1、展重点，因此液力变矩器在我国有广阔的市场。流场理论的发展现状液力变矩器是叶轮机械的种。液体在液力变矩器工作轮流道中的流动是非定常的不可压缩的三维粘性流动。基于建模和计算的复杂性和液力变矩器流场的特殊性，长期以来在工程中采用的是维流动理论，即束流理论。它有如下假设叶轮中的液流是由许多流束组成，流动关于旋转轴对称。叶轮的叶片数无穷多，叶片无限薄。上级叶轮的出口流动情况与下级叶轮的进口流动情况相同。同过流截面上各点的轴面速度相同，因此，可用中间流线代表整个流道的流动状态。中间流线是条假象的曲线，它将液流通道断面分割成面积相等的内外两部分如图所示。由于束流理论的简便性和定的合理性，因而具有定的工程实用价值，被广泛应用于液力变矩器的设计工作中。维束流理论的优点是物理概念简单，设计计算工作大为简化，并且易于掌握等。但由于其诸多假设与变矩器内流场。

2、结构网格非结构网格以及混合网格作了阐述最后介绍了常用的湍流模型，湍流流动的近壁处理方法和流场数值计算的算法。介绍了反求发测绘液力变矩器。介绍了常用的些软件，并选择对本课题进行研究为了能够顺利地得到收敛解，提出了研究液力变矩器流场的些假设，并对流场进行了定的简化然后通过软件建立叶轮流道的几何模型，并使用生成计算网格，为了提高计算精度，使用六面体网格选择分离求解器隐式格式进行求解，使用绝对速度方程，湍流模型选择标准￡模型，同时使用标准壁面函数离散格式采用二阶迎风格式这样可以提高解算精度，压力速度耦合选用算法，入口边界条件使用压力入口，出口边界条件使用压力出口，其余壁面使用非滑移壁面边界条件在叶轮之间的交互面上使用混合平面模型。对计算结果进行了分析，并与实验结果进行了比较，二者基本吻合证明了三维流场分析的正确性。最后对研究过程中存在的问题。

3、年代北京理工大学为军用车辆研制开发了系列液力变矩器，突破大功率高能容高转速液力变矩器的设计与制造关键技术，达到国际先进水平，满足了军用车辆的使用要求。些合资企业生产的轿车和重型载重车等也应用了进口的液力变矩器。目前，液力变矩器在我国的轿车市场上也有着巨大的潜力，年以前，我国汽车总保有量中仅有不到的车辆装有液力机械式自动变速系统。最近几年，继上海通用别克奥迪上海大众帕萨特以及广州本田将液力自动变速器作为整车的基本配最后，国内各大汽车厂商纷纷在各自的热卖车型上推出了数十款装备液力自动变速器的新车型，这些自动变速轿车受到了广泛的欢迎。同国外相比，我国车辆应用液力变矩器虽然有了定基础，但应用范围窄，数量较少，在中型载货汽车公共汽车越野汽车等车辆上应用极少甚至没有应用。西部大开发和我国经济的大发展，交通运输水利水电建筑业能源等领域将是未来的发。

4、专业机械设计制造及其自动化学号姓名指导教师完成日期年月日摘要本文的研究是以汽车用液力变矩器为研究对象，基于三维流场理论，借助于等软件，对液力变矩器的内流场进行了仿真计算。本课题研究的目的和意义就在于，通过软件的模拟仿真，对液力变矩器的流道的压力和速度进行有效分析计算。本文主要有以下内容首先介绍了课题研究的背景，液力变矩器在国内外的应用情况和流场理论的发展现状，指出了液力变矩器设计计算的发展方向是三维流场理论然后对液力变矩器的组成以及工作原理进行了阐述，并指出了主要研究内容。阐述了计算流体力学的基本理论。首先列出了控制方程包括连续性方程和动量守恒方程，由于本课题研究的是不可压缩流体，热交换量可以忽略不计，敌不考虑能量守恒方程，然后介绍了将控制方程离散化的方法接着详细介绍了有限体积法的基本原理，常用的离散格式分析了网格的生成技术，分别对。

