液力缓速器三维瞬态流场大涡模拟及特性计算

为深入了解液力缓速器内部复杂的三维流动,采用大涡模拟和多可动区域计算的滑动网格法,利用FLUENT软件对液力缓速器全充液工况内部三维瞬态流场进行数值模拟。对计算得到的三维流场分布特性进行深入研究,分析流动现象成因,为提高液力缓速器性能奠定理论基础。基于流场数值解对制动扭矩进行了计算,将计算结果与实验结果进行对比分析,二者误差在5%以内,说明采用的数值模拟方法是准确有效的。     

不同叶型双循环圆液力缓速器制动性能与流动特性对比分析#br#

为比较不同叶型双循环圆液力缓速器制动性能,开展了弯叶片与不同倾角直叶片液力缓速器的制动性能研究。对各叶型缓速器内流场进行三维数值模拟,获取了不同转速全充液工况下的制动力矩曲线,得到循环流道速度场、压力场、湍流动能分布状态以及空转工况下的空损功率曲线,并进行对比分析。分析结果表明,数值计算方法具有较高精度,弯叶片双循环圆液力缓速器有良好的制动性能,有利于保证缓速器叶片的强度与刚度,且空损较小。     

不同叶型双循环圆液力缓速器制动性能与流动特性对比分析

为比较不同叶型双循环圆液力缓速器制动性能,开展了弯叶片与不同倾角直叶片液力缓速器的制动性能研究。对各叶型缓速器内流场进行三维数值模拟,获取了不同转速全充液工况下的制动力矩曲线,得到循环流道速度场、压力场、湍流动能分布状态以及空转工况下的空损功率曲线,并进行对比分析。分析结果表明,数值计算方法具有较高精度,弯叶片双循环圆液力缓速器有良好的制动性能,有利于保证缓速器叶片的强度与刚度,且空损较小。     

基于结构参数相关性的液力缓速器优化设计

以液力缓速器为研究对象, 通过计算流体动力学(CFD)数值模拟方法, 借助滑动网格技术对缓速器内部非稳态不可压缩流动进行数值计算。分析了不同叶片前倾角下缓速器内部流场的特性和制动转矩。在最优前倾角的基础上, 基于各结构参数之间的相关性, 分别研究了不同流道腔型、叶片数对液力缓速器性能的影响。当叶片倾角为40°, 截面形状为扁圆形, 转子外环叶片数为40, 内环叶片数为20, 定子叶片数为43时, 模型制动转矩最大, 制动效果最好。     

新型液力缓速器结构设计与性能研究

使用液力缓速器,能够较好的避免重型车辆长下坡制动工况下行车制动器的热衰退现象。从简化现用液力缓速器结构、提高产品制造工艺性出发,基于流体输送机械工作原理,提出了一种新型液力缓速器结构并进行了样机设计。通过对原理样机试验测试,初步验证了新型液力缓速器结构方案可行。通过理论计算和应用CFD工具软件,针对新型液力缓速器不同叶型的性能进行数值模拟,得出了缓速器结构优化设计方向,能够对国内液力缓速器技术研究与产品正向开发提供参考。     

重型车辆液力缓速器设计与计算关键技术研究

该文以液力缓速器为研究对象,进行了液力缓速器全充液以及气液两相非稳态流场的CFD数值计算,并对典型工况下流场计算结果进行了分析;研究了主要结构参数对缓速器制动性能的影响;利用AMESim对液力缓速器电液控制系统进行了仿真,并对动态充油过程进行了性能分析;该文研究工作涵盖了部分重型车辆液力缓速器设计与计算关键技术。     

