叶片角对双涡轮液力变矩器设计转速比的影响研究

发布时间：2017-09-19 13:43

  本文关键词：叶片角对双涡轮液力变矩器设计转速比的影响研究

  更多相关文章： 低转速比 双涡轮 液力变矩器 一元束流理论 CFD

【摘要】：在液力传速装置中,低转速比导叶可调式双涡轮液力变矩器具有高效区范围宽、调节范围大、起动转矩比高的特点,而具有较高的研究价值。目前我国对低转速比导叶可调式双涡轮液力变矩器的研究尚属空白,仅有的模型的最高效率为82.22%,是在内燃机车用的基型液力变矩器NY5的基础上进行改进优化而来,但对其性能的研究并不充分。本文将在此背景下,对该液力变矩器模型采用经典成熟的一元束流理论研究,从而得出在低转速比导叶可调式双涡轮液力变矩器中,各叶轮叶片角度和转速比对其性能的影响规律;并在一元束流研究成果的基础上,对其进行进一步CFD的优化与计算,从而得到能够满足WinDrive技术要求的液力变矩器。首先通过叶片式水力机械的欧拉方程建立双涡轮液力变矩器的数学模型,采用所研究的可调式双涡轮液力变矩器的基本参数,分别改变五个叶轮的进出口角度,得到各叶片角度对其性能影响的一般规律;改变转速比,得出变矩器的最优工况为i=0.35;对叶片角度进行理论优化,得到最高效率为89.54%。其次,在一元束流理论的基础上,通过CFX-Blade Gen软件对各叶轮的叶片角度进行修改,通过Turbo Grid网格划分导入CFD中进行三维计算,从而得到优化之后的效率为85.87%,比优化之前的82.22%高出3.65%,其高效区范围也从0.26增加到了0.37,更适合在较大范围的工况下工作。最后,在不同工况下对液力变矩器进行了CFD数值计算,得到最优工况为i=0.35,与理论值保持一致;在最优工况下,对比分析了优化前后的内流场的状态和损失分布,从而验证了优化的效果。
【关键词】：低转速比 双涡轮 液力变矩器 一元束流理论 CFD
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.332
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-10
• 1.2 液力变矩器概述10-13
• 1.2.1 液力变矩器工作原理10-12
• 1.2.2 导叶可调式液力变矩器12-13
• 1.2.3 液力变矩器的性能指标13
• 1.3 国内外研究现状13-17
• 1.3.1 国内外液力传动行业发展现状13-14
• 1.3.2 国内外液力变矩器研究现状14-17
• 1.4 本文研究内容17-19
• 第2章 液力变矩器的设计理论19-31
• 2.1 液力变矩器的循环圆19
• 2.2 束流理论及其假定19-21
• 2.3 变矩器循环圆几何参数21-23
• 2.3.1 循环圆的基本几何参数21-22
• 2.3.2 循环圆的设计参数22-23
• 2.4 液体质点的速度三角形23-30
• 2.4.1 泵轮的速度三角形分析24-27
• 2.4.2 涡轮的速度三角形分析27-29
• 2.4.3 导轮的速度三角形分析29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 双涡轮液力变矩器静态特性理论研究31-41
• 3.1 双涡轮液力变矩器静态特性方程建立31-36
• 3.2 计算参数的确定36-38
• 3.3 数学模型的建立38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 叶片角度对变矩器参数的影响41-60
• 4.1 泵轮进出口角对变矩器性能的影响41-44
• 4.2一级涡轮叶片角对变矩器性能的影响44-48
• 4.3 一级导轮叶片角度对变矩器性能参数的影响48-51
• 4.4 二级涡轮叶片角度对变矩器性能参数的影响51-54
• 4.5 二级导轮叶片角度对变矩器性能参数的影响54-58
• 4.6 规律总结58-59
• 4.7 本章小结59-60
• 第5章 双涡轮液力变矩器的角度优化及流场分析60-75
• 5.1 变矩器叶片角度的理论优化60-61
• 5.2 变矩器叶片角度的三维优化及计算61-64
• 5.2.1 三维优化流程61
• 5.2.2 计算模型61-62
• 5.2.3 计算网格62-63
• 5.2.4 边界条件63-64
• 5.2.5 计算结果64
• 5.3 损失分析64-65
• 5.4 流场分析65-74
• 5.4.1 泵轮流场分析66-68
• 5.4.2 一级涡轮流场分析68-70
• 5.4.3 一级导轮流场分析70-71
• 5.4.4 二级涡轮流场分析71-72
• 5.4.5 二级导轮流场分析72-74
• 5.5 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81

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