摘要：为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12个统计特征参数和10个比例特征参数,利用主成分分析法对工况数据进行了降维处理,通过无监督学习中的K均值聚类算法完成了数据片段的聚类分析,使用动态规划方法整合闭锁工况,获取典型工况片段用于循环工况重构,利用汉宁窗对片段进行平滑连接。以循环工况与总体数据主要特征值平均误差、连接处转速差值总和及斜率差值总和为目标,借助模拟退火和多目标粒子群算法进行优化,构建基于实车数据、契合液力变矩器实车运行特征的循环工况。结果表明,最终所得工况由叶轮转速——时间和闭锁信号——时间组成,主要特征参数平均相对误差为2.92%,与实车数据的工况特征表现一致。本研究成果为设计液力变矩器的可靠性试验工况提供了一种新的思路