液力缓速器结构优化设计与仿真实验分析

液力缓速装置作为商用车重要的辅助制动单元已在重型商用运输车上得到广泛的应用。它可有效避免传统制动系统使车辆在行驶中因频繁制动而出现制动鼓开裂报废,以及由于频繁急刹、重刹产生磨擦热导致烧瓦而引发重大交通事故。基于流体输送机械工作原理,从简化缓速器结构、提高加工工艺和优化缓速器功能3个方面出发对液力缓速器进行正向研究;同时运用CFD理论,通过CFX工具对新型液力缓速装置的内流场、压力分布、湍动能等进行仿真分析,模拟分析得出新型液力缓速器叶片径向倾角最优结构并搭建实验台架进行实验验证,仿真与试验结果证明了新液力缓速装置对商用车工作的有效性、结构设计与优化的正确性,给出了新型液力缓速器叶片径向倾角设计方法,为以后进一步优化设计提供了方向。     

一种新型液力缓速器及其性能分析

提出一种应用于非驱动桥的辅助制动液力缓速器,其依靠车轮主轴转动,驱动缓速器整机实现辅助制动。文中首先对液力缓速器的流道进行了三维构建,并分别对叶片数目不同的流道进行了数值建模与仿真求解,进而获得较佳的叶片数目;其次,采用大涡模拟并结合可动区域耦合计算的滑动网格法,对不同充液量下液力缓速器的缓速性能进行研究;再次,结合湍流模型对液力缓速器流道内部的温度分布状况进行求解;最后,采用流固耦合的分析方法对液力缓速器的关键受力部件叶轮进行有限元分析,为该型液力缓速器的深入研究提供数据支持与理论依据。     

轴截面形状对双排叶片液力缓速器流动机理的影响分析

液力缓速器以其安全、可靠等优点在重型载重汽车及大客车中得到越来越广泛的应用。液力缓速器双排叶片结构可以满足径向尺寸小、制动转矩大的要求。该文研究轴截面形状对双排叶片液力缓速器流动机理的影响,应用液力传动相关理论及CFD数值模拟方法对不同轴截面形状的双排叶片液力缓速器制动性能及内部流动状态进行比较与分析。经过数值仿真计算与分析,比较全面地对比和评价了不同轴截面液力缓速器的优缺点,对于此类型产品的设计与选型提供了重要的理论依据。     

液力缓速器内部全流道流场三维建模分析

液力缓速器作为液力机械自动变速箱的重要组成单元,共用一套液压系统,其内部流场的压力直接影响到装置的性能。以液力缓速器三维内流场全流场气液二相流分析为研究对象,根据其工作原理和结构特点,利用Solidworks进行缓速器内流场建模,采用Fluent完成液力缓速器三维内流场分析,对全流道的压力场、气液接合面的两相流相场等进行分析;利用模型对不同的旋转速度、不同的充液率下液力缓速器的制动力矩进行求解,获得全面的力矩数据,并与试验数据进行了对比分析。分析结果表明仿真分析及所获数据具有较高的可靠性,为此类设备内部流场分析及装置改进设计提供参考依据。     

充液阀系对液力缓速器制动转矩起效的迟滞影响

迅速起效是重型车辆对液力缓速辅助制动系统的核心需求之一,但目前对液力缓速器工作腔内从气相到液相间瞬态制动起效过程的预测方法难以考虑充液阀系流动状态的影响,导致制动转矩起效时间的预测与测试存在较大偏差。为获取阀系对充液过程影响规律以准确预测制动起效时间,分别构建有无考虑充放液阀系流动的两种全流道液力缓速器计算模型,以全气相流场作为充液瞬态数值模拟初始条件,以流体进出充放液阀流速作为仿真边界条件,对比研究两种模型在制动过程中内流场参数分布特征,以及对应缓速制动转矩的瞬态变化趋势,并进行试验验证。结果表明,充液阀系对瞬态制动转矩起效具有明显的迟滞效应,未考虑阀系模型的瞬态制动特性计算结果与试验存在明显偏差,尤其对起效时间的预测过于理想化,而实测给定工况下最大时间迟滞可达4 s;考虑充放液阀系流动的液力-液压集成流动模型的预测精度较高,起效时间偏差不足0.8 s。利用所提出的预测方法能够为液力缓速器制动控制策略设计和整车制动系统设计提供理论依据。     

