《液力變矩器壓力特性研究》7400字（論文）

液力變矩器壓力特性研究目錄TOC\o"1-2"\h\u9950液力變矩器壓力特性研究 112404摘要 1293951緒論 1264321.1課題研究的背景及意義 132061.2液力變矩器研究現(xiàn)狀 2136931.3液力變矩器應(yīng)用領(lǐng)域 3202102液力變矩器內(nèi)部構(gòu)件分析 3270022.1液力變矩器的工作原理 3146842.2渦輪出口壓力分析 4119592.3液力變矩器的導(dǎo)輪壓力差分析 654563變矩器壓力特性預(yù)測(cè) 727764(b)速比-效率曲線圖4液力變矩器壓力及效率曲線 10269874液力變矩器壓力特性優(yōu)化 11168474.1對(duì)YJ380型變矩器分析 1119165變矩器進(jìn)出口半徑優(yōu)化 11214636設(shè)計(jì)研究方法 14145437研究設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題 1513428結(jié)論 16摘要：本設(shè)計(jì)是基于對(duì)液力變矩器壓力特性的研究。為了更好地提高液力變矩器的性能，我們需要對(duì)變矩器的進(jìn)、出口壓力和導(dǎo)輪進(jìn)、出口壓力等一些參數(shù)內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行分析，探究變矩器的壓力值與變矩器其他參數(shù)性能的關(guān)系，從而對(duì)液力變矩器的壓力進(jìn)行分析，得到最佳壓力優(yōu)化范圍的進(jìn)出口半徑。我們把液力變矩器整體壓力流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，研究了變矩器性能與壓力之間的相互影響關(guān)系，也分析了速比與變矩器效率的關(guān)系，通過(guò)改變進(jìn)出口半徑來(lái)改變進(jìn)出口壓力差，提高液力變矩器的性能。關(guān)鍵詞：液力變矩器；優(yōu)化設(shè)計(jì)；流場(chǎng)；出口壓力；葉輪；氣蝕1緒論1.1課題研究的背景及意義液力變矩器（HTC）是以液體為媒介來(lái)進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在傳統(tǒng)自動(dòng)變速系統(tǒng)中，液力變矩器扮演者一個(gè)重要的角色。液力傳動(dòng)裝置應(yīng)用型廣，性價(jià)比合適且適應(yīng)能力強(qiáng)，方便平穩(wěn)起動(dòng)，緩沖各部分壓力，它可以吸收振動(dòng)和減少?zèng)_擊,除此之外,工作時(shí)它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命起到了增長(zhǎng)的作用,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)使用的經(jīng)濟(jì)性，它在整個(gè)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)中扮演者重要的角色。當(dāng)車輛工作時(shí)，液力變矩器可以讓汽車變矩和平穩(wěn)的啟動(dòng)，它是工程機(jī)械和汽車傳動(dòng)系統(tǒng)最重要的結(jié)構(gòu)之一，因而液力變矩器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。液力變矩器是一種利用油液與機(jī)構(gòu)相互作用、實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換的裝置。液力變矩器本身傳動(dòng)效率低于傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)，因此在某些條件下車輛的經(jīng)濟(jì)性略有不足。隨著自動(dòng)擋乘用車輛的發(fā)展，液力變矩器設(shè)計(jì)的軸向尺寸正在逐漸地縮短，使得液力變矩器的性能越來(lái)越差，因此本設(shè)計(jì)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)研究變矩器的壓力特性，提高液力變矩器的性能。不僅如此，由于液力變矩器本身的特性，它在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量使油溫度過(guò)高，為了使得傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，必須不斷地更換油液使變矩器內(nèi)部保持熱平衡，因此需要設(shè)置一個(gè)合理的變矩器進(jìn)出口壓力值保證油液的有效流動(dòng)。基于此設(shè)計(jì)，通過(guò)研究變矩器的壓力特性，把液力變矩器流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，分析了變矩器性能和壓力的相互關(guān)系，對(duì)液力變矩器的進(jìn)出口半徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得滿足變矩器有合適的進(jìn)出口壓力，從而提高液力變矩器的性能。1.2液力變矩器研究現(xiàn)狀為了更好的提高液力變矩器的性能，液力變矩器的壓力優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的不可缺少的研究階段。目前為止，液力變矩器內(nèi)部的流場(chǎng)分析主要有兩種方法，分別是實(shí)驗(yàn)測(cè)量和三維流場(chǎng)分析。液力變矩器本身是一個(gè)流道封閉的結(jié)構(gòu)，液力變矩器內(nèi)部的葉片的結(jié)構(gòu)是三維曲面的，它有較大的工況變化范圍。這兩種分析方法都存在一些缺陷和實(shí)際研究的困難，所以研究人員通常把實(shí)驗(yàn)結(jié)論和數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，互為驗(yàn)證、對(duì)比的參考依據(jù)。