基于强迫对流的油气弹簧热力学模型研究

基 于 强 迫 对 流 的 油 气 弹 簧 热 力 学 模 型 研 究 ★ 口 陈轶杰 口 顾 亮 口 李 雨 北京理工大学 机械 与车辆工程学院 北京 1 0 0 0 8 1 摘 要 ： 针 对 自主研 发的 油气弹簧工作 时油液温度对 密封件 可靠性 的影 响， 提 出了研究减振装置 温升的重要 性。 建 立了油气弹簧强迫对流情况下的热 力学物理模型。 给出了各表 面相关对流换热 系数表 达式， 以及综合热量传递方程。 分别 以油液和氮气为研 究对 象列写 了单位 时间外力所做 的功和 内能变化率。 通过能量守恒原理和 实际气体状 态方程创建 了油 气弹簧强迫对 流热 力学数 学模 型。 编程 分析 了外界环 境和激励 对油液温升的影响规律 ， 得 出的结论 可 以作为油 气弹簧的 设计参考。 关键词 ： 油气弹簧 油液 温升 强迫对流 热力学模型 中图分类号 ： T B 1 2 3 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0—4 9 9 8 ( 2 0 0 8 ) 0 3—0 0 2 9—0 4 油 气 弹 簧 中 的 惰 性 气 体 能 够 储 存 一 部 分 振 动 能 量 ， 但 要 衰 减 车 身 振 动 ， 通 常 还 需 加 装 阻 尼 阀 。 消 耗 掉 的 振 动 能 量 主 要 转 换 成 为 热 能 ， 使 缸 体 温 度 不 断 升 高 ， 当 超 过 密 封 件 的 极 限 温 度 后 ， 就 会 出 现 油 、 气 泄 漏 现 象 ， 导 致 整 个 系 统 不 能 正 常 工 作 。 虽 然 油 气 弹 簧 的 散 热 能 力 对 系 统 可 靠 性 影 响 很 大 ， 但 由 于 涉 及 不 少 跨 学 科 专 业 知 识 ， 国 内还 没 有 开 展 相 关 的研 究 工 作 ， 国 外 公 之 于 众 的 文 献 也 甚 少 。 基 于 这 种 情 况 ， 本 文 对 油 气 弹 簧 的 温 升 现 象 进 行 了 系 统 研 究 。 -k 武器装备预先研究基金 资助项 目( 编号 ： 6 2 3 0 1 0 2 0 2 ． 4 ) 收稿 日期 ： 2 0 0 7 年1 0 月 1 油气弹簧 的热力学物理模型 如 图 1 所 示 ， 建 立 了 单 气 室 油 气 弹 簧 在 强 迫 对 流 情 况 下 的 热 力 学 物 理 模 型 。 中 空 的 活 塞 杆 充 有 高 压 氮 气 ， 由浮 动 活 塞 将 其 与 油 液 分 离 ； 活 塞 杆 上 端 配 有 主 活 塞 ， 在 缸 筒 中 ......