5、辆，坦克以及军用车辆上也装备了液力变矩器。除美国外，其它国家的汽车工业中，比如日本的丰田日产公司，德国的奔驰伦克公司以及意大利的菲亚特公司等都生产了装配有液力变矩器的汽车。我国早在上世纪年代就将液力变矩器应用到红旗牌高级轿车上，开创了我国独立设计制造液力变矩器的历史。年，我国机车行业自行研制的卫星号也称东方红内燃机车装配了三个液力变矩器个启动液力变矩器，两个运转液力变矩器。液力传动在国内工程机械上的应用始于年代，当时由天津工程机械研究所和厦门工程机械厂共同研制的装载机上就装配有液力变矩器。年代开始将液力变矩器应用于重型矿用汽车上。年代由天津工程机械研究所研制开发了“单级向心涡轮液力变矩器叶栅系统”和“双涡轮液力变矩器系列”。两大系列目前已成为我国国内工程机械企业的液力变矩器的主要产品。其产品的主要性能指标已达到国外同类产品的先进水平。

6、有很大差别，因此，用维束流理论设计出来的变矩器往往不能达到预期的性能指标，而要经过反复的试验和改进，这就大大地增加了试验量和研制周期。随着车辆工程机械等行业对液力变矩器性能和研制周期要求的不断提高，给液力变矩器的研究提出了新的课题，研究人员在液力变矩器流场理论的研究上付出了很多努力，取得了定进展。在维柬流理论的基础上发展了二维流动理论。它将工作轮中的流动简化为过旋转轴心的组平行轴面内的平面流动，每个平面内的速度分布和压力分布都是相同的。在给定了叶片的边界形态和流量后，即可用数学方程求出该平面上任点的流动参数。二维流动理论把原来由中间平均流线所代表的进出口速度和叶片参数改为沿进出口边或沿内外环具有种变化规律的分布。应用二维流动理论，人们对液力变矩器的性能预测叶型设计及绘制方法等进行了大量研究，得到了较好的效果。总的来说，用二维流动理论。

7、进行了分析。对全文进行了总结。关键词液力变矩器内流场录第第章绪论．研究背景液力变矩器在国内外的应用流场理论的发展现状．液力变矩器的组成及工作原理液力变矩器的组成液力变矩器的工作原理．研究目的和意义以及主要研究内容研究目的和意义主要研究内容第章液力变矩器的测绘和反求.测绘过程.三维光学测量仪编程.数据处理和反求第章液力变矩器内流场数值分析．常用的软件介绍.建立流场计算的几何模型分析中的假设和简化几何模型．生成计算网格简介划分网格．设置求解器求解器的选择控制方程的线性化参考压力的选择．选择湍流模型.定义流体的物理性质.设置边界条件和初始条件入口边界条件出口边界条件壁面边界条件初始条件．收敛准则．本章小结第章液力变矩器内流场计算结果分析．泵轮流场分析泵轮入口流场泵轮出口面流场．涡轮流场分析涡轮入口流场涡轮出口流场.导轮流场分析导轮入口流场。

8、冲压焊接而成，而工程机械和些军用车辆所用液力变矩器的工作轮则是用铝合金精密铸造而成的。液力变矩器的工作原理以液力变矩器工作轮的展开图来说明液力变矩器的工作原理。沿图所示的工作轮循环圆中间流线将三个工作轮时片假象地展开，得到泵轮涡轮和导轮的环形平面图。各叶轮叶片的形状和挣出口角度也被显示于图中。为便于说明起见，设发动机转速及负荷不变，即变矩器泵轮的转速阼。及转矩。为常数。先以汽车启动工况为例进行讨论。当发动机运转而汽车还未起步时，涡轮转速月，为零，如图所示。变速器油在泵轮叶片带动下，以定的绝对速度沿箭头的方向冲向涡轮叶片，对涡轮有作用力，产生绕涡轮轴的转矩，此即液力变矩器的输出转矩。因此时涡轮静止不动，液流则沿着叶片流出涡轮并冲向导轮，其方向如图中箭头所示，该液流也对导轮产生作用力矩。然后液流再从固定不动的导轮叶片沿箭头的方向流回到泵。

