基于三维瞬态流场分析的液力变矩器改型设计
液力变矩器研究现状与发展趋势
液力变矩器研究现状与发展趋势摘要：综述目前国内外液力变矩器设计分析理论的发展过程，内流场分析方法和液力变矩器关键部件设计方法的研究现状，对所使用的理论计算方法、实验方法进行了分类、介绍和评价，总结了相应的研究进展和取得的成果，并在前人研究成果的基础上，探讨了液力变矩器研究的发展趋势。
关键词：液力变矩器；流场分析；三维流动；设计前言液力变矩器是以液体为介质，利用液体的相互作用引起机械能与液体动能之间的相互转换，通过液体动量矩的变化来改变传递转矩的传动装置。
液力变矩器具有自动适应性、无级变速、良好稳定的低速性能、减振隔振及无机械磨损等优良特性，延长了动力传动装置的使用寿命，提高了乘坐的舒适性、安全性及通过性，因此广泛应用于汽车、军用车辆、工程机械、石油、冶金、矿山及化工机械等领域，是车辆自动变速系统的主要部件。
液力变矩器主要包括泵轮、涡轮和导轮三个部件，如图1所示。
泵轮由发动机驱动；涡轮与变速器输入轴相连，导轮则通过单向离合器安装在变速器壳体上。
工作液在各工作轮组成的闭合循环道内流动，通过动能的变化来传递扭矩。
图1液力变矩器基本组成1液力变矩器设计方法液力变矩器的设计主要是指变矩器的循环圆设计、叶片设计、特性计算、整体结构设计以及一些关键零部件的设计，由于叶片参数直接影响到变矩器的性能，因而是液力变矩器的设计的关键是叶片设计。
循环圆和叶片的设计方法通常有经验设计法、相似设计法和理论设计法三种。
在实际的设计过程中，这三种方法是综合应用的，主要分为两个环节：一是基于束流理论的参数设计。
二是在试制产品试验结果的基础上根据经验规律进行改进。
其中，试验改进环节消耗大量的成本和时间，几乎占据整个设计过程的80%以上。
而且众多环节需要经验确定，使得设计具有很大的不确定性。
基于建模和计算的复杂性和液力变矩器流场的特殊性，液力变矩器叶片设计的理论基础已由一维流动理论、二维流动理论发展到三维流动理论。
（1）一维流动理论：将工作轮中的总液流假设成由许多流束组成，认为叶片数无穷多，厚度无限薄，忽略粘性对流场的影响，简化很大，具有一定的工程实用价值，能反映流体作用的宏观效果，但不能正确反映宏观效果的微观原因，与液力变矩器实际内流场差别较大。
(最新)液力变矩器效率(精品文档)
对于工程机械液力变矩器传动损失的研究《液气压世界》2007年第3期孟亚/刘长生/戴奇明/李胜健阅读次数：816摘要：液力变矩器在现代工程机械传动中被广泛采用，它不仅可以传递力矩而且可以改变力矩的大小。
对于现代大型工程机械，其能耗非常大，但其效率往往比较低。
因此，我们总希望能够尽量地提高工程机械的效率。
因此，对于液压传动能量损失的研究就显得尤为重要了。
作者从流体力学的角度对现代工程机械中液力变矩器的损失进行了研究。
关键词：工程机械液力变矩器液力损失机械损失容积损失1 前言<在工程机械传动系中，一般采用液力机械式传动，它能够满足现代工程机械要求的牵引力大、速度低、牵引力和行驶速度变化范围大、进退自如等特点。
而在液力机械式传动中加装了液力变矩器，则具有自动变矩、变速，防振隔振，良好的启动性能，和限矩保护的作用，更能适应现代工程机械的需要。
流体在变矩器中沿泵轮、涡轮、导轮组成的循环圆流道流动一周，从泵轮获得能量、并将能量传给涡轮。
当导轮不动的时候，流体经过导轮时没有能量交换。
但流体在循环圆中流动具有黏性，必然有摩擦损失，且损失大小与其速度有直接关系。
工作轮流道为非原型断面且有弯曲、扩散等，因此，其摩擦损失比圆管流道要大得多。
另外在非设计工况，在涡轮及导轮进口处要产生冲击损失。
因此，一般液力变矩器的效率最大为85%~92% [1]。
而对于一般的工程机械，由于其负载大、作业条件恶劣、零件磨损严重，其效率普遍比较低。
因此，对于液力变矩器能量损失的研究具有很强的现实意义。
2 液力变矩器的工作原理液力变矩器的基本结构如图1所示。
它主要由三个具有弯曲( 空间曲面)叶片的工作轮组成，即可旋转的泵轮4和涡轮3，以及固定不动的导轮5。
各工作轮常用高强度的轻合金精密铸造而成。
泵轮4一般与变矩器壳2连成一体，用螺栓固定在发动机曲轴1的连接盘上。
涡轮3经从动轴7传出动力。
导轮5固定在不动的套筒6上。
所有的工作轮在变矩器装配完成后，共同形成环行内腔。
