本文關(guān)鍵詞：YJSW340雙渦輪液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)矩分配規(guī)律與優(yōu)化研究

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【摘要】：雙渦輪液力變矩器因其可以提高低轉(zhuǎn)速比區(qū)的效率,同時(shí)獲得較高的起動(dòng)變矩系數(shù),擴(kuò)大高效區(qū)范圍,提高車輛的最大牽引力及傳動(dòng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械行業(yè)。雙渦輪液力變矩器隨著外負(fù)荷的變化而自動(dòng)變速時(shí),相當(dāng)于兩檔速度,這可以減少變速箱檔位,簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)和操作。論文設(shè)計(jì)了一種雙渦輪液力變矩器,建立其流道模型及網(wǎng)格模型,并應(yīng)用CFD軟件對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算,以研究雙渦輪液力變矩器內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律及轉(zhuǎn)矩分配規(guī)律。通過(guò)理論計(jì)算數(shù)值和試驗(yàn)數(shù)值的對(duì)比,驗(yàn)證了所選擇的數(shù)值計(jì)算方法是正確的。通過(guò)改變一渦輪輸出齒輪副傳動(dòng)比,分析一渦輪輸出齒輪對(duì)雙渦輪液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)矩分配規(guī)律的影響,及對(duì)液力變矩器性能及整車性能的影響。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)雙渦輪液力變矩器的循環(huán)圓及葉片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以提高液力變矩器的外特性性能和整車的性能。主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)雙渦輪液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬及分析 根據(jù)雙渦輪液力變矩器各葉輪葉片及循環(huán)圓,抽取其全流道模型,采用CFD軟件對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分,得到流道網(wǎng)格模型。選用滑動(dòng)網(wǎng)格法對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行耦合計(jì)算,各葉輪交互面間設(shè)置網(wǎng)格分界面,其它邊界條件設(shè)置為壁面條件。進(jìn)行軟件設(shè)置時(shí),選用分離式求解法中的PIS0算法,空間離散格式選擇一階上游迎風(fēng)格式,湍流模型選擇大渦模擬。 根據(jù)CFD仿真結(jié)果,分析了雙渦輪液力變矩器部分工況的內(nèi)部流場(chǎng),主要是啟動(dòng)工況(i=0)、低速比高效工況(i=0.5)和高速比高效工況(i=1.0)時(shí)流場(chǎng)的壓力和速度分布。 (2)CFD預(yù)測(cè)性能與試驗(yàn)性能的對(duì)比 根據(jù)YJSW340型雙渦輪液力變矩器臺(tái)架試驗(yàn)所測(cè)得各葉輪轉(zhuǎn)速,設(shè)置CFD中各葉輪的轉(zhuǎn)速,以便于雙渦輪液力變矩器預(yù)測(cè)性能和試驗(yàn)性能的對(duì)比。提取CFD數(shù)值計(jì)算所得各葉輪轉(zhuǎn)矩,計(jì)算CFD預(yù)測(cè)性能,主要是雙渦輪液力變矩器的失速變矩比、效率及泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)。對(duì)比預(yù)測(cè)性能與試驗(yàn)性能的差異,結(jié)果顯示兩者差異較小,證明了論文所選用的CFD計(jì)算方法是可行的。 (3)一渦輪輸出齒輪副傳動(dòng)比對(duì)渦輪轉(zhuǎn)矩分配規(guī)律的影響分析 根據(jù)CFD仿真結(jié)果,分析了一渦輪輸出齒輪副傳動(dòng)比的變化對(duì)渦輪轉(zhuǎn)矩分配規(guī)律及內(nèi)部流場(chǎng)分布情況的影響。隨著一渦輪輸出齒輪副傳動(dòng)比的增大,一渦輪空轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)逐漸前移,一渦輪在轉(zhuǎn)換點(diǎn)之前傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸減小,二渦輪轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)換點(diǎn)前遞增,轉(zhuǎn)換點(diǎn)后遞減。 對(duì)比分析了低速比高效工況(i=0.5)和高速比高效工況(i=1.0)流場(chǎng)壓力和速度分布情況。結(jié)果顯示一渦輪輸出齒輪副傳動(dòng)比對(duì)雙渦輪液力變矩器內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)情況的影響較小。 (4)一渦輪輸出齒輪對(duì)雙渦輪液力變矩器各項(xiàng)性能的影響分析。 隨著一渦輪輸出齒輪傳動(dòng)比的增大,低速比區(qū)高效工況的效率降低,高速比區(qū)高效工況的效率升高,起動(dòng)變矩比增大,高速比區(qū)泵輪容量系數(shù)增大。與同一款發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配后,各檔最高車速降低,最大牽引力增大。 (5)雙渦輪液力變矩器優(yōu)化設(shè)計(jì)。 針對(duì)一渦輪輸出齒輪副傳動(dòng)比為50/22的雙渦輪液力變矩器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),增大泵輪葉片出口角,增大一渦輪和導(dǎo)輪的過(guò)流面積,建立優(yōu)化后的雙渦輪液力變矩器的流道模型及計(jì)算模型,應(yīng)用CFD軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。結(jié)果顯示,優(yōu)化后雙渦輪液力變矩器的起動(dòng)變矩比增大,高速比區(qū)的效率略有下降,泵輪轉(zhuǎn)矩系數(shù)提高,起動(dòng)性能得到改善。與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行匹配后,各檔最高車速改變較小,牽引力有大幅度的提高,動(dòng)力性能得到改善。達(dá)到了優(yōu)化的目的。 綜上所述,本文對(duì)YJSW340雙渦輪液力變矩器進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,通過(guò)與試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了CFD計(jì)算方法的可行性,通過(guò)改變一渦輪輸出齒輪傳動(dòng)比,分析了對(duì)渦輪轉(zhuǎn)矩分配規(guī)律的影響,并對(duì)該型雙渦輪液力變矩器進(jìn)行了優(yōu)化,改善了整車的起動(dòng)性能和動(dòng)力性能。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH137.332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1193893