[发明专利]一种大载荷分动器强制润滑冷却方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动及液压控制技术领域，尤其涉及一种大载荷分动器强制润滑冷却方法、装置及系统。

背景技术

大载荷分动器作为重载车辆底盘传动系统的关键部件，具有传递扭矩大、转速高的使用特点，单纯的依靠飞溅润滑已不能满足使用需求，需采用强制润滑系统对分动器内部产热点进行润滑冷却，并根据分动器热平衡需求匹配外接的油冷散热器。

润滑与散热是大载荷分动器润滑冷却系统设计需考虑的两个重要方面，润滑系统的作用是保证零部件得到足够的润滑油，防止系统因局部过热而发生烧蚀；散热系统的作用是将分动器内部产生热量通过热交换的方式散发出去，保证分动器长期稳定运行在设计工作温度。分动器内润滑系统与散热系统密不可分，需进行系统级匹配设计，润滑与散热系统设计涉及到机械摩擦、液压管路和散热器匹配等多个领域，需深入剖析其内部机理，建立成熟完整的润滑与散热匹配设计方法。

大载荷分动器具有高速和重载的使用特点，若润滑系统匹配设计不合理，就会存在局部温度过高引发轴承烧结、传动部件卡死等故障。同时，分动器自身结构紧凑、功率大，箱体自身散热功率难以满足冷却系统热平衡需求，长期使用将导致分动器油液工作温度过高、密封元件失效，因此匹配合适的外接油冷散热器尤为重要。

因此，研究摸索出一种大载荷分动器的强制润滑冷却系统设计方法具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少克服上述缺陷之一提供一种大载荷分动器强制润滑冷却方法、装置及系统，以快速准确地实现大载荷分动器强制润滑冷却。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个方面提供了一种大载荷分动器强制润滑冷却方法，包括：根据分动器传动系统结构中主传动部件的特性建立热力学分析模型，其中，热力学分析模型用于计算主传动部件的发热功率；根据特种车辆的设计使用工况计算主传动部件的载荷和转速，并将结果代入到热力学分析模型中，计算主传动部件的各产热点的产热量与分动器总产热量；按照设计工况的热平衡温度，根据分动器表面风速、散热表面积计算分动器箱体外表面的理论散热量；根据热平衡温度下分动器总产热量和分动器箱体的理论散热量的差值，确定油冷散热器的散热功率需求，并根据散热功率需求计算对应的分动器润滑系统的流量需求，确定分动器润滑系统齿轮泵的排量；根据各产热点的产热量值，计算对应的热平衡流量需求；根据分动器润滑系统工作原理，建立液压仿真分析模型，设置匹配的分动器润滑系统的管路；根据液压仿真分析模型将各润滑点的仿真分配流量分别与各产热点的热平衡需求流量进行对比，控制管路的流量分配，以使管路分配的流量满足各产热点的热平衡流量需求。

另外，主传动部件的特性包括：主传动部件的载荷、转速以及润滑介质特性，主传动部件至少包括：齿轮和轴承。

另外，根据散热功率需求计算对应的分动器润滑系统的流量需求包括：根据润滑油的比热、密度、温降计算对应的分动器润滑系统流量需求。

另外，在油冷散热器进出口间设置单向阀，在分动器润滑系统中增加溢流阀。

另外，在分动器润滑系统中增加挡油板、集油槽、导油道和中间轴高挡齿轮底部油池。

本发明另一方面提供了一种大载荷分动器强制润滑冷却装置，包括：计算模块，用于根据分动器传动系统结构中主传动部件的特性建立热力学分析模型，其中，热力学分析模型用于计算主传动部件的发热功率；根据特种车辆的设计使用工况计算主传动部件的载荷和转速，并将结果代入到热力学分析模型中，计算主传动部件的各产热点的产热量与分动器总产热量；按照设计工况的热平衡温度，根据分动器表面风速、散热表面积计算分动器箱体外表面的理论散热量；根据热平衡温度下分动器总产热量和分动器箱体的理论散热量的差值，确定油冷散热器的散热功率需求，并根据散热功率需求计算对应的分动器润滑系统的流量需求，确定分动器润滑系统齿轮泵的排量；根据各产热点的产热量值，计算对应的热平衡流量需求；根据分动器润滑系统工作原理，建立液压仿真分析模型，设置匹配的分动器润滑系统的管路；控制模块，用于根据液压仿真分析模型将各润滑点的仿真分配流量分别与各产热点的热平衡需求流量进行对比，控制管路的流量分配，以使管路分配的流量满足各产热点的热平衡流量需求。

另外，主传动部件的特性包括：主传动部件的载荷、转速以及润滑介质特性，主传动部件至少包括：齿轮和轴承。

另外，计算模块用于通过如下方式根据散热功率需求计算对应的分动器润滑系统的流量需求：根据润滑油的比热、密度、温降计算对应的分动器润滑系统流量需求。