液力变矩器的设计与优化
工程机械液力变矩器现代设计方法及应用
工程机械液力变矩器现代设计方法及应用李凌云（湖北工业大学，湖北武汉430068；江苏省宿迁经贸高等职业学校，江苏宿迁223600）一、设计思路转变（一）设计方法创新传统的工程机械液力变矩器设计基于一维束流理论设计，是一个需要大量经验和实验数据的开环系统，设计周期偏长，设计费用高，性能参数难以达到最优，难以满足新时期工程机械发展对液力变矩器设计工作的要求。
近些年国内研究人员提出基于三维流动理论进行液力变矩器设计，应用立体力学CFD 技术以及激光可视流场技术，开发出具有完全自主知识产权的CAX/CFD 集成设计系统，提供直接面向用户需求的集成化一体化设计系统，保证了产品匹配性能以及时效性，同时也为国家工程机械液力变矩器设计提供了新的方法与理论。
（二）关键技术现阶段，工程机械液力变矩器设计主要面临着流场可视化分析、叶片成型、三维瞬态流场计算等难题，变矩器内部液体不可视，叶片空间曲面复杂，稳态流场计算精度难以保证，受到TC内流场特性认知缺乏的影响，CFD 计算建模科学性一般。
（三）工程合作经过工业生产和工程合作，可以快速将研究成果推广向更多的国内TC 制造厂商以及工程机械主机厂，在工程机械液力变矩器生产实践中推动工程机械液力变矩器系统化设计工作的开展，尽快建立工程机械液力变矩器型号谱系，给液力变矩器开发设计以及快速选型工作打好基础，同时在工程应用中进一步丰富设计方法，拓宽其应用领域，提高设计制造水平。
二、工程机械液力变矩器现代设计方法的应用（一）三维稳态流场计算传统的一维束流理论忽视了稳态流场计算的时变性，因而计算精度不高，而三维瞬态流场计算方法则通过多流动区域耦合滑动网格法、湍流模型大涡数值模拟、全流道模型等技术，更准确真实地预测流体流动情况以及涡旋、脱流、分离流动等多种不同的流动现象，更准确地做出TC 使用性能预测。
1.多流动区域耦合滑动网格法TC 工作过程中，泵轮和涡轮转速不一致，循环流动会导致叶轮交界面上的工作介质同时出现流进流出运动，因此数值计算难以设定固定进出口边界条件，瞬态流场整体模拟比较困难。
液力变矩器结构设计_毕业论文
摘要液力变矩器具有的优良特性，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，是其它传动元件无可替代的。
历经百年的发展，液力变矩器的应用不断扩大，从汽车、工程机械到石油、化工、矿山、冶金机械等领域都得到了广泛的应用。
本文主要介绍了CL315液力变矩器的结构设计,结构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，叶片设计的方法有很多，本次叶片设计采用的是环量分配法。
关键词：液力变矩器叶片设计环量分配法目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1液力变矩器综述 (1)1.2液力变矩器的国内外研究现状 (1)1.3液力变矩器设计方法研究进展 (2)1.4本课题研究的意义目的 (3)第2章液力变矩器的基本知识 (5)2.1液力变矩器的构造 (5)2.2液力变矩器的工作原理 (6)2.3液力变矩器中循环流量的确定 (7)2.3.1通流损失 (7)2.3.2冲击损失 (8)2.4液力变矩器几何参数的计算 (11)2.4.1计算工作轮特性参数和几何参数的关系 (11)第3章液力变矩器结构设计 (13)3.1设计方法 (13)3.2循环圆的确定 (15)3.3叶片的设计 (17)3.3.1泵轮叶片的设计 (17)3.3.2涡轮叶片设计 (21)3.3.3导轮叶片设计 (24)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章绪论1.1液力变矩器综述液力变矩器是以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的型式之一。
液力变矩器具有的优良特性，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，是其它传动元件无可替代的。
历经百年的发展，液力变矩器的应用不断扩大，从汽车、工程机械到石油、化工、矿山、冶金机械等领域都得到了广泛的应用。
液力变矩器的流场理论、设计和制造、实验等研究工作，近年来，也得到了突飞猛进的发展。
汽车液力变矩器的cfd优化设计
汽车液力变矩器的cfd优化设计汽车液力变矩器的CFD优化设计
