齿轮副高速搅油阻力矩理论计算与试验研究

效率是新能源汽车传动系统的重要研究内容之一,准确的齿轮副搅油阻力矩模型是提高传动系统效率水平的一大助力。不考虑风阻的影响,提出直齿轮副高速搅油阻力矩理论计算模型。依据高速齿轮运转时与润滑油的接触情况,把齿轮搅油阻力矩分为齿轮端面摩擦阻力矩、周面摩擦阻力矩与啮合区域挤压阻力矩三部分。运用流体动力学理论与摩擦学原理推导出单个齿轮的端面摩擦阻力矩与周面摩擦阻力矩;运用流体连续性方程、动量守恒以及伯努利原理推导出齿轮啮合区域挤压润滑油的挤压阻力矩,进而得到整个齿轮副搅油阻力矩的理论计算模型。搭建试验台架,通过多种工况参数试验验证了计算模型的可行性,理论计算结果与试验结果具有较好的一致性。在此基础上,完成了各参数对搅油阻力矩的影响规律分析。结果表明:转速、齿宽和浸油深度均会对搅油阻力矩产生影响,其中齿轮副啮合区域的挤压阻力矩占比最大;转速对搅油阻力矩的各个组成部分均会产生较大的影响;齿宽不影响端面摩擦阻力矩,但对挤压和周面摩擦阻力矩影响很大;浸油深度对挤压和端面摩擦阻力矩的影响更显著。