一些研究者分析了液力變矩器的葉片流場(chǎng)分布，并提出更加復(fù)雜的葉片導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)，在一定程度上提高了液力變矩器的性能。再有一些研究者把液力變矩器葉輪葉片壓力和速度場(chǎng)分布進(jìn)行了評(píng)估，通過(guò)改變循環(huán)圓內(nèi)外環(huán)的形狀，消散了一些較強(qiáng)的耗散區(qū)，提高了液力變矩器的液力性能。甚至還有些研究者通過(guò)內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整了液力變距器設(shè)計(jì)參數(shù)，把壓力場(chǎng)分布進(jìn)行了優(yōu)化，提高了液力變距器的性能，同時(shí)也抑制了二次流現(xiàn)象。上面的幾個(gè)研究均屬于反向設(shè)計(jì)的方法，把內(nèi)流場(chǎng)的分析結(jié)果進(jìn)行反向調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，目的是改善液體的流動(dòng)狀況，提高其性能。這種反向設(shè)計(jì)的方法，要求設(shè)計(jì)人員具有很高的專業(yè)性，并且這個(gè)優(yōu)化過(guò)程需要不斷的調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，參考內(nèi)流場(chǎng)分析結(jié)果，所以需要更多的設(shè)計(jì)時(shí)間。除此之外，這種方法很難保證設(shè)計(jì)結(jié)果是最好的設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)還存在進(jìn)一步的優(yōu)化空間。在一些文獻(xiàn)中研究人員通過(guò)把葉片的內(nèi)外環(huán)偏轉(zhuǎn)角參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，建立了綜合分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化三位一體的平臺(tái)，并和仿真計(jì)算與優(yōu)化算法結(jié)合在一起，把液力變矩器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。這種方法是主要是建立一個(gè)液力變距器分析、優(yōu)化、設(shè)計(jì)三位一體的平臺(tái)，以此進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這種方法在預(yù)測(cè)的精度上有良好的優(yōu)點(diǎn)，但是用仿真計(jì)算消耗時(shí)間長(zhǎng)，使得設(shè)計(jì)的時(shí)間周期更長(zhǎng)。1.3液力變矩器應(yīng)用領(lǐng)域國(guó)外有關(guān)液力變矩器的使用很廣泛，設(shè)計(jì)技術(shù)更加先進(jìn)，以德國(guó)舍弗勒為例的一體化液力變矩器工作效率高，減振性能更佳，未來(lái)會(huì)更多應(yīng)用于自動(dòng)變速箱的車輛。隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車輛工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，中高檔乘用車的需求量也不斷上升，各種裝備液力機(jī)械式自動(dòng)變速器(AT)和無(wú)級(jí)變速器(CVT)的中高檔乘用車產(chǎn)量急劇提高，而液力變矩器是AT和CVT中用于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間傳遞動(dòng)力的裝置[1]，對(duì)整個(gè)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)性能的影響至關(guān)重要。作為車輛和工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，變矩器可以使得車輛平穩(wěn)起步和變矩，得到了廣泛的應(yīng)用。2液力變矩器內(nèi)部構(gòu)件分析2.1液力變矩器的工作原理液力變矩器的主要結(jié)構(gòu)是泵輪、渦輪、導(dǎo)輪，因此也把它叫做三元件變矩器。如圖1，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的變矩器簡(jiǎn)圖，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由左邊的輸入軸5傳遞進(jìn)來(lái)，輸入軸是直接連接泵輪1的，發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作，這時(shí)液力變矩器的泵輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，變矩器內(nèi)部有油液，會(huì)產(chǎn)生離心力，因此變矩器通過(guò)油液產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。渦輪的形狀是一個(gè)圓盤(pán)，它可以轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪連接輸出軸4。在液力變矩器工作時(shí)，葉片會(huì)被油液沖擊，因此渦輪會(huì)對(duì)外做功會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。最后油液通過(guò)導(dǎo)輪2轉(zhuǎn)換方向，重新流回泵輪中，液力變矩器就是這樣一次次完成動(dòng)力的傳遞。液力變矩器的油液是從油泵開(kāi)始流的，它會(huì)經(jīng)過(guò)進(jìn)油口、導(dǎo)輪軸和變矩器軸中間的油道，流道液力變矩器內(nèi)部，循環(huán)一周后從導(dǎo)輪軸與輸出軸的間隙回流到油泵。1-泵輪2-導(dǎo)輪3-機(jī)架4-輸出軸5-輸入軸6-渦輪