汽车液力变矩器是汽车发动机的关键部件。
它的优化设计一直是汽车行业的研
究热点。
近年来，计算流体力学（CFD）技术日益成熟，在汽车液力变矩器的优化
设计中的应用受到重视。
在CFD优化设计的过程中，可以采用计算流体动力学及其相关算法，构建汽车液力变矩器的流体模型，反映温度场、流速场、流量场和压力场，并利用这些数据模拟汽车液力变矩器的噪音、涡轮效率、燃油消耗量及其热情况。
同时根据优化目标，找出小变化尺寸、材料和参数，从而获得最佳性能，实现更高效的变矩器。
随着CFD优化技术不断深入研究，汽车液力变矩器在设计上也得到进一步改善。
一方面，CFD技术可以帮助识别和改善流体动力学性能，提高液力变矩器的效率。
另一方面，针对液力变矩器结构设计有条件优化（CO）途径，可以有效减小液力变矩器的重量，降低汽车工作过程中的噪声水平。
它们的应用可以大大减少汽车的排放，更加有条件的改善汽车的性能及质量。
CFD优化设计使汽车液力变矩器的流动特性得以改善，并具有一定的控制性和
可靠性。
但现阶段，CFD优化设计仍然存在一定的局限性，比如噪声控制技术尚未
有效整合，计算时间较长，算法稳定性不高等问题。
未来，将大力推动CFD优化设计技术的研发和改善，使汽车液力变矩器的性能得到进一步改善，达到更高水平。
汽车液力变矩器的CFD优化设计
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｏ ｒＥ ｇｎ ｅｉｇ ａ ｊ ｇＵｎｖｒｉ ｆＳｉｎｅ＆ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ａ ｎ ２０ ９ ，Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｗｅ ｎ ｉｅｒ ，Ｎ ｎｉ ｉ ｓ ｙｏ ｅ ｃ ｏＰ ｎ ｎ ｅ ｔ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｎ ｍｉ ｇ １０ ４ ｈｎ ）
关键词 ：液力变矩器 ；参数分析 ； 优化设计 ；增容 改造
中 图分 类 号 ： ＴＫ７３ １ ３ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｄ ｓｇ ｆａ ｔ ｍ ｏ ｉｅｈｙ ａ ｌｃ ｔ ｒ ｅ ｃ ｎｖ ｒｅ ａ ｅ ｎ ＣＦ ｔｍ ｚ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｏ ｔｖ ｄｒ ｕ ｉ ｏ ｑｕ ｏ ｅ ｔｒ ｂ ｓ ｄ ｏ Ｄ
第３ ８卷 第 ５ 期
２１ ０ ２年 １ Ｏ月
兰
州
理
工
大 学
学
报
Ｖｏ． ８ １３ Ｎｏ ５ ．
Ｏｃ． ０ ２ ｔ２ １
Ｊ ｕｎ ｌｏ ａ ｚ ｏ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＬ ｎ ｈ ｕ Ｕｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ
文 章 编 号 ：１７ —１６ ２ １ ） ５０ ２ —４ ６ ３５ ９ （０ ２ ０ —０ ５０
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｎｕ ｒｃ ｌｓｍ ｕａ ｉｎｏ ｌｗ ｉｌ ｎａｐ ｏ ｏ ｙ ｅｏ ｕ ｏ ｔ ｅｈ ｄ ａ ｌ ｏ ｑ ｅｃ ｎ ｅｔ ｒｗｉ ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔ ｆｆ ｏ ｏ ｆｅｄｉ ｒ ｔ ｔ ｐ ｆ ｔ ｍｏ ｉ ｙ ｒ ｕｉ ｔ ｒ ｕ ｏ ｖ ｒｅ ｔ ａ ｖ ｃ ｈ
汽 车液 力 变矩 器 的 Ｃ Ｄ优化 设 计 Ｆ
王 柯 ， 张 敏 ， 萍萍 房
液力变矩器减速器效率提升途径1
液力变矩器减速器效率提升途径1液力变矩器是一种常用于汽车和工程机械中的传动装置，其作用是在引擎和传动系统之间传递动力并且实现变速。
然而，液力变矩器在传递动力的过程中会出现能量损耗，导致效率较低。
本文将探讨一些液力变矩器减速器效率提升的途径。
一、液力变矩器的工作原理在介绍减速器效率提升的途径之前，我们首先需要了解液力变矩器的工作原理。
液力变矩器由泵轮、涡轮和导流叶轮组成。
当发动机工作时，液力变矩器的泵轮会带动液体流动，流动的液体会带动涡轮旋转，从而传递动力。
然而，在传递动力的过程中，液体的流动会产生内部摩擦和涡轮的漩涡损失，导致液力变矩器的效率降低。