(三)液力变矩器涡轮叶片二维平面设计
液力变矩器涡轮叶片二维平面设计1 选择液力变矩器循环圆型式1.1 选择循环圆液力变矩器的循环圆按照外环形状可分为圆形、蛋形、半蛋形和长方形循环圆四种。
按照一维束流理论，循环圆形状对液力变矩器的性能没有影响。
液力变矩器性能仅与工作轮出、入口半径、叶片角、流道截面积等参数有关。
而圆形循环圆多用于其车型单级液力变矩器，其工作轮可采用冲压焊接制造或铸造，泵轮和涡轮完全对称布置，因此本设计采用圆形循环圆。
1.2 确定工作轮在循环圆中排列位置由于在循环圆中的排列位置的不同，变矩器有以下几种形式的工作轮。
（1）径流式这种工作轮从轴面图看，液流沿着叶片半径方向流动。
（2）轴流式这种工作轮从轴面图看，液流在叶片流道内轴向流动。
（3）混流式这种工作轮从轴面图看。
液流在工作轮流道内既有轴向流动又有径向流动，它的叶片均为空间扭曲叶片。
圆形循环圆变矩器多数情况下，采用混流式工作轮。
其布置图如下:T：涡轮B：泵轮D：导轮图3.12 确定循环圆尺寸2.1 确定变矩器有效直径直径比m 直径比m=D0/D,D0为循环圆内径，D为有效直径此变矩器为0.355m。
一般m=0.38即m=D0/0.355=0.38 （3.1）即D0=0.1349所以循环圆外环半径为：R1=(D-D0)/4 （3.2）=(0.355-0.1183)/4=0.0552.2 确定循环圆形状尺寸已知外环后，开始确定内环、设计流线。
确定内环、设计流线的原则是使液流速度沿流道均匀变化。
为此假定在同一过流断面上各点的轴面速度Vm相等，各相邻流线所形成的过流面积相等。
根据最佳过流面积为循环圆面积的23%的原则，对于有效直径为355mm的变矩器，其最佳过流面积为0.02276m2。
1）循环圆初步设计首先设定一些元线如下图，为方便计算，从上面正垂直的元线开始，递增角度为15°，根据在任意元线上的过流面积F为：F=(Rs2-Rc2)∏/cosθ（3.3）式中θ为元线相对垂直线的夹角，所有元线均垂直设计流线Rs 为任一元线与外环交点上的半径Rc 为同一元线与内环交点上的半径R2 为同一元线与设计流线交点上的半径其次，选定一些任意的元线，并算出内环和设计流线的初步轮廓。
液力自动变速器(AT)换档规律的仿真建模计算及标定测试
0引言汽车传动系的自动变速是车辆电子技术的一项重要内容，也是目前车辆发展的趋势。
采用自动变速技术是提高车辆使用性能、改善车辆动力性和经济性的有效措施[1]。
本文围绕AT 自动变速器的控制方法及仿真技术，以工程的角度分析自动变速器换档规律的标定方法，描述了AT 换档规律标定的理论计算和工作步骤，具体的研究和开发工作如下。
针对变速器标定的动态仿真进行数学建模。
建立典型的自动变速器换档规律的数学逻辑模型，分析换档规律标定基本理论和运算原理，基于建模软件仿真建模。
对最优性换档规律进行建模，在所建立的模型中输入整车、发动机、变速器和液力变矩器等数据，通过建模计算得出最优的自动变速器换档规律仿真数据。
在上述基础上，使用仿真计算模型进行5AT 换档规律桌面标定，桌面标定是主要考虑动力性、经济性和驾驶性三方面的仿真模拟计算过程。
良好的桌面标定结果将大大减少后期整车标定的工作，在整车标定过程中，涉及到发动机油耗特性、变速器换档延迟、NEDC 循环工况需求、整车驾驶性（包括油门操控性能、液力变矩器锁止控制与振动噪声、液力变矩器滑摩控制与振动噪声）等均是影响最佳换档时机选择的主要因素，基本技术路线为：换档控制策略的设计与建模—系统仿真计算—分析校核—整车试验。
1计算模型的建立车辆的模型可以分成：发动机、离合或液力变矩器、变速器、轮胎、车辆行驶阻力和驾驶操作。
传动系统的扭矩和转速传输工作过程如图1所示。
图1仿真系统模型图2为建立的仿真系统模型，为了更好地实现仿真效果，运用Simulink 搭建了数学模型，运用Simdriveline 搭载了物理模型[2]。
图2仿真系统模型1.1汽车动力装置计算模型的建立①发动机数学建模。
发动机扭矩特性数学模型拟合将参考节气门开启角度和发动机的转速，其公式为：T 发动机=f （N 发动机·θ节气门）（1）式中T 发动机为发动机输出有效扭矩，Nm ；N 发动机为发动机旋转速度，rpm ；θ发动机为节气门开启角度，°。