圖1

液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.2渦輪出口壓力分析本文首先分析渦輪的出口壓力，為了更加清晰的研究葉輪轉(zhuǎn)速與油液流動(dòng)的相互關(guān)系，將油液的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)分為圓周速度和相對(duì)速度。所以只需要分析油液在渦輪內(nèi)的流動(dòng)方程。建立一個(gè)坐標(biāo)系，畫(huà)出葉片速度矢量圖，第一個(gè)小圖是渦輪固定時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析圖，第二個(gè)小圖是渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)分析圖，第三個(gè)小圖是速度矢量圖，如圖2。圖2

葉片速度分析矢量圖我們分析上圖，利用歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程可以計(jì)算得（1）帶入速度得（2）（1）當(dāng)渦輪不轉(zhuǎn)動(dòng)是固定狀態(tài)時(shí)，變矩器速度比=0，所以=0，絕對(duì)速度，所以（3）由此得出渦輪得出口壓力公式為（4）式中通過(guò)查閱資料取=0.8，=7.47m/s，=7.40m/s，=0.4MPa，帶入得=0.3996MPa。所以渦輪不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，出口壓力為=0.3996MPa。（2）如果渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，牽連速度會(huì)與渦輪轉(zhuǎn)速增成正比，根據(jù)上面得公式（2）和（3）可計(jì)算渦輪的出口壓力：（5）將數(shù)值帶入，MPa。渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的出口壓力為=0.4005MPa。以上公式中，為哈密頓算子，表示為體積力，為壓力，是入口壓力，是出口壓力，是渦輪進(jìn)口壓力，是渦輪出口壓力，是流體密度，是重力加速度，是相對(duì)速度，是絕對(duì)速度，表示牽連速度。通過(guò)上面的受力分析，公式推理計(jì)算，我們可以得出結(jié)論：當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速增大時(shí)，渦輪出口壓力增大，因此可以得出渦輪出口壓力與渦輪轉(zhuǎn)速二者成正相關(guān)的結(jié)論，即隨著速比的增大，導(dǎo)輪進(jìn)口壓力增大，但它的取值比變矩器出口壓力要小。2.3液力變矩器的導(dǎo)輪壓力差分析當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速的增加時(shí)，渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速差會(huì)逐漸減小，直到達(dá)到耦合狀態(tài)，這時(shí)候轉(zhuǎn)速比接近于1。我們把渦輪與泵輪看做一個(gè)整體，從而進(jìn)行研究，并以此為基礎(chǔ)我們可以計(jì)算推出變矩器的導(dǎo)輪的進(jìn)出口的壓差。我們利用伯努利方程分析：（6）不計(jì)算位置勢(shì)能項(xiàng)，使，使，，其中的參數(shù)是泵輪出口壓力，表示的是泵輪出口半徑。通過(guò)公式（6）的計(jì)算可以得到（7）把公式（7）代入公式（6）可以計(jì)算出（8）使可以推出進(jìn)口壓力（9）我們前面說(shuō)把渦輪和泵輪看成了一個(gè)整體，那么角速度將取渦輪和泵輪的平均數(shù)值（10）導(dǎo)輪的出口壓力和泵輪的進(jìn)口壓力是相等的,得出（11）明顯的可以得到，（12）查閱資料取=69mm，=117mm，我們?cè)谶@里忽略中間系數(shù)的計(jì)算。當(dāng)n=1800r/min時(shí)，，=0.127MPa；當(dāng)n=1850r/min時(shí)，，=0.140MPa。公式中，表示中間系數(shù)，是導(dǎo)輪進(jìn)口壓力，是導(dǎo)輪出口壓力。此公式同樣適用于變矩器不同轉(zhuǎn)速比下，不只局限于轉(zhuǎn)速比接近于1時(shí)。通過(guò)上面的一系列計(jì)算得出以下結(jié)論：當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速的升高時(shí)，導(dǎo)輪進(jìn)出口壓差是一個(gè)減小的趨勢(shì)，因此可以得出速比與壓差二者成反比。3變矩器壓力特性預(yù)測(cè)我們?yōu)榱烁玫姆治鲆毫ψ兙嗥鞯膲毫μ匦裕瑢?duì)YJ380系列液力變距器進(jìn)行了壓力分布仿真。為了取得壓力參數(shù)預(yù)測(cè)，需要把液力變矩器整體進(jìn)行建模，通過(guò)自學(xué)Fluent仿真軟件，首先繪制出一個(gè)大體的液力變矩器三維輪廓模型，然后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，之后進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整數(shù)據(jù)。為了清晰地表達(dá)壓力場(chǎng)的分別，我們?cè)O(shè)定油液在任何工況下密度保持不變，，油液的粘度為0.00129Pas，最后得到一個(gè)如下圖的壓力場(chǎng)分布，如圖3所示。圖3

