大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析

第 3 2卷 第 2期
20 11年 2月




V0 . 2 1 3 No. 2
ACTA ARM AM ENTARI I
F b. e
2 O11
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大 功 率液 力 变 矩 器 叶 轮 强 度 有 限 元 分 析
闫清 东 ,刘树 成 ,姚 寿 文 ,李晋
( 京 理 工 大 学 机 械 与 车 辆 学 院 ,北 京 1 0 8 ) 北 0 0 1
摘 要 :为 解 决 履 带 车 辆 大 功 率 液 力 变 矩 器 在 高 转 速 工 况 下 的 叶 轮 强 度 问 题 , 于 单 向 流 固耦 基 合 ( S ) 论 , 立 了液 力 变 矩 器 叶 轮 强度 分 析 模 型 。 采 用 全 局 守 恒 插 值 算 法 , 现 了流 场 网格 节 FI 理 建 实
A n t e e na y i fB l de W h e t e t f Fi ie El m ntA lsso a e lS r ng h o
a Hi h- o g p we e r ue Co v r e ’ r d To q n e trS
YAN Q n — o g I h —h n ig d n ,L U S u c e g,YAO S o — n,L i h u we IJn
u d r t e t o d ,a d i te sd srb to n eo m ai n sae a e o t i e . Two h z r o r i g n e h wol a s n t sr s iti u in a d d f r to tt r b a n d s a a d uswo k n
Abs r t tac :To s l e t e sr n t o lm fb a e wh e fa hg p we o q e c n e trus d o r c e ov h te g h pr b e o l d e lo ih— o rtr u o v re e n ta k d v h c e,a a a y i d li e p frt e bld e lsr n t ftr u o v re a e n t e o e wa e il n lss mo e s s tu o h a e wh e te gh o o q e c n et rb s d o h n — y
c n iin -h t ri g wo k n o d to n he ma i u p we r i g c n i o - a e a ay e n d ・ o d t s- e sa tn r i g c n iin a d t xm m o rwo k n o d t n o t i r n l z d i e- t i. An ef c ie meho s p o i d f rt e sr ngh a ay i fb a e wh e . al fe t t d i r vde h te t n l sso ld e 1 v o Key wor ds:fu d me h nis;tr u o v re ; f d s ld i tr c in;sr n t l i c a c o q e c n e tr l ui o i n e a to te g h;fnt lme t i ie ee n
l d sl itrci f i oi nea t n( S )te r .A go al o s raieitr oain ag r h su e oc n ette u d o F I h oy lb l c n ev t nep lt loi m i s dt o v r h y v o t
为 有效 的方 法 。
关 键 词 :流 体 力 学 ;液 力 变 矩 器 ; 固 耦 合 ;强 度 ;有 限 元 流 中 图 分 类 号 : H17 3 2 T 3 .3 文 献标 志 码 : A 文 章 编 号 : 0 0 19 ( 0 1 0 —1 10 1 0 —0 3 2 1 ) 20 4 -6
点 上 的流体 压 力载荷 到结构 网格 节点 的插值 传递 。结合 惯 性 离心载 荷 , 采用 静力 学分 析 的方 法 , 对 某 型液 力 变矩器 叶轮 , 行 了 2种载荷 共 同作 用 下 的有 限元 强度 分析 , 到 了其 应力分 布和 变形 情 进 得
况 , 对 起 动 工 况 和 最 大 功 率 工 况 2种 危 险 工 况 进 行 了 详 细 分 析 。 为 叶 轮 强 度 分 析 提 供 了 1种 较 并
l d p e s e l a r m w f l s d s t tu t r s o e . n t e lg to n rilc n rf g l fui r sur o d fo fo ed me h no e o sr c u e m e h n d s I h ih fi e ta e tiu a l i
la o d,t e sa i s me h d i e r a fn t l m e t s r n t n l s s o l d e lo o q e c n e t r h t tc t o s us d f i ie e e n te g h a a y i f a b a e wh e f t r u o v re o
( c o lo c a ia n hc lrEn ie r g,Be igI si t fT c n lg ,B in 0 0 1 S h o fMe h nc la d Ve iua gn ei n in n tueo e h oo y ej g 1 0 8 ,Chn ) j t i ia
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液力变矩器叶轮不同铸造成型工艺充型过程对比研究