二、液力变矩器减速器效率提升的途径为了提高液力变矩器的效率，可以采取以下措施：1. 优化设计液力变矩器的设计对其效率有着重要影响。
减小液力变矩器的尺寸和重量，增加叶轮的数量和强度，优化涡轮和泵轮的叶片形状等都是提高效率的关键。
此外，选择合适的液体流量和液体压力也是设计中需要考虑的因素。
2. 提高液体的润滑性能液体的润滑性能对液力变矩器的效率有着直接的影响。
使用高粘度的液体可以减少内部摩擦，提高传递动力的效率。
此外，定期更换液体，保持液体的清洁度和品质也是提高效率的重要步骤。
3. 采用新材料和新工艺新材料和新工艺的应用可以提高液力变矩器的效率。
比如，采用轻质高强度的材料可以减小液力变矩器的质量，减少惯性损失；采用先进的加工工艺可以提高叶轮的表面光滑度，减少摩擦损失。
4. 增加液力变矩器的锁定离合器液力变矩器的锁定离合器可以在高速状态下将泵轮和涡轮锁定在一起，减少涡轮的漩涡损失，提高效率。
当车辆运行在稳定的高速状态时，锁定离合器可以有效地提高液力变矩器的传动效率。
5. 结合其他传动装置为了提高整体传动系统的效率，可以将液力变矩器和其他传动装置结合使用。
比如，在汽车中，结合液力变矩器和多段自动变速器可以实现更精确的变速和更高的传动效率。
三、结论液力变矩器减速器效率的提升是提高汽车和工程机械传动效率的重要途径。
液力变矩传动系统动力学特性分析与优化研究
液力变矩传动系统动力学特性分析与优化研究引言液力变矩器是一种常见的动力传动装置，广泛应用于汽车、船舶等领域。
本文将对液力变矩传动系统的动力学特性进行分析与优化研究。
第一部分：液力变矩器的基本原理液力变矩器是利用动能转化原理，通过液体的转动运动将动力传递到不同的部件。
它由泵、涡轮和导向叶片等组成。
泵和涡轮通过液体的转动来传递动力，而导向叶片则负责控制流体的流向和功率输出。
这种设计使得液力变矩器在启动、换挡等工况下能够提供较大的弯矩，并能在变速比范围内实现无级变速。
第二部分：液力变矩器的动力学特性分析为了更好地理解液力变矩器的工作原理，我们首先需要对其动力学特性进行分析。
液力变矩器的主要动力学特性包括传动效率、传递功率和变速比范围等。
1. 传动效率液力变矩器的传动效率是指输入轴功率与输出轴功率之间的比值。
在实际应用中，液力变矩器的传动效率通常较低，特别是在高负荷工况下。
这是由于液力变矩器内部存在液体的粘滞阻力，导致能量损失较大。
2. 传递功率液力变矩器的传递功率取决于液体的流量和压力。
当液体流量增大或压力增加时，传递功率也随之增加。
传递功率的大小对于液力变矩器的工作效果和实际应用非常重要。
3. 变速比范围液力变矩器的变速比范围是指变速器可实现的最大速比与最小速比之间的比值。
较宽的变速比范围可以提供更好的车辆性能和操控性能。
在实际应用中，优化液力变矩器的变速比范围是提高整体性能的重要方面之一。
第三部分：液力变矩器的动力学特性优化研究为了进一步提高液力变矩器的性能，研究人员进行了大量的优化研究工作。
下面将介绍一些常见的优化方法。
1. 翼轮优化翼轮优化是改善液力变矩器性能的重要手段之一。
通过优化翼轮的叶片形状和布置方式，可以改善流动特性，提高流量和压力特性。
2. 液体优化优化液体的性质是另一个改善液力变矩器性能的关键方面。
调整液体的黏度、温度和润滑性能等参数，可以降低能量损失和传动效率。
3. 控制系统优化控制系统优化是提高液力变矩器动力学特性的重要途径。
液力变矩器的热管理系统设计
液力变矩器的热管理系统设计液力变矩器（torque converter）是一种常见于自动变速器中的机械设备，它能够通过液力传递动力并调节扭矩的输出。
在汽车工程中，液力变矩器的热管理系统设计至关重要。
本文将探讨液力变矩器热管理系统的设计原则和方法。
首先，我们需要了解液力变矩器的工作原理。
液力变矩器通过液体的流动来传递动力。
当发动机运行时，动力通过液力变矩器的泵轮（pump）产生旋转，压缩工作介质（一般为自动变速器油）形成高压区域。
高压区域的介质会推动液力变矩器的涡轮（turbine）旋转，从而传递动力给动力传动系统。
液力变矩器中还有一个重要的元件，称为锁定离合器（lock-up clutch），它在一定的条件下可以使泵轮和涡轮直接连接，减小能量损失并提高燃油经济性。
在液力变矩器的工作过程中，热量是不可避免的产生物。
由于液力变矩器的工作介质在运动过程中会受到摩擦和压力的影响，会导致部分动能转化为热能。