變矩器流場(chǎng)整體壓力圖這是一個(gè)變矩器流場(chǎng)整體壓力云圖，紅色的區(qū)域表示最大受壓處，壓力依次逐漸降低。因此可以得出結(jié)論，泵輪外圓處壓力最大，壓力場(chǎng)沿著徑向逐漸增加，壓力分界線為中心軸面處，導(dǎo)輪的進(jìn)口壓力低于導(dǎo)輪出口壓力。我們計(jì)算變矩器的效率：（13）在這個(gè)公式中，泵輪轉(zhuǎn)矩，渦輪轉(zhuǎn)矩。是泵輪動(dòng)量矩變化因數(shù)。因此可以很明顯的看出變矩器的效率與壓力參數(shù)沒(méi)有直接的影響關(guān)系。根據(jù)參考速比壓力數(shù)據(jù)和用效率公式計(jì)算得效率數(shù)據(jù)畫(huà)出曲線變化趨勢(shì)，可以看出參考的數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)與我們上面公式計(jì)算得到的結(jié)論相同。圖中為液力變矩器的進(jìn)口壓力,為液力變矩器的出口壓力，為液力變矩器導(dǎo)輪的進(jìn)、出口壓差。壓力云圖中設(shè)定泵輪轉(zhuǎn)速n為2000rpm，選取起動(dòng)工況=0、低速比工況=0.35、高效工況=0.73和耦合工況=0.95四個(gè)工況點(diǎn)，變矩器出口壓力設(shè)定為：0.15、0.35、0.5Mpa這3種工況。上式中K表示變化因數(shù)，查閱資料得出速比壓力和效率參考數(shù)據(jù)[2]，整理數(shù)據(jù)，繪制速比壓力曲線圖（a）。當(dāng)=0時(shí)，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得=0；當(dāng)=0.35，K=1.46時(shí)，代入效率公式數(shù)據(jù)計(jì)算得=0.51；當(dāng)=0.73，K=0.96時(shí)，=0.7；當(dāng)=0.95，K=0.68計(jì)算得=0.65，此時(shí)=0.15。同理分別計(jì)算出=0.35、0.5時(shí)的四個(gè)工況效率和=0.5時(shí)的工況效率，計(jì)算結(jié)果與資料中的數(shù)據(jù)相結(jié)合，繪制圖（b）效率曲線圖。表1速比壓力參考數(shù)據(jù)速比00.350.730.95壓力差（0.15）0.260.20.180壓力差（0.35）0.30.280.220.21壓力差（0.5）0.310.30.270.2進(jìn)口壓力（0.15）0.260.290.350.48進(jìn)口壓力（0.35）0.380.440.50.55進(jìn)口壓力（0.5）0.530.590.620.8表2速比效率參考數(shù)據(jù)速比00.350.730.95效率（0.15）00.510.70.65效率（0.35）00.570.720.68效率（0.5）00.590.730.67速比-壓力曲線速比-效率曲線

圖4液力變矩器壓力及效率曲線根據(jù)上面的曲線圖可以得知，當(dāng)速比的增加時(shí)，液力變矩器的出口壓力和進(jìn)口壓力同時(shí)也會(huì)增大，但進(jìn)出口壓差反而會(huì)減小，因此會(huì)使得變矩器內(nèi)循環(huán)液體的流量減小。與此同時(shí)當(dāng)速比越大時(shí)，液力變矩器自身的發(fā)熱量會(huì)減小，變矩器可以自動(dòng)調(diào)節(jié)流量的原因是變矩器的發(fā)熱量與變矩器內(nèi)循環(huán)量二者相匹配。當(dāng)變矩器出口壓力值為