液力变矩器叶轮不同铸造成型工艺充型过程对比研究

液力变矩器叶轮不同铸造成型工艺充型过程对比研究闫秋实【摘要】铸造工艺的特点是高温、密闭,铸造过程难以实时观察,传统的工艺设计是建立在“试错”基础上,很难体现出科学性.本文以液力变矩器导轮为例,采用数值模拟的方法对导轮重力铸造、离心铸造过程进行仿真,实时观察、分析了两种不同铸造成型工艺熔融金属液进入铸型型腔后速度场分布,并对铸造结果和缺陷进行预测.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】2页(P61-62)【关键词】导轮;铸造成型;数值模拟【作者】闫秋实【作者单位】北华大学汽车与建筑工程学院,吉林吉林132013【正文语种】中文【中图分类】TH137.332液力变矩器工作叶轮的制造精度直接影响其传动性能,其成型方法主要有焊接成型和铸造成型两种[1,2]。

铸造成型是将熔融金属液注入变矩器叶轮铸型型腔、冷却整体成型的工艺。

铸造型液力变矩器叶轮结构连续性好,能够有效减小其内部工作介质流动恶化,增大变矩系数、拓宽高效范围、提高传动效率。

特别是对于空间扭曲、不等厚的流线型叶片,其它成型工艺很难实现,只能通过整体铸造成型。

本文以液力变矩器导轮为例,研究重力铸造、离心铸造过程中,熔融金属液在铸型腔内速度场分布,并依据金属液充型状态和特点,对导轮铸件成型质量进行分析预测。

随着液力变矩器的应用领域不断扩展,对其叶轮铸造的精密性、质量与可靠性等要求也越来越高,因此有必要采用数值分析方法对变矩器铸造工艺过程进行系统、深入研究,以优化铸造工艺,提高变矩器叶轮铸件质量[3]。

本文以循环圆直径D=345mm某型液力变矩器导轮(铸铝件,铸造材料为ZL104)为研究对象,依据导轮铸件实际尺寸,如表1所示,利用三维造型软件UG构建其三维结构模型,应用Hypermesh划分网格模型,如图1所示。

导轮铸件材料为ZL104。

分析其结构特点可知,液力变矩器导轮由内环、外环和若干不等厚叶片构成,空间结构相对复杂,不同曲面结构交连,叶片厚度变化大,铸造难度较大。

液力变矩器叶片强度的分析研究

液力变矩器叶片强度的分析研究

液力变矩器叶片强度的分析研究作者:陶焜,王颖来源:《科技创新与生产力》 2014年第11期陶焜1,2,王颖1,2(1.太原重工矫直机研究所,山西太原030024;2.太原华煤工程设计有限公司,山西太原030024)摘要:为了研究液力变矩器叶片的强度,笔者抽取了某型液力变矩器全流道模型和叶片模型,利用ANSYS13.0软件对全流道模型进行仿真计算,把仿真得到的叶片压力加载到叶片模型上,通过流固耦合技术分析叶片上的应力分布和变形量,很好地解释了叶片失效的原因,为叶片的改型设计提供参考。

关键词:液力变矩器;内流场仿真;压力分布;流固耦合中图分类号:TH137文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2014.11.078收稿日期:2014-07-18;修回日期:2014-10-18作者简介:陶焜(1983-),男,江西九江人,助理工程师,主要从事矫正机研究,E-mail:410409689@。

