CN106594248A - 一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴 - Google Patents
一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴,该喷嘴开有中空油腔、入油孔和喷油孔,中空油腔连通入油孔和喷油孔;在该喷油嘴的端部形成有周向定位凸台;所述喷油孔包括第一喷油孔、第二盆油孔和第三喷油孔,三个喷油孔均设置在喷油嘴的端部;且三个喷油孔分别与中轴线呈独立的夹角。供油量对任何齿轮传动都有一个上限值,超过上限值的供油量对轮齿的冷却已不起作用,这个上限值称为有效供油量,超过的部分为无效供油量。本技术能增大有效供油量、控制无效供油量,提高冷却效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴,尤其是关于一种燃气涡轮发动机内用于高速重载锥齿轮冷却的喷射供油结构。
背景技术
齿轮润滑方式选择与线速度相关,AGMA 2005-D03等国外标准推荐按表1选择。
表1润滑方式选择
| 节线速度(m/s) | 喷射位置 | 备注 |
| 15-25 | 啮入侧 | 润滑是主要的,冷却是次要的。 |
| 25-60 | 啮入侧/啮出侧 | 冷却是主要的,润滑油要足够 |
| 60-100 | 啮出侧 | 冷却是主导性的,润滑油要富余 |
| >100 | 双向喷油 | 啮入侧润滑,啮出侧冷却,啮出侧流量分配比例高 |
研究表明:当线速度超过150m/s后,除进行双向喷油外,还需要采取特殊的润滑设计以解决高速重载引起的独特问题,目前国内外的相关标准未提供解决方案。
高速重载锥齿轮普遍采用啮入啮出侧双向喷射供油方式,啮入侧建立油膜主要起润滑作用,啮出侧由滑油带走热量起冷却作用,喷射点位于进入或退出啮合的附近区域,喷射方向大体指向齿轮啮合节点沿旋转切线方向,啮入啮出侧的喷射点各为1个,目前常规结构在更高的转速和功率工作条件下会存在问题,即:
1)更大功率下发热量大,但喷油润滑的冷却能力存在一个上限值,当发热量超过该上限值时,再增加供油量,对轮齿冷却已不起作用。
2)更高的转速下风阻影响大,可能喷射不到退出啮合的附近区域。
3)朝节点喷射,在一定的条件下,大齿轮会完全阻挡对小齿轮的供油。
发明内容
本发明的目的:
针对高速重载锥齿轮传动,提出一种多点径向喷射供油结构,提高喷油润滑的冷却能力,降低风阻不利影响,并使滑油喷射无阻挡而能到达大齿轮和小齿轮上。
本发明的技术方案:
提供一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴,该喷嘴开有中空油腔、入油孔和喷油孔,中空油腔连通入油孔和喷油孔;在该喷油嘴的端部形成有周向定位凸台;所述喷油孔包括第一喷油孔、第二盆油孔和第三喷油孔,三个喷油孔均设置在喷油嘴的端部;
所述喷嘴轴向投影中,以喷嘴中心轴线投影为原点,以周向定位凸台的投影中心线为标准投影线,所述的第一喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为34.377°;所述的第二喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为134.166°;所述的第三喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为329.106°;
在第一喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为18.185°;在第二喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为59.138°;在第三喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为73.237°。
多点径向喷射润滑的主要技术原理为啮出侧冷却由原来的1个喷射点增加为多个,沿齿顶方向同时向大齿轮和小齿轮喷射,即通过增加喷射点、改变喷射方向以提高冷却效果。
朝向啮出点、齿轮齿顶的多点喷射方式使齿面对流强迫冷却的油膜聚集-冲离过程多次建立,多次累积带走热量提高总的冷却能力,突破单点喷射的冷却能力极限。
本发明的有益效果:
供油量对任何齿轮传动都有一个上限值,超过上限值的供油量对轮齿的冷却已不起作用,这个上限值称为有效供油量,超过的部分为无效供油量。本技术能增大有效供油量、控制无效供油量,提高冷却效果。
以某传动装置锥齿轮为应用对象,开展最大有效供油量计算,结果如表2、所示。齿轮本体平均温度在采用多点径向喷射后降低12℃,降低7%,若继续增加喷射点,齿轮本体温度将进一步下降。增加实际供油量超过最大有效供油量后对降低温度不起作用。
表2冷却效果对比
| 润滑方式 | 最大有效供油量 | 齿轮平均温升 | 沿齿宽最高温升 |
| 常规单点喷射 | 1.169L/min | 50K | 75K |
| 多点径向喷射 | 1.559L/min | 38K | 57K |
附图说明
图1是本发明多点径向喷射的结构示意图;
图2是本发明多点径向喷射的剖视图;
其中,1-第二喷油孔(喷向小弧齿锥齿轮的喷孔)、2-第一喷油孔(喷向锥齿轮副啮出点的喷孔)、3-第三喷油孔(喷向大弧齿锥齿轮的喷孔)。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明:
如图1所示,提供一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴,该喷嘴开有中空油腔、入油孔和喷油孔,中空油腔连通入油孔和喷油孔;在该喷油嘴的端部形成有周向定位凸台;所述喷油孔包括第一喷油孔、第二盆油孔和第三喷油孔,三个喷油孔均设置在喷油嘴的端部;
所述喷嘴轴向投影中,以喷嘴中心轴线投影为原点,以周向定位凸台的投影中心线为标准投影线,所述的第一喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为34.377°;所述的第二喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为134.166°;所述的第三喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为329.106°;
在第一喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为18.185°;在第二喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为59.138°;在第三喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为73.237°。
供油量对任何齿轮传动都有一个上限值,超过上限值的供油量对轮齿的冷却已不起作用,这个上限值称为有效供油量,超过的部分为无效供油量。本发明能增大有效供油量、控制无效供油量。本发明能避免大齿轮完全阻挡对小齿轮的供油,降低风阻的不利影响,提高冷却效果。
Claims (1)
1.一种用于高速重载锥齿轮的多点径向喷射供油喷嘴,该喷嘴开有中空油腔、入油孔和喷油孔,中空油腔连通入油孔和喷油孔;在该喷油嘴的端部形成有周向定位凸台;所述喷油孔包括第一喷油孔、第二盆油孔和第三喷油孔,三个喷油孔均设置在喷油嘴的端部;
所述喷嘴轴向投影中,以喷嘴中心轴线投影为原点,以周向定位凸台的投影中心线为标准投影线,所述的第一喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为34.377°;所述的第二喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为134.166°;所述的第三喷油孔中心线投影与所述的标准投影线之间夹角为329.106°;
在第一喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为18.185°;在第二喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为59.138°;在第三喷油孔中心线和喷嘴中心轴线所在平面中,所述的第一喷油孔中心线与喷嘴中心轴线夹角为73.237°。
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