一种液力变矩器搅油损失的高精度预测方法及相关装置

本发明属于传动系统设计与分析，涉及一种液力变矩器搅油损失的高精度预测方法及相关装置。

背景技术：

1、为了减少干摩擦并确保齿轮、轴承等零部件在合适的温度范围内进行工作，需要使用润滑油进行润滑和冷却。浸油润滑作为一种最常用的润滑手段被广泛地应用于各种机械设备中。某传动系统中，除齿轮、轴承、轴等需要润滑的零部件外，还存在液力变矩器等无需进行润滑的零部件。因其装配空间狭小，变矩器与周围零部件及机架之间形成狭小间隙，润滑油液在运行过程中被动的被液力变矩器带动，形成搅油功率损失。

2、在传动系统整体设计阶段或分析过程中，需要借助损失预测模型，损失模型精度的高低，将直接决定设计方案的选择或优化的方向。因此，高精度损失模型对于传动系统的设计或者分析过程，极其重要。

3、为了减少干摩擦并确保齿轮、轴承等零部件在合适的温度范围内进行工作，需要使用润滑油进行润滑和冷却。浸油润滑作为一种最常用的润滑手段被广泛地应用于各种机械设备中。某传动系统中，除齿轮、轴承、轴等需要润滑的零部件外，还存在液力变矩器等无需进行润滑的零部件。因其装配空间狭小，变矩器与周围零部件及机架之间形成狭小间隙，润滑油液在运行过程中被动的被液力变矩器带动，形成搅油功率损失。

4、在传动系统整体设计阶段或分析过程中，需要借助损失预测模型，损失模型精度的高低，将直接决定设计方案的选择或优化的方向。现有的模型集中于齿轮、轴承等零部件，无法计算液力变矩器外部壳体的搅油损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种液力变矩器搅油损失的高精度预测方法及相关装置，本发明能够对液力变矩器在狭小间隙中的搅油损失实现快速、精准的预测。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，包括以下步骤：

4、根据液力变矩器的几何尺寸和相关参数，计算液力变矩器的间隙雷诺数和弗劳徳数；

5、根据间隙雷诺数和弗劳徳数计算扭矩系数；

6、根据扭矩系数计算搅油损失力矩；

7、结合搅油损失力矩计算搅油损失功率。

8、进一步地，本发明计算液力变矩器的间隙雷诺数re，包括：

9、

10、其中，ρ表示根据润滑油密度，ω表示液力变矩器转速，d表示液力变矩器端面直径，μ表示润滑油动力粘度。

11、进一步地，本发明计算液力变矩器的弗劳徳数fr，包括：

12、

13、其中，ω表示液力变矩器转速，r表示液力变矩器端面半径，g表示重力加速度，h表示静止状态下的浸油深度。

14、进一步地，本发明根据间隙雷诺数和弗劳徳数计算扭矩系数cm，包括：

15、

16、其中，re表示液力变矩器的间隙雷诺数，fr表示液力变矩器的弗劳徳数，h表示静止状态下的浸油深度，r表示液力变矩器端面半径，jr表示径向间隙，ja表示轴向间隙，表示变矩器浸油体积。

17、进一步地，本发明根据扭矩系数计算搅油损失力矩m，包括：

18、m＝ρω3r5cm

19、其中，ρ表示润滑油密度，ω表示液力变矩器转速，r表示液力变矩器端面直径；cm为扭矩系数。

20、进一步地，本发明结合搅油损失力矩计算搅油损失功率p，包括：

21、p＝mω

22、式中，m为搅油损失力矩，ω为液力变矩器转速。

23、第二方面，本发明提供一种液力变矩器搅油损失的高精度预测系统，包括：

24、间隙雷诺数和弗劳徳数计算模块，用于根据液力变矩器的几何尺寸和相关参数，计算液力变矩器的间隙雷诺数和弗劳徳数；

25、扭矩系数计算模块，用于根据间隙雷诺数和弗劳徳数计算扭矩系数；

26、搅油损失力矩计算模块，用于根据扭矩系数计算搅油损失力矩；

27、搅油损失功率计算模块，用于结合搅油损失力矩计算搅油损失功率。

28、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

29、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

30、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

31、本发明构建了一种基于运行参数正交分解和典型工况计算流体动力学数值模拟的、雷诺数搅油状态分段的，狭小表面间隙液力变矩器搅油功率损失的高精度预测方法和计算模型。本发明考虑了液力变矩器在狭小空间中的搅油功率损失，提高了损失预测精度，不但能够快速且高精度预测出液力变矩器在下狭小间隙中的搅油功率损失，而且还可以计算使得搅油功率损失达到最小的间隙最佳值，可用于传动系统设计或分析过程。

技术特征：

1.一种液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，其特征在于，所述计算液力变矩器的间隙雷诺数re，包括：

3.根据权利要求1所述的液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，其特征在于，所述计算液力变矩器的弗劳徳数fr，包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，其特征在于，所述根据间隙雷诺数和弗劳徳数计算扭矩系数cm，包括：

5.根据权利要求4所述的液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，其特征在于，所述根据扭矩系数计算搅油损失力矩m，包括：

6.根据权利要求5所述的液力变矩器搅油损失的高精度预测方法，其特征在于，所述结合搅油损失力矩计算搅油损失功率p，包括：

7.一种液力变矩器搅油损失的高精度预测系统，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种液力变矩器搅油损失的高精度预测方法及相关装置，属于传动系统设计与分析技术领域。主要包括液力变矩器参数提取、液力变矩器运行环境结构参数、间隙雷诺数计算、弗劳徳数计算、间隙尺寸检验、扭矩系数计算和损失功率计算等几个步骤。相比于常规的传动系统中预测齿轮搅油功率损失，本发明考虑了液力变矩器在狭小空间中的搅油功率损失，提高了损失预测精度。本发明不但能够快速且高精度预测出液力变矩器在下狭小间隙中的搅油功率损失，而且还可以计算使得搅油功率损失达到最小的间隙最佳值，可用于传动系统设计或分析过程。

技术研发人员：孙中国,吕懿晨,宫武旗,邹天刚,桂鹏
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12