车用液力变矩器混合流道CFD仿真方法
９８９
中国机械工程第 ２７ 卷第 ７ 期 ２０１６ 年 ４ 月上半月
问题,将传统变矩 器 流 道 模 型 和 导 轮 无 叶 片 模 型
有机结合,并根据 仿 真 和 实 验 数 据 制 定 模 型 选 择
方法,建立变矩器 混 合 流 道 模 型 进 行 多 工 况 动 态
交叉扩散项;
Sk 、
片流道模型(图１b)进行仿真,以变矩器变矩比 K
开始变为 １、导 轮 扭 矩 接 近 于 ０ 时 的 速 比 作 为 导
轮开始空转的速 比 点,并 与 从 液 力 变 矩 器 试 验 数
据中确定的偶合 器 工 况 转 换 点 进 行 对 比 验 证,如
图 ２ 所示.
∂u
∂p
２
V ∇ )
u＝ －
＋ (
Sω 为用户自定义的源项.
２ 偶合工况转换点
由于变 矩 器 的 通 用 特 性,变 矩 器 导 轮 开 始 空
过程仿真,并进行试验验证.
转的速比(偶合工况转换点)
io 随泵轮转速的变化
１ 基本原理
动态工况变矩器内部液体流动是非稳态湍流
运动,可用非稳态的连 续 性 方 程 和 Nav
i
e
r
S
t
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i
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t
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t
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c
a
l
液力变矩器课程设计
本科生课程设计说明书设计名称：装载机液力变矩器设计学生姓名：赵燕军学号：14100724班级：141007专业：机械工程及自动化指导教师：刘春宝目录第1章绪论1.1研究目的1.2研究背景1.3课题内容第2章液力机械变速器性能及其与发动机的匹配2.1装载机动力传动系统2.1.1 轮式装载机主机和传动系的基本参数2.2发动机特性分析及数学模型的建立2.3液力变矩器特性分析与数学模型的建立2.4发动机与液力变矩器共同工作特性第3章装载机整车牵引特性计算与分析3.1牵引特性及牵引特性曲线第4章叶片设计4.1叶片设计方法——环量分配法4.2叶片设计过程4.3 涡轮图第5章结论与展望5.1课题总结5.2课题展望参考文献附录第1章绪论1.1研究目的轮式装载机它主要用来装卸散状物料，清理场地和物料的短距离搬运，也可进行轻度的土方挖掘工作，更换作业装置还可用来吊装、叉装物体和装卸园木等。
在液力机械传动系统中，液力机械变速器是关键部件。
液力机械变速器由变矩器、换挡离合器、多组传动比不同的齿轮副、操纵机构、变速阀、变速泵、壳体等组成。
采用变矩器来完成动力的传递可实现输出的转速和转矩的自动变换，从而自动改变机械的作业速度与牵引力；采用换挡离合器的结合、脱离，使变速器内不同的齿轮副工作，实现变速功能。
装载机属于循环作业机械，作业过程中的挡位变换及前进倒退挡转换频繁。
为提高装载机对载荷剧烈变化的适应能力，其主传动系统一般采用液力机械传动。
动力传动系统是装载机的主要组成部分之一，为了改善装载机的动力性和燃油经济性，对动力传动系统进行优化匹配是一个重要途径。
装载机动力传动系统优化匹配，很大程度上决定了整车动力性与燃油经济性的好坏。
因为即使发动机具有良好的性能，如果没有一个与它合理匹配的传动系统，也不能充分发挥其性能，与发动机合理匹配的传动系统能使发动机通常在其理想工作区附近工作，不仅可以减少燃料消耗，减轻发动机磨损，提高发动机使用寿命，还能减少尾气排放。
液力变矩器的简单介绍
1.变矩性能 指液力变矩器在一定范围内，按一定规律无级地改变由泵轮轴传至涡轮轴的 转矩值的能力。
K f i
评价指标：
①起动变矩比： K0
②偶合器工况点速比： iM
第2页/共26页
h
K
lB
K
h
lB
0
i1 i* i2 imiax
一、液力变矩器的性能
2.经济性能 指液力变矩器在传递能量过程中的效率。
0.2 1.0 0.1 0.5
1
21
(a)
2 (b)
O 0.2 0.4 0.6 0.8 (c)
h (%) 80 60 40 20
i
良好路面、高挡行驶时使用
闭锁后状态有何不同?
