从保证冲击损失计算精度的角度出发,推导了一维束流理论性能预测模型中各参数基于计算流体力学(CFD)分析的等效表达式.从CFD分析结果中提取各叶轮的损失功率,运用最小二乘法确定各损失项的损失系数,进而得到液力损失的构成情况,为进一步改进设计提供依据.运用得到的等效参数与各项损失系数修正一维束流理论性能预测模型,修正后的等效参数性能预测模型的泵轮转矩系数与CFD分析最大偏差减小至3.2%以内.改变液力变矩器的叶形参数,使失速时泵轮转矩系数提高6.9%,最高效率降低2.5%.分别使用等效参数性能预测模型与CFD分析重新计算,等效参数性能预测模型的泵轮转矩系数与CFD计算结果偏差在7.3%以内,仍然保持较好的一致性.

为解决一维束流理论难以有效地对液力变矩器叶片数进行优化的问题,建立液力变矩器三维流动设计分析平台,利用实验设计方法,研究了各叶片数对液力变矩器性能的影响,并在响应曲面基础上对叶片数进行了优化.结果表明,泵轮、涡轮叶片数对最高效率和起动转矩比有较大影响,泵轮、导轮叶片数对泵轮扭矩系数有较大影响.优化后,液力变矩器各性能指标均有提高.

为了找出影响液力变矩器传动效率的原因,为进一步改善变矩器的性能和设计制造水平提供理论依据,通过Fluent对变矩器内流场进行数值模拟。采用分离求解器,绝对速度方程,标准k-ε模型,标准壁面函数,二阶迎风离散格式,SIMPLE算法,压力进口和压力出口,并使用混合平面模型。通过数值计算,得到了不同工况下内流场的分布情况,并计算出变矩器的原始特性,最后将计算结果与实验结果对比,最大误差不超过5%,证明了三维计算的正确性。

为了分析液力变矩器的流场特性,对YJ系列某型液力变矩器进行建模和数值模拟。模型采用单叶排单流道的几何模型和多叶排全流道的几何模型,将仿真得出的2组数据和实测力矩数据进行对比,结果表明,应用多叶排全流道的几何模型具有较高的准确性和可靠性。

在深入分析液力变矩器各外形参数特点的基础上,主要介绍如何应用LabVIEW虚拟开发平台设计液力变矩器外形参数测量系统。通过读取和处理6路外形参数测量数据,可得所有外形参数的公差测量值,由各公差测量值可以判定被测工件外形尺寸是否合格。经过验证,证明了该测量系统设计方案的可行性,以及在工业生产中的实用性。

发动机与液力变矩器匹配的好坏直接影响车辆的性能。本文讨论了发动机与液力变矩器匹配计算的过程,并提出了共同工作时系统应满足的要求,确定了量化的评价指标。最后,以具体算例,给出了MATLAB匹配程序的计算结果。

本文以国产某车型为参数,首先建立液力变矩器数学模型,分析对比了在变矩比不同值时,装有液力变矩器与装有手动变速器驱动力的变化情况。由仿真数据可知,在高挡位时,装有液力变矩器的汽车驱动力下降较快。为了克服此因素,把变矩比数据改为1,即直接将泵轮和涡轮锁止,其他参数不变,再次仿真可知,随着车速的增加,驱动力变化平缓,较锁止前有很大的改善,效率也大大得到提升。

针对液力变矩器与发动机匹配计算中求解共同工作点不准确问题,提出将液力变矩器与发动机特性的离散数据进行线性拟合,快速、准确求解共同工作点的算法。运用MATLAB语言开发程序进行匹配计算,给出简洁的分析界面。实例计算表明这一方法的有效性与准确性。

针对液力机械传动中液力变矩器发热量过大的问题,简述了液力变矩器的发热机理。在所构建的热计算模型的基础上,以某型推土机的液力变矩器为实例,运用MATLAB编程并得出了发动机与液力变矩器共同工作时发热量与传动比的关系曲线,并应用Simulink软件对不同传动比下的油温进行了仿真,仿真结果反映了油温的动态变化趋势。可为底盘油冷系统的分析和优化提供一定的技术参考。

针对液力变矩器在工作过程中因油温过高而影响工程车辆传动效率的问题,进行了变矩器的热平衡机理分析。对设计实例使用Matlab软件仿真分析了不同工况下液力变矩器的发热散热状况,建立了热平衡方程,分析计算了所需的冷却系统参数,为提高整车传动系统的工作效率提供了热平衡设计依据。