近年来,许多现代化的设计方法、计算手段及制造设备都被应用到了液力变矩器的研究领域。

工作轮是液力变矩器中传递和变换能量的主要零件,其质量直接影响变矩器的工作性能和可靠性。

叶片是工作轮的重要组成部分,由于液力变矩器的结构形式及应用场合不同,对其进行具体分析对叶片的设计很有必要。

1液力变矩器叶片流固分析ANSYSWorkbench是ANSYS开发的协同仿真平台。

ANSYS仿真协同环境的目标是,通过对产品研发流程中仿真环境的开发与实施,搭建一个具有自主知识产权、集成多学科异构CAE技术的仿真系统。

以产品数据管理PDM为核心,组建一个基于网络的产品研制虚拟仿真团队,基于产品数字虚拟样机,实现产品研制的并行仿真和异地仿真。

所有与仿真工作相关的人、技术、数据在这个统一环境中协同工作,各类数据之间的交流、通信和共享皆可在这个环境中完成。

文中利用ANSYS13.0中的Workbench平台进行变矩器叶片的流固耦合计算,以求正确计算叶片变形和等效应力,找到叶片在工作时的薄弱处,指导叶片的改型设计,避免由于叶片的变形导致变矩器工作效率下降,甚至发生故障。

叶轮强度有限元分析

叶轮强度有限元分析

按照 $%&’(程序的要求加载。 <"程序参数设置与计算 先用 $%&’(程序的静力计算程序进行预处
理。此时首先定义各种计算参数,几个关键参数
的设定包括:
单元类型,在 =%*>*,5.3!?+@* 菜单中: 叶片:7.’5(’@2A3!9%05* 轮毂:7.’5(’@2A3!B(2A6 计算参数,在 $,0%+.2.3!45052A菜单中: &C<DE"FC!&CGDHH ;*,5(2I$J2.CK )98C3!FLH 完成以上各步后再用 44$9HM 程序进行计 算:
%&模化%’ ,(.! .-(.&
从表.可以发现,在转速由-&’*1/234提高 到.***1/234时,最大主应力值变成原来的&(. 倍左右,这与工程方法的经验公式得出的结果是
符合的。
!(变形分析与讨论 风机 高 速 旋 转 时,轮 毂 受 到 叶 片 向 外 的 拉
力,叶片与轮毂成一定的角度,叶片对轮毂的拉
图" +(风机叶片前缘的主应力分布
图"!图,给出了+(风机叶片上主应力值 在!(,-.//01 和 "---.//01 两 种 转 速 时 的 分 布, 图中 的 实 线 表 示 转 速 为 !(,-.//01 时 的 应 力 分
万方数据
图, +(风机叶根的主应力分布
从图"和图(可以看到,两种转速下,随着半 径的逐渐增大叶片前后缘的应力是单调下降的, 而且在叶根附近下降得更快,前缘应力比后缘对 应点要大。从图,可以看到,从前缘到后缘应力 是逐渐下降的。
的叶片受力和变形情况。
运用三维有限元方法计算的结果与工程方