一般与单向联轴器配合使用
可实现拖车起动发动机及下长坡时利用发动机制动
第17页/共26页
三、液力变矩器分类
4.按刚性连接的涡轮数目分类 级：刚性连接在一起的涡轮数目。
DⅠ
5
100
h
TⅠ
B
TⅡ DⅡ
lB 106(min2/ r2 m)4
K
80
TⅢ
3.0
3
lB
60
2.0
2
40
1.0
1
20
0
0
0
0.2
0.4
0.6
i
(b)
1）避免单级时提高起动变矩 比时，最高效率大幅下降；
K0 5 ~ 7 h* 0.80 ~ 0.85
2）多级变矩器的涡轮和导轮 可采用短直叶片，对冲击不敏 感，因此高效区范围加大；
h f i
评价指标：
h
K
lB
K
符合NACA翼型特征的液力变矩器叶片厚度设计
符合NACA翼型特征的液力变矩器叶片厚度设计王安麟;曹岩;韩继斌【摘要】针对变矩器常用的基于等倾角射影定理的叶片厚度设计方法（简称为等倾角射影法）带来的叶片三维形态连续性差，以及变矩器效率和能容低下问题，提出符合美国国家航空咨询委员会（ National Advisory Committee for Aeronautics， NACA）翼型特征的液力变矩器叶片厚度设计方法。
通过定义NACA翼型函数的分段约束，使其符合液力变矩器的流固耦合要求，实现变矩器翼型函数系数的确定。
根据翼型函数及直纹曲面规则分别得出叶片厚度值与法向加厚方向，从而得出液力变矩器叶片厚度矢量，实现叶片厚度的设计（简称法向加厚法）。
以某型号双涡轮液力变矩器为参照对象，分别利用本方法与等倾角射影法建立模型，对比CFD仿真结果与台架试验结果可知，利用该方法有效地减少了叶片设计参数，设计出的水滴状叶片能够提高变矩器的效率，实现叶片的自动化设计。
%In order to address the poor continuity of the three⁃dimensional blade morphology caused by the conven⁃tional design method that is based on the projection theorem for isoclinic angles, we present a strategy for designing the blade thickness of the hydraulic torque converter ( TC) with the characteristics of the National Advisory Com⁃mittee for Aeronautics ( NACA) airfoil. By defining the subsection constraints of the NACA airfoil, the designed blade can meet the fluid⁃structure interaction requirements of the hydraulic TC, and confirm its airfoil function. In addition, based on the airfoil function and the rules for a ruled surface, we derived the blade thickness and normal thickening direction, and then obtained the blade thickness vector of the hydraulic TC, which realized theblades thickness design ( called the normal thickening method, for short) . Taking the blade design of the twin⁃turbine TC as an example, we used this method and the projective method for isoclinic angles to establish the model. By com⁃paring the computational fluid dynamic ( CFD) simulation and rack test results, we found that by using the pro⁃posed method, the design parameters of the blades could be effectively reduced. The designed drop⁃like blades could improve the efficiency of the hydraulic TC, and an automatic blade design can be realized.