如果热量不能得到有效的散热和管理，液力变矩器的工作效率会降低，甚至可能对设备的寿命和安全性造成负面影响。
因此，设计一个有效的热管理系统对于液力变矩器来说至关重要。
在设计热管理系统时，首先需要考虑的是冷却系统的设计。
冷却系统主要通过流动的冷却介质来吸收液力变矩器中产生的热量。
一种常见的设计方法是采用液体冷却器（liquid cooler），它通过外部的风冷或者水冷系统来冷却液力变矩器中的工作介质。
冷却器可以位于汽车的前部，利用风力进行散热，或者安装在发动机冷却系统中，利用水冷进行散热。
冷却系统的设计需要考虑到液体的流动速度、冷却面积和散热介质的选择等因素。
除了冷却系统，热交换系统也是液力变矩器热管理的重要组成部分。
热交换器（heat exchanger）可以将液力变矩器中产生的热量传递给其他部分，从而降低液力变矩器的工作温度。
热交换器可以使用液体-液体的热交换器，通过工作介质的流动来进行热量交换；也可以采用液体-气体的热交换器，通过液体和空气之间的热量传递来进行热管理。
液力变矩器设计
3.7132
3.7132 0.892 2.8212
将此改变量分成十份，其中九份各占10.5％，一份占5％划分，并 给出各元线的 u r 值。元线（9）与（10）之间的增量为5％，以减小 液体在叶片出口处的能量增量及其涡流损失。 设计流线上每一点的相应叶片角
为了确定元线与内环之交点处的叶片角 c ，采用按反势流分布的
设计流线 上的 105° 105°9´ 105°21´ 105°30´ 105°48´ 106°6´ 106°40´ 107°22´ 108° 108°58´ 110°
外环上的
s
内环上的
c
102°10´ 103°28´ 104°30´ 105°18´ 106° 106°36´ 107°22´ 108°12´ 108°59´ 110°5´ 111°9´
直径之比较小，泵轮和涡轮形状较扁平，叶片形状可设计成接近于流 线型和圆柱形，便于铸造时用叶片为模具制作型芯，提高生产率。 （3）半蛋形循环圆 叶片弯曲比较大的涡轮和导轮布置在直线部 分，一般为流线型的圆柱形叶片，这样可以用铣削加工的方法制造工 作轮，以提高叶片和流道的表面质量，从而提高液力变矩器的效率。 （4）长方形循环圆 常见于机车型液力变矩器。涡轮和导轮一般 均布置在循环圆的直线段，以便于采用铣削加工叶片工作轮，以提高 变矩器的效率。 后两类循环圆形状适用于离心式涡轮单级液力变矩器和多级液 力变矩器。 叶轮型式及排列位置 由于在循环圆中的排列位置的不同，变矩器有下列几种形式的工 作轮。 （1）径流式 液流沿着叶片半径方向流动。离心式工作轮；向心式工作轮。径 流式工作轮均为单曲叶片（圆柱形叶片）。 （2）轴流式 液流在叶片流道内轴向流动。
107°16´ 106°36´ 106°5´ 105°42´ 105°34´ 105°34´ 105°54´ 106°25´ 106°55´ 107°46´ 108°44´
(二)液力变矩器水力设计思路与方法简介
液力变矩器水力设计思路与方法简介1 现代设计方法简介液力变矩器的设计主要是指变矩器的循环圆设计、叶片设计以及相关机械零部件的设计。
由于叶片直接影响到变矩器的性能，因而是设计的关键。
叶片的设计方法通常有统计经验法、相似设计法和理论设计法三种。
由于液力变矩器是一种结构复杂的多级透平机械，其设计理论还不完善，鉴于其内部流场的特殊性和复杂性，基于束流理论建立起来的液力变矩器的传统设计方法到今天依然有着一定的工程实用价值。
液力变矩器的设计方法，正逐渐由传统设计方法向现代设计方法转变。
现代设计方法是以CAD-CFD 技术为基础，利用CAD 技术实现过流部件的造型并完成流道的三维造型，利用CFD 技术分析其内部三维流场及性能预测。
在此指导下，对几何尺寸进行优化，可得到各项性能更佳的液力变矩器。
采用现代设计方法缩短了设计周期，减少了设计费用，为该行业的健康发展起到了较大的促进作用。
CAD-CFD 系统设计方法可参照图1.1的过程进行。
开 始水力设计结 束三维实体造型分析满意吗满意吗图1.1 水力机械的现代设计过程基于以上优点，所以我们采用CAD-CFD 系统设计方法来完成液力变矩器的设计。
2 研究方案的制定YS355：圆形循环圆，叶片几乎充满循环圆。
本次设计采用的是分工合作方法，我的任务是设计涡轮叶片。
2.1主要原始参数涡轮叶片进、出口角研究方案分别是38°、155° 。
叶片出口角应根据泵轮进口撞击损失最小来设计，进口角研究方案初定为90°，且所有叶片进口做成比较适合进流的圆弧进口边。