YOCQ550调速型液力偶合器叶轮强度的有限元分析

YOCQ550调速型液力偶合器叶轮强度的有限元分析

液力偶合器是一种液力传动元件 ,具有隔离振动 、
厂 是其 重 要 的应 用 领 域 。 文 主 要研 究 应 用 在 发 电厂 锅 本 炉 给水 泵 上 的液 力 耦 合 器 。 炉 给 水泵 是 发 电 厂 的 主要 锅
有限元分析计算 ,最后 得到叶轮 的应 力和位移分布情
造 提供 了可靠 的依 据 。
i ilw rs d Me u s DoA S MB Y,标准件( i s ok. d n (w c S E L ” = d A &C) , ) ”5 i=sd ok. d n s D c S E L ” 栓 ( B) 标 准 件 ilw rs i Ad Me u(w o A S MB Y, 螺 & @
F n t E e n ay i o mp l rSr n t f i i lme t e An lss fI el te gh o e YOCQ5 0M o e p e — e uainHy r 一 o pi g 5 d l e d r g lt d 0 c u l s S o n
HUANG i - i n , S Ja l g a HAO a - h n W n ze
( c o l f c a ia E gn ei g D l nJa tn n v ri , l n 1 6 2 , hn ) S h o o Me h n c l n i e rn , ai io o g U ie s y Dai 0 8 C ia a t a 1
DE n AS a d ANS o t r n n l z d i te g h wih F YS s fwa e a d a a y e t sr n t t EM.T e i el rs r n t e ib l y w s p o e ,r la l s h mp l te g h r l ii a r v d e i b e e a t d t m n t o o h sn w h d o c u l g e i n a d ma u a t r r r v d d a u a d me h d f rt i e y r — o p i s d sg n n f c u e we e p o i e . n Ke r s y wo d :Hy r 一 o p i g ;I e l r i ie e e n n l ss I DEAS d 0 c u ln s mp le ;F n t l me t a y i ; - a ;ANS ; YS UG

叶轮有限元分析

叶轮有限元分析

资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载叶轮有限元分析地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容有限元法分析与建模课程设计报告报告题目:基于ANSYS Workbench的叶轮结构强度和振动模态分析学院:机械电子工程学院指导教师:学生及学号:摘要涡轮增压器是一种高速回转的叶片机械,一旦出现故障,特别是运动部分发生故障,将导致整个增压器在极短时间内损坏。

随着涡轮增压器压比及转速的不断提高,增压器转子叶轮部分的结构可靠性分析变得愈为重要。

对某型号增压器叶轮系统使用Catia建立简化的模型,并使用ANSYS Workbench有限元分析软件对叶轮系统进行静强度分析,得到最大应力与转速的曲线。

以及对叶轮预应力振动模态分析,得到叶轮的自振频率和振型。

为涡轮增压器叶轮系统的优化设计和动力学分析提供依据。

关键词:涡轮增压器叶轮有限元法静强度分析模态分析ABSTRACTThe turbocharger is a high-speed rotating blade mechanic, once a failure, especially moving parts failure will cause the entire turbocharger damage in a very short time. With the continuous improvement of the turbocharger pressure ratio and rotational speed, turbocharger impeller rotor structure reliability analysis become more important. The use of a certain type of turbocharger impeller system by Catia establish a simplified model, and the use of finite element analysis software ANSYS Workbench analysis the impeller system static strength , get a correlative curve with maximum stress and speed. And the impeller prestressed Modal analysis, get the impeller natural frequencies and mode shapes. Provide the basis foroptimizing the design and dynamics analysis turbocharger impeller system.Keywords:Turbocharger, Impeller, FEM, Static strengthanalysis,Modal analysis目录TOC \o "1-3" \h \u HYPERLINK \l _Toc12137 第1章引言PAGEREF _Toc12137 1HYPERLINK \l _Toc23436 1.1 有限元法及其优越性 PAGEREF_Toc23436 1HYPERLINK \l _Toc15599 1.2 ANSYS Workbench及其优点 PAGEREF _Toc15599 1HYPERLINK \l _Toc6672 1.3 问题的工程背景 PAGEREF _Toc66721HYPERLINK \l _Toc9922 第2章叶轮强度计算 PAGEREF_Toc9922 2HYPERLINK \l _Toc23709 2.1 静强度分析 PAGEREF _Toc23709 2HYPERLINK \l _Toc3748 2.2 静强度分析步骤 PAGEREF _Toc37482HYPERLINK \l _Toc1916 2.3 材料特性定义 PAGEREF _Toc19164HYPERLINK \l _Toc4894 2.4 网格划分 PAGEREF _Toc4894 5HYPERLINK \l _Toc25828 2.5 载荷和约束施加 PAGEREF_Toc25828 8HYPERLINK \l _Toc4630 2.6 计算结果及分析 PAGEREF _Toc46309HYPERLINK \l _Toc23426 2.6.1 叶轮应力分析 PAGEREF_Toc23426 9HYPERLINK \l _Toc16992 2.6.2 叶轮应变与变形 PAGEREF_Toc16992 14HYPERLINK \l _Toc16853 第3章叶轮振动模态计算 PAGEREF_Toc16853 16HYPERLINK \l _Toc28410 3.1 叶轮的振动与模态 PAGEREF_Toc28410 16HYPERLINK \l _Toc19949 3.2 带预应力模态分析步骤 PAGEREF _Toc19949 16HYPERLINK \l _Toc804 3.3 计算结果与分析 PAGEREF _Toc80418HYPERLINK \l _Toc7609 第4章总结 PAGEREF _Toc7609 20 HYPERLINK \l _Toc19959 参考文献 PAGEREF _Toc19959 21第1章引言1.1 有限元法及其优越性有限元法将连续的求解域离散为一组单元的组合体,用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数,近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。

