Det finns inte någon växellåda som är 100% effektiv, därför bildas det alltid en mängd värme under drift. Vid hög belastning ökar värmen och för att växellådan ska få arbeta inom önskat temperaturintervall så kyls en del av den värmen bort. Scania tillhandhåller tre typer av prestandasteg för kylning. 1. Utan externt kylelement, där kylningen endast består av konvektion och strålning. 2. Vätskekyld oljekylare, med ett externt kylelement monterad utanpå växellådan och som kyls (samt värms upp) av motorns kylarvätska. 3. Luftkyld oljekylare, som är monterad i front på lastbil. Varje steg av kylning medför varierande kostnader och för att kunna avgöra utifall en extern oljekylare kommer att krävas, behövs det därför ett verktyg som kan förutsäga vilken temperatur som det borde vara i växellådan förutsatt att drifttypen är angiven. Modellering av värmeutvecklingen i växellådan är därför något som efterfrågas. Det här verktyget blir främst avsett för försäljningsavdelningen då man kan ge kunden en kostnadseffektiv produkt och säkra driften för de produkter man säljer. Växellådor byggda på plattformen förväntas sälja i 180 000 exemplar/år vilket gör det här till ett viktigt verktyg. Modellen bygger på att beräkna temperaturen på den aktuella mängd energi som finns i växellådan i varje tidpunkt. Det finns alltid en viss mängd energi redan innan växellådan sätts i drift. Därför sätts ett uttryck upp med växellådans termiska tröghet som multipliceras med den temperatur som erhålls vid start. En funktion som beskriver den tillförda energin som övergår till värmeenergi skapas och det krävs även en kalkyl för den kyleffekt som råder. Kyleffekten innehåller fri och forcerad konvektion samt den värme som strålas bort. För att sedan kunna beskriva temperaturen över tid så integreras den kalkylerade nettoeffekten fram till en angiven tidpunkt. Slututtrycket blir därför den integrerade nettoeffekten adderat med växellådans startenergi som sedan divideras med dess termiska tröghet och som funktion av tiden.Modellen valideras mot tre fall av uppmätt provdata med samma setup och resultatet visar på att sluttemperaturen mellan simulerade och verkliga data max skiljer sig 0,43 . Med tanke på resultatet visar modellen på att det är en pålitlig modellering som arbetet har givit. / There is no gearbox that is 100% efficient, so heat is always generated during operation. At high loads, the heat increases and in order for the gearbox to work within the desired temperature range, some of that heat is cooled off. Scania provides three types of cooling performance stages. 1. Without external cooling, where the cooling only consists of convection and radiation. 2. Liquid-cooled oil cooler, with an external cooling element mounted on the outside of the gearbox and which is cooled (and heated) by the engine coolant. 3. Air-cooled oil cooler, which is mounted in the front of the truck. Each step of cooling entails varying costs and in order to be able to determine if an external oil cooler will be required, a tool is therefore needed that can predict what temperature it should be in the gearbox provided that the operating type is specified. This tool is primarily intended for the sales department as you can provide the customer with a cost-effective product and secure the operation of the products you sell. Gearboxes built on the platform are expected to sell at 180,000 gearboxes / year, which makes this an important tool.The model is based on calculating the temperature of the current amount of energy present in the gearbox at any given time. There is always a certain amount of energy even before the gearbox is put into operation. Therefore, an expression is set up with the thermal inertia of the gearbox which is multiplied by the temperature obtained at start-up. A function that describes the supplied energy that is converted to heat energy is created and a calculation is also required for the cooling effect that prevails. The cooling effect contains free and forced convection as well as the heat that is radiated away. In order to then be able to describe the temperature over time, the calculated net power is integrated up to a specified time. The final expression is therefore the integrated net power added with the starting energy of the gearbox which is then divided by its thermal inertia and as a function of time.The model is validated against three cases of measured sample data with the same setup and the result shows that the final temperature between simulated and actual data differs by a maximum of 0.43 ℃. Considering the results, the model shows that it is a reliable modelling that the work has provided.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-85336 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Östlund Svensson, David |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0125 seconds