叶片总数目为38片。
2.2主要研究内容和路线1.以Auto CAD和Solidworks软件为工具，研究三维非规则实体的准确造型技术，实现对叶轮和过流部件及其三维流动计算域实体的准确几何造型。
2.以FLUENT软件为工具，对流场进行CFD计算分析，FLUENT采用的是有限体积法。
3.模拟计算域为单个叶轮的一个叶片间流道的流场，主要用来计算分析叶片间流道内的流场分布情况。
液力变矩器模具设计参数化
采用仿真技术对设计进行验证，检查干涉、强度等方面的问题， 确保设计的可行性。
设计结果分析
模具结构分析
对生成的模具结构进行详细分析，包括尺寸、精度、装配等方面， 以确保满足生产需求。
性能评估
通过仿真分析和实验验证，对模具的性能进行评估，包括刚度、强 度、耐磨性等方面。
设计效率评估
比较参数化设计与传统设计的效率，分析参数化设计在缩短设计周期 、提高设计质量方面的优势。
参数化设计的优势与不足
• 易于优化和改进：参数化设计可以通过参数调整 来实现设计的优化和改进，为产品的升级和迭代 提供了便利。
参数化设计的优势与不足
不足
• 技术难度高：参数化设计需要较高的CAD软件操作技巧和参数化设计技术，对设计人员 的技术水平要求较高。
• 数据管理复杂：参数化设计涉及大量的设计参数和数据管理，需要建立完善的数据管理系 统，否则易造成数据混乱和丢失。
03
参数化设计方法与技术
参数化设计的概念
定义
参数化设计是一种基于约束的设计方 法，通过设定参数和约束条件，实现 设计方案的自动化生成和优化。
目的
参数化设计的目的是提高设计效率， 减少人工干预，同时保持设计的灵活 性和可变性。
参数化设计的关键技术
约束求解技术
通过高效的约束求解算法 ，快速求解设计参数在满 足约束条件下的最优解。
对未来工作的展望与建议
展望
• 推广应用：将参数化设计方法推广到更多的液力变矩 器模具设计和相关领域，提高设计效率和质量。
• 技术创新：继续深入研究参数化设计技术，探索新的 设计方法和工具，推动技术进步和创新。
建议
• 加强技术培训：对设计人员进行参数化设计技术的培 训和提升，提高技术水平和应用能力。
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
液力变矩器焊接工艺参数的计算机优化
液力变矩器焊接工艺参数的计算机优化液力变矩器是传动系统中的重要组成部分，而焊接则是液力变矩器制造过程中必不可少的工艺之一。
液力变矩器的性能和使用寿命都与焊接工艺有着密切的关系，因此，优化液力变矩器焊接工艺参数具有重要的意义。
本文将介绍液力变矩器焊接工艺参数计算机优化的原理和方法。
液力变矩器的结构和工作原理液力变矩器是一种利用液体传动动力的变矩装置，通过离合器将发动机的输出轴与液力变矩器连接起来，使动力能够传递到车轮上。
液力变矩器包含了泵轮、涡轮和扭力器，其中涡轮和泵轮通过液体的转动传递动力，而扭力器则充当变矩器的作用。
流体力学原理表明，液力变矩器的输出转矩与输入转矩之比由液体在装置内部的流动状态决定。
因此，在液力变矩器的制造过程中，焊接是一个至关重要的工艺环节。
液力变矩器焊接的过程液力变矩器的焊接包括两个重要的部分：扭力器的焊接和泵轮涡轮的焊接。
扭力器是液力变矩器的功能核心，其关键部件是扭力转移杆，其主要功能是传递动力并承受转矩。
泵轮和涡轮的焊接则是确保液体能够流畅地通过液力变矩器，并将动力输出到轴上的关键工艺。
在扭力器的焊接过程中，通常考虑使用惯性离心转动焊接技术，而泵轮涡轮的焊接则可以采用 Inconel 钟乳龄自动焊接技术。
焊接工艺参数的计算机优化液力变矩器焊接过程中的工艺参数对焊接质量和设备性能有着决定性的影响，因此，采用计算机优化方法对液力变矩器焊接工艺参数进行优化，是一种有效的方法。
计算机优化方法的基本流程包括以下几个步骤：1. 模型建立根据液力变矩器的结构和工艺参数，建立相应的数学模型。
模型建立的关键在于选择合适的模型参数，通常包括焊接速度、喷丝参数、气氛参数、焊缝形状、焊接厚度等。
2. 实验设计通过正交试验或全因素试验等方法，确定实验样本及其组合方式。
实验设计的目的是确定不同工艺参数之间的相互作用关系，以及各参数对焊接质量的影响程度，为优化工艺参数提供理论依据。
3. 实验数据处理对实验数据进行统计分析，利用多元回归分析等方法分析不同工艺参数之间的关系。
液力传动系统设计与优化
液力传动系统设计与优化导言液力传动系统是一种基于液体进行能量转换和传递的机械传动系统，广泛应用于工业生产、交通运输和能源等领域。