9、轮出口流场．本章小结第章全文总结参考文献致谢第章绪论．研究背景液力变矩器在国内外的应用液力变矩器是车辆传动系统中的关键部件之，其主要作用是由发动机向传动系统平稳地传递动力。装有液力变矩器的动力传动系统可以保证车辆平稳地起步变速。目前液力变矩器被广泛地应用于铁道车辆工程机械航空航天能源动力以及化工机械等行业，而汽车行业更是液力变矩器的最大用户。国外己普遍将液力传动运用于轿车公共汽车豪华型大客车重型汽车牵引车及军用车辆等。以美国为例，自世纪年代以来，每年在轿车上液力变矩器的装配率达到以上，而在城区公汽上的装配率几乎达到了。在重型汽车方面，载货量吨的重型矿用自卸车几乎全部采用了液力变矩器，而在功率超过，载货量超过吨的重型汽车上，液力变矩器也得到了广泛地应用。如功率为．装载量为吨的矿用自卸车就装配了阿里森的系列液力机械变速器。还有些非公路车。

10、究非常热烈，各大汽车公司将分析液力变矩器的工作机理作为提高汽车燃油经济性的突破口，从而作了大量的工作。美国韩国等国家的能源部门从节省国家能源的角度出发，投入巨资对液力变矩器做了深入的研究。日本也早在上个世纪年代初期，就地球环境问题和能源保障问题呼吁要节约能源，反映在汽车领域，就是要提高各部件的效率，其中液力变矩器传动效率的提高占有重要的地位。另外，在国外随着前置前驱动车型的大量涌现和自动变速器多档化，对变速器小型化轻量化舒适性以及安全性的要求日益提高，于是提出了设计超扁平化的液力变矩器。为了弥补超扁平化带来的性能效率下降的问题，采用数值模拟的方法研究变矩器的内部流场是条有效途径。．液力变矩器的组成及工作原理液力变矩器的组成液力交矩器主要由可转动的泵轮涡轮，以及固定不动的导轮三个基本元件组成如图所示，汽车所用液力变矩器的工作轮般是由钢。

11、轮中。当液流流过叶片时，对叶片作用有冲击力矩，根据作用力与反作用力定律，液流此时也会受到叶片的反作用力矩，其大小与作用力矩相等，方向相反。作用力矩或反作用力矩的方向及大小与液流进出工作轮的方向有关。设泵轮涡轮和导轮对液流的作用力矩分别为和，方向如图中箭头所示。根据液流受力平衡条件，三者在数值上满足关系式，即涡轮转矩等于泵轮转矩与导轮转矩之和。显然，此时涡轮转矩大于泵轮转矩，即液力变矩器起到了增大转矩的作用。也可以这样来理解其增矩作用，当液流冲击涡轮时，对涡轮有作用力矩，此为泵轮给液流的力矩当液流从涡轮冲击导轮时，对导轮也有作用力矩，因导轮被固定在变速器壳体上，从而导轮给液流的反作用力矩通过液流再次作用到涡轮上，使得涡轮的转矩等于泵轮转矩与导轮转矩之和。当液力变矩器输出的转矩，经传动系传到驱动轮上所产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，。

12、述纯离心式或轴流式工作轮中的流动情况与实际较为接近，而描述常用的向心式或股的混流式工作轮，则与实际差别较大。液力变矩器设计计算方法的发展方向是三维流动理论，描述粘性流体三维流动的运动方程是纳维斯托克斯方程，简称方程。由于方程和欧拉方程的复杂性，直接求数值解非常困难，特别是方程，到目前为止尚无法直接求解。近十多年来，人们多用有限元法和有限差分法求三维流动的微分方程或变分方程。尽管人们对液力变矩器内流场的研究已经取得了定的进展，但是由于液力变矩器内流场的特殊性和复杂性，完全抛开维束流理论来进行液力变矩器设计计算的条件尚不成熟，能准确地反映液力变矩器内流场状况的理论尚未形成，液力变矩器的研究设计方法并没有从根本上得到改善，对液力变矩器还不可能进行步到位的设计，往往要有多次反复，需要做大量的实验。最近几年里，国外对液力变矩器三维流动理论的研。

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