为解决液力变矩器叶片滚铆机的主轴单元进给和自动上下料动作要求,该文以冲焊型液力变矩器涡轮外环叶片固定滚铆机为研究对象,主要就滚铆机液压系统进行总体设计以及液压辅助装置进行设计研究。通过对滚铆机液压系统总体的设计与研究,从而大大提高液力变矩器的制造效率。

为提升液力变矩器性能，需要进一步研究液力变矩器内部流动，获取流动特征规律。针对某型液力变矩器进行不同速比下内部流场的CFD数值模拟，并分析其流动现象，得出该变矩器内流场中流动状态的速度、漩涡的分布规律。结果表明，流体的相对速度随速比升高有下降趋势，漩涡结构随速比增大而增大。相同速比下，不同叶轮中、不同弦面的流体出现不同类型二次流。通过CFD研究发现二次流主要出现在泵轮和导轮中，其中叶轮进出口处漩涡湍动能较高，能量损失较大。流场分布规律研究可以指导液力变矩器设计，使流场分布合理并且减少二次流等现象，对提高液力变矩器的效率有重要意义。

高功率密度液力变矩器体积小、传递功率大，是重型车辆，特别是军用车辆液力机械传动的核心部件。基于现代计算机技术、CFD技术、CAE技术和CAD技术，建立了车用液力变矩器与发动机动态匹配方法及评价体系、集成一维柬理论与三维流场分析的特性预测和叶栅系统优化方法及模型、叶轮流固耦合强度分析方法及LDA叶轮内部流场测试方法，研制了系列高功率密度液力变矩器，能容高达7．8×10-6·min2·r-2·m-1，最高效率88．6％，循环圆有效直径420mm时可传递功率1103kW，宽径比最小0．21。

为抑制钣金冲压起皱和破裂现象，通常在冲焊型液力变矩器泵轮和涡轮叶片中部开设拉延筋。针对具有多种布筋形式的拉延筋叶片的不同流道结构分别进行流场数值模拟，获取流动参数在不同叶栅流道内的分布趋势，分析拉延筋布筋形式对液力变矩器原始特性和叶片结构表面压力栽荷的影响规律。由分析比较计算结果可知，叶片开设拉延筋的凸模方向的变化对冲焊型液力变矩器的工作变矩比和效率影响较小，且在泵轮与涡轮叶片均开设拉延筋的情况下，当拉延筋凸模方向与对应叶轮叶片凸面法向一致时会导致泵轮转矩系数上升。当拉延筋凸模方向与泵轮叶片凸面法向一致时会导致泵轮叶片载荷上升，涡轮叶片载荷高幅值区域向叶片入口处移动，影响叶片表面油液载荷分布。

采用“两圆弧十直线”的设计方法设计了有效直径370mm的新型轴流导叶可调液力变矩器循环圆；运用等倾角射影法设计了新型轴流导叶可调液力变矩器各叶轮叶片的叶形，并给出了其总体结构。为了实现导轮叶片的转动，设计了导叶调节机构和导轮内外环结构，阐述了实现导轮叶片转动的过程，并定义了导叶开度的变化范围。运用CFD方法对所设计的新型轴流导叶可调液力变矩器进行数值模拟计算，获得了其原始特性，并对其特性进行了分析。由分析可知，通过调节导叶开度的变化能够实现轴流导叶可调液力变矩器能容的连续可控。由于其连续可控的能容特性，在与发动机共同工作时能够实现动态匹配，进而提高整机性能。

为改善液力变矩器的闭锁品质，对某车用综合式液力变矩器闭锁点进行了优化。综合考虑闭锁前后涡轮输出转矩变化与发动机惯性能量释放对闭锁品质的影响，采用目标规划的思想，研究了在不同涡轮转速下闭锁时涡轮转矩变化和发动机惯性能量释放两方面对闭锁品质的不同贡献量，对以往统一目标函数法进行修正，提出一种基于权重的统一目标函数，并基于此方法确定了闭锁点。基于Maylab／Simdriveline建立了某液力变矩器的闭锁性能仿真模型，并进行仿真计算。仿真结果表明，优化后的闭锁点较以往方法设计的闭锁点更为合理。

针对降转速发动机降油耗的特点研发了与之匹配的降转速大能容液力变矩器,利用CATIA建模、ANSYS进行叶栅的流场分析及修正、快速成型（RP）进行快速试制,并进行了实验验证。结果表明：此类方法周期短、难度低、成本大为降低,搭载所研制出的YJSW315-8A和YJZ340这两款变矩器的装载机比未搭载该型号变矩器的节油均达到10%以上。

为降低流线曲率所造成的能量损失、提高液力变矩器的效率提出了一种全新的设计方法——完全基于圆弧与直线的液力变矩器三维流线设计法。推导了三维流线方程和数值计算公式开发了相关程序验证了该设计方法的可行性。研究结果表明完全基于圆弧与直线的液力变矩器三维流线设计法具有下列优点：第一三维流线的曲率半径达到最大且保持不变这就大大降低了流线曲率所造成的能量损失;第二由于内环侧的流线曲率半径较小出口段设计成一段直线有利于降低出流偏离角可以降低出流偏离造成的能量损失。因此在其它条件不变的情况下采用该方法设计的液力变矩器效率可以达到最大值。此外按照该方法设计的叶片弯扭程度比较小且叶片仅有二维曲率便于制造。

分析了工程机械中液力变矩器与柴油机的特性及合理匹配，并讨论影响其共同工作点的诸因素。

设计了液力变矩器液压系统。通过理论算法设计出各个阀体的结构尺寸。采用ITI-SimulationX仿真软件建立了某液力变矩器液压系统动态仿真模型。对液压系统的动态特性进行了仿真分析,并把仿真分析结果与试验测试结果进行了对比。结果表明,仿真模型能够较好地与试验测试结果吻合。分析了液力变矩器液压系统压力和流量的仿真结果,以及液压系统不同结构参数对系统动态特性的影响。