以W305液力变矩器为基型,通过试验研究和统计资料,确定了液力变矩器的系列化型谱;利用CFD数值分析软件对W305变矩器内部流场进行分析计算,基于计算结果进行W305液力变矩器的系列化设计;对于有效直径不同的液力变矩器,介绍了与基型变矩器相似设计的方法。

提出了基于二次函数环量分配的液力变矩器叶片设计方法,并给出了应用实例。计算液力变矩器流道过流断面面积及建立三维实体模型后,与传统的等环量分配叶片设计法相比,在同等叶片加厚条件下,新方法设计出的叶形更合理,流道过流面积变化更为平缓。应用CFD软件计算了用2种方法设计叶片的液力变矩器的三维流场,基于三维流场数值解计算出液力变矩器的特性,并与传统设计方法设计的变矩器特性进行了对比分析。

利用PIV技术对液力偶合器内部流场进行了试验测试。针对制动工况(i=0)下液力偶合器涡轮内部流场,以PIV图像连续帧的互相关算法提取其径向切面流速分布,实现了内部流场可视化与速度定量化测量。研究了制动工况下涡轮内部流场结构特征与分布规律,分析了反向流和二次流等现象产生的原因。结果表明,合理设计偶合器内部结构,可减少反向流和二次流的产生,降低了能量损失,提高了工作性能。

液力变矩器传递能量的特性受其内部流场结构的影响,而内部流动特性决定其外部性能.为实现液力变矩器内部流动可视化,并在此基础上实现其内部流动速度的定量测量,提供详细且准确的流场试验测量结果,进一步完善对液力变矩器内部流动机理的研究.基于粒子图像测速(PIV)技术,对液力变矩器泵轮内部流场进行试验研究,在单次曝光下CCD相机采集泵轮径向切面流动图像,记录流场中示踪粒子的运动信息.通过图像处理技术识别流场中粒子运动轨迹的图像特征,以霍夫变换直线检测理论为指导,自动提取泵轮径向切面示踪粒子运动轨迹.由此实现了泵轮内部流动可视化,提高了流速矢量识别与量化计算效率.PIV试验测量结果能够揭示泵轮内部真实的物理流动现象和流场瞬态变化情况,为液力变矩器的性能预测及合理设计提供理论和实践参考依据.

液力偶合器内部流动特性对能量的高效传递非常重要。深入研究液力偶合器内部流动机理和流场结构分布,对于优化液力偶合器腔型结构并进一步提高其工作性能具有重要意义。液力偶合器的内部流场是具有多种流动结构和多种物理效应并存的流场,存在多种复杂的流动现象,尤其在制动工况下液力偶合器涡轮内部流动是一种特殊的漩涡流动。为了研究制动工况下涡轮独立流道内漩涡流动的产生与运动,基于粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)采集涡轮径向切面流动图像。通过灰度化增强、阈值分割、边缘检测、锐化等图像处理技术识别涡轮内部大尺度漩涡流动,定性分析流场结构分布;采用连续帧图像互相关算法定量提取涡轮内部速度场和涡量场,研究涡轮内部小尺度漩涡流动;分析漩涡流动产生的原因及其对液力偶合器能量传递的影响;讨论不...

综述了近几年国内外对于液力变矩器的数值模拟的发展与应用,包括网格划分精细化、模拟方法多样化、流场分析细致化等。重点介绍了瞬态三维尺度解析模拟方法,考虑二次流、气蚀等现象的流场分析,格子Boltzmann方法,考虑温度变化的外特性计算,以及基于Isight的变矩器集成优化等,提出了液力变矩器数值模拟的发展趋势。

尺度解析模拟(Scale-Resolving Simulation,SRS)是指在一定尺度范围内对流动控制方程进行解析求解,理论上比全模化的雷诺应力平均(RANS)方法更先进。采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)中各种亚格子模型(Sub-grid Scale,SGS)和混合模型 Hybrid RANS/LES对液力元件包括:液力偶合器、液力变矩器和液力缓速器的内部流动进行了瞬态模拟。对比模拟结果与试验数据发现,SRS方法能够提高对液力元件外特性的预测精度,通过对复杂的瞬态流动现象的清晰捕捉,深入展示了描述流动机理的能力。SRS模拟表现出了工业应用的潜力。

静液压传动装置已被逐渐用于装载机的行走系统中,是由液压泵和液压马达组成的闭式液压传动系统。该文分析了装载机静液压传动系统的组成及工作原理,针对某4吨装载机研究了一种单泵-双马达行走静液传动系统。在AMESim环境下建立仿真模型,分析了静液压传动系统的特性。此外,还提出了一种针对单泵-双马达静液传动系统的变量调节规律,并将该规律在已经构建模型的基础上进行了仿真模拟。进行了某4吨装载机牵引特性试验,将仿真结果与整机试验进行对比,从而验证了静液传动系统仿真和变量调节规律的正确性。

利用PIV技术对液力偶合器内部流场进行了试验测试。针对制动工况（i=0）下液力偶合器涡轮内部流场,以PIV图像连续帧的互相关算法提取其径向切面流速分布,实现了内部流场可视化与速度定量化测量。研究了制动工况下涡轮内部流场结构特征与分布规律,分析了反向流和二次流等现象产生的原因。结果表明,合理设计偶合器内部结构,可减少反向流和二次流的产生,降低了能量损失,提高了工作性能。

为了改进液力变矩器特性计算方法，应用CFD软件对液力变矩器内流场进行数值计算，根据得到的内流场速度与压力信息，计算液力变矩器叶轮转矩，得到变矩器性能参数，从而预测所设计变矩器性能．为验证性能预测准确性，将W350液力变矩器基于三维流动数值解的性能计算结果与试验结果进行对比、分析，二者在数值上有良好的吻合，表明基于三维流场数值解的液力变矩器特性预测方法比传统的一维束流理论预测精确度更高，可以应用于工程实际．