CN115408961A - 一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车动力系统流体仿真技术领域，具体涉及一种用于汽车混动变速器的轴承润滑冷却仿真分析方法。本发明通过粒子法流体分析软件Preonlab对变速器整体，可以实时监测通过飞溅流到集油盒的油液量的大小，可以量化油液的具体的量，其次，本发明通过模拟油泵的真实模型，可以定量检测到轴承的油液量大小，通过此仿真分析方法，便可以详细计算出轴承的润滑油量大小，从而判定轴承的润滑是否满足设计要求，更大程度的保证轴承的正常工作，可以精确精算轴承的润滑流量，从而可以提高研发效率，降低研发成本。

Description

一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法
技术领域
本发明属于汽车动力系统流体仿真技术领域，具体涉及一种用于汽车混动变速器的轴承润滑冷却仿真分析方法。
背景技术
润滑系统是混合动力变速器的重要组成部分，轴承是变速器工作的关键零部件，润滑系统需要为轴承提供足够的润滑油来保证轴承的正常工作，从而保证齿轮和轴的正常工作，输出所需要的扭矩和转速，轴承在工作过程中，会受到齿轮啮合所产生的径向力，同时存在非常高的相对高速运动会产生大量的热导致轴承的烧蚀，从而导致变速箱不能正常工作，因此保证轴承正常工作的润滑油油量，是保证混动变速器正常工作的必要条件。良好的轴承润滑可以降低摩擦阻力，带走热量，减轻磨损，延长混动变速器使用寿命。
在混动变速器设计过程中，轴承润滑能力是一个非常重要的部分，在设计之初就要通过精细的设计来保证轴承的润滑，轴承油量的大小及是否满足轴承需求，必须通过变速器整箱耐久试验及整车耐久试验的结果来进行检验，但这种方法不仅修改难度大，也会导致设计的周期较长，严重影响变速器的研发进度和成本。所以在设计初期就要利用仿真手段充分考虑轴承的润滑，计算轴承的润滑油是否充分，所以轴承润滑的仿真分析方法的精度及有效性在保证轴承润滑方面起着非常重要的作用。
现在的仿真分析方法只能粗放的计算轴承的润滑油水平，不能够进行量化，所以对轴承的润滑油量是否充分预估的精确度较低，对设计和试验的指导性差，难以消除轴承的故障风险。因此，亟待设计一种用于汽车混动变速器的轴承润滑冷却仿真分析方法，能够更为准确、更为高效的模拟工况，得出足够的仿真数据。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明目的是提供一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，提高仿真精度，提高研发效率，降低研发成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，包括以下步骤：
步骤一、根据混动变速器的整箱总成数模建立润滑冷却系统模型，并根据变速器的实际工况确定变速器工作的相关参数设置，
步骤二、通过粒子法流体分析软件Preonlab对步骤一的参数进行加载计算，对整箱润滑进行分析，计算完毕后，通过软件后处理，得到采集整箱油液飞溅到集油盒内的油量大小，首先判定总润滑油量是否满足设计要求，满足后，进行下一步的分析计算；
步骤三、根据步骤二确定的变速器集油盒收集的油量大小，作为轴孔润滑油量分布的输入条件，并将油泵齿轮及轴孔的流体域导入到有限元流体分析软件STAR CCM+进行分析；
步骤四、设置监测面，监测流动到每个轴孔上的润滑油量的大小；
步骤五、通过步骤四所确定的润滑油量大小，与设计值进行比对，判断每个轴承的润滑油量是否满足设计要求，若不满足设计要求，则对变速器的数模进行优化修改，重复步骤一直步骤四，直到满足设计要求，进行报告的编制及设计的冻结。
进一步地，所述步骤一中相关参数包括油底壳加油量的大小、变速器内旋转部件的运动参数，旋转部件的运动参数油整车的速度确定。
进一步地，所述旋转部件包括旋转轴、轴承、齿轮。
进一步地，步骤三的具体操作为：根据步骤二集油盒确定的油量大小、流量进口边界，依次设置油泵齿轮的转速大小和方向、轴的转速大小和方向，选择VOF的流体计算模型，所有设置加载完毕后，开始加载计算。
进一步地，步骤三中油泵齿轮及轴孔的流体域通过CAD制图软件完成抽取。
本发明的有益效果：
本发明通过粒子法流体分析软件Preonlab对变速器整体，可以实时监测通过飞溅流到集油盒的油液量的大小，可以量化油液的具体的量，其次，本发明所述的仿真分析方法可以通过模拟油泵的真实模型，通过泵的作用充分将油液从集油盒快速运输到轴内部空间中；通过油液的流动并通过轴旋转产生的离心力作用，可以将油液从轴的径向孔甩到轴承中，并可以定量检测到轴承的油液量大小，通过此仿真分析方法，便可以详细计算出轴承的润滑油量大小，从而判定轴承的润滑是否满足设计要求，更大程度的保证轴承的正常工作，可以精确精算轴承的润滑流量，从而可以提高研发效率，降低研发成本。
附图说明
图1为混动变速器轴承润滑示意图；
图2为混动变速器轴承润滑冷却仿真分析步骤简图；