本文将探讨液力传动系统的设计原理和优化方法，从而提高系统的效率和可靠性，实现节能和环保的目标。
一、液力传动系统的工作原理液力传动系统由泵、液力变矩器和液力偶合器组成。
泵通过驱动装置产生的机械能将液体送入液力变矩器，液力变矩器将输入的机械能转化为液力能，并将其传递给输出轴。
液力偶合器通过调节液力传递的程度来实现输入和输出轴之间的连接和分离。
液力传动系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：首先，泵将液体送入液力变矩器的泵轮，泵轮通过运动将液体离心分离，形成高压区域；然后，液体通过涡轮进入液力变矩器的涡轮，涡轮受到高压区域的推力而转动，从而转化为机械功；最后，输出轴通过液力偶合器与涡轮相连，将涡轮的机械功传递给输出轴。
二、液力传动系统的设计优化设计液力传动系统时，需要考虑以下几个因素：效率、传动比、可靠性和附加器件的设计。
优化液力传动系统的设计可以通过改进这些因素来实现。
1. 效率优化液力传动系统的效率是指输入和输出之间能量转换的比例。
为了提高系统的效率，可以采取以下措施：选择合适的泵和涡轮材料、减少泵和涡轮的摩擦损失、优化涡轮的几何形状以减少涡轮流阻、增加液力变矩器的工作效率等。
2. 传动比优化传动比是指液力传动系统中输入速度和输出速度之间的比例关系。
传动比的选择决定了系统的输出扭矩和速度。
通过合理设计泵轮和涡轮的尺寸和齿数，可以实现不同传动比下的液力传动系统性能优化。
3. 可靠性优化液力传动系统的可靠性是指系统在工作中的稳定性和耐久性。
为了提高系统的可靠性，可以采取以下措施：选择高品质的材料和零部件、进行合理的冷却和润滑、定期检查和维护等。
4. 附加器件的设计优化液力传动系统常常需要配备附加器件，如冷却系统、润滑系统和控制系统等。
这些附加器件的设计对于系统的整体性能和可靠性至关重要。
液力变矩器模具设计参数化研究(1)
液力变矩器模具设计参数化研究1概述液力变矩器通过近百年的开展，由于具有其它传动元件不可替代的优良特性，人们对其设计、制造的理论和方法有了不断深进的研究。
近年来，许多现代化的设计方法、计算手段及制造设备都被应用到液力变矩器的研究领域中。
工作轮是液力元件中传递和变换能量的要紧零件，其制造质量直截了当碍事液力元件的工作性能和可靠性。
工作轮是叶轮，外形对比复杂，制造尺寸和粗糙度要求都对比高，因此制造难度较大。
液力变矩器模具的参数化研究基于UG软件的用户图形交互语言GRIP之上，研究利用液力变矩器的结构几何参数进行其金属模具的计算机辅助设计，目的在于全面提高液力变矩器的制造水平，缩短研制周期，落低研制本钞票，加快产品的更新换代，提高液力变矩器的性能指标。
由于液力变矩器的结构形式及应用场合不同，其叶轮的制造方法可分为两大类：〔1〕组装式，叶轮的内环、外环及叶片分不采纳金属板冲压或铣制而成，然后用焊接、铆接的方法将三局部组成完整的叶轮。
该方法具有单件本钞票低，加工精度高和流道的外表粗糙度低的优点，但工装本钞票高。
〔2〕整体铸造式，叶轮的内环与外环直截了当由模具浇注成一体，一般是铸铝件，依据形成流道的型芯的制造方法不同分为整体型芯法及组合型芯法，适用于具有空间曲曲折折曲曲折折折折面外形且不等厚叶片的叶轮制造[2]。
本文研究整体式铸造方法。
液力变矩器的流道是由叶片的工作面和反面及工作轮的内环面和外环面围成的，在工作轮的铸造过程中，流道即为砂芯所占的空间，因此制芯模具应包含叶片及工作轮的内外环特征。
制模时首先要制作出工作轮内环和外环的两个模具，然后利用模具铸造出叶片，在叶片上做上两个定位销。
组装时先将叶片安装在外环上，再把内环的模具装上即可用来制芯。
有了砂芯，再具备用于产生外部外形及厚度的外模体和内模体就能够铸造工作轮了。
在整个制模过程中，型芯的制造是铸造过程中的要害技术，传统方法加工叶片型面多为钳工修锉。
提供叶片外表数据是一项作图量和数据量都特别大的繁杂工作，加工过程费时吃力，受工人的经验碍事特别大，精度难以保证。
液力变矩器生产布局优化设计
液 力变 矩 器 生产 布 局 优 化 设 计
陈 昌尾 ， 一 ， 蒋 祖 华 ， 林 义
（ １ ． 上海交 通 大学 ， 上海． 中 国船 舶重 ７ － 集 团公 司第七 一一研 究所 ， 上海
２ ０ １ １ ０ ８ ）