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】6页(P420-425)【关键词】NACA翼型;液力变矩器;法向加厚;叶片优化;厚度设计【作者】王安麟;曹岩;韩继斌【作者单位】同济大学机械与能源工程学院，上海201804;同济大学机械与能源工程学院，上海201804;山推工程机械股份有限公司，山东济宁272073【正文语种】中文【中图分类】TH137.33液力变矩器的开发设计主要是叶栅系统的设计，叶栅设计得是否合理会直接影响液力变矩器的最高效率、能容、启动转矩比等特性。
《工程机械设计》第4章-液力变矩器
速称为标定功率和标定转速(也称额定全功率和额定转速）。 标定功率和标定转速是根据内燃机工作特性、使用特点、
寿命和可靠性等各种要求确定的。我国1973年颁布的国家 标准《内燃机台架试验方法》规定，内燃机功率标定分为 下列四级：
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
相同的内燃机与不同类型液力变矩器匹配或不同内燃机与同 一液力变矩器相匹配时，液力变矩器涡轮轴的平均输出功率 最大，平均单位燃油消耗量最小的匹配是最合理的。
目前常见的匹配原则有以下三种。
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
采用液力传动的机械不仅与所用的发动机、变矩器、变速箱 和工作装置、行走装置等的性能（特别是牵引性能和燃料经 济性）有关，而且与它们共同工作特性有关。
共同工作与匹配有着不同的含义，前者只研究连接在一起的 工作情况，后者则研究共同工作时应采用怎样的配合才能获 得理想的性能（工作机的优异工作性能）。
3）12h功率：允许内燃机连续运转12h的最大有效功率（包括在超过 12h功率10%的情况下连续运转1h，为最大功率的77%~80%），适用 于在一个工作日中保持不变负荷工作的内燃机（如工程机械、发电机及 农用拖拉机所用的内燃机）。
4）持续功率：允许内燃机长期连续运转的最大有效功率，适用于长期 以恒定负荷工作的内燃机（如长期排灌用或船用内燃机）。
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
4.3.4 液力变矩器与发动机的共同工作特性
液力变矩器的设计与计算
2
3 4 5
87.83
100.28 112.27 123.19
20.55
18.10 17.00 15.25
97.64
103.00 108.96 115.14
15.00
15.11 14.60 13.40
8
9 出口10
147.07
150.90 152.50
7.25
4.10 0.00
130.00
132.36 133.73
对于外环， y 0
J 10 ectg s
则 同理
图中量取 e 6.5
12.4 mm 10.61mm 7.6
外环第8元线叶片偏移量为
J10 10.61ctg30.44 18.05mm 12 .4 J 9 5.5 ctg 37 11.91mm 7.6
uB1rB1 rB1 u B1 mB1ctg B1
0.07854 169.6 7.247 0.2679 0.07854 0.892
(9)
(8)
类似地，在出口处：
uB 2 rB 2 rB 2 u B 2 mB 2 ctBiblioteka B 2 B2 的关系曲线
叶片角度的确定还可根据规定的效率、变矩比等性能指标，采用液 力计算的方法计算得出。 设计转速比0.7，在1900r／min时的输入转矩为262.8N· m。
rB 2 ctg B 2 rD 2 ctg D 2 TB Q F FD 2 B2
2
rT 2 ctg T 2 TT Q F T2
F
rc和 r
r cos
2 s
rc2
液力变矩器流场数值计算与特性预测
体 的 能 量 产 生 影 响 ，但 由 于 导 轮 壁 面 对 液 体 的 束 缚 等
原 因， 实 际上液 体经 过导 轮后 速度 压力 等 均发 生变 化 。 从 涡 轮 流 出 的 工 作 液 体 流 动 方 向 与 导 轮 叶 片 的 进 口方
