高速動車齒輪箱內部流場與密封系統(tǒng)的數值研究.pdf

1、高速動車齒輪箱的性能優(yōu)劣直接影響到列車運行的動力性、安全性和可靠性。隨著列車運行速度的提高，齒輪箱內部流場更加紊亂，壓力波動更加復雜，直接影響箱體內潤滑油合理均勻的分布，同時也導致密封系統(tǒng)的密封性能弱化甚至失效。為了揭示齒輪箱內部流體的運動規(guī)律以及密封系統(tǒng)的泄漏機理，本文以某高速動車齒輪箱為研究對象，運用數值模擬手段分別仿真分析箱體內部流場分布規(guī)律以及軸向、徑向迷宮密封的密封性能，為齒輪箱的潤滑和密封的合理設計提供理論指導。
　　

2、基于VOF兩相流模型和自適應網格重構技術，運用Pumplinx軟件建立齒輪箱內部流場的三維計算模型，仿真分析箱體內部流場的瞬時分布規(guī)律，同時對比研究齒輪轉速、浸油深度、潤滑油粘度和齒輪厚度對齒輪箱內部流場的影響。研究結果表明:齒輪嚙合區(qū)與油池左側區(qū)域出現(xiàn)漩渦現(xiàn)象;嚙合區(qū)出口處較入口出壓力波動幅度大，穩(wěn)定時入口區(qū)為正壓波動，出口區(qū)為負壓波動;通氣孔區(qū)壓力波動幅度大;齒輪轉速、浸油深度、潤滑油粘度和齒輪厚度對穩(wěn)定時箱體內部流場分布影響不大，

3、但隨著齒輪轉速、浸油深度、潤滑油粘度和齒輪厚度的增大，箱體內部壓力波動越大。
　　基于Fluent軟件建立齒輪箱軸向雙邊直通式迷宮密封二維計算模型，仿真研究軸向迷宮的密封機理，對比分析壓比、轉速、轉子半徑以及密封齒幾何因素對迷宮密封性能的影響。研究結果表明:進出口壓比越大，密封間隙越大，泄漏量越大;轉子半徑、轉速和密封齒厚度對迷宮密封影響很小;空腔寬度越大，迷宮密封性能越好，空腔深度對迷宮密封性能影響規(guī)律較為復雜，綜合考慮空腔寬度

4、和深度，推薦空腔深寬比設為0.2。
　　基于Fluent軟件建立齒輪箱徑向錐形錯齒式迷宮密封二維計算模型，仿真研究徑向迷宮的密封機理，對比分析壓比、轉速、相對嚙合深度以及密封齒夾角對迷宮密封性能的影響。研究結果表明:當相對嚙合深度為0.6時，錯齒式迷宮密封存在流體介質高速通道，迷宮泄漏量較大，密封齒的最佳相對嚙合深度為0.1;進出口壓比越大，泄漏量越大，轉子轉速對迷宮密封影響很小;隨著密封齒夾角的增加，氣體介質下的迷宮密封泄漏量增