【摘要】： 葉片數(shù)是影響液力變矩器性能的重要因素之一。本文結(jié)合杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)有限公司“液力變矩器系列化研究”項(xiàng)目,著重研究了葉輪不同葉片數(shù)以及不同葉輪葉片數(shù)組合對(duì)其性能的影響�；谌S流動(dòng)理論,利用CFD軟件STAR-CD對(duì)不同葉片數(shù)液力變矩器的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,計(jì)算了原始特性,并與部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析;通過(guò)各葉輪轉(zhuǎn)矩及特性計(jì)算,結(jié)合流場(chǎng)特性分析了葉輪不同葉片數(shù)以及不同葉輪葉片數(shù)組合對(duì)液力變矩器性能的影響。全文的主要內(nèi)容有以下幾方面: 1.根據(jù)液力變矩器的實(shí)際工況,作出一系列假設(shè),簡(jiǎn)化建模復(fù)雜程度。在此假設(shè)的基礎(chǔ)上,本文主要技術(shù)路線(xiàn)為:先用UG建立流道的三維幾何模型,然后導(dǎo)入到ANSYS-ICEM中劃分計(jì)算網(wǎng)格,最后在STAR-CD中進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算分析。 2.利用流體分析軟件STRA-CD,以W305液力變矩器為樣機(jī),對(duì)不同泵輪葉片數(shù)的液力變矩器內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,著重分析了泵輪進(jìn)出口面的速度和壓力變化,以及葉片壓力面和吸力面的壓力分布狀況;最后基于流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果分析出不同泵輪葉片數(shù)對(duì)變矩器性能的影響。不同渦輪、不同導(dǎo)輪葉片數(shù)對(duì)變矩器性能的影響,研究方法和過(guò)程與研究泵輪的相同。 3.按照GB/T 7680-2005、QC/T 557-1999等標(biāo)準(zhǔn)的要求,對(duì)基型液力變矩器進(jìn)行基本性能實(shí)驗(yàn),并將原始特性計(jì)算結(jié)果與部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析葉片數(shù)對(duì)性能影響的理論計(jì)算精度。 4.對(duì)所設(shè)定的各個(gè)葉輪不同葉片數(shù)進(jìn)行了合理組合,從中選擇具有典型的四種葉片組合進(jìn)行分析研究;運(yùn)用商用流體分析軟件STAR-CD對(duì)不同葉片數(shù)組合的變矩器內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,得到不同葉片數(shù)組合的流場(chǎng)結(jié)果;基于三維流場(chǎng)數(shù)值解對(duì)不同葉片數(shù)組合的液力變矩器進(jìn)行原始特性計(jì)算與比較,分析不同葉片數(shù)組合對(duì)液力變矩器性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.332
【圖文】：

(a) (b) (c) (d)圖 1-1 葉片數(shù) z 對(duì)pζ 的影響1—內(nèi)環(huán)處 2—外環(huán)液力變矩器最佳葉片數(shù)的選擇，按照一維理論可按如下步驟進(jìn)行無(wú)沖擊進(jìn)口計(jì)算工況（i＝0.4 和i=0.7）的損失系數(shù)ζ 的變化來(lái)確定次，根據(jù)葉片生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)及液力變矩器在車(chē)輛中的工作條件以修正。在所研究葉輪中的功率損失 P 可由下式確定： =∫ 0QPhdQPp P = hQ中 P 及Q 的右下角標(biāo) P 表示平均值

Z=19 Z=21 Z=23圖 2-1 泵輪葉片進(jìn)口面速度分布（i=0.8）對(duì)泵輪流場(chǎng)的分析基于速度矢量和壓力數(shù)據(jù)。由上圖可以看出，各不同葉片數(shù)下，在內(nèi)環(huán)處均出現(xiàn)逆流區(qū)（圖 a 中區(qū)域 A、圖 b 中區(qū)域 B、圖 c 中區(qū)域 C），但是在葉片數(shù) Z 為 21 情況下，逆流現(xiàn)象不是很?chē)?yán)重。產(chǎn)生逆流這一現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)：一是由于液流從導(dǎo)輪出口流出后，過(guò)流面積增大，因此這一區(qū)域的流動(dòng)可以看作射流擴(kuò)散，而射流擴(kuò)散的外邊界會(huì)出現(xiàn)低速區(qū)甚至逆流；二是由于內(nèi)環(huán)壁面的內(nèi)彎在這一區(qū)域產(chǎn)生了尾流。在速度分布圖中可以看出各個(gè)葉片進(jìn)口面相對(duì)速度值的分布規(guī)律基本相同，只是在高速區(qū)域速度值的大小不同。在葉片數(shù)為 21 時(shí)，從內(nèi)環(huán)到外環(huán)速度分布趨勢(shì)明顯相比其它兩種情況趨勢(shì)平緩，這和葉片數(shù)有一定關(guān)系。葉片數(shù)減少后，低能流體向輪轂處的積聚現(xiàn)象更為明顯；而葉片數(shù)增多后，低能流體的積聚現(xiàn)象有所改善。這說(shuō)明了葉片數(shù)的減少加大了流道中逆流現(xiàn)象；而葉片數(shù)的適當(dāng)增加

從而形成二次流。由二次流理論得知，二次流是在具有不均勻滯止壓力的主流線(xiàn)曲率或葉輪中的哥氏力的作用下而產(chǎn)生的。由于二次流的影響，導(dǎo)致相當(dāng)多的低能流體沿吸力面向輪轂方向移動(dòng)，在吸力面一側(cè)靠近外環(huán)的位置產(chǎn)生局部低壓區(qū)（圖中 A、B、C 區(qū)域所示），這種異常的局部低壓會(huì)引起較大的能量損失。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 劉城;潘鑫;閆清東;魏巍;;基于DOE及RSM的液力變矩器葉片數(shù)對(duì)性能的影響及優(yōu)化[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年07期

本文編號(hào)：2757480