液力减速器制动性能及其两相流分析方法研究

为对车用液力减速器在制动过程中制动性能进行准确预测,在全充液的单一液相流动到不充液的单一气相流动的整个工作过程中,对于无内环的液力元件采用混合入、出口的边界条件处理方法,对充液率分别为100%、80%、60%、40%及20%时的工况分别进行CFD液力减速器内流场数值模拟,获取不同充液率和不同转速下的制动性能曲线,并得到对应不同工况的速度和压力场分布特性.结果表明,CFD数值模拟可以较为准确地预测制动性能,并且混合入、出口的边界条件处理方法更符合无内环叶轮机械内部的实际流动本质.

基于CFD技术的液力减速器性能预测研究

基于CFD技术,以一维束流理论的研究成果为参照,利用混合平面方法,同时采用标准k-ε模型及SIMPLEC算法,对全充液工况液力减速器内流场进行了数值模拟分析,得到了液力减速器的内流场压力、速度分布特性,在此基础上进行了制动力矩计算,其结果与实验结果基本吻合,表明采用CFD方法对液力减速器性能进行预测是可行的。

液力减速器充液过程瞬态特性三维数值模拟

为得到紧急充液过程中的液力减速器瞬态内流场特性及制动外特性,基于瞬态流场计算方法建立了某型液力减速器相应的仿真模型。结合实际车用工况确定了入、出油口的流速,设置了精确的初始流场作为边界和初始条件,运用CFD技术对液力减速器紧急制动工况的充液过程进行流场分析及制动外特性仿真计算。以动轮初始转速2 640 r/min紧急充液过程为例分析了液力减速器流道内腔速度、总压、湍流动能分布特点,并对制动外特性仿真结果与试验数据进行了对比,仿真误差为12.7%。表明仿真模型和方法较为合理、准确,瞬态流场仿真方法能更全面地反映液力减速器充液过程中随时间变化的流场内特性及制动外特性。

车用液力减速器叶片数三维集成优化

为了对车用液力减速器叶片数目进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片数为设计变量,三维CFD计算作为求解器进行DOE试验设计,并根据试验样本结果构建RSM模型进行优化,得到液力减速器动、定轮最优叶片数。就叶片数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前、后缓速制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器缓速制动性能显著提高。

车用液力减速器制动性能的计算方法

介绍了车用液力减速器的工作原理和主要用途 ,建立了计算液力减速器制动性能的数学模型 ,并进行了液力减速器的性能试验 ,得到了液力减速器制动性能计算参数的选择范围 。

重型车液力减速器的换热器匹配与仿真分析

为了研究重型车液力减速器的散热问题,选用D300型液力减速器为研究对象。对充液率100%工况下的D300型液力减速器利用计算流体力学CFD软件进行了数值模拟。通过数值模拟得到其在相同时间内、不同转速下未加换热器时的闭口温度。为了保证液力减速器能在正常的温度下进行工作,匹配换热器时选用了体积小巧的板翅式换热器。同时,为了提高翅片的散热效率,选用了锯齿型翅片。最终根据D300型液力减速器散热量的需要,匹配了一款满足重型车使用的换热器。

液力减速器部分充液工况制动性能计算方法研究

为准确预测部分充液工况时的车用液力减速器制动性能,分别基于两种液力减速器内腔气液两相流动假设,采用均匀密度法和气液分层法建立了相应的液力减速器部分充液工况制动转矩液力计算数学模型.通过实例计算和实验数据对比分析表明,在全充液工况时两种模型计算结果和实验结果均较为吻合.气液分层法理论上更为合理,而均匀密度法相对简单可行.

液力减速器动态制动性能预测分析

为了在产品设计时全面预测及评价其制动性能,采用CFD数值模拟分析的方法对液力减速器动态制动性能进行了预测。经过数值仿真计算,得出了制动力矩与充液率、制动时间与制动力矩两条重要关系曲线,为液力减速器产品设计过程中的性能预测提供了较可靠的方法。

基于CFD和FEA的液力减速器叶片强度分析

基于对某型液力减速器内流场的CFD数值模拟,运用坐标变换、曲面拟合等方法,得到其叶片表面的压力随局部坐标x,y变化的二元函数.根据拟合的压力分布函数,应用编制的APDL程序,将分布载荷施加到利用有限元分析软件ANSYS建立的FEA模型,从而实现了对流体压力作用下的叶片强度问题较为精确的有限元分析.结果表明,在最高转速工况,叶片根部应力过大,存在安全隐患.

基于一维束流理论的液力减速器部分充液特性预测

为了在产品设计初期估算液力减速器的制动性能,提出了一种应用束流理论在部分充液下计算液力减速器制动力矩的方法。结合D300液力减速器分别应用本文计算方法和CFD数值模拟方法对其在部分充液下的制动性能进行了计算。计算结果表明两者吻合较好,证明了本文方法的有效性。

液力减速器叶片前倾角度三维集成优化

为了对液力减速器叶片前倾角度进行参数优化,建立了液力减速器叶栅参数三维集成优化仿真平台。以叶片倾角为设计变量,三维CFD分析作为求解器进行试验设计,并根据试验样本结果构建响应面法模型(RSM)进行优化,得到一套最优的动、定轮叶片倾角参数。就叶片倾角参数对液力减速器内流场特性、制动外特性的影响进行了分析,并结合试验数据对优化前后制动性能进行了对比。结果表明,优化仿真平台精度较高,结果可信。优化后的液力减速器制动性能显著提高。

