大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析

为解决履带车辆大功率液力变矩器在高转速工况下的叶轮强度问题,基于单向流固耦合(FSI)理论,建立了液力变矩器叶轮强度分析模型.采用全局守恒插值算法,实现了流场网格节点上的流体压力载荷到结构网格节点的插值传递.结合惯性离心载荷,采用静力学分析的方法,对某型液力变矩器叶轮,进行了2种载荷共同作用下的有限元强度分析,得到了其...     

液力变矩器直纹叶片造型方法

本文提出了用直纹曲面构造叶片中弧面的方法,导出了叶片角β与曲面参数之间的数学关系。结合液力分析,可以方便地获得液力变矩器的叶片系统。     

液力变矩器循环圆和叶片的计算机辅助设计

该文针对军用车辆、汽车、工程机械等领域广泛应用的向心涡轮式液力变矩器，以一元束流理论、投影于多圆柱面的等角射影原理为基础，建立了液力变矩器循环圆和叶片的计算机辅助设计的数学模型；并在SUN工作站上，利用CAD软件的二次开发语言，编制了相应的程序，实现了液力变矩器循环圆和叶片的人一机交互式图形设计，提高了设计的速度和精度。     

液力变矩器制造误差对其性能的影响

本文通过实例,利用计算机计算、讨论了液力变矩器工作轮各项几何尺寸的误差,叶片角度的误差,以及综合误差对变矩器性能影响的数值范围,提出了对误差限制的参考值,对单级向心涡轮式液力变矩器的设计、制造有一定的参考价值。     

液力变矩器的流量和扭矩的实时监测

车辆起步和换挡过程中液力变矩器涡轮扭矩变化对其舒适性有较大影响.为了在控制模型中精确地计算液力变矩器涡轮的扭矩,以搭载W305型液力变矩器的某轻型越野车为例,根据液力变矩器动态特性方程,搭建了液力变矩器仿真模型,并将液力变矩器的外特性仿真曲线与试验获取的外特性曲线进行了对比,误差小于3%,表明建立的液力变矩器的仿真模型满足滑模观测器的要求.采集试验车发动机转速(即泵轮转速)和输入轴转速(即涡轮转速),建立滑模观测器,观测涡轮扭矩和液力变矩器流量.结果表明,使用滑模观测器能准确地计算液力变矩器涡轮扭矩和流量.该滑模观测器已应用于车辆起步和换挡过程中液力变矩器的控制.     

液力变矩器叶轮能容定向优化反设计方法

为提升液力变矩器性能的同时优化内部流场载荷分布,在对变矩器叶片设计过程中通过对泵轮动力载荷的合理设计,采用反设计方法并基于流场特性对变矩器能容性能进行定向设计,通过优化叶片形状增大液力元件的能容,同时改善流场平顺性。设计结果表明,反设计方法使泵轮能容提升了5.2%,同时内流场施加到叶表的载荷幅值下降了4.9%,反设计方法实现了泵轮能容的定向优化设计。     

液力变矩器流体-固体耦合压力脉动分析

在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与叶轮振动时域特性,对载荷脉动进行频率转换并对叶轮模态进行频域分析。分析表明:涡轮叶片所受压力载荷脉动幅值最大处位于叶片入口与外环连接处;压力载荷脉动与叶片振动的幅值沿叶片入口到出口逐渐减弱,且随着速比升高载荷脉动幅值与叶片振动响应明显减弱;涡轮脉动峰值频率在叶轮第2阶与第3阶模态之间,随速比升高,压力载荷脉动频域幅值明显减弱。     

液力变矩器叶片制作方法研究

本文首先介绍了制作液力变矩器叶片模型的传统方法。接着，提出了利用液力变矩器工作轮模具进行叶片铸造的新方法，用该法制造的叶片具有良好的贴合性。最后，介绍了用计算机建立叶片三维实体模型，并采用数控机床直接进行加工的方法。文中较为详尽地阐述了这些方法，并通过对比得出各种方法的利弊。     

液力变矩器反转工况的计算方法与试验验证

军用履带车辆采用液力传动后,需要解决车辆的辅助制动, 本文在一元束流理论基础上, 利用液力变矩器无因次方程, 研究了综合式液力变矩器反转工况的计算方法, 并利用某军用履带车辆的液力变矩器进行了计算与试验, 依据试验结果对利用液力变矩器反转工况制动的可行性进行了分析．     

闭锁式液力变矩器与发动机的匹配

本文对闭锁式液力变矩器的闭锁过程作了理论分析。从理论上和用液力变矩器与发动机最佳匹配电算程序对实例计算来分析研究闭锁式液力变矩器的直径和闭锁点的合理选择。     

液力变矩器叶片参数的正交试验优化设计

在计算流体动力学中,采用正交试验方法对液力变矩器的叶片参数进行优化。研究了优化变量的选择方法。根据一维设计理论并结合计算流场的分布特征,选取对变矩器性能影响显著的叶片参数作为优化变量。采用正交试验方法分别以起动变矩比、最高效率为单目标进行优化,得到最优目标值。在此基础上构建综合目标函数进行优化。对某变矩器优化后起动变矩比和最高效率分别提升了1.5%、7.3%,表明该方法效果较好,具有工程实用价值。     

