基于CFD的叶片周向偏移对液力变矩器的性能影响预测

发布时间：2021-07-23 10:59

　　为了提高改型设计效率,对液力变矩器流道模型进行参数化设计,并通过三维流场仿真计算和试验测试进行了可靠性验证。基于参数化模型分别研究了液力变矩器泵轮、涡轮和导轮叶片内外环周向偏移对性能的影响规律,并进一步对比分析了不同设计参数对性能的影响程度。结果表明:导轮叶片内外环周向偏移对失速泵轮转矩系数和失速变矩比均有较大影响;涡轮叶片外环周向偏移对最大效率影响最大;而泵轮和涡轮叶片内环周向偏移对各性能影响相对较小。研究结果为液力变矩器的改型设计提供了理论参考。 

【文章来源】：湖北汽车工业学院学报. 2020,34(02)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

液力变矩器单流道参数化模型导轮

对液力变矩器内流场进行稳态仿真计算，湍流采用SST k-w模型，对流扩散项离散格式采用二阶迎风，不同流场区域耦合采用混合面模型，液力传动油密度取850 kg·m-3，动力黏度取0.005 Pa·s。保持泵轮转速2 000 r·min-1不变，改变涡轮转速分别计算0～0.9不同速比下液力变矩器的液力性能参数。图2为仿真计算与试验数据的对比结果，λP为泵轮转矩系数，Tr为变矩比，η为效率，sr为速比。由图2可以发现，仿真计算结果与试验数据在低速比时有一定的误差，中高速比时偏差较小，在文献[8]中也得到类似结果。这是由于在低速比工况下，液力变矩器流场分离流动剧烈，流场高度复杂，增加了数值计算的难度和精度；另一方面是仿真计算时未考虑内环泄漏，而低速比时内环泄漏量较大，会造成较大的偏差。此外，在低速比工况下，导轮入口冲击角很大，在导轮的吸力面上压力下降很快，当达到工作介质气化压力临界点时，发生气化现象[9]。气化现象产生的气泡在导轮内阻塞流动，使导轮流量急剧降低，泵轮扭矩和变矩比均略有下降。因此，可以认为液力变矩器流场仿真计算的结果是可信的，验证了参数化设计模型和流场仿真计算策略的可靠性。2 叶片周向偏移对液力性能的影响

首先研究各叶轮不同叶片周向偏移对液力变矩器失速泵轮转矩系数的影响规律。基于参数化设计模型，分别建立不同叶片周向偏移的单流道模型，进行网格划分并应用同样的流场仿真策略，进行三维流场仿真计算，失速泵轮转矩系数λP0仿真计算结果如图4所示。由图4中可以看出，泵轮叶片内环和涡轮叶片内外环周向偏移对液力变矩器失速泵轮转矩系数影响相对较小，而泵轮叶片外环和导轮叶片内外环周向偏移对失速泵轮转矩系数影响较大；随着泵轮叶片外环周向偏移的增大，失速泵轮转矩系数趋于增大，而随着导轮叶片内外环周向偏移的增大，失速泵轮转矩系数单调递减，且随外环周向偏移的减小速度稍有增加。2.3 叶片周向偏移对失速变矩比的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DOE及RSM的液力变矩器叶片数对性能的影响及优化[J]. 刘城,潘鑫,闫清东,魏巍.  北京理工大学学报. 2012(07)
[2]基于CFD的泵轮叶栅关键参数对液力变矩器的性能影响预测[J]. 韩克非,吴光强,王欢.  汽车工程. 2010(06)
[3]液力变矩器的宽度比敏感性数值研究[J]. 闫清东,魏巍,彭靖.  北京理工大学学报. 2006(05)

硕士论文
[1]液力变矩器叶片数对其性能影响的研究[D]. 范春顺.吉林大学 2007



本文编号：3299166