黏性摩擦功率损失降低;而随着泵的工作转速的增大,滑盘副的泄漏量功率损失和黏性摩擦功率损失均有所增加。     

动车组齿轮箱油中含硫添加剂损失的试验研究

针对高铁动车组牵引系统中齿轮箱润滑油中硫元素损失较快的问题,通过极压作用下含硫添加剂损失试验和高温状态下含硫添加剂损失试验,得到不同负载和温度作用下润滑油添加剂的作用情况,分析润滑油添添加剂的损失原因。结果表明:齿轮油中的含硫极压剂主要成分为多硫化物,且以二硫化物和三硫化物为主,随着压力的增大,多硫化物会附着在摩擦副表面形成滑动层从而降低摩擦因数,多硫化物形成的滑动层比较稳定,不容易损耗;润滑油使用过程中,极压剂中硫被消耗,一部分附着在齿轮表面,一部分生成气体排出,当齿轮箱内温度升高到90℃以上时,硫的消耗会更快。     

滑动轴承油水冷却器的换热与流阻特性

滑动轴承运行过程中油膜剪切和搅油产生的功耗约80%会转换成热量,导致油箱内润滑油温度升高,为将润滑油温度控制在设计值内,通常在油箱内安装油水冷却器带走热量,冷却器换热性能直接影响滑动轴承的运行温度和主机的正常工作。油水冷却器的散热能力主要由换热系数和流阻特性决定,对不同油流量条件下的油水冷却器进行试验测试,研究其换热和流阻特性,结果表明：在控制进油、进水温度及进水流量的前提下,油流速在一定范围内增加时,换热系数先增加后趋于稳定,压力损失增大,换热因子和阻力系数减小,冷却器可在一定油流速范围内获得最佳的换热和流阻特性;试验获得了对数坐标系下努赛尔数、欧拉数与雷诺数的拟合曲线,理论计算与试验拟合结果具有良好一致性,并在此基础上获得了油流速与换热系数及流阻的经验公式。     

高速列车齿轮箱润滑性能优化与热平衡温度分析

高速列车齿轮箱频发的润滑事故,理论计算了齿轮箱润滑所需润滑油量,采用流场仿真软件Fluent计算了不同浸油深度在不同转速下的有效润滑油量;优化了齿轮箱内部流道的结构,提高了有效润滑油量,并确定影响齿轮箱有效润滑油量的因素。理论计算了不同浸油深度下,搅油损失随着速度的变化情况,不同浸油深度下齿轮箱热平衡温度随着转速的变化情况。分析表明,齿轮箱流道液阻会使有效润滑油量降低,减小液阻能够提高齿轮箱的有效润滑油量;齿轮箱的有效润滑油量与搅油损失都会随着浸油深度增大而显著增大,随着转速的增大而增大;齿轮箱热平衡温度随着浸油深度增加而升高,随转速增大而升高。     

润滑油温度对铜基湿式离合器摩擦转矩的影响

润滑油的温度变化会改变自身黏度,从而影响摩擦元件的润滑和接触状态,对离合器的动力响应产生显著影响,因此需要研究润滑油温度对湿式离合器摩擦转矩特性的影响。考虑离合器的流体润滑、粗糙接触、动力响应和热量传导,建立一个多物理场耦合的热力学模型;根据润滑油与离合器之间的换热特性,采用集总参数法得到离合器的平均温升。离合器台架试验验证所建立数值模型的准确性。结果表明在离合器的接合过程中,摩擦转矩的变化可分为三个阶段,即接合准备阶段A、缓慢变化阶段B和指数增长阶段C。润滑油温度主要影响阶段B的摩擦转矩。在阶段B早期,润滑油温度越高,黏性转矩越小,接触转矩越大。随后,润滑油温度的升高减缓黏性转矩的下降趋势,促进接触转矩的增加,从而促进摩擦转矩增长率的增加。为了保证离合器在阶段B的摩擦稳定性,最佳的润滑油温度范围为80～100℃。     

供油温度对45^#淬火钢滑动摩擦副咬死影响的设计研究

在ＭＨＫ－５００型环块式磨损试验机上，在Ｌ－ＡＮ４６全损耗系统用油的不同供油温度下，对由４５＾＃淬火钢试环、试块组成的滑动摩擦副进行了抗咬死性能试验研究。试验结果表明：供油温度对摩擦副的抗咬死性能有较大的影响。在一定的范围内，提高润滑油的供油温度，有利于提高摩擦副的抗咬死能力。试验还发现：摩擦副失效后表面温度表现出不确定性。润滑油中的磨粒状况对摩擦副咬死影响不可忽视。对摩擦副咬死的研究应考虑润滑油     