液力减速器内流道数值建模方法研究

叶片参数是决定液力减速器制动性能的重要参数,也是进行液力减速器内流道结构参数优化的关键和难点。为了得到精确的仿真模型,对变叶片参数下的液力减速器内流道进行参数化数值建模方法研究。针对不同叶片角度时叶片外轮廓曲线难以确定的问题,建立液力减速器循环圆和叶片的数学模型,分别利用基于曲面方程求解的直接求解法和基于空间几何关系求解的离散点几何映射法确定叶片外轮廓曲线。并对周期流道进行实例建模和分析,结果表明离散点几何映射法效果更好。

重型车开式液力减速器温度场分析

采用计算流体动力学(CFD)方法,对循环圆直径为468mm的开式液力减速器进行了温度场计算。经过仿真计算和分析,得到在全充液工况下液力减速器温度与转子转速的关系曲线,并对其内部温度场进行了分析。在此基础上,对开式液力减速器在相同转速、不同充液率的工况下进行了数值计算,得到温度与充液率关系曲线。通过仿真分析,为开式液力减速器在各个档位制动时的热交换问题提供了重要的理论依据。

液力减速器空化前后振动及噪声特性变化机理

为研究液力减速器空化前后振动噪声特性变化情况,基于INV3020数据采集系统和高速摄影系统建立了空化和振动噪声测试系统,实现了性能参数和振动噪声信号的同步采集。通过调节液力减速器进、出口压力及泵轮转速,结合高速摄影试验准确获得空化初生的条件,利用加速度传感器和声压传感器测量了空化前后的振动和噪声。结果表明,在转速1 100 r/min条件下,初始压力下降至0.04 MPa时,泵轮背面靠近外缘位置最先出现空泡,随着压力继续降低,空泡逐渐占据整个流道,并向低压区域游移。各空化阶段周向振动冲击强度明显高于径向方向,径向方向M1、M3两测点振动强度相差不大;空化初生时振动加速度和声压级最大,严重空化时次之,未空化时最小。不同空化阶段对噪声各频段贡献量不同,空化初生时声压级的提高主要由于叶频及其倍频分量,及300~500 Hz频带与1 000~2 000 Hz频带声压级的上升。随着空化的加剧,叶频及其倍频逐渐淹没在空化诱发的低频噪声中,轴频及其倍频分量突出,1 000~5 000 Hz频段声压级上升,并伴随空化诱发的宽频带。该研究可为液力减速器空化振动噪声机理研究及液力减速器设计方法提供参考。

液力减速器制动性能的计算方法

为了更加精确预测液力减速器的制动性能,归纳分析了液力减速器稳态工况制动力矩计算的3种方法,并通过与实验结果的对比,阐述了各种方法的优、缺点和适用性,指出采用液力计算与CFD数值模拟相结合的方法在液力减速器的设计计算、结构优化中具有较高的可行性和使用价值。

液力减速器内流场的CFD数值模拟研究

用CFD数值模拟技术对液力减速器内部流场进行研究,得到了不同工况下液力减速器内流场的压力和速度分布特性与制动力矩的大小,并对结果进行处理和分析。模拟结果与试验数据的对比表明,流场计算是准确的。

液力减速器模型空化特性数值模拟及试验研究

为了研究液力减速器内部流场空化特性,基于ANSYS CFX软件,采用RNG k-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,选取液力减速器模型单个流道作为研究对象,对其在泵轮外环壁不同压力时进行数值模拟,并搭建减速器试验台,进行降压性能试验.将数值模拟结果与试验结果进行对比分析,验证了数值模拟方法对液力减速器空化特性预测是可靠的.研究结果表明:数值模拟方法获得的性能曲线与试验结果变化趋势一致,且可以捕捉到空化初生状态,数值模拟与试验结果平均误差为3.24%,可较好地反映液力减速器内部空化特性;随着泵轮外环壁压力不断降低,空化最先发生在泵轮叶片吸力面靠近轮毂的位置,之后向叶片中部扩大,直至占据叶片吸力面大部分区域;空泡分布在径向存在不均匀性,泵轮外环壁压力为0.25 MPa时,空化区域面积比(Sc/S)随着径向位置(r/R)的增大呈现先增大后减小的趋势,空化现象在流道靠近轮毂位置(r/R=0.3~0.5处)较为严重.

车辆液力减速器仿真计算研究

基于束流理论建立了液力减速器设计计算的数学模型 ,用Matlab作为仿真工具 ,建立了液力减速器和车辆传动系统的动力学仿真模型。对液力减速器的特性进行了仿真计算 ,并对车辆减速制动过程进行了仿真计算分析 ,得到了有意义的仿真结果 ,对车辆液力减速器的选型、布置和使用控制具有参考价值。

CFD为基的液力减速器结构优化仿真

液力减速器是车辆重要的制动元件,高效的制动能力一直是液力减速器主要的设计指标,然而其制动能力的提高也带来空转功率损失的增大,针对这一问题,对某液力减速器结构及仿真方法进行研究,建立多个三维CFD(Computa-tional Fluid Dynamics)计算模型,利用计算流体力学软件对其原始特性进行仿真,并根据计算结果分析得到液力减速器的优化结构,同时找到快速、符合实际的液力减速器性能的计算方法。

液力减速器振动特性的试验研究

为研究充液率、转速及叶片倾角对液力减速器外特性的影响,通过INV3020数据采集系统建立了振动试验系统,实现了振动信号的采集.以75°及90°泵轮液力减速器为模型,调节充液率维持在50%,60%,70%,80%,90%,100%情况下,调节变频器使泵轮转速恒定在800~1 200 r/min 5种工况进行试验研究.研究结果表明:充液率及转速的增加能够加剧液力减速器的振动特性,叶片倾角的减小使空化提前发生,发生空化时会出现振动激增现象;液力减速器从泵轮流出的液流对涡轮的作用力主要为轴向冲击力,故轴向测点振动最剧烈,其他方向测点振动幅值小于轴向测点.