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ ； Ｔ Ｂ ４ ９ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ０ ８ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ７ ２ — ０ ３
Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ Ｔｏ ｒ ｑ ｕｅ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ Ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ｈ ｏ ｐ Ｌａ ｙ ｏ ｕｔ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
实 际条 件 ．制 定变 矩器 的 工艺 战 略为 所有 零部 件 均外
品． 特 别 是 高 端 大 功 率液 力 变 矩器 的研 发 、 生产 、 销 售
等 。 随着 近年 工程 机 械 、 石油 装备 、 海工 装备 的快速 发
购或 外 协 ． 自己承担 装 配及 试验 过 程 ． 即控 制 总装 和 总
Ｏ 引 言
中国船 舶 重工 集 团公 司第 七一 一 研究 所 下属 业务 部 门— —通 用 产 品部 是 一 家 致 力 于 液 力 传 动 机 械 产
２ 业 务 流 程架 构
从 生产 能 力 、 专 门技 能 或 工艺 技 术 、 质量考虑、 需 求 特性 、 成本、 市 场 等各 方 面 因 素 出发 ， 以 及科 研 企 业
要： 该文利用工业工程思想 ， 突 破传 统 布 局设 计 观 念 ， 使用系统布局 （ Ｓ Ｌ Ｐ ） 方 法 优 化 原 变 矩 器 生 产 车 间 布局 ， 取 得 良好 的 效 率 和 经
液力传动系统的优化设计与能量控制
液力传动系统的优化设计与能量控制引言:液力传动系统是一种基于流体动力学原理工作的传动系统。
它具有结构简单、扭矩大、传动平稳等优点，在工业生产中得到广泛应用。
然而，由于液力传动系统涉及流体的供给、能源的利用等方面的问题，其设计和能量控制面临一些挑战。
本文将探讨液力传动系统的优化设计与能量控制方法。
液力传动系统的基本原理:液力传动系统通过流体在容器内流动来传递功率。
其中，液压泵将机械能转化为压力能，并通过液力传动装置传递给负载。
液力传动装置包括液力耦合器和液力变矩器。
液力耦合器通过将动力输出轴与输入轴连通，实现起动和平稳传动。
而液力变矩器通过改变流体流动的阻力来调节输出扭矩，实现变速和调速功能。
液力传动系统的优化设计:1. 流体供给系统的优化:流体供给系统是液力传动系统的重要组成部分。
通过改善流体的供给方式和控制流体的流速和流量，可以提高液力传动系统的效率和性能。
例如，采用高效的泵和阀门，减少流体泄漏和能量损失。
此外，合理的流体冷却系统也可以提高系统的工作效率。
2. 结构设计的优化:液力传动系统的结构设计直接影响系统的性能和工作效率。
在设计过程中，应考虑传动装置的布置、零件的选材和加工精度等因素，以提高系统的可靠性和效率。
例如，通过减少传动装置的内部摩擦和泄漏，改进轴承和密封件的设计，可以减少能量损失和提高系统的工作效率。
3. 控制策略的优化:液力传动系统的能量控制是提高系统效率的关键。
采用合理的控制策略可以降低能量消耗和损失。
例如，可以通过调整液力变矩器的流体阻力，实现输出扭矩的精确控制。
此外，通过使用先进的感知和控制技术，如传感器和反馈控制器，可以实时监测系统的状态，并根据需要进行调整。
液力传动系统的能量控制方法:1. 流量控制:通过控制液力泵的流量，可以实现对液力传动系统的扭矩和速度的调节。
例如，增加液力泵的排量可以提高系统的输出功率，同时增加液体的流动速度可以提高系统的工作效率。
2. 温度控制:液力传动系统在工作过程中会产生一定的热量，对热量进行有效的控制可以提高系统的效率和可靠性。
液力变矩器的设计方法
液力变矩器的设计方法根据原始资料、设计要求和达到目标的不同，设计方法可分为三种。
1.相似设计法2.经验设计法3.理论设计法液力变矩器设计主要只变矩器循环圆设计、叶片设计以及一些关键部件的设计。
（1）传统设计方法主要步骤● 1.循环圆设计● 2.叶片角度设计● 3.叶型设计● 4.改进设计（2）理论设计方法类型分为两大类型：相对参数法；优化设计法（3）液力变矩器的优化设计● 目标函数与设计变量1.计算工况*i 对应的效率*y η 2.高效区宽度p d3.高效区内效率曲线iy η与高效效率py η包围的面积S4.计算工况*i 对应的能容系数*BY λ5.起动变矩系数oy k以上五种均为单目标函数。
