論工程車輛傳動系統(tǒng)的熱平衡計算

曾雅志（邵陽學(xué)院，湖南　邵陽　422000?。?/p>

論工程車輛傳動系統(tǒng)的熱平衡計算

曾雅志
（邵陽學(xué)院，湖南邵陽422000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國民的收入也不斷增加，越來越多的人擁有自己的車輛，并且除了私家車等，其他類型的或用于其他用途的車輛也不斷增多，于是，對于汽車的制造生產(chǎn)等也越來越受到人們的關(guān)注，尤其是一些有專門用途的工程車輛。不同于一般的小汽車，工程車輛主要用于大型工程的運輸、建造等，所以這就對他們的傳動系統(tǒng)提出了更高的要求。而在傳動系統(tǒng)中，其中一個核心內(nèi)容就是熱平衡，對熱平衡進(jìn)行計算從而采用更為有效的部件，這將直接影響到傳動系統(tǒng)性能的發(fā)揮，也就是會影響到工程車輛作用的發(fā)揮。所以，要對工程車輛的傳動系統(tǒng)中的熱平衡進(jìn)行科學(xué)的計算，以此來達(dá)到預(yù)設(shè)的效果?；诖?，本文主要在工程車輛使用實踐的基礎(chǔ)上，就其傳動系統(tǒng)熱平衡的計算進(jìn)行有效的探究。

工程車輛；傳動系統(tǒng)；熱平衡；計算

0　引言

傳動系統(tǒng)對于工程車輛性能的發(fā)揮非常的重要。而要發(fā)揮工程車輛的性能，首先就要發(fā)揮傳動系統(tǒng)的工作性能，其工作性能與傳動系統(tǒng)的部件元件等的發(fā)熱強度有著直接的關(guān)系，所以，關(guān)鍵還是要對這些敏感部件的熱平衡進(jìn)行科學(xué)的計算。而研究工程車輛傳動系統(tǒng)的發(fā)熱問題，對于處理好車輛傳動系統(tǒng)內(nèi)的傳遞結(jié)構(gòu)，可以幫助我們分析其對系統(tǒng)的潤滑和對結(jié)構(gòu)元件的工作強度等也具有重要的意義。

1　對工程車輛傳動系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)涵的理解

1.1工程車輛

工程車輛并不是一種車的類型，而只是從車的用途方面來說的，因為可以是不同類型的車來做為工程車輛。簡單地說，工程車輛主要就是指在各種公車建設(shè)中所要運用到的車輛，例如牽引桿平板拖車、重鋼平板拖車類的平板車；道路清掃車；在工程機械中屬于道路設(shè)備范疇的壓路機；屬于在一定范圍內(nèi)垂直提升和水平搬運重物的多動作起重機械類的起重機，又被稱為吊車等等。這些工程車輛都要運用到傳動系統(tǒng)中。

1.2傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)指的是汽車發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的動力傳遞裝置稱為汽車的傳動系。其也具有一定的發(fā)展歷史，并且是伴隨著汽車的產(chǎn)生而為人所熟知的，因為，傳動系統(tǒng)對于汽車非常重要，它的主要作用是，保證汽車在各種行駛條件下所要具備的車速、牽引力等，以及使汽車平衡牽引力與車速之間協(xié)調(diào)變化等功能，使汽車具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性；除此之外，還應(yīng)保證汽車能倒車，以及左、右驅(qū)動輪能適應(yīng)不同差速的要求，并使動力傳遞能根據(jù)需要而平穩(wěn)地結(jié)合或徹底、迅速地分離。傳動系統(tǒng)的主要組成部分包括傳動軸、離合器、變速器、主減速器、差速器和半軸等部分。對于工程車輛來說，也是一樣的，因為都屬于車輛，但工程車輛因其用途的特殊性，應(yīng)該具備更大的牽動力，也就是需要更好的傳動系統(tǒng)。這就需要解決好傳動系統(tǒng)中的熱平衡計算問題。

2　工程車輛傳動系統(tǒng)的發(fā)熱量的分析

工程車輛的傳動系統(tǒng)的發(fā)熱部件很多，而由于一些發(fā)熱部件而引起的故障也有很多，例如傳動系統(tǒng)中的一些重要的部件、結(jié)構(gòu)的損壞，這些大多數(shù)并不是僅僅由于我們一直以為的是這些器械部件自身的強度或者剛度不足而引起的，而主要是由于發(fā)熱，即熱負(fù)荷過強而直接導(dǎo)致了這些部件的損壞或者是發(fā)熱，從而降低了其性能，甚至直接造成故障。熱平衡計算是依據(jù)熱平衡原理來進(jìn)行運用的，不同的物理系統(tǒng)具有不同的熱平衡原理，但實質(zhì)上都是基于“平衡”二字來進(jìn)行的。在實際的運用中，要根據(jù)行業(yè)的要求來進(jìn)行。

