● 摘要
随着飞机液压系统向高压化、大功率方向发展，液压系统的发热问题越来越受到关注。飞机液压系统的高温会带来诸多问题，甚至引发飞行事故。因此，开展飞机液压系统热控制技术方面的研究有着重要的意义。本文从三个层次研究了液压系统的发热机理和温升规律，即：液压能源系统、液压元件和摩擦副。首先，通过分析液压元件的生热散热机理和工作原理，运用AMESim仿真平台建立了液压元件的热模型，并对其进行了有效性验证。随后，以柱塞泵热模型为核心元件搭建了液压能源系统的热模型，仿真分析了换热器、系统压力、负载和容积效率等因素对系统温升的影响。最后对柱塞副的热力学性能展开了研究，建立了同心状况下的柱塞副热力学模型，分析了间隙大小和间隙长度对温升和泄漏量的影响。推导了适用于柱塞副的雷诺方程和能量方程，并以此为基础建立了固定偏心状况下的柱塞副热力学模型。运用有限差分法对微分方程进行了差分处理，并在Matlab中编写了求解程序，得到了固定偏心状况下的柱塞副油膜的压力分布和温度分布。通过本文的研究，共建立了41个液压元件的热模型；得到了相关因素对于液压能源系统温升的影响规律；建立了同心状况和固定偏心状况下的柱塞副热力学模型。这些模型和结论经过了严格的理论推导和验证分析，对于后续开展液压系统热分析方面的研究工作有着积极的指导意义。