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汽车用液力变矩器设计及性能仿真说明书.doc
任务书.doc
液力变矩器.dwg
（CAD图纸）
液力变矩器.exb
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板冲压焊接而成，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，汽车即起步并开始加速，与之相连的涡轮转速也从零起逐渐增加。
我们定义液流沿叶片方向流动的速度为相对速度，在叶轮的作用下所具有的沿圆周方向运动的速度为牵连速度“，二者的矢量和为绝对速度。
涡轮转速”，不为零时，液流在涡轮出口处不仅具有相对速度，而且具有牵连速度，故冲向导轮叶片的液流的绝对速度为两者的合成速度，如图所示。
因设泵轮转速不变，即液流循环流量基本不变，故涡轮出口处的相对速度不变，变化的只是涡轮转速，即牵连速度发生变化。
由图可见，冲向导轮叶片的液流的绝对速度将随着牵连速度的增加而逐渐向左倾斜，使导轮上所受的转矩值逐渐减小。
当涡轮转速增大到定值时，由涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮，由于液流经导轮时方向不改变，故导轮转矩为零，即涡轮转矩与泵轮转矩相等，。
若涡轮转速继续增大，液流绝对速度方向继续向左倾，如图中的，所示方向液流冲击导轮叶片的反面，导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反，则涡轮转矩为前二者转矩之差，即变矩器输出转矩反而比输入转矩小。
当涡轮转速增大到与泵轮转速相等时，工作液在循环圆内的循环流动停止，不能传递动力。
．研究目的和意义以及主要研究内容研究目的和意义液力变矩器是流道封闭的多叶轮透平机械，每个叶轮的流道都相当复杂，流道的内环外环以及叶片的表面都是复杂的曲面，由于流道的曲率变化非常大，叶片的形状也是三维的，这就造成了液流沿着流线方向圆周方向以及从内环到外环的方向都是变化的。
此外泵轮涡轮和导轮分别以不同的转速运动，各工作轮之间相互干扰而且工作介质是有粘性的，这就必然会在流道壁面上产生边界层，由此还会引起二次流脱流和旋涡等。
因此，变矩器内部的流动是非定常的不可压缩的三维粘性流动，想要对变矩器内流场进行三维计算变得十分困难。
不过随着计算流体力学和计算机技术的发展，各种软件的日趋成熟，使得对变矩器内流场进行三维计算变成可能。
本课题研究的目的和意义就在于，借助于软件对液力变矩器的内流场进行三维仿真计算，然后通过实验验证计算的结果，最后较系统地提出基于三维流场理论的设计分析方法，解决液力变矩器的传动效率和设计精度低的问题。
改变研制周期长，次成功率低的局面，进步改善液力变矩器的性能和设计制造水平。
主要研究内容在导师的悉心指导下，主要完成的研究工作有使用大型软件本课题选用对液力变矩器进行三维实体造型，然后通过进行网格划分前处理。
（CAD图纸全套）汽车用液力变矩器设计及性能仿真（含说明书）