● 约束条件目标函数取决于变量设计，但实际问题中，变量的取值范围是有限制的，这就是约束条件。
在这里有显约束与隐约束两种。
1、显约束显约束是对设计变量的直接限制1）叶片角n β2）导轮出口相对半径DZ r3）涡轮出口相对半径TZ r2、隐约束隐约束是对设计变量的间接限制1）oy k2）*BY λ3）*ByT4）* i综上可见，正确的约束不仅可以对多目标函数优化中的次要目标函数，给予其适当的最优化值估计，将其转化为约束处理，从而将多目标函数优化，变为单目标函数处理，得出整个设计可以接受的相对最优解；而且由约束条件规定的可行域，大大缩小了对变量盲目搜索的范围，一最快的运算速度获得最优解。
液力变矩器参数对性能的影响1 内部参数*q对性能的影响2 几何参数对性能的影响几何尺寸在这里指各工作轮进、出口半径、相对面积s和循环圆形状、进、出口半径对转矩、流量和流速的影响，从相应的公式均有直接反应。
涡轮进、出口半径位置变化，对流量特性有重大影响。
泵轮的出口半径应尽可能大，进口半径应尽可能小，这样不仅使工作轮获得较大的转矩，还可以提高泵轮的工作能力，减小泵轮进口处的相对速度，降低叶道扩散度，提高泵轮效率。
3 叶片角对性能的影响这里指各工作轮最佳的进出口参数1、导轮出口角2Dβ图1 性能参数随2Dβ变化关系2、泵轮出口角表1向心涡轮液力变矩器参数对性能的影响和选择范围表1 向心涡轮液力变矩器参数对性能的影响和选择范围循环圆设计1、液力变矩器循环圆定义过液力变短器轴心线作截面，在截面上与液体相接的界线形成的形状，称为循环圆。
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液力变矩器的设计与优化
液力变矩器是一种广泛应用于汽车和工程机械中的重要传动装置。
它的主要作
用是实现发动机的平稳启动和转速的调节，提供给车辆或机械合适的扭矩输出。
在本文中，我将探讨液力变矩器的设计与优化，以及其对传动性能的影响。
首先，我们来看液力变矩器的设计。
液力变矩器由泵轮、涡轮和导向叶轮组成，其中泵轮与发动机输出轴相连，涡轮与变速器输入轴相连，导向叶轮则固定在液力变矩器的外壳上。
液体通过泵轮被抽送到涡轮中，由涡轮的作用产生的扭矩传递给变速器。
在设计过程中，需要考虑液体的流动、转矩变化以及液体动力损失等因素，并通过计算和模拟来优化液力变矩器的性能。
液力变矩器的性能优化主要有两个方面。
首先是启动性能的优化。
液力变矩器
在汽车启动时起到了关键作用，它需要提供足够的扭矩输出以克服发动机的惯性阻力和车辆的起动阻力。
为了实现优秀的启动性能，液力变矩器需要有合适的液体流动特性和转矩传递特性。
通过调整泵轮和涡轮的叶片几何形状以及导向叶轮的位置，可以实现更好的启动性能。
此外，优化液体流动路径和增加液体的流量也会显著改善启动性能。
另一个重要的方面是转速调节性能的优化。
液力变矩器在车辆行驶过程中需要
根据驾驶员的需求来调整发动机的转速，以实现理想的加速和行驶稳定性。
液力变矩器的转速调节性能取决于其液体流动和扭矩传递特性。
通过合理设计泵轮和涡轮的叶片几何形状和数量，可以实现更好的转速调节性能。
此外，优化液体流动路径和减小液体的动力损失也会有助于提高转速调节性能。
除了设计方面的优化，还可以通过液力变矩器的参数选择来进一步改善其性能。
例如，可以调整液体的黏度、密度以及液体的工作温度等参数。
合理选择这些参数可以提高液力变矩器的效率和性能稳定性。
然而，虽然液力变矩器在传动系统中扮演着重要的角色，但它也存在一些不足之处。
首先是液力变矩器的效率相对较低。
由于液体的动力损失和涡轮的转速与泵轮的转速之间存在差异，液力变矩器的效率不如其它传动方式高。
其次是液力变矩器的负载能力相对较小。
由于涡轮和泵轮之间的液体流动速度不断变化，液力变矩器在高负载情况下容易过热和损坏。
为了克服液力变矩器的缺点，一些新的传动技术也在不断发展。
例如，自动离合器和双离合器传动系统可以提供更高的传动效率和负载能力。
此外，电动驱动技术和混合动力技术也在逐渐应用于汽车传动系统中。
总之，液力变矩器是一种重要的传动装置，其设计和优化对于汽车和工程机械的性能至关重要。
通过合理的液体流动和转矩传递特性的设计，以及合适的参数选择，可以实现液力变矩器的良好性能。
然而，鉴于其效率和负载能力的局限性，我们也需要不断探索和发展新的传动技术以满足不同需求的应用场景。