深海油壓動力源效率的分析與研究.pdf

1、隨著深海開發(fā)的持續(xù)發(fā)展，深海油壓動力源作為深海裝備的基礎動力裝備，變得日益重要，且發(fā)展迅速。鑒于深海環(huán)境的特殊，以及深海油壓動力源與生俱來的高功率密度，在深海開發(fā)被廣泛應用。液壓在經(jīng)過粗獷式發(fā)展后，如今對液壓的研究趨向小型化，集約化和高效化，深海油壓動力源作為油壓動力源，同樣帶有液壓系統(tǒng)的通病——效率問題。隨著國家提倡綠色發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展的口號，分析研究動力源的效率問題變得更加具有意義。
　　本文以深海油壓動力源的效率為研究對象，

2、從深海油壓動力源的結(jié)構(gòu)出發(fā)，厘清其功率轉(zhuǎn)化與傳遞路線，并應用相關理論和數(shù)值仿真分析其功率損失的重點部位。
　　首先，介紹了深海油壓動力源及其效率相關的研究現(xiàn)狀。分析深海油壓動力的結(jié)構(gòu)組成，得出其功率傳遞路線，認為效率損失主要存在于深海電機和液壓泵兩部分。于是對深海電機及液壓泵（內(nèi)外齒輪泵）的效率特性進行了理論分析，其中深海電機區(qū)別于普通地面電機最大特征是存在油摩損失，并對11kW直流深海電機的油摩損失進行數(shù)值仿真計算。而液壓泵的機

3、械損失也主要在于存在油液的粘性摩擦損失。綜合可知油液的粘度將是影響深海油壓動力源效率的重要因素。
　　其次，結(jié)合Solidworks的建模與Pumplinx的數(shù)值仿真對深海油壓動力源的內(nèi)嚙合齒輪泵進行深海2000m，3000m及4000m的仿真分析。同時作為對比，對相近排量的外嚙合齒輪進行相同環(huán)境條件下的仿真計算。結(jié)果表明DTE21（10＃）液壓油適用于深海高壓低溫環(huán)境;另外由于外嚙合齒輪泵存在困油，其功率損失高于內(nèi)嚙合齒輪泵，表

4、明該環(huán)境下內(nèi)嚙合齒輪在效率方面優(yōu)于外嚙合。
　　再次，對深海油壓動力源效率優(yōu)化做探索性研究。仿真分析深海4000m情況下，深海油壓動力源液壓泵應用地面系統(tǒng)常用DTE25(46＃)液壓油的情況，結(jié)果表明其發(fā)熱功率損失為約為DTE21（10＃）的2.2倍，說明46＃不適于4000m深海油壓動力源。另外，從液壓系統(tǒng)的角度出發(fā)，應用AMEsim對比仿真蓄能器在深海油壓動力源系統(tǒng)中的節(jié)能作用，結(jié)果表明:在系統(tǒng)帶負載啟動時，含蓄能器系統(tǒng)能有效