对三元件向心涡轮液力变矩器的设计方法进行了研究,提出了基于环面流线的设计方法。将流体质点在液力变矩器内部的运动看作为在环面上的曲线运动并可分解为轴面分量和周向分量,推导了轴面流线方程和环面流线方程。分析了叶片对于流线的影响,给出了流线型叶片厚度函数。将叶型骨线和叶片厚度函数相结合,得到了叶片表面的计算方程。研究结果表明,三元件向心涡轮液力变矩器的轴面流线和环面流线都比较接近抛物线。

为解决NACA65系列翼型叶片后缘轮廓线内切圆半径收敛至0引起的铸造工艺问题,采用三次多项式函数生成叶片后缘厚度函数,精确调整叶片后缘末端厚度。基于Ansys软件对不同叶片后缘厚度的风机进行流体仿真,并分析其气动性能与静力结构特性。结果表明叶片后缘增厚使得叶片附面层分离损失增加,尾迹与叶栅主流区的掺混损失增大。叶片载荷分析表明,1.5 mm-0.80翼型、3 mm-0.80翼型风机叶片所受的最大等效应力分别增加0.59%,1.58%,叶片出风口位置处的等效应力随着厚度增加而略减。1.5 mm为风机叶片后缘增厚的推荐尺寸,其风机最大效率为88.07%,是原翼型风机效率的99.67%,全压曲线与原风机的全压曲线基本重合。

对三元件向心涡轮液力变矩器的设计方法进行了研究,提出了基于环面流线的设计方法。将流体质点在液力变矩器内部的运动看作为在环面上的曲线运动并可分解为轴面分量和周向分量,推导了轴面流线方程和环面流线方程。分析了叶片对于流线的影响,给出了流线型叶片厚度函数。将叶型骨线和叶片厚度函数相结合,得到了叶片表面的计算方程。研究结果表明,三元件向心涡轮液力变矩器的轴面流线和环面流线都比较接近抛物线。