进水温度对水润滑轴承润滑特性的影响

为研究进水温度变化对水润滑轴承润滑特性的影响,采用有限差分法建立水润滑轴承弹流润滑模型,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承润滑特性的差异,并且通过试验验证摩擦因数的变化规律。研究发现：随着进水温度升高,轴承的水膜压力下降,但在水膜压力峰区域最大水膜压力升高、最小水膜厚度减小、偏心率增大,表明进水温度升高对润滑性能有着负面影响;在相同的载荷和转速下,轴承摩擦因数随着进水温度升高而下降,且高载荷下进水温度对摩擦因数的影响更大。通过试验发现进水温度越高对摩擦因数变化的影响越大,不同进水温度下载荷越低,载荷的变化对摩擦因数变化量的影响越大。     

浮环轴承贫油润滑温度预测模型研究

综合考虑供油量和润滑油温黏效应对浮环轴承润滑特性的影响,同时结合稳态下贫油润滑的油膜力模型,建立浮环轴承贫油润滑温度预测模型。以入口润滑油流量为可变参数,利用数值计算方法分析供油量对轴承内外油膜温度的影响,并在浮环轴承试验台上对出油口油温度进行测量。仿真结果与试验结果具有较好的一致性,验证了浮环轴承贫油润滑温度预测模型的准确性。研究结果表明:浮环轴承油膜温度随转速的增大而升高,随供油量的增大而下降;内油膜温升明显高于外油膜温升,浮环温度亦随供油量的减小而升高,浮环温度基本介于内外油膜温度之间。     

纳米TiN对润滑油性能的影响及其在柴油发动机上的应用

控制纳米TiN添加量处于0.25%~1%范围内,利用MRS-10A四球摩擦试验机研究其对润滑油性能的影响。利用磨斑测量系统、激光共聚焦扫描显微镜OLS  1100和EDX能谱仪测试分析含纳米TiN润滑油的摩擦磨损及修复性能。在柴油发动机试验台上考察含有0.5%纳米TiN的润滑油对发动机运转性能的改善,在不同转速条件下检测润滑油添加剂对发动机外特性的影响。试验结果表明：含有0.5%纳米TiN的润滑油比基础油的抗磨减摩及自修复性能更好。纳米TiN润滑油添加剂能显著提高润滑油质量,减小发动机摩擦功,降低机油温度,改善发动机的运转性能,提高发动机的功率和转矩,降低耗油率,从而达到延长发动机的使用寿命和节约能源的目的。     

供油温度对 45~# 淬火钢滑动摩擦副咬死影响的试验研究

在ＭＨＫ－５００型环块式磨损试验机上，在Ｌ－ＡＮ４６全损耗系统用油的不同供油温度下，对由４５＃淬火钢试环、试块组成的滑动摩擦副进行了抗咬死性能试验研究。试验结果表明：供油温度对摩擦副的抗咬死性能有较大的影响。在一定的范围内，提高润滑油的供油温度，有利于提高摩擦副的抗咬死能力。试验还发现：摩擦副失效后表面温度表现出不确定性。润滑油中的磨粒状况对摩擦副咬死影响不可忽视。对摩擦副咬死的研究应考虑润滑油中磨粒随时间改变的因素，基于时变的观点来研究摩擦副咬死机理更具有实际意义。     

润滑油对滑动摩擦副咬死性能的影响

在ＭＨＫ－５００型环块磨损试验机上对Ｎ４６＃机械油在不同供同温度下由４５＃淬火试环、试块组成的滑动摩擦副进行了抗咬死性能试验研究。试验结果表明：供油温度对摩擦副的抗咬死性能有较大的影响，在一定的范围内提高润滑油的供油温度有利于提高摩擦副的抗咬死能力。试验还发现：随着润滑油中磨粒的增多，摩擦副咬死极限载荷逐渐下降，且摩擦副失效后表面温度表现出不确定性。润滑同中磨粒状况对摩擦副咬死影响不可忽视。对摩擦     

轴承腔环瓣式浮环密封摩擦热分析

针对航空发动机轴承腔高转速、变压差下的摩擦生热问题,对环瓣式浮环密封的主要参数进行了研究。采用ANSYS有限元软件,建立了密封摩擦发热以边界条件施加的热模型;基于Fluent建立了跑道散热流固热耦合模型,研究了不同阻封气温度、冷却油流量下跑道的温度变化,模拟了温度分布及冷却油散热效果,得出了影响密封发热的主要因素。研究结果表明:密封摩擦发热会引起局部温度过高,产生不均匀热应力导致密封面变形,增大泄漏量,压差、转速等对密封摩擦发热影响很大,应通过减小关闭压力的方式来减少密封的发热;冷却液的冷却效果与跑道的生热量存在极限值,继续增加供油量不会提高跑道的降温效果;该结果可为轴承腔环瓣式浮环密封的摩擦过程研究提供参考。