本文關(guān)鍵詞：扁平化液力變矩器內(nèi)流場特性及導(dǎo)輪葉形研究

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【摘要】：液力變矩器是一種復(fù)雜的透平機(jī)械,其具有對外界載荷自適應(yīng)性好及吸收傳動(dòng)系統(tǒng)扭振和沖擊的優(yōu)點(diǎn)。但是,自上世紀(jì)90年代以來,循環(huán)圓的寬度越來越小,由此帶來的便是循環(huán)圓扁平化之后,引起了以導(dǎo)輪為主的各流道內(nèi)沖擊損失的增大,從而液力變矩器液力性能不斷惡化,并且傳遞效率進(jìn)一步降低。因此,針對導(dǎo)輪在整個(gè)液力變矩器工作中所起的至關(guān)重要的作用,對扁平化液力變矩器的內(nèi)流場特性以及導(dǎo)輪葉形的不同設(shè)計(jì)對液力性能的影響研究具有至關(guān)重要的意義。本文在流體動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論基礎(chǔ)上,根據(jù)單流道及全流道模型的特點(diǎn),分別對液力變矩器的穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)求解方法進(jìn)行了研究。此外,將數(shù)值模擬結(jié)果與外特性臺架試驗(yàn)進(jìn)行對比,驗(yàn)證了數(shù)值求解的準(zhǔn)確性。借助前文合理的數(shù)值模擬方法,對直接影響液力變矩器性能及運(yùn)行可靠性的兩個(gè)重要內(nèi)流場特性展開研究。首先,根據(jù)扁平化變矩器的特點(diǎn),對內(nèi)流場液力損失機(jī)理進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)了內(nèi)流場二次流動(dòng)是造成變矩器傳遞效率較低的主要原因;其次,借助滑移網(wǎng)格技術(shù)及RNG k-?湍流模型,對液力變矩器非定常內(nèi)流場壓力脈動(dòng)特性進(jìn)行了研究,分析了不同速比對內(nèi)部壓力脈動(dòng)情況的影響,為研究液力變矩器非穩(wěn)態(tài)湍流流動(dòng)規(guī)律以及葉輪的振動(dòng)響應(yīng)和疲勞失效分析提供了理論依據(jù)。針對扁平化設(shè)計(jì)特點(diǎn)對導(dǎo)輪內(nèi)部流動(dòng)產(chǎn)生的不利影響,以W240B-SH型液力變矩器為原型,借助正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬方法,從穩(wěn)態(tài)角度,對導(dǎo)輪內(nèi)流場及其葉形參數(shù),包括進(jìn)(出)口角、卷曲角、葉厚及葉形中弧線控制系數(shù),對變矩器外特性及流場流動(dòng)的影響展開了詳細(xì)分析。最后,為了進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)輪葉形參數(shù),并且避免現(xiàn)有優(yōu)化方法的不足,將前文正交試驗(yàn)結(jié)果與典型循環(huán)駕駛工況下液力變矩器外特性使用情況的統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合,提出以失速變矩比為優(yōu)化目標(biāo),最高效率為約束條件的優(yōu)化模型。優(yōu)化結(jié)果表明,在最高效率保持在84%以上的基礎(chǔ)上,裝配了優(yōu)化導(dǎo)輪葉片的液力變矩器,其失速變矩比大幅提高了10.83%,為液力變矩器未來的葉形參數(shù)分析與優(yōu)化提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.22

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本文編號：1296008