CVT液力变矩器功率损失及其冷却系统研究

发布时间：2017-06-02 13:20

  本文关键词：CVT液力变矩器功率损失及其冷却系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着当前汽车工业的发展、能源危机形势的日益严重以及节能减排理念的不断提倡,汽车技术在节能方面的要求被不断提高。液力变矩器是车辆动力组成的关键部件,具有保证车辆起步性能、减少车辆冲击和振动等功能,目前在车辆领域当中得到了广泛的应用。但在实际工作过程中,液力变矩器存在着较大的功率损失,产生了较大的热量,从而影响了车辆的动力性能和经济性能。因此,开展液力变矩器的功率损失以及冷却系统的研究对提高其动力传动效率以及车辆性能具有一定的现实意义。本文以无级变速器(CVT)用液力变矩器为研究对象,共进行了以下的工作:(1)基于液力变矩器内部工作油液的流动规律,阐述了计算流体力学(CFD)当中的基本控制方程,研究了对控制方程进行离散的方法,介绍了生成网格的方法和步骤以及CFD数值计算过程当中所需要使用的算法;基于FLUENT完成了液力变矩器三个工作轮在不同工况下的流场特性数值仿真。仿真结果表明,液力变矩器内部的油液流动的区域存在脱流、逆流及二次流的现象,这些现象对液力变矩器的能量传递效率以及其功率损失有着较大的影响。(2)研究了液力变矩器能量损失的几种形式,介绍了传热学的基本理论及基本方程,确定了计算液力变矩器产热量的公式及产热量与散热量守恒方程;对发动机与液力变矩器共同工作的输入特性进行了分析和研究,基于MATLAB建立了液力变矩器的产热计算模型,对液力变矩器在不同工况下的产热量进行了计算。(3)根据CVT电液控制系统的工作特性及其实际工况,制定了一种电液控制冷却方案,基于所计算的液力变矩器的产热量,计算冷却系统中各部件所需的目标冷却流量,完成了冷却系统中液压泵、冷却压力控制阀以及节流阀的主要特性研究。基于所设计的冷却系统,建立了AMESim仿真模型,根据相关参数完成了计算仿真,仿真结果表明,冷却系统中流量的仿真值高于其理论计算值,通过台架试验完成了冷却系统仿真模型的验证,试验结果表明该冷却系统是正确可行的,能够满足系统部件的冷却要求。
【关键词】：无级变速器(CVT) 液力变矩器 流场特性 功率损失 冷却系统
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137.332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10
• 1.2 液力变矩器的简介10-12
• 1.2.1 液力变矩器的分类10-11
• 1.2.2 液力变矩器的工作原理11-12
• 1.2.3 液力变矩器的特点12
• 1.3 国内外研究现状12-15
• 1.3.1 液力变矩器内流场数值模拟计算方面12-14
• 1.3.2 液力变矩器功率损失研究方面14-15
• 1.4 本文主要研究内容及意义15-16
• 第2章 计算流体力学基础16-25
• 2.1 液力变矩器流场计算的理论基础16-17
• 2.1.1 一维束流理论16
• 2.1.2 二维与准三维流动理论16
• 2.1.3 三维流动理论16-17
• 2.2 基本控制方程17-18
• 2.2.1 质量守恒方程17
• 2.2.2 能量守恒方程17-18
• 2.2.3 动量守恒方程18
• 2.3 基于有限体积法的控制方程离散化18-21
• 2.3.1 有限体积法18-19
• 2.3.2 离散格式19-21
• 2.4 网格生成技术21
• 2.4.1 网格的类型21
• 2.4.2 网格的生成过程21
• 2.5 流场数值计算的算法21-22
• 2.5.1 SIMPLE算法21-22
• 2.5.2 SIMPLEC算法22
• 2.5.3 PISO算法22
• 2.6 求解器的选择22-24
• 2.6.1 分离式求解器23
• 2.6.2 耦合式求解器23-24
• 2.7 控制方程的线性化24
• 2.8 本章小结24-25
• 第3章 基于FLUENT液力变矩器内流场特性计算25-38
• 3.1 FLUENT软件简介25-26
• 3.2 模型的建立26-27
• 3.2.1 几何模型的建立26-27
• 3.2.2 网格模型的建立27
• 3.3 边界条件的确定27-28
• 3.4 湍流模型的选择28
• 3.5 收敛准则28-29
• 3.6 流场计算中的假设29
• 3.7 液力变矩器内流场的计算结果分析29-37
• 3.7.1 泵轮计算结果分析30-32
• 3.7.2 涡轮计算结果分析32-35
• 3.7.3 导轮计算结果分析35-37
• 3.8 本章小结37-38
• 第4章 基于MATLAB的液力变矩器产热计算38-47
• 4.1 液力变矩器的能量损失38-40
• 4.1.1 流动损失38-39
• 4.1.2 机械损失39
• 4.1.3 容积损失39-40
• 4.2 液力变矩器的性能参数指标40-41
• 4.3 液力变矩器的产热分析41-43
• 4.3.1 传热学的理论基础41-42
• 4.3.2 液力变矩器的产热42-43
• 4.4 基于MATLAB的液力变矩器产热计算43-46
• 4.4.1 发动机与液力变矩器共同工作的输入特性43
• 4.4.2 液力变矩器产热计算模型的建立43-45
• 4.4.3 不同工况下液力变矩器的产热量计算45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 液力变矩器冷却系统的研究47-55
• 5.1 冷却系统的设计47-48
• 5.2 冷却流量的计算48-49
• 5.3 冷却系统的仿真49-53
• 5.3.1 仿真模型的建立49-51
• 5.3.2 仿真结果的分析51-53
• 5.4 冷却系统试验53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 第6章 总结与展望55-56
• 6.1 全文总结55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文与研究成果61

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