基于大涡模拟法的液力缓速器内流场仿真分析

为解决目前广泛采用雷诺时均法模拟液力缓速器时容易忽略湍流涡旋、扩散等细节的问题,提出了基于大涡模拟法并同时使用SIMPLEC算法和滑移网格模型,对全充液工况液力缓速器内流场进行仿真分析的方法。确定了涡旋、回流出现的位置,得到了内流场速度和压力的分布特性,并在此基础上得到了制动力矩值。得到的制动力矩值与实验结果吻合较好,表明使用大涡模拟法对液力缓速器进行性能预测是准确有效的,其可以为液力缓速器内流场的设计研究和结构参数优化提供参考。     

Hydraulic regenerative braking system studies based on a nonlinear dynamic model of a full vehicle

To obtain a reasonable match of the main parameters of a hydraulic regenerative braking system and to improve the energy recovery efficiency, this paper establishes the corresponding mathematical models and testbed for a hydraulic regenerative braking system. The proposed system is analysed and verified through simulation and experiments. Then, the linear and nonlinear mathematical models of a full vehicle are built, with joint simulation of the hydraulic regenerative braking system, and the influence of the hydraulic regenerative braking system on braking performance under different running conditions is discussed. The results indicate that the deviations in the simulation results between the linear and nonlinear dynamic models are very small. When the brake deceleration and road adhesion coefficient are 0.2, deviations are within 1.38 %. With an increase in the braking deceleration and road adhesion coefficient, the deviations in braking time and distance between the systems become larger and larger. When the braking deceleration and road adhesion coefficient are 0.7, the deviation reaches 30 %. Finally, with braking energy recovery efficiency and braking distance as the optimization objectives, the nonlinear braking energy recovery system parameters are optimized. After optimization, the energy recovery efficiency of the nonlinear system reaches 76.3 %, and the braking distance is 22.8 m.     

直叶片构造液力缓速器的设计与制动性能分析

针对传统液力缓速器的轴向倾斜叶片、封闭式循环圆、进出水口外流道等结构制造工艺复杂的问题,提出一种直叶片构造双循环圆液力缓速器的新结构,简化了制造工艺。通过建立数学模型,并运用计算流体动力学技术进行仿真求解,得到了缓速器的制动扭矩变化规律,最后通过台架试验进行了验证。结果表明：新型液力缓速器与传统液力缓速器的制动扭矩变化规律基本一致,在缓速器转速为1 750 r/min时制动扭矩可达到1 490 N·m,数值计算与试验制动扭矩的变化规律吻合较好,最大误差小于12%,证实了理论计算的可靠性,其制动性能基本能够满足车辆对制动扭矩、制动稳定性的要求。     

模糊层次分析法在液力缓速器制动性能综合评价中应用

液力缓速器的制动性能对重型车辆的安全性和经济性至关重要,但目前尚缺乏对液力缓速制动性能的客观和科学的综合评价。针对这一现状,通过分析国家标准、市场需求和技术性能约束等诸多影响因素,构建了液力缓速器制动性能评价指标的层次模型,采用模糊层次分析法确定各个层次的评价指标权重,在专家经验知识的基础上采用模糊判定矩阵,对3种型号液力缓速器制动性能进行综合评价试验,确定各型液力缓速器相应的评价指标值,并将其与已确定的权重系数相结合,得到评价对象的综合评价值。实例表明:采用模糊层次分析法对液力缓速器系列产品进行制动性能综合评价合理可行,能够为其后续液力缓速器结构优化设计及控制参数优选提供决策依据。     

液力减速器制动性能的计算方法

为了更加精确预测液力减速器的制动性能,归纳分析了液力减速器稳态工况制动力矩计算的3种方法,并通过与实验结果的对比,阐述了各种方法的优、缺点和适用性,指出采用液力计算与CFD数值模拟相结合的方法在液力减速器的设计计算、结构优化中具有较高的可行性和使用价值.