| 摘 要： | 目的:研究高速动车组齿轮箱密封系统的密封性能的前提是分析内部油气分离性能。探讨密封系统中油气分离机理和密封间隙(轴向间隙宽度、轴向间隙高度差、径向密封齿形角和径向密封齿相对啮合深度)对油气分离效率的影响,为齿轮箱密封系统的优化设计提供理论基础。创新点:1.采用润滑油和空气混合介质作为工作介质,更贴合工程实践;2.采用液滴-壁面碰撞模型,分析油气分离过程中液滴的运动状态。方法:1.结合离散相模型和液滴-壁面碰撞模型,建立高速动车组齿轮箱的密封系统模型。2.通过试验和数值计算对比,验证仿真模拟的准确性和模型的适用性。3.通过仿真模拟,分析不同液滴直径下密封间隙对油气分离性能的影响;其中,密封间隙包含轴向间隙宽度、轴向间隙高度差、径向密封齿形角和径向密封齿相对插入深度比。结论:1.气流对油滴的拖曳力和油滴的惯性作用影响油滴运动轨迹和密封系统的油气分离效率;其中质量惯性力是主要因素,加速度惯性力与气流拖曳力是次要因素。2.随着轴向间隙宽度的增大,小直径油滴(1μm)分离效率降低,大直径油滴(5μm)分离效率基本不变,而过渡直径的油滴(2～4μm)分离效率先降低后增高。3.随着轴向间隙高度差和径向密封齿相对啮合深度的增大,油气分离效率增高。4.随着径向密封齿形角的增大,油气分离效率先降低后升高,齿形角为80°时,分离效率最低。5.油滴直径越大,密封间隙变化对油气分离效率的影响越小。
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