摘 要：通過(guò)分析計(jì)算，液力制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩與充液率有關(guān)，相對(duì)于制動(dòng)器容腔體積的充液率越大，制動(dòng)力矩越大。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，應(yīng)很快使腔內(nèi)充滿油，以發(fā)揮最大制動(dòng)效能。因此希望液力制動(dòng)器工作腔體積盡量小，而供油泵的流量和工作腔入口流道面積應(yīng)盡量大。

關(guān)鍵詞：履帶車輛；充液條件；液力制動(dòng)器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.222

0 引言

在不同充液條件下液力制動(dòng)器的制動(dòng)性能分析的內(nèi)容是單個(gè)液力制動(dòng)器制動(dòng)扭矩TR隨充液量Pq的變化關(guān)系。液力制動(dòng)器在部分充液工況下的制動(dòng)性能分析，是對(duì)四個(gè)液力制動(dòng)器中的任意一個(gè)進(jìn)行分析，利用兩相流一維束流原理，在對(duì)液力制動(dòng)器內(nèi)腔流動(dòng)做了一定假設(shè)的基礎(chǔ)之上，采用均勻密度法和氣液分層法兩種方法進(jìn)行分析計(jì)算，并進(jìn)行對(duì)比。

1 均勻密度法介紹

液力制動(dòng)器工作在兩相流狀態(tài)時(shí)，假設(shè)油液和氣體充分混合。此時(shí)的內(nèi)部工質(zhì)既非油液，也非氣體，而是一種均勻的油氣混合物。均勻密度法則通過(guò)定義和計(jì)算混合油液的均勻密度，采用近似全充液工況液力制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算方法，對(duì)部分充液工況下的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析計(jì)算，分析圖如圖1所示。

2 氣液分層法簡(jiǎn)介

當(dāng)液力制動(dòng)器工作在部分充液工況時(shí)，假設(shè)由于離心力的作用，密度較大的油液均勻地分布在靠近外環(huán)內(nèi)表面的流道空間，而密度較小的空氣則分布在流道內(nèi)部區(qū)域，液相和氣相存在明顯的分層界限流動(dòng)且兩相之間無(wú)耦合作用，流動(dòng)互不影響，如圖4所示。并假設(shè)同一過(guò)流斷面上氣相和液相各點(diǎn)軸面速度相等，則分別對(duì)液相和氣相的流動(dòng)進(jìn)行建模和計(jì)算。

根據(jù)圖4氣相和液相分布關(guān)系，可得方程2.1。

將R=199.6969385mm和r=170.3030615mm 代入方程組（2.1），利用MATLAB解方程，得表1數(shù)據(jù)。

當(dāng)轉(zhuǎn)速為3150r/min時(shí)，液力制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩TR由氣相制動(dòng)扭矩Ta和液相制動(dòng)扭矩To兩部分組成，則四個(gè)當(dāng)中任意一個(gè)液力制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩TR隨充液率Pq的變化關(guān)系如下：油液制動(dòng)力矩To=ρoQo（vuo2Ro2-vuo1Ro1） （2.2）

通過(guò)上述計(jì)算分析可知，氣液分層法和均勻密度法兩種方法都可以分析此液力制動(dòng)器不同充液條件下的制動(dòng)性能。在充液率為0和100%的條件下計(jì)算結(jié)果完全一樣，證明兩種方法計(jì)算分析的準(zhǔn)確性。氣液分層法計(jì)算分析過(guò)程較為復(fù)雜，但是模型建立更加符合實(shí)際情況，計(jì)算結(jié)果更加精確有效，適合精確計(jì)算與實(shí)驗(yàn)校核；而均勻密度法計(jì)算分析過(guò)程簡(jiǎn)便，但是計(jì)算結(jié)果相比氣液分層法存在一定誤差，在充液率為50%時(shí)誤差最大，大概在4.2%左右，均勻密度法適合概略計(jì)算與制動(dòng)性能估計(jì)。充液率越大，液力制動(dòng)器制動(dòng)扭矩越大。單個(gè)液力制動(dòng)器最大制動(dòng)扭矩為15143.580329 N·m，在沒(méi)有充液空轉(zhuǎn)的情況下（即充液率為0），空氣制動(dòng)扭矩最大值為22.7681969N·m，空氣制動(dòng)扭矩在坦克正常行駛的過(guò)程中為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失。

3 不同轉(zhuǎn)速條件下制動(dòng)性能的計(jì)算與分析

在不同轉(zhuǎn)速條件下液力制動(dòng)器制動(dòng)性能分析的主要內(nèi)容是四個(gè)同時(shí)工作時(shí)總制動(dòng)扭矩TR隨轉(zhuǎn)速n的變化關(guān)系。利用液力計(jì)算原理和相似計(jì)算原理相結(jié)合的方法計(jì)算坦克液力制動(dòng)器在100%充液條件下，四個(gè)液力制動(dòng)器同時(shí)工作時(shí)，不同轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)液力制動(dòng)器制動(dòng)扭矩；再利用均勻密度法計(jì)算坦克液力制動(dòng)器在20%、40%、60%、80%充液條件下，不同轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)制動(dòng)器制動(dòng)扭矩。

4 總結(jié)

本章主要分析了某型液力制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)組成和制動(dòng)性能。計(jì)算分析其不同充液條件下和不同轉(zhuǎn)速條件下的制動(dòng)性能。通過(guò)計(jì)算結(jié)果和圖表分析可知，液力制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩與充液率和轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。工作容腔內(nèi)充液率越大，制動(dòng)力矩越大，同等的轉(zhuǎn)速條件下，100%充液率時(shí)有最大制動(dòng)力矩。充液率一定時(shí)，液力制動(dòng)器在高轉(zhuǎn)速時(shí)制動(dòng)效能大，因此，應(yīng)盡可能在較高轉(zhuǎn)速時(shí)使用液力制動(dòng)器。隨著轉(zhuǎn)速的降低，制動(dòng)力矩降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，制動(dòng)效能接近于零。

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