变速器壳体强度有限元分析与试验验证

变速器壳体强度有限元分析与试验验证

Principal) 查看。 图 4 是壳体的位移变形图,从壳体后端向前看,整
个壳体有顺时针旋转变形的趋势,相对于离合器壳体 前端固定位置的最大位移为 0. 388 mm,发生在后盖的 右上部位的固定销销孔附近,位移较小。图 5 ~ 图 7 是壳体的应力云图,最大应力值为 198. 6 MPa,发生在 壳体副箱支撑第 2 轴后轴承孔的加强肋上,靠近后盖 一侧。支撑第 2 轴后轴承孔的加强肋共有 3 条,按顺 时针排列,其他 2 条应力依次减小,最大相差 90 MPa, 可以考虑在不增加加强肋数量的同时将这 3 条加强肋 绕逆时针旋 转 一 定 角 度,使 它 们 能 比 较 均 匀 地 受 力。 副箱中的第 2 轴后轴承孔最大应力值为 96. 1 MPa,主 要是由副箱常啮合主动齿轮的轴向力引起的,可以将 放置定位盘的凹槽填平,以增加该位置的强度和刚度。 后盖轴承孔最大应力值为 152. 3 MPa,发生在后盖的 右下轴承孔上,此轴承孔的变形较大,建议布置加强肋 增加刚度。壳体主箱中的常啮合齿轮传动速比较小及 离合器壳体对主箱前端面具有支撑作用,所以计算出 的一轴前轴承孔应力和中间轴前轴承孔的应力均比较 小。主箱中间主体部分有较大的抗扭截面模量,应力 值不大,可以将主箱中间主体部位进行减薄以减小质 量,同时要注意刚度变化。
验值对比情况如图 11 所示。
图 11 计算值与试验值对比
在图 11 中,应力相对误差位于 20. 0% 以内的测 点有 8 个,其中 9 号测点的误差最小,为 2. 6% ; 误差 位于 20. 0% ~ 30. 0% 的测点有 2 个,它们是 5 号和 10 号测点,其 误 差 分 别 为 27. 8% 和 20. 8% ,5 号 测
按照 ABAQUS 软件的推荐,求解接触非线性问题

车用液力缓速器关键部件设计与有限元分析_王奎洋

车用液力缓速器关键部件设计与有限元分析王奎洋,陈炯,唐金花(江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏常州213001)摘要:基于液力缓速器样机与选配车型,利用相似设计法对液力缓速器关键部件进行参数设计,包括动轮、定轮的循环圆内径、外径、叶片数、叶片厚度及叶片倾角等;运用CATIA 软件对液力缓速器关键部件进行三维建模与虚拟装配,并运用ANSYS 软件对叶片进行强度分析和模态分析。