郭琪磊
西北工业大学 机电学院
摘
要： 基 于 大 涡模 拟 （ Ｌ Ｅ Ｓ ） 和Ｆ ｆ ｏ ｗ ｃ ｓ Ｗｉ ｌ ｌ ｉ ａ ｍ ｓ — Ｈａ ｗ ｋ ｉ ｎ ｇ ｓ （ Ｆ Ｗ— Ｈ） 方程 相 结 合 的 方 法对 串联 圆柱 体 绕 流 气动 噪 声 进
处 液 流 的 剧 烈 冲击 和 非 工 作 面 处 的 大 范 围 逆 流 ， 逆 流
又 和正 向流动 发 生 冲击 ， 引 发新 的 冲击 ， 并 出现脱 流 ，
流 道 壁 面 的 反 作 用 ，迫 使 液 流 的 流 动 方 向 及 速 度 大 小
发 生 改 变 ． 因 此 流 道 曲 率 变 化 最 大 的 地 方 也 就 是 液 流 变 化 最 剧 烈 的 地 方 。 从 泵 轮 流 出 的 液 流 冲 击 到 涡 轮 叶 片 进 口处 工 作 面 附 近 。 形成 高速 流 区 ， 而 在 内 环 与 非 工 作 面 附 近 出 现 低 速 流 甚 至 脱 流 区 。液 流 进 人 涡 轮 流 道
作 面 上受 到液 流剧 烈 的冲击 。 因而此处 的压力也 较 大 。
根据 流场 数值计 算 结果 ， 作 出特 性 曲 线 （ 图 ９ ） 。
整个 导轮 非工 作 面都处 于低 压 区 ， 压力 变 化较 小 ， 总 的
液力变矩器的闭锁及其控制研究
试验・研究作者简介:张新荣(19682),男,陕西三原人,同济大学机械系博士后.液力变矩器的闭锁及其控制研究张新荣,黄宗益(同济大学机械系,上海 200092)摘要:介绍了液力变矩器闭锁的由来、闭锁控制的方式以及闭锁的工作原理等,重点对目前研究最多的滑转控制闭锁方式进行了探讨,给出了系统控制框图,对具体的控制器设计有一定的参考价值。
关键词:液力变矩器;闭锁;控制中图分类号:TH 13715 文献标识码:A 文章编号:10002033X (2002)022*******1 液力变矩器闭锁的由来液力变矩器(H ydrau lic To rque Converter 简称TC )是通过工作轮叶片的相互作用,引起机械能与液体能的相互转换来传递动力,通过液体动量矩的变化来改变转矩的传动元件,具有无级连续改变转速与转矩的能力,对外负载有良好的自动调节和适应性。
它在车辆上的应用,极大地简化了车辆的操纵,使其起步平稳、加速迅速、柔和。
同时,由于用液体来传递动力,进一步降低了尖峰载荷和扭转振动,延长了动力传动系统的使用寿命,提高了乘坐舒适性和车辆平均行驶速度以及安全性和通过性。
虽然液力变矩器的性能优越,但最大的缺点是效率低。
为了提高效率,人们采取了许多方法,起初一般是通过改变变矩器的结构或增加导轮和涡轮数目来扩大高效区,但其结构太复杂。
1953年有了闭锁式液力变矩器的专利,而且也生产出了带闭锁的液力变矩器,它可大大提高在高速比情况下的传递效率,功率利用好,但由于它增加了成本,而且当时的油价便宜,并没有引起人们的注意,也就没有被采用,直到1967年能源危机时,才使人们对它又产生了兴趣。
2 液力变矩器的闭锁条件对于不同的变速器,液力变矩器的闭锁时机不同。
闭锁点的选择应根据实际情况来决定,有在偶合器工况点,也有在对应最高效率点,或者设在它们中间。
早期的闭锁式液力变矩器,由于没有采用电子控制技术,闭锁时机的选择可考虑的因素很少,一般只是在高转速比的情况下闭锁,限制了它的充分利用,后来电子控制技术的应用极大地扩大了闭锁范围,综合考虑各种因素,在不同的条件下设不同的闭锁时机。
液力自动变速箱内置齿轮泵卸荷槽优化设计
液力自动变速箱内置齿轮泵卸荷槽优化设计安淑女;李璐【摘要】针对液力自动变速箱内置外啮合液压齿轮泵存在的困油现象进行分析.根据其为中心轮浮动式齿轮泵的特点,理论分析困油现象形成原因和困油过程,基于分析对齿轮泵卸荷槽的基本参数进行设计,并对齿轮泵卸荷槽的开设进行分析,设计齿轮泵偏置卸荷槽的最佳偏移位置.利用Solidworks建立齿轮泵三维模型,基于CFD 进一步对比分析了无卸荷槽、对称开设卸荷槽、偏置开设卸荷等三种情况下的齿轮泵三维流场,分析结果表明偏置开设卸荷槽的齿轮泵能明显改善困油区的困油压力,有利于提高齿轮泵的容积效率.研究结果为此类齿轮泵困油现象解决提供参考依据.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P126-129)【关键词】液力自动变速箱;齿轮泵;卸荷槽;困油现象;压力场;容积效率【作者】安淑女;李璐【作者单位】江苏建筑职业技术学院机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH331;U463.22变速箱作为汽车传动系统重要一环，是改变发动机输出扭矩以适应车辆行驶要求的重要结构。