0.35

MPa

和

0.5

MPa

時(shí)，變矩器與高效區(qū)基本接近，因此效率相對(duì)較高。當(dāng)出口壓力為

0.15

MPa

時(shí)，變矩器的效率略有降低，這是因?yàn)橐毫ψ兙仄鞯某隹趬毫χ堤蛯?dǎo)致，此時(shí)變矩器葉輪內(nèi)流場(chǎng)更容易出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致油液流場(chǎng)分布不好。因此可以得出結(jié)論，在液力變矩器不發(fā)生氣蝕的壓力要求下，變矩器的效率與速比成正比，而變矩器進(jìn)出口壓差與變矩器的速比成反比。仿真實(shí)驗(yàn)曲線的變化規(guī)律與我們上面進(jìn)行的公式計(jì)算推導(dǎo)結(jié)果相同。4液力變矩器壓力特性優(yōu)化4.1對(duì)YJ380型變矩器分析首先變矩器裝入車輛后要進(jìn)行整車的性能試驗(yàn)檢測(cè)，使得車輛性能滿足所要達(dá)到的使用要求，不能出現(xiàn)動(dòng)力不足或者是油溫過(guò)高等狀況導(dǎo)致車輛的正常使用。當(dāng)大量的進(jìn)行車輛壓力檢測(cè)時(shí)，當(dāng)變距器出口的壓力值符合進(jìn)口壓力標(biāo)準(zhǔn)值和壓力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，使用的壓力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是原有機(jī)型的標(biāo)準(zhǔn)，其中原來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的液力變距器出口壓力為0.4MPa，進(jìn)口壓力為0.8Mpa,下列表3是YJ380型變距器部分的測(cè)試數(shù)據(jù)[2]。表3YJ380變矩器進(jìn)出口壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)[2]次數(shù)進(jìn)口壓力出口壓力進(jìn)出壓差10.510.400.1120.550.400.1530.480.3850.09540.50.40.150.520.390.1360.440.370.07在現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)變矩器的出口壓力值能到使其不發(fā)生氣蝕時(shí)，這個(gè)出口的壓力值就不會(huì)影響液力變矩器的正常工作和工程車輛的正常駕駛使用[2]。當(dāng)TJ380型液力變矩器檢測(cè)的進(jìn)口壓力是0.44Mpa，出口壓力為0.37Mpa時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液力變距器進(jìn)口壓力為0.8Mpa、出口壓力為0.4Mpa的標(biāo)準(zhǔn)值，但是車輛可以正常的行駛工作，并沒(méi)有出現(xiàn)動(dòng)力不足，或者是高溫等故障。所以可以得出，YJ380型變矩器的進(jìn)口壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)可以?。篬0.44，0.8]Mpa，出口壓力數(shù)值?。篬0.37,0.4]Mpa。5變矩器進(jìn)出口半徑優(yōu)化查閱資料得YJ380型變矩器標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)：額定輸入轉(zhuǎn)速：2000r/min，額定輸入功率：121Kw，循環(huán)圓直徑380mm，變矩系數(shù)：2.30，公稱扭矩185Nm，最高效率88％，循環(huán)流量74L/min，重量132kg。（14）不計(jì)算位置勢(shì)能項(xiàng)，即，此外我們把變矩器看做一個(gè)整體，本文半徑優(yōu)化忽略中間系數(shù)的計(jì)算。分別取P=P1=0.8MPa，P=P2=0.4MPa得 （15）（16）計(jì)算得當(dāng)取標(biāo)準(zhǔn)壓力值時(shí)液力變矩器進(jìn)口半徑，出口半徑。從之前的分析中可以得出，適當(dāng)?shù)慕档统隹趬毫?，可以降低油耗，減少成本，提高車輛的經(jīng)濟(jì)性。