结果表明:所设计的叶片能满足强度要求和避免共振,所设计的液力缓速器满足匹配车辆性能与安装要求,为液力缓速器的相关设计研究提供了参考依据。

关键词:液力缓速器;参数设计;应力分析;模态分析中图分类号:U463.212;TG115.22+2;TB301;O241.82文献标志码:A文章编号:1674-5124(2014)06-0141-04Design and finite element analysis of automotive hydraulic retarder ’s key componentsWANG Kui-yang ,CHEN Jiong ,TANG Jin-hua(School of Automobile and Traffic Engineering ,Jiangsu University of Technology ,Changzhou 213001,China )Abstract:The parameters of hydraulic retarder ’s key components ,including the inner diameter andouter diameter of driving wheel and fixed wheel ,the number of blades ,the thickness of blade ,the angle of blade and so on ,were designed based on the prototype of hydraulic retarder and matching vehicle ,using the design method on similarity theory.3D modeling and virtual assembly of hydraulic retarder ’s key components were done with CATIA software ,and the stress analysis andmode analysis of hydraulic retarder ’s blade were carried out based on ANSYS software.The results show that the hydraulic retarder ’s blade designed can meet the requirements of strength and avoid resonance.The hydraulic retarder designed can meet the requirements on performance and installation of the matching vehicle ,which may provide reference for related design research of hydraulic retarder.Keywords:hydraulic retarder ;parameter design ;stress analysis ;modal analysis收稿日期:2014-04-02;收到修改稿日期:2014-05-21基金项目:江苏省汽车工程重点实验室开放基金项目(QC201207)作者简介:王奎洋(1979-),男,江苏滨海县人,讲师,硕士,研究方向为车辆电子控制技术。

大功率汽轮机末级轮盘-叶片结构接触状态有限元分析


纹 ,甚 至有断裂 的危 险。因此 ,大 功率 汽轮机 末级 轮盘 和 叶 片 的接触情况 的应力 分析 是本 领域 关注 的重 点 问题 。在 这 之前 ,刘 雄彪 运用 Solidworks软件 对 国产 某 600MW 汽 轮 机低压转子进行 三维 实体 建模 ,并 提 出一种 叶片模 化 方法 , 运用该方法处理 的叶片模型在理论上 更接近 实际 叶片 ,其 研 究结果 为透平转 子的设 计及 其动 力学 有 限元 三 维实 体建 模 提供 了一定 的参 考 。龚 晨 运 用 Solidworks软件 对 国产 某 600MW 汽轮机末级 叶轮振 动 特性 进行 有 限元 分析 ,得 出 了
对大功率汽轮机 末级轮 盘 一叶 片结构 的接 触状 态进 行应 力
0 前 言
随着汽轮机 单 机功 率 的增 大 ,末 级 叶 轮 的直 径 显 著增 大 ,末级 叶片的长度 大幅度 增加 ,从 而 导致汽 轮机 末级 叶 轮 槽 处受到 的离心力也越来 越大 ,汽流 在叶 片上产生 的弯矩 大 幅 度 增 加 ,加 上 末 级 叶 轮 处 于湿 蒸 汽 区 ,运 行 环 境 极 其 恶 劣 , 在多种交变 载荷 的 共 同作 用下 ,这些 区域极 易 产 生疲 劳 裂
分析 。之前 国内外一 些相关 的研究 大多 对末 级 轮缘 与 叶根的实际接触 状态作 了较大 的简 化处理 ,这种 简化不能 准 确地描述复 杂载荷对 轮 缘和 叶根 作用 的情况 。本文 针对 国 产某 600MW 汽轮 机低 压 转子 末 级 轮盘 一叶 片结 构进 行 分 析 ,在考虑离心力 和汽流 力共 同作 用下 ,得 出轮 盘 一叶片 区 域在第一次加 载过程 中的应力分 布(本文 的轮 盘 一叶 片区域 特指轮缘 与叶根 的接触 区域 ),预测其 应力集 中区域 。

