液力变矩器泵轮内流场非定常流动现象研究

液力变矩器内部为复杂的三维非定常湍流流动,为分析变矩器泵轮内部三维非定常流动特性,建立液力变矩器非定常计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真分析模型,并通过激光多普勒测速(Laser Doppler anemometry,LDA)技术手段对该模型进行验证分析。研究泵轮转速800 r/min,速比为0.6工况下,不同涡轮和导轮位置,对于泵轮内流场非定常流动现象的影响。结果表明:该非定常CFD模型结果与LDA测试结果相吻合,且能够较为准确地反映泵轮内流场非定常流动状态,作为泵轮流场的上游,相对于涡轮对泵轮内部流动的影响,导轮对泵轮内流动状态的影响较大,并主要影响泵轮入口面附近。涡轮主要影响泵轮内流场中间面到出口面的尾流低速区,但影响幅度相对于导轮较小。     

风力机与液力变速传动装置匹配工作特性研究

通过对液力变速传动装置应用于风力发电系统运动规律的分析,得到了适应变化的风轮转速、保持恒定发电机输入转速的风轮转速与液力变矩器涡轮输出转速应保持的关系。根据传动系的功率分流原理及能量平衡方程,推导了液力变矩器泵轮输入功率占风轮功率的比例以及液力变速传动装置的总体传动效率关系式。结合风力机特性进行了液力变矩器涡轮输出工作特性的分析,综合评价了影响传动效率的主要因素。针对低转速比和高转速比两种型号的液力变矩器进行了系统的匹配计算,为液力元件的选型与设计、差动轮系及定轴轮系关键结构参数的选取提供了参考。
     

压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响分析

以L820运转液力变矩器为研究对象,运用CFD方法对其进行数值模拟,分别对设置与忽略进出口压力边界条件时方形腔液力变矩器的变矩比、效率和泵轮转矩系数等原始特性参数进行计算。将仿真计算结果与试验数据进行对比、分析,得出当忽略进出口压力边界条件时,方形腔液力变矩器特性参数的计算结果误差较大,而在设置进出口压力边界条件后,其计算结果的准确度得到了大大地提高。针对压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响进行研究,有效地提高了方形腔液力变矩器CFD计算的准确度,对方形腔液力变矩器的开发、设计具有一定的指导意义。     

液力传动通俗技术讲座 第六讲——液力变矩器的特性

第六讲 液力变矩器的特性 为了完整地说明一个传动装置的性能,通常要应用它的性能参数间的若干函数关系。这些函数关系被称为特性,用以表达特性的曲线图形称为特性曲线。表达波力变矩器性能的特性和特性曲线有如下几种。 一、液力变矩器的内特性 液力变矩器的内特性是指泵轮转速n_B为某定值时,工作腔内下列特性参数与涡轮转速     

基于CFD的液力变矩器内部流场分布特征研究

为提升液力变矩器性能,需要进一步研究液力变矩器内部流动,获取流动特征规律。针对某型液力变矩器进行不同速比下内部流场的CFD数值模拟,并分析其流动现象,得出该变矩器内流场中流动状态的速度、漩涡的分布规律。结果表明,流体的相对速度随速比升高有下降趋势,漩涡结构随速比增大而增大。相同速比下,不同叶轮中、不同弦面的流体出现不同类型二次流。通过CFD研究发现二次流主要出现在泵轮和导轮中,其中叶轮进出口处漩涡湍动能较高,能量损失较大。流场分布规律研究可以指导液力变矩器设计,使流场分布合理并且减少二次流等现象,对提高液力变矩器的效率有重要意义。     

高功率密度液力变矩器空化特性研究

高功率密度液力变矩器由于其内部流速高、局部压力低而易出现空化现象,导致其液力性能恶化。针对液力变矩器内空化现象进行试验及数值研究,通过对不同转速、不同速比及不同补偿油压力下液力变矩器性能测试,获得空化随工况及供油条件变化规律。构建基于Rayleigh-Plesset的全流道瞬态空化仿真模型对不同工况下液力变矩器内部两相空化流动进行预测,利用应力混合涡模拟湍流模型精确捕捉涡流状态,实现对有/无空化下液力变矩器内部流场及液力特性的计算。结果表明,液力变矩器在高泵轮转速、低速比及低补偿压力下容易发生空化,空化程度随着速比的下降而升高,在起动工况时达到最大。在空化工况下,液力变矩器导轮流道内产生大量空泡,空泡阻碍油液流动,导致循环流量降低,进而使液力变矩器传递功率的能力下降,起动工况下能容系数降低高达31%。全流道瞬态空化模型能够实现液力变矩器空化特性的精确预测,对变矩比、能容系数及效率的最大预测误差由无空化的30%降低至5%。     

