Termisk modellering växellåda G33CMR & G25CM

Sammanfattning:  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.