推力矢量发动机射流流场的数值分析

文中针对推力矢量发动机燃气流场的流动问题，运用数值分析的方法进行了研究。确定了该类问题的数学一物理方程，对几何建模、网格生成、边界条件等问题进行了详尽的描述，给出了适合的计算模型。针对两种燃烧室条件和不同的舵片尺寸，对发动机和燃气舵的组合模型进行了计算。计算结果揭示了包含燃气舵的推力矢量发动机的流动状况，表明文中创建的计算模型是切实可行的。研究的结论可以为推力矢量发动机及燃气舵的结构设计提供直接的参考。     

车用大功率柴油机与液力变矩器动态匹配影响因素分析

为研究装甲车辆液力传动系统的动态匹配问题,对车用大功率柴油机与液力变矩器动态匹配的影响因素进行了分析。对柴油机和液力变矩器所组成系统动态匹配的动力性和经济性指标进行了合理定义。将基于有限试验数据的柴油机神经网络模型和基于混合流道法的变矩器计算流体力学仿真模型相结合,构建了柴油机与液力变矩器动态匹配性能计算程序。依据该计算程序对影响匹配性能的结构性因素进行试验设计分析,找出了变矩器有效直径和中间传动比对匹配性能影响的主效应和交互效应;分析了油门开度和变矩器闭锁速比等使用性因素对最优动态匹配区域的影响规律。结果表明：结构性因素是影响动态匹配性能的主要因素,使用性因素是相对次要因素,但使用性因素会在一定程度上造成最优匹配区域的位置和最优指标数值的变化。     

单向联轴器楔紧过程平面及三维数值对比研究

以具有对数螺旋线型面特征的综合式液力变矩器单向联轴器为研究对象,为考察其在瞬态楔紧过程中内外环及滚子等各部分应力分布状态特性,基于显式动力学理论进行了二维平面应变和三维有限元动力学分析,分别从二维和三维的角度对这一动态过程进行了数值模拟.对2种方法仿真结果的对比分析表明,三维分析的结果所获得的各部件轴向的应力分布信息弥...     

Minimum Curvature Design of Three-Element Centripetal-turbine Hydrodynamic Torque Converters

The influence of streamline bending inertia force on power loss is investigated. In order to analyze the combined effect of the inertia force and the path on the power loss, the accumulation effect expression of the inertia force on its path is derived. The calculation result shows that the accumulation effect of the unit inertia force on its path depends merely upon the velocity magnitude and the path scroll angle. As long as they are given, the accumulation effect is a constant and independent of the intermediate path. An important conclusion drawn is that the maximum inertia force rather than its accumulation effect plays a predominant role in the power loss. Thus, a new design method, minimum streamline curvature method, is proposed. Fluid particle movement inside a hydrodynamic torque converter can be regarded as curved movement on the circular surface and decomposed into a meridional component and a circumferential component. Each meridional streamline is designed to be close to a circular arc, while each torus streamline is constructed with a circular arc and a straight line segment. Based on the meridional streamline equation, the torus streamline equation and a streamlined thickness function, a blade surface equation of three-element centripetal-turbine hydrodynamic torque converter can be obtained.     

外能源转管机枪间歇制高功率密度永磁电机设计

外能源转管武器的驱动电机是一种具有短时高过载的特种电机,提高其功率密度有利于武器系统的最小化和一体化设计。通过分析不同射频下转管自动机与供输弹阻力矩测试数据,结合自动机短时间歇制工作特点,确定了电机初始设计参数;利用电磁仿真软件Maxwell建立了12槽10极电机模型,通过多参数匹配的方式对磁路结构、定子槽参数、永磁体结构进行优化设计,降低了转矩波动;分析电机工作点的铁心磁密与定子铁心的饱和磁密,提高电机过载能力和功率密度。研究结果表明：数值模拟结果与试验数据吻合较好,验证了仿真模型的可靠性;设计电机转速为5 000 r/min最大输出功率为16.3 kW,峰值功率密度可达5.8 kW/kg,在1 000~3 000发/min的射频下,自动机的启动速度可以达到200 ms左右,在稳定射频下的转速波动小于10%。     

齿形线圈励磁的新型电涡流缓速器电磁特性

针对重载车辆用快响应、易控电涡流缓速器功率密度低的问题,提出一种利用轴向凸起的齿形线圈构建三维磁路,并通过过励磁设计抑制去磁效应的新型电涡流缓速器。应用有限元技术,建立新型高能电缓与传统端面磁路、轴面磁路电缓稳态、似稳态电磁场计算模型,分析新型电缓的磁路、气隙磁密、电涡流分布和过励磁制动特性。结果表明,新型电缓电涡流分布在转子内表面整个轴向空间内,当转速小于3 500 r/min时,其制动扭矩明显高于另两种传统电缓,且过励磁设计能够有效提升新型电缓的制动性能,线圈电流密度提高至3倍时,制动扭矩增加0.65倍,能够为车辆紧急制动提供瞬时大扭矩,使车辆制动距离缩短30%。     

一种往复活塞式内燃机的增扭扩速装置方案设计

针对往复活塞式内燃机扭矩和转速适应性系数小的缺点,提出了一种增扭扩速装置的设计方案.采用机电混合传动的方式调节发动机输出的扭矩特性曲线的形状,扩大了发动机输出曲线的转速范围和扭矩范围,使其扭矩和转速适应性系数均大于2.该装置可以替代液力变矩器,应用于对动力传动装置体积和重量有严格要求的履带式车辆.