日前，我院王少萍教授團隊在《Chinese Journal of Aeronautics》期刊發表了《Cumulative thermal coupling modeling and analysis of oil-immersed motor-pump assembly for electro–hydrostatic actuator》研究論文。該項研究針對油浸式電靜液作動器（Oil-Immersed Electro-Hydrostatic Actuator, OI-EHA）在高集成、高功率密度工作條件下的熱管理挑戰，提出了新型的閉環疊代動态熱耦合建模方法，揭示了多物理場熱交互及其對系統性能的動态影響機制。論文由樊思明、王少萍、王啟揚、王興堅、劉迪、吳潇共同完成，王少萍教授為團隊帶頭人，王興堅教授為通信作者。
圖1 《Cumulative thermal coupling modeling and analysis of oil-immersed motor-pump assembly for electro–hydrostatic actuator》論文
随着飛行器向多電化、全電化發展，電靜液作動器（EHA）以其高集成與易維護性逐步應用于大型客機。傳統EHA因高集成度設計導緻散熱受限，其閉式結構使得永磁體、油液等關鍵溫度難以直接測量，存在退磁風險與油液熱失效隐患，嚴重制約系統動态性能與壽命。油浸式電靜液作動器雖能帶走電機部分熱量，但泵内洩漏油液進入電機引發的熱耦合效應加劇了溫度場複雜性，傳統靜态熱建模方法因忽略熱傳遞時變特性與累積效應，難以準确預測溫升趨勢。
針對這一技術瓶頸，文章構建了油浸式電機-泵組件的閉環疊代動态熱傳遞與累積熱效應耦合模型。針對油浸式電機-泵組件在持續運行過程中面臨的熱退化風險，提出了一種考慮累積熱效應的動态熱耦合建模方法；基于該熱建模方法，提出了油浸式電機-泵的閉環疊代動态熱耦合建模框架；将泵内洩漏油作為電機-泵之間的熱耦合介質，構建了機械-液壓動态熱交互模型，全面揭示機-電-液多物理場的動态熱交互規律。
圖2 浸油式電機泵傳熱機理與路徑
團隊搭建了油浸式電機-泵溫升實驗平台，并在不同負載與轉速條件下開展對比試驗。實驗結果表明，所提出的閉環疊代動态熱傳遞與累積熱效應耦合模型在預測浸油式電機泵的溫升方面具有更高的準确性，可以更準确地監測和預測閉式系統的性能變化趨勢。該模型有助于制定合理的系統熱管理策略，從而提高飛機在飛行中的安全性。
圖3 浸油式電機泵溫升測試平台
文章為油浸式EHA系統的熱建模與性能預測提供了新方法，具有良好的應用前景。相關成果可應用于航空、航天、艦船等，對提升系統安全性、延長使用壽命具有重要工程意義。
論文原文鍊接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1000936124003935?via%3Dihub