液力自动变速箱以其高效、操作方便等特点在车辆上应用广泛，在很大程度上提高车辆的经济性、动力性等，而且减轻驾驶员的驾驶疲劳程度，提高行车安全性[1]。
液压泵作为液力自动变速箱的组成单元，位于变矩器和减速器之间，为变速箱自动换挡系统和润滑冷却系统提供油液。
齿轮泵困油问题是一直困扰齿轮泵的发展，国内外学者通过采用较大的正变位系数[2]、大模数、小齿顶高系数[3]等手段来减小困油的现象，但这些方法在减轻困油现象的同时又会增加齿轮泵的脉动、增大径向力或者减小单位排量等。
目前解决困油现象较好的方法是对齿轮泵的卸荷槽进行创新设计，即通过对齿轮泵的卸荷槽形状、位置进行合理的设计、调整，保证在有效的改善困油现象的同时使得齿轮泵性能达到最优[4]。
关于牵引车液力自动变速器的研究与设计
民营科技２ ０ １ ３ 年第７ 期
关于牵 引车液力 自动变速器 的研究 与设 计
吴超 平
（ 安徽合 力股份有 限公 司牵引车研 究所 ， 安徽 合肥 ２ ３ ０ ６ ０ １ ） 摘 要： 在我 国汽车工业快速发展 的推动下 ， 汽车的基本性能得到 了很 大的改善 。 但 同时随着我 国运输业业务量 的不断增 多． 运输 市 场 对货 车 的性 能提 出 了更 高的要 求 ， 不 但 需 要 其 能 够 承 受 更 大 的荷 载 量 ， 还 要 其 具 备 更 加 稳 定 安 全 的 行 驶 功 能 。 现 主 要针 对 牵 引 车 的液力 自动变速 器进行研 究与分析。这里首先分析 了液 力 自动 变速器的基 本功能， 继而探 讨 了其设计原则 ， 研究 了液力变矩器与发动
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输出特 陛与发动机特 『 生 有显著不同， 力矩的适应性很好 ， 即使在阻力 矩极大时 ， 涡轮不转， 泵轮仍然可以旋转， 发动机也不致熄火。 ４ Ｙ Ｙ Ｘ ２ ０ Ａ型牵引车液力 自动变速器的特点 Ｙ Ｙ Ｘ ２ ０ Ａ型牵引车液力传动 自动换档变速器由液力变矩器 、 变 速齿轮箱及双参数 自动控制换档系统组成。 液力变矩器为不可拆式钣 金焊接型液力变矩器。双参数 自动控制换档 ： 它能够根据油门开度及
基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析
基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析可帅;罗静;冯治国;李长虹【摘要】液力变矩器与发动机的合理匹配直接关系着整车动力性,经济性的优良与否.对于车辆不同的性能要求和路况差别,匹配的侧重点又会有很大区别,首先,通过分析发动机和液力变矩器的基本特性和匹配计算过程,建立匹配计算的数学模型,根据匹配目标的要求列出匹配评价指标.其次,通过利用Matlab软件编程完成WP13型发动机和DM152A型液力变矩器的匹配计算.最后,结合各档变速档位的传动比和传动效率计算出档位的牵引力,验证匹配计算的准确性.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P41-45)【关键词】液力变矩器;发动机;匹配;Matlab【作者】可帅;罗静;冯治国;李长虹【作者单位】贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025;贵州凯星液力传动机械有限公司,贵州遵义563000;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TH112装有液力变矩器的车辆，在发动机和变矩器匹配良好的情况下具有良好的适应性，舒适性，更重要的是在起步和爬坡时具有更加强劲的动力性。
但是如果两者不能得到很好的匹配，即使发动机性能优良也难以充分发挥作用[1]。
匹配的好坏直接关系着整车动力性，经济性的优良与否。
因此很有必要对两者的匹配过程进行分析研究，根据具体的要求匹配出最佳的动力性能或经济性[2]。
而对于车辆不同的性能要求和路况差别，匹配的侧重点又会有很大区别。
1.1 匹配目标1)为使车辆获得最好的起步性能往往希望变矩器低转速比负载抛物线能最大限度地接近并通过发动机最大扭矩点。
