液力變矩器軸向力CFD計(jì)算及軸向力平衡研究.pdf

1、液力變矩器是液力傳動(dòng)的重要傳動(dòng)元件之一,它以液體為工作介質(zhì)傳輸動(dòng)力。液力變矩器具有許多優(yōu)良的傳動(dòng)特性，例如功率/質(zhì)量比大、過載保護(hù)、自動(dòng)適應(yīng)性等，這些是其它傳統(tǒng)傳動(dòng)元件無法替代的。液力變矩器在工作時(shí)無法避免地要產(chǎn)生相當(dāng)大的軸向力，而過大的軸向力會(huì)對(duì)變矩器的工作性能、可靠性及壽命造成影響。目前我國(guó)對(duì)液力變矩器的研究主要集中在廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械及汽車自動(dòng)變速箱的向心渦輪液力變矩器，而近些年來，對(duì)于曾經(jīng)應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)車起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)的離心渦輪液

2、力變矩器的研究涉及甚少。本文以EL9型導(dǎo)葉可調(diào)式離心渦輪液力變矩器為研究對(duì)象，將變矩器的工作腔與工作輪和機(jī)體之間的腔體流域整體進(jìn)行三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬。根據(jù)模擬結(jié)果，計(jì)算并分析變矩器各工作輪的軸向力，為傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。
　　首先介紹了計(jì)算液力變矩器軸向力的一般方法。其中涉及了計(jì)算所需的一些基本理論，包括基本假設(shè)、控制方程、湍流模型以及在數(shù)值計(jì)算中應(yīng)用的數(shù)值離散方法。在數(shù)值模擬過程中對(duì)液力變矩器復(fù)雜的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化

3、，在盡可能不影響計(jì)算結(jié)果的前提下減小對(duì)計(jì)算資源的需求，以便在現(xiàn)有的計(jì)算條件下順利完成計(jì)算并提高計(jì)算效率。對(duì)EL9型導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，通過對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的分析找出引起這種現(xiàn)象的物理原因。
　　根據(jù)EL9型導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器三維流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果分別計(jì)算了變矩器內(nèi)不同流域內(nèi)流體的作用而產(chǎn)生的軸向力。在變矩器軸向力的各個(gè)組成部分中，間隙內(nèi)工作液體的作用所產(chǎn)生的軸向力在總軸向力中所占的比重最大，其數(shù)值往往要大于工作

4、輪所受到的軸向力。渦輪所受到的軸向力始終為正（使渦輪遠(yuǎn)離泵輪的方向），隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增大渦輪軸向力逐漸減小；在制動(dòng)工況（i=0）下，泵輪上的軸向力方向?yàn)樨?fù)（使泵輪遠(yuǎn)離渦輪的方向），隨著轉(zhuǎn)速比的增大泵輪軸向力的大小逐漸減小，在高轉(zhuǎn)速比時(shí)泵輪軸向力變?yōu)檎?。通過開卸荷孔的方法有效地平衡了渦輪后蓋板兩側(cè)間隙中的壓力，使得渦輪所受到的軸向力大大減小，但使泵輪軸向力有所增大。開卸荷孔后，渦輪的最大軸向力減小了10242N，而泵輪的最大軸向力增加了