超高速涡轮泵等效流体阻尼研究

为提高超高速涡轮泵的设计强度可靠性，对离心泵在零流量工况下的受力进行研究，分析冲击式涡轮的气动原理，得到不同气源压力下涡轮的瞬态驱动力矩；简化零流量工况下离心泵在流体中的多种阻力损失，提出等效流体阻尼，通过试验数据拟合方法得到等效流体阻尼系数，从而得到不同离心泵结构的等效流体阻尼力矩表达式，为超高速涡轮泵设计分析提供参考，具有实际工程意义。     

一种新型液力变矩器变矩性能的研究

研究新型液力变矩器变矩性能问题。液力变矩器可以实现自动变速,但是传统液力变矩器变矩范围小,必须与机械变速箱配合使用才能满足汽车变速的需求。针对上述问题,提出一种泵轮、涡轮、导轮沿径向分布的新型液力变矩器,并分析其工作原理和变矩性能。针对性地建立新型液力变矩器的计算流体力学(CFD)模型,并对不同速比工况进行计算。分析了优化后变矩器流道中间面流线分布情况、叶片表面压力分布情况,着重分析了不同工况时的变矩比,并进行试验研究。结果表明新型液力变矩器内部可以形成完整的椭圆形循环圆,工作液流可沿设计路径作用于叶片工作面,变矩范围增加明显,起动性能良好。研究结果可为液力变矩器变矩结构性能优化设计提供一定的参考依据。     

基于极限学习机法的液力变矩器性能预测

为了解决一维束流理论性能预测精度低和三维流场仿真计算性能预测耗时长的问题,提出了一种基于极限学习机法的液力变矩器性能预测方法。首先,为了提高改型设计效率,构建了液力变矩器参数化流道模型,并进行了仿真和试验验证。其次,基于三维流场仿真计算和正交设计对选取的设计参数进行灵敏度分析,应用筛选出的关键设计参数建立性能预测试验样本。最后,基于极限学习机法分别构建液力变矩器失速泵轮转矩系数、失速变矩比和最大效率性能预测模型,并对性能预测精度进行评估。结果表明,构建的各性能预测模型均具有较高的性能预测精度,满足液力变矩器性能预测需求。该方法不仅为液力变矩器性能预测提供理论参考,而且为进一步性能优化设计提供了数学模型基础。     

拉延筋对冲焊型液力变矩器内流特性影响规律研究

为抑制钣金冲压起皱和破裂现象,通常在冲焊型液力变矩器泵轮和涡轮叶片中部开设拉延筋。针对具有多种布筋形式的拉延筋叶片的不同流道结构分别进行流场数值模拟,获取流动参数在不同叶栅流道内的分布趋势,分析拉延筋布筋形式对液力变矩器原始特性和叶片结构表面压力载荷的影响规律。由分析比较计算结果可知,叶片开设拉延筋的凸模方向的变化对冲焊型液力变矩器的工作变矩比和效率影响较小,且在泵轮与涡轮叶片均开设拉延筋的情况下,当拉延筋凸模方向与对应叶轮叶片凸面法向一致时会导致泵轮转矩系数上升。当拉延筋凸模方向与泵轮叶片凸面法向一致时会导致泵轮叶片载荷上升,涡轮叶片载荷高幅值区域向叶片入口处移动,影响叶片表面油液载荷分布。     

动力传动系统变矩器输入转矩测定方法研究

提出通过采集液力变矩器泵轮与涡轮转速，利用液力变矩器固有特性，经计算得到工作过程中发动机输入到液力变矩器泵轮上转矩及涡轮负荷转矩的新方法。该方法不采用转速转矩传感器，而采用磁电式转速传感器，传感器体积小、传感器布置方便、测点可选择性强。经实验验证本方法准确可行，且测量精度较高，可用于实车中发动机输入到液力变矩器泵轮上静态与动态转矩的测定。     

