汽车动力转向器残油排除流体力学分析及实验研究

摘要

汽车动力转向器是现代汽车重要的零部件之一，它也是汽车转向系统的核心部件。驾驶员通过转向器可以更容易的操作汽车，该装置已经在现代汽车中普及。汽车动力转向器生产完成后，在出厂之前需要通过一系列的实验来检测其是否存在不合格产品。只有通过检测的产品才可以保证产品的安全性。测试后的动力转向器内部会有大量的残余液压油。一般来讲，这些液压油是要排出进行回收的，以节约成本，避免浪费。但由于动力转向器内部结构异常复杂，通常难以排除干净。这样其内部残留的液压油会给企业带来巨大的不必要的浪费，同时残留液压油一旦泄露也会给环境带来污染。因此，研制一台方便高效的抽油机越来越成为一种生产实际的需要，也是节能环保的基本要求。
　　通过对汽车动力转向器解体来了解其内部的实际构造和油道走向，了解转向器的工作原理。根据3411010-A50A型的汽车动力转向器的实际内部流道的形状和尺寸，应用三维软件Solidworks建立转向器内流道模型，并将三维模型导入到Ansys中，对该三维模型进行网格化，依照实际的实验条件对模型进行边界条件的设定，最终得到汽车动力转向器内气液两相流场的分析结果。通过对最终的结果的分析，可以在一定程度上为后续实验方案的确定提供理论基础。
　　在理论分析的基础上，进行了排油实验。首先，在前期理论分析和模拟仿真结果的基础上，选择了实验参数进行初次试验，从而对排油结果进行探索，并依据初次试验的结果选取了影响实验结果的四个主要因素即:动力转向器进口压力、充气时间、排油时间、翻转时间，并对这四个主要因素分别选取合理的参数范围，采用正交试验的方法对实验方案进行优化，得到最优的实验方案。实验过程应用PLC来管理实验过程中的时间节拍。研制了应用充气排油方法的汽车动力转向器抽油机，从而大大提高了生产汽车动力转向器厂家的效率，增加了企业的效益，也在一定程度上实现了节能减排。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源和意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题的意义

1．2 汽车动力转向器及其排油装置的应用及发展现状

1．2．1 汽车动力转向器的发展与研究状况

1．2．2 汽车动力转向器排油装置的发展现状

1．3 本文的主要研究内容和主要任务

1．3．1 本文的主要研究内容

1．3．2 课题研究的主要任务

1．4 本章小结

第二章 流体动力学基础理论简介

2．1 计算流体动力学的概述

2．1．1 CFD的模拟过程

2．2 湍流理论

2．2．1 湍流概述

2．2．1 湍流模型

2．3 流体的控制方程

2．3．1 质量守恒方程

2．3．2 动量守恒方程

2．3．3 能量守恒方程

2．4 多相流基础

2．4．1 多相流概述

2．4．2 气液两相流的研究方法

2．5 本章小结

第三章 动力转向器的工作原理及油路分析

3．1 动力转向器概述

3．1．1 动力转向器的主要结构介绍

3．1．2 转阀的控制过程

3．2 液压助力动力转向系统的总成油路分析

3．3 动力转向器的工作原理

3．4 本章小结

第四章 汽车动力转向器内部流道模型仿真前处理

4．1 动力转向器三维模型的建立

4．2 网格的划分

4．2．1 前处理软件简介

4．2．1 划分网格的方法

4．2．2 网格生成具体步骤

4．3 本章小结

第五章 汽车动力转向器内流场的流体力学特性仿真分析

5．1 边界条件的设定

5．1．1 汽车动力转向器内部油道环境设置

5．1．2 设定边界条件

5．2 结果与分析

5．3 结论

5．4 本章小结

第六章 实验准备及排油方案的确定

6．1 实验准备

6．2 实验步骤

6．3 实验方案的制定

6．4 排油装置参数设定

6．4．1 正交试验的一般方法

6．4．2 制定正交表

6．4．3 获取试验数据

6．5 试验数据分析

6．6 本章小结

第七章 全文的总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果

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