輪式裝載機濕式驅(qū)動橋制動熱平衡仿真計算與改進.pdf

1、輪式裝載機作為工程機械中發(fā)展最快、產(chǎn)銷量及市場需求最大的機種之一，其廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、港口、碼頭、煤炭、礦山、水利、國防等工程和城市建設(shè)等場所。驅(qū)動橋是輪式裝載機的關(guān)鍵部件之一，其能否正常有效的工作直接影響著裝載機的工作狀況。在輪式裝載機驅(qū)動橋中推廣濕式多片制動器，是提高工程機械驅(qū)動橋產(chǎn)品技術(shù)水平的途徑之一，也是國產(chǎn)輪式裝載機發(fā)展的必然趨勢。
　　濕式驅(qū)動橋的摩擦片置于冷卻油中，循環(huán)冷卻油可帶走制動時產(chǎn)生的大部分熱量，其制動效

2、果和制動穩(wěn)定性均優(yōu)于鉗盤式驅(qū)動橋。但由于輪轂內(nèi)存在多個緊密裝配的構(gòu)件，導(dǎo)致輪轂內(nèi)的冷卻油量有限，其熱容量有限。大量工程車輛實踐證明，當(dāng)輪式裝載機在高強度作業(yè)時需要長時間高頻次制動，這使得輪轂內(nèi)的冷卻油溫度過高，造成摩擦片生成的熱量不斷積聚。長此以往，冷卻油的性質(zhì)將發(fā)生變化而失效，摩擦片的使用壽命也將會縮短，甚至?xí)l(fā)生翹曲或燒蝕，最終使得裝載機無法正常工作，影響了工作效率。
　　目前對輪式裝載機濕式驅(qū)動橋熱平衡的研究多是針對濕式多片

3、制動器而展開的，由于輪轂內(nèi)空間狹小且結(jié)構(gòu)緊密，很難對制動器的結(jié)構(gòu)和尺寸做出優(yōu)化。本文將從濕式驅(qū)動橋整體出發(fā)，研究造成輪式裝載機濕式驅(qū)動橋長時間高頻次制動工況下熱平衡失效的原因，并提出散熱改進方案。
　　本文以ZL50式裝載機為研究對象，首先根據(jù)一個循環(huán)周期所用時間總結(jié)劃分裝載機的循環(huán)工況，并針對不同的循環(huán)工況分別對制動能量進行了理論計算。同時對裝載機驅(qū)動橋中主減速器、差速器、輪邊減速器、軸承因摩擦造成的功率損失和齒輪攪油損失進行了

4、分析，并給出了計算方法。
　　其次，利用CATIA軟件對ZL50裝載機的濕式驅(qū)動橋進行了建模，并利用網(wǎng)格劃分軟件GAMBIT對三維模型進行了網(wǎng)格的劃分和邊界條件的設(shè)置，最終生成了FLUENT計算模型。利用計算流體力學(xué)方法，對驅(qū)動橋制動工況下的流場、溫度場進行了數(shù)值模擬，初步總結(jié)溫度分布情況。
　　最后，通過試驗過程和進一步的數(shù)值模擬，分析影響制動能量大小的因素和造成驅(qū)動橋制動熱平衡溫度過高的原因，提出了通過循環(huán)冷卻以改善驅(qū)動