车用液力变矩器的变形仿真研究

Ke wo d :Hy r u i o q l o y r e y rs d a l t r l c n e tr c e S m ua o i lt n i Fi ie de e t a a y i n t m n n l ss
析。 同时对 实 际液力变 矩器 的空 壳 ( 带泵 轮) 行 试 进
2O 年 ( 2 卷 ) 第 3 02 第 4 期




2 液力 变矩 器 的建模
液 力变 矩 器 的 实 物 如 图 2 它 是 由上 壳 和 下 壳
两个冲 压件 焊接 而成 , 整个 外 壳 可 以认 为是 轴 对 称 的旋 转 体 , 圆周 通过 三 只 螺 栓 紧 固 在 板 式 飞 轮 沿
叙词: 液力变 矩器
仿真
有限 元分 析
The Si u a i it to m l ton of D sori n of Aut m o i e o tv H y a i dr u c Tor e Co v re l qu n e t r
Cu a g d Y n ,W u Ro g e ,Ho g W er n & I J n i a rn a io g m u y
lzd tep at a r i n io so y rui tr u n etr( e1 n e i ee t i pesr y e h rci lwokn c dt n fh da c oq ec v r s l c go i l o e h )u d rdf rn l r u e n f o s i
l 摘要 l 为确保液 力变矩器 的使用 安全 , 对渡力变矩器 ( 空壳) 在同一离心 力场下的不同油 压作 用进行 了实 际 工况仿真和有限元 分析, 过对 实际 车用液 力变 矩器 空壳 的试验 测 试, 通 结果表 明渡 力变 矩器 颈端 ( b 和 柄端 Hu ) 【i t 的轴 向变形与油压呈线性关系, Pl ) o 理论计算值 与试验测 试结果吻台较好

液力变矩器研究现状及发展趋势

液力变矩器研究现状及发展趋势一.液力变矩器简介液力变矩器以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器,是液力传动的形式之一。

液力变矩器,它有一个密闭工作腔,液体在腔内循环流动,其中泵轮、涡轮和导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相连。

动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时,液体从离心式泵轮流出,顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮,周而复始地循环流动。

泵轮将输入轴的机械能传递给液体。

高速液体推动涡轮旋转,将能量传给输出轴。

液力变矩器靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。

液力变矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮。

导轮对液体的导流作用使液力变矩器的输出扭矩可高于或低于输入扭矩,因而称为变矩器。

输出扭矩与输入扭矩的比值称变矩系数,输出转速为零时的零速变矩系数通常约2~6。

变矩系数随输出转速的上升而下降。

液力变矩器的输入轴与输出轴间靠液体联系,工作构件间没有刚性联接。

液力变矩器的特点是:能消除冲击和振动,过载保护性能和起动性能好;输出轴的转速可大于或小于输入轴的转速,两轴的转速差随传递扭矩的大小而不同;有良好的自动变速性能,载荷增大时输出转速自动下降,反之自动上升;保证动力机有稳定的工作区,载荷的瞬态变化基本不会反映到动力机上。

液力变矩器在额定工况附近效率较高,最高效率为85%~92%。

叶轮是液力变矩器的核心。

它的型式和布置位置以及叶片的形状,对变矩器的性能有决定作用。

有的液力变矩器有两个以上的涡轮、导轮或泵轮,借以获得不同的性能。

最常见的是正转(输出轴和输入轴转向一致)、单级(只有一个涡轮)液力变矩器。

兼有变矩器和耦合器性能特点的称为综合式液力变矩器,例如导轮可以固定、也可以随泵轮一起转动的液力变矩器。

为使液力变矩器正常工作,避免产生气蚀和保证散热,需要有一定供油压力的辅助供油系统和冷却系统二.液力变矩器的研究进展液力变矩器的设计主要是指变矩器的循环圆设计、叶片设计、特性计算、整体结构设计以及一些关键零部件的设计,由于叶片参数直接影响到变矩器的性能,因而是液力变矩器的设计的关键是叶片设计。

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