3　處理工程車輛傳動系統(tǒng)的熱平衡計算的主要方法

根據(jù)當(dāng)前的社會發(fā)展實際，以及結(jié)合國內(nèi)外工程車輛傳動系統(tǒng)熱平衡計算的方法，現(xiàn)在主要有兩類，分別是以美國為代表的間接估算法，和以前蘇聯(lián)為代表的簡化熱平衡計算法，下面對基于這兩種類型產(chǎn)生出來的具體方法進(jìn)行說明。

3.1工程車輛傳動系統(tǒng)熱平衡的統(tǒng)計使用頻率加權(quán)平衡法

統(tǒng)計使用頻率加權(quán)平衡法是工程車輛傳動系統(tǒng)熱平衡計算的有效方法之一，也是經(jīng)常被用到的方法。采用這種方法是基于對熱平衡進(jìn)行計算，首先就是要統(tǒng)計出其使用的頻率，不同的物體系統(tǒng)使用的頻率不一樣，只有先統(tǒng)計出其頻率，才更好地選擇采取哪種類型的部件，以及采取哪些優(yōu)化措施，從而達(dá)到最好的熱平衡運用效果。所謂的統(tǒng)計使用頻率加權(quán)平衡法，是指通過有效的途徑，例如監(jiān)測等，來統(tǒng)計傳動系統(tǒng)中發(fā)熱部件的使用頻率，和統(tǒng)計變速箱中各檔位平均的工作時間的方式，來進(jìn)行加權(quán)運算，以此來得出傳動系統(tǒng)的發(fā)熱量。

3.2車輛傳動變速箱熱分析邊界條件的處理

對傳動系統(tǒng)的變速箱熱分析邊界條件進(jìn)行處理，這是因為，往往是在發(fā)熱部件的邊界的地方，承受的壓力更加的大，受損的情況更加嚴(yán)重，發(fā)熱量也相對更加的大，因此就要特別的重視。通過采取有針對性的熱平衡計算方法來對其進(jìn)行計算，可以實現(xiàn)變速箱邊界達(dá)到合理的熱平衡。而在具體的對變速箱熱分析邊界條件的處理上，又主要包括熱源的處理，對于潤滑油的粘性剪切生熱的估算，采用的是CFD數(shù)值求解的辦法來處理；還包括受迫對流換熱邊界條件的處理，這由于傳動系統(tǒng)變速箱對流換熱邊界條件是最難估計的一個環(huán)節(jié)，所以，除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜之外，轉(zhuǎn)子內(nèi)機油流動的情況也是十分的復(fù)雜的，并且很難進(jìn)行理論分析，一般采取的是分類近似值或平均的辦法來簡化。

4　結(jié)語

工程車輛在現(xiàn)實社會中不可或缺，其在各種大大小小的工程建設(shè)中發(fā)揮的作用不可估量，所以要重視工程車輛的設(shè)計，在其傳動系統(tǒng)中，要采取科學(xué)有效的方法，通過統(tǒng)計使用頻率加權(quán)平衡法、傳動變速箱熱分析的幾何建模和網(wǎng)格劃分以及傳動變速箱熱分析邊界條件的處理等來進(jìn)行熱平衡的計算，使工程車輛的傳動系統(tǒng)發(fā)揮最大化的潛能，提高車輛的性能。

［1］連晉毅，孫大剛，史清錄.工程車輛傳動系統(tǒng)的熱平衡計算［J］.工程機械，2002（33）.

［2］張啟胤，連晉毅，吳新，申志剛.基于熱網(wǎng)絡(luò)法的工程車輛傳動箱穩(wěn)態(tài)熱分析［J］.機械科學(xué)與技術(shù)，2012（31）.

［3］李貴彬.動力分配器傳動元件穩(wěn)態(tài)熱特性有限元分析［J］.吉林大學(xué)，2013（04）.

［4］謝珂.分體節(jié)能型電源車?yán)鋮s系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與研究［D］.蘭州理工大學(xué)，2011.

［5］李冬梅，王開寶，秦四成，王雪蓮.ZL80型輪式裝載機變速器產(chǎn)熱特性分析［J］.工程機械，2009（09）.

［6］劉彩霞，尹明.行星動力換擋變速箱熱校核計算［J］.包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011（01）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.117

曾雅志（1995-），女，湖南邵陽人，本科。