YJ350液力变矩器性能改进研究

　　液力变矩器是工程机械和汽车动力传递系统的核心部件之一。为满足车辆对动力性、经济性以及作业生产率等方面的要求,应使液力变矩器与发动机合理有效地匹配,充分发挥各自的性能。本文根据新型发动机对YJ350液力变矩器的匹配要求,结合一维束流理论与基于CFD的三维流场数值模拟及特性预测,对YJ350液力变矩器进行改进,设计出了新型YJ350液力变矩器。

　　1 循环圆改进

　　液力变矩器性能改进可通过调整结构参数来实现,但各性能参数之间存在着相互制约的关系,因此改进设计时需综合考虑各种性能要求^[1]。

　　首先对原YJ350液力变矩器循环圆进行改进。图1为其循环圆图,如图所示其相对参数主要有:

　　1) 直径比m

　　式中: D₀———循环圆内径,m;

　　D———有效直径,m。

　　2) 循环圆形状系数a

　　式中: L₁———循环圆内环径向长度,m;

　　L₂———循环圆外环径向长度,m。

　　3) 循环圆形状宽度比b

　　式中: B′———循环圆轴向宽度,m。

　　直径比m和形状系数a不仅影响液力变矩器的流道面积,而且影响叶片形状和液力损失^[2]。m减小可使变矩器泵轮转矩系数增大, 同时启动变矩比会减小;a减小,即过流面积增大,亦可使泵轮转矩系数增大。为适当提高液力变矩器泵轮转矩系数,将YJ350液力变矩器循环圆进行改进,其中泵轮与涡轮形状不变,导轮循环圆由直线变为圆弧,以适当减小m和a,图2为改进后YJ350液力变矩器循环圆图。

　　2 叶栅系统改进

　　2.1 叶片进出口角度改进

　　叶片参数对液力变矩器性能有较大影响,其中叶片进出口角度对性能影响最为明显^[3-4]。同时,液力变矩器性能受各叶片角相互作用的影响,因此为获得最优的变矩器性能,须综合考虑3个叶轮叶片角度影响,相互组合,择优选择。

　　泵轮叶片出口角β_B2是影响变矩器性能的重要角度参数之一,随着β_B2增大, 启动变矩比将增大,同时泵轮转矩系数和最高效率将降低。泵轮叶片进口角β_B1增大,启动变矩比也将增大。涡轮叶片出口角β_T2增大,启动变矩比将增大,但β_T2不能过大,角度过大会使液流受到过大阻塞, 达不到预期效果。涡轮叶片进口角β_T1减小,叶片弯曲增大,启动变矩比将增大。增大导轮叶片进口角β_D1,也可提高启动变矩比。