為了優(yōu)化壓力變矩器的進(jìn)出口壓力，在保證變矩器不發(fā)生氣蝕的情況下，實(shí)現(xiàn)最大的動(dòng)力輸出，我們通過(guò)改變液力變矩器的進(jìn)出口半徑，對(duì)液力變矩器進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，通過(guò)比較變矩器出口壓差，確定一個(gè)最合適的變矩器進(jìn)出口半徑優(yōu)化結(jié)果。我們通過(guò)查閱資料，確定了變矩器進(jìn)出口壓力的相應(yīng)參數(shù)。我們通過(guò)改變進(jìn)口半徑或出口半徑，來(lái)分析壓差變化，確定最優(yōu)優(yōu)化方案。首先，我們選取固定的進(jìn)口壓力為0.51MPa，改變出口半徑，選取出口半徑為為146mm、148mm、150mm、152mm、154mm時(shí)的出口壓力，利用公式（12）計(jì)算變矩器出口壓力，最終得出壓差的數(shù)據(jù)如表4。表4改變出口半徑后進(jìn)出口壓差參考數(shù)據(jù)進(jìn)口壓力/MPa出口半徑/mm出口壓力/MPa進(jìn)出口壓差0.511460.3740.1360.511480.3840.1260.511500.3940.1160.511520.4050.1050.511540.4160.094為了更直觀的了解改變變矩器出口半徑對(duì)壓差的影響，我們將得到的數(shù)據(jù)圖形化，如圖5所示。從圖5中可以看出，增大出口半徑，進(jìn)出口壓差會(huì)減小，因?yàn)橹拔覀兊贸鼋Y(jié)論，變矩器的速比與進(jìn)出口壓差成反比，而且變矩器的效率隨著速比的增加而增加，所以如果我們適當(dāng)?shù)脑黾映隹诎霃剑敲刺岣咦兙仄鞯墓ぷ餍?，?duì)變矩器的性能也有一定的改善。分析完改變出口半徑后，我們選取固定的出口壓力為0.37MPa，改變進(jìn)口半徑，選取進(jìn)口半徑為為210mm、212mm、214mm、216mm、218mm時(shí)的出口壓力，利用公式（12）計(jì)算變矩器出口壓力，最終得出壓差的數(shù)據(jù)如表5。圖5進(jìn)出口壓差與出口半徑關(guān)系圖表5改變出口半徑后進(jìn)出口壓差參考數(shù)據(jù)出口壓力/MPa進(jìn)口半徑/mm進(jìn)口壓力/MPa進(jìn)出口壓差0.372100.770.40.372120.790.420.372140.80.430.372160.820.450.372180.830.46圖6進(jìn)出口壓差與進(jìn)口半徑的關(guān)系從圖6中可以看出，隨著進(jìn)口半徑增大，進(jìn)出口壓差會(huì)增大，因?yàn)橹拔覀兊贸鼋Y(jié)論變矩器的進(jìn)口壓差與速比成反比，變矩器的速比與效率成正比，在滿足不發(fā)生氣蝕的前提下，如果我們適當(dāng)?shù)臏p小進(jìn)出口半徑，那么變矩器的性能會(huì)更好。因?yàn)樽兙仄髡５墓ぷ鳁l件是進(jìn)出口壓力使得變矩器不會(huì)發(fā)生氣蝕，所以可以我們需要確定進(jìn)出口半徑的取值范圍來(lái)保證變矩器有合理的進(jìn)出口壓力，YJ380型變矩器的進(jìn)口壓力檢測(cè)數(shù)據(jù)可以?。篬0.44，0.8]Mpa，出口壓力數(shù)值?。篬0.37,0.4]Mpa。將進(jìn)出口壓力帶入公式（14）分別求出進(jìn)出口半徑的取值范圍，即進(jìn)口半徑的取值范圍：[158.5，213.7]mm，出口半徑的取值范圍為：[145.3，151.1]mm。最終我們確定合理的增大進(jìn)口半徑或者減小出口半徑，使得變矩器有一個(gè)合理的進(jìn)出口壓差，可以提高變矩器的性能。6設(shè)計(jì)研究方法通過(guò)資料調(diào)研法對(duì)課題背景及意義、研究現(xiàn)狀進(jìn)行研究調(diào)查，發(fā)現(xiàn)液力變矩器有自動(dòng)適應(yīng)能力強(qiáng)、減振、平穩(wěn)起動(dòng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于傳動(dòng)系統(tǒng)中，但是還存在壓力設(shè)置方面的一些不足。通過(guò)對(duì)葉片的受力分析進(jìn)行公式計(jì)算并代入數(shù)值驗(yàn)證結(jié)論，符合液力變矩器出口壓力設(shè)置。然后通過(guò)軟件仿真模擬法，利用Fluent流體仿真軟件，畫(huà)了變矩器三維整體壓力仿真圖，得出泵輪外圓處壓力最大，壓力場(chǎng)沿著徑向逐漸增加，壓力分界線為中心軸面處，導(dǎo)輪的進(jìn)口壓力越低于導(dǎo)輪出口壓力。最后本設(shè)計(jì)參考YJ380型變矩器的進(jìn)出口