特别是i=0抛物线能通过发动机最大扭矩点。
如图1中线i0。
2)为了能充分利用发动机的最大功率，希望变矩器的最高效率的抛物线能够通过发动机最大净功率对应的转矩点。
这样能最大程度的利用发动机的最大功率，变矩器的最大效率，来提高车辆的动力性。
液力变矩器CFD仿真教程
1.液力变矩器CFD仿真操作教程本章对液力变矩器数值仿真流程和步骤进行详细说明。
PumpLinx算例文件目录下会生成几个重要文件，其中“.sgrd”文件为网格文件，记录网格信息；“.spro”文件为工程文件，记录模型及边界条件设置信息；如需打开一个完整的算例，工程文件和网格文件缺一不可。
“.stl” 文件为PumpLinx支持的几何模型导入格式。
1.1 液力变矩器几何模型导入►液力变矩器由泵叶轮、导叶、涡轮这三个部分组成，在CAD软件中将叶轮、导叶、涡轮分别以stl格式导出。
►注意:在导出几何模型之前，需要将叶轮、导叶、涡轮分成三个部分，以便在进行数值仿真时可以顺利生成动/静流体域之间的交互面。
如下图所示：►运行PumpLinx软件，新建一个工程文件，界面如下：1.2 切分液力变矩器边界面1.2.1 对液力变矩器泵叶轮流体域进行分区►选择界面左边的Mesh窗口命令（一共4个窗口选项，分别是Mesh、Model、Simulation 和Result，分别代表各个步骤）。
►选择“ Import/Export Geometry or Grid”命令，点击“ Import Surface From STL TriangulationFile” ，选择事先从CAD文件中导出的泵叶轮的stl文件，如图所示：►点击“ Split/Combine Geometry or Grid”命令，点击“Split by Angle”选项，几何体被分为Impeller_wall_01至Impeller_wall_20数个部分，由于设置了“Maximum Num. of Splits”值为20，因此最多允许划分的几何面为20。
►重命名“Impeller_wall_02”为“Impeller_mgi_reactor”重命名“Impeller_wall_03”为“Impeller_mgi_turbine►点击“ Split/Combine Geometry or Grid”命令，选择“combine”命令合并“Impeller_wall_01”，“Impeller_wall_04”至“Impeller_wall_20”，并命名为“Impeller_wall”。
(完整版)4自动变速器教案液力变矩器二
自动变速器实习教课设计任课教师陈广敏任课09 汽教研姓名班级修 1 组审批讲课日期第三周礼拜二（ 2 月21日）本教课设计讲课 2节数课题§ 2-2 液力变矩器二课型理论教课目标1、掌握液力变矩器的转矩比和传动效率随传动比的变化特色；2、掌握失速点和巧合点的含义，掌握锁止离合器的作用和工作原理。
1、掌握液力变矩器的转矩比和传动效率随传动比的变化特色；教课重点2、掌握失速点和巧合点的含义，掌握锁止离合器的作用和工作原理。
教课难点1．掌握失速点和巧合点的含义，掌握锁止离合器的作用和工作原理。
教具、电化手段图示；教课过程（含组织教课、复习发问、新课内容、教课方法及板书、板画设计，时间分派，练习稳固，总结）一、组织教课：备注1 、检查学生人数、（5分钟）（ 10 分1. 复习发问：钟）1）液力变矩器的构造与原理（ 10 分（3）灵活钟）2 、新课导入（ 35 分4 、小结钟）（15 分钟二、新课内容：简述第二节液力传动装置三、液力变矩器的工作特征1、转矩比剖析1）当涡轮不转而泵轮旋转时，2）跟着涡轮的旋转，转速的高升，泵轮和涡轮之间的转速差减小，变矩器内3）当涡轮的转速进一步再上涨时，因为变矩器此时近似一个巧合器，所以输出的转矩不会再持续降落。
转矩比一直靠近 1:1 。
4）变矩器的工作地区可分为变矩器工作区和巧合器工作区。
在变矩器工作区2、传动效率1）在失速时，涡轮静止，所以效率为零。
2）涡轮开始转动后，跟着涡轮转速和转速比的增大，传动效率快速高升。
3）进入巧合器工作区后，传动效率随转速比的增大而成正比直线上涨。
四、锁止离合器液力变矩器在进入巧合工况时，不再拥有增大转矩的能力，同时因为泵轮和涡轮之间的转速差存在，使效率一直不可以达到 100%。
为了提升变矩器的效率，在变矩器进入巧合工况时，利用锁止离合器强迫将变矩器的泵轮和涡轮锁止，泵轮的动力不再经过液体传达，而是之间传给涡轮，以便将发动机的动力 100%的传给变速器。