逆向工程技术在液力变矩器泵轮设计中的关键应用

采用硅胶灌注的方法获得泵轮叶片模型。利用反求设计建立了液力变矩器泵轮三维模型,并进行了相关的数值计算。     

TL180推土机液力变矩器常见故障分析

液力变矩器是通过液体传递能量的机构,主要由三个具有一定弯曲角度的叶片工作轮构成(即泵轮、涡轮、导轮)。液力变矩器故障主要有单向离合器损坏、叶片损坏、液力传动油泄露和变质导致的机械故障。因此,在利用其结构特点时,灵活分析、排除故障。本文在介绍液力变矩器的结构、工作基本原理的基础上对4种常见故障表象、故障分析原因和排查管理方法进行了系统阐述,并提出了“五定、一禁”的使用维护方法。     

YJH315型液力变矩器同轴度控制分析及思考

YJH315型液力变矩器广泛应用于ZL30装载机和CPCD35液力叉车等工程车辆中,其同轴度精度直接影响着传动系统的使用寿命和可靠性。针对YJH315型液力变矩器,分析了其在生产过程中同轴度误差的产生原因及其控制方法,认为泵轮和前罩工件状态、总成焊机机械系统状态、泵轮和前罩的结构是影响变矩器同舟度的三个主要因素,为改进工艺和降低成本提供参考,同时提出可从突破高精度装配技术、高精度成型技术及高精度的机床控制技术三个方面保证变矩器同轴精度。     

单泵驱动双马达速度同步特性分析

在工程机械的行驶机构中常采用单泵驱动双马达的液压系统,在对单泵驱动双马达速度同步可实现负载特性分析的基础上,引入当量负载和当量负载比的概念,进行数学推导,并用Amesim仿真软件进行仿真分析,得出了采用流量均衡控制方法下的马达速度同步的充分必要条件,为需要实现速度同步控制的工程车辆的系统设计及改进提供了帮助.     

阀控充液式液力偶合器瞬态充液流场及转矩特性预测

阀控充液式液力偶合器常被安装布置于刮板输送机的电机与减速器之间,利用其充液调速特性,实现刮板输送机的软启动。为了预测阀控充液式液力偶合器瞬态充液过程的流场及转矩特性,以循环圆直径为500 mm的偶合器为分析模型,应用仿真软件CFX(Computational Fluid Dynamics X),采用非均一化两相流模型与SST(Shear Stress Transport)湍流模型,对充液过程的瞬态特性进行了数值模拟研究,获取了不同工况下的压力场、速度场及转矩值,根据压力、速度分布及变化规律分析了不同工况下泵轮转矩变化趋势,并得到了不同充液率下泵轮转矩系数的拟合公式。结果表明,整体上转矩随着充液率的增大而呈抛物线形式递增,随着速比的增大而减小,并由于环流状态的改变,出现转矩下降速率跌落现象。分析结果预测了阀控充液式液力偶合器的流场及转矩特性,为液力偶合器的使用与设计提供了合理的参考。     

车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度影响研究

车轮多边形是铁道车辆一种常见的非圆化病害,对轮对振动和车辆运行安全有明显的影响。在建立刚柔耦合拖车和动车车辆系统动力学模型基础上,将车轮多边形简化为简谐波并将其考虑为车轮轮径的变化,研究20阶车轮多边形对拖车和动车车轴疲劳强度的影响。结果表明,等效应力幅比值与速度呈非线性关系,且拖车和动车峰值出现位置有所不同,拖车峰值位置出现在速度为225 km/h,对应多边形激励频率432.7 Hz;动车不同截面分别在300 km/h、375 km/h时存在峰值,对应多边形激励频率分别为576.5Hz、721.2Hz。在各峰值位置处,多边形幅值的变化对拖车和动车部分截面的等效应力幅比值均有显著影响。拖车和动车车轴等效应力最大值均位于C截面,并且随着车轮多边形幅值的增加,其等效应力显著增大,超过车轴疲劳强度限值,降低车轴使用寿命。研究结果有助于改善20阶车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度及弹性振动的影响。