轮毂电驱动技术的研究是未来新能源驱动体系研究的重要方向。随着轮毂电驱动对转速的要求越来越高,搅油功率损失成为不可忽略的部分,甚至高达功率总损失的50%~80%。现有的计算搅油损失的方法主要是采用简单的经验公式,无法适用于复杂的行星齿轮传动。为此,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件与C语言用户自定义函数(User Defined Function,UDF)对两级行星齿轮传动飞溅润滑进行联合仿真,实现了油-气两相瞬态流场可视化;通过提取表面的压力和黏性力,得到了太阳轮、行星轮及行星架的搅油损失;对25种工况进行仿真与分析,得到了搅油功率损失随转速和浸油深度的变化趋势。结果表明,搅油功率损失随转速和浸油深度的增加而增大,且无明显的拐点,实现最小搅油损失应当在保证充分润滑的前提下取最小的浸油深度。

为探究内部型腔结构对搅油损失的影响规律,提升汽车传动系统效率,以齿轮箱为研究对象,运用移动粒子半隐式法建立了齿轮箱搅油损失数值仿真模型;通过数值仿真结果并结合润滑油分布情况分析了不同轴向间隙、径向间隙、挡油板、集油槽和内部型腔对搅油损失的影响规律。分析结果表明,搅油损失与轴向间隙呈非线性正相关关系,但当轴向间隙到达一定数值后,对搅油损失的影响较小;与径向间隙呈非线性负相关关系,且随着径向间隙的增加,其下降的趋势变小;挡油板和集油槽结构能降低搅油损失,且随着其长度的增加,效果更加显著;流线型型腔与圆弧状型腔会在一定程度上增大搅油损失。

为深入了解双离合自动变速器（dual clutch transmission,DCT）的传动特性,文章建立了某DCT的空载扭矩模型,对DCT在不同转速和挡位时变速器的空载扭矩损失进行理论分析和实验研究,建立了湿式双离合器的带排扭矩损失模型,计算出齿轮的搅油损失扭矩。数学模型与实验研究结果表明,预测模型与实验数据具有较好的一致性;并得出各挡位在不同转速下空载扭矩的变化趋势以及油温对空载扭矩损失的影响情况,其中温度和转速是影响变速器传动性能的主要因素,其次是润滑油的特性影响。

将移动粒子半隐式法应用于齿轮搅油损失分析,以研究齿轮传动中搅油损失的内在特性.以单齿斜齿轮为对象分析其在不同浸油深度、齿轮转速和齿轮宽度条件下的搅油损失情况.分析结果表明,齿轮转速对搅油损失的影响最大;浸油深度对搅油损失的影响也较为显著;齿轮宽度对搅油损失的影响则不太明显.根据仿真分析结果建立了单齿斜齿轮搅油损失数学模型.搭建试验台架,通过试验与仿真数据的比较,验证了移动粒子半隐式法在计算搅油损失方面的可行性和准确性,从而为齿轮传动搅油损失的进一步研究提供了一种新方法.

齿轮搅油功率损失与其影响因素形成复杂的关系,难以直接用理论方法确定。一对齿轮的搅油由于存在齿轮啮合过程中的泵吸效应,与单齿搅油存在一定的差别,而现有的搅油损失计算公式大多是针对单齿搅油,在试验数据基础上通过量纲分析得到,受试验条件的限制,其应用范围非常有限。采用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对一对啮合齿轮空载时的搅油损失进行仿真并将计算结果与试验结果进行了比对;分析了齿轮旋转方向和传动比对搅油损失的影响,比较了直齿轮与斜齿轮搅油损失的差异。结果表明,仿真结果与试验测试结果接近,所采用仿真方法能较准确地预测啮合齿轮的搅油功率损失;齿轮旋转方向、传动比和螺旋角对齿轮对的搅油功率损失均有较大影响。

文中提出了一种实用的工业齿轮箱传动效率的计算方法。该算法主要考虑了齿轮啮合效率、轴承摩擦损耗效率、搅油损失效率以及油封摩擦损失效率对齿轮箱传动效率的影响。计算方法引入了KISSsoft齿轮计算、FAG轴承摩擦热计算、BS ISO/TR 14179-1标准等先进工具,并结合了多年工厂实践经验,故提升了计算的可操作性和准确性。