图3为混动变速器轴承润滑冷却仿真分析步骤图；
图4为仿真分析过程中集油器的集油量随计算步变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，包括以下步骤：
步骤一、根据混动变速器的整箱总成数模建立润滑冷却系统模型，并根据变速器的实际工况确定变速器工作的相关参数设置，所述相关参数包括油底壳加油量的大小、变速器内旋转部件的运动参数，旋转部件的运动参数油整车的速度确定，所述旋转部件包括旋转轴、轴承、齿轮。
步骤二、通过粒子法流体分析软件Preonlab对步骤一的参数进行加载计算，对整箱润滑进行分析，计算完毕后，通过软件后处理，得到采集整箱油液飞溅到集油盒内的油量大小，首先判定总润滑油量是否满足设计要求，满足后，进行下一步的分析计算，该计算过程时长为3-5天；
步骤三、根据步骤二确定的变速器集油盒收集的油量大小，作为轴孔润滑油量分布的输入条件，然后在CAD制图软件中，抽取油泵齿轮及轴孔的流体域，并将油泵齿轮及轴孔的流体域导入到有限元流体分析软件STAR CCM+进行分析；步骤三的具体操作为：根据步骤二集油盒确定的油量大小、流量进口边界，依次设置油泵齿轮的转速大小和方向、轴的转速大小和方向，选择VOF的流体计算模型，所有设置加载完毕后，开始加载计算，本发明专利的重点为加入了油泵齿轮的分析，可以更好的将油液从集油盒泵吸到齿轮轴，这样能更好的收集油液，起到给轴承润滑冷却的目的，
步骤四、设置监测面，监测流动到每个轴孔上的润滑油量的大小，这样便能清晰知道每个轴承的润滑冷却油量的大小；
步骤五、通过步骤四所确定的润滑油量大小，与设计值进行比对，判断每个轴承的润滑油量是否满足设计要求，若不满足设计要求，则对变速器的数模进行优化修改，重复步骤一直步骤四，直到满足设计要求，进行报告的编制及设计的冻结。
本发明的工作原理：
在变速器工作时，油底壳油液通过齿轮的搅动，润滑油液飞溅到壳体空间里，一部分油液飞溅到集油盒当中，本发明通过粒子法流体分析软件Preonlab可以实时监测通过飞溅流到集油盒的油液量的大小，可以量化油液的具体的量，其次，本发明所述的仿真分析方法可以通过模拟油泵的真实模型，通过泵的作用充分将油液从集油盒快速运输到轴内部空间中；通过油液的流动并通过轴旋转产生的离心力作用，可以将油液从轴的径向孔甩到轴承中，并可以定量检测到轴承的油液量大小，通过此仿真分析方法，便可以详细计算出轴承的润滑油量大小，从而判定轴承的润滑是否满足设计要求，更大程度的保证轴承的正常工作，可以精确精算轴承的润滑流量，从而可以提高研发效率，降低研发成本。
综上所述，本发明所述的一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法精确精算轴承的润滑流量，从而可以提高研发效率，降低研发成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、根据混动变速器的整箱总成数模建立润滑冷却系统模型，并根据变速器的实际工况确定变速器工作的相关参数设置；
步骤二、通过粒子法流体分析软件Preonlab对步骤一的参数进行加载计算，对整箱润滑进行分析，计算完毕后，通过软件后处理，得到采集整箱油液飞溅到集油盒内的油量大小，首先判定总润滑油量是否满足设计要求，满足后，进行下一步的分析计算；
步骤三、根据步骤二确定的变速器集油盒收集的油量大小，作为轴孔润滑油量分布的输入条件，并将油泵齿轮及轴孔的流体域导入到有限元流体分析软件STAR CCM+进行分析；
步骤四、设置监测面，监测流动到每个轴孔上的润滑油量的大小；
步骤五、通过步骤四所确定的润滑油量大小，与设计值进行比对，判断每个轴承的润滑油量是否满足设计要求，若不满足设计要求，则对变速器的数模进行优化修改，重复步骤一直步骤四，直到满足设计要求，进行报告的编制及设计的冻结。
2.根据权利要求1所述的一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，其特征在于：所述步骤一中相关参数包括油底壳加油量的大小、变速器内旋转部件的运动参数，旋转部件的运动参数油整车的速度确定。
3.根据权利要求2所述的一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，其特征在于：所述旋转部件包括旋转轴、轴承、齿轮。
4.根据权利要求1所述的一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，其特征在于：步骤三的具体操作为：根据步骤二集油盒确定的油量大小、流量进口边界，依次设置油泵齿轮的转速大小和方向、轴的转速大小和方向，选择VOF的流体计算模型，所有设置加载完毕后，开始加载计算。
5.根据权利要求1所述的一种混动变速器轴承润滑冷却仿真分析方法，其特征在于：步骤三中油泵齿轮及轴孔的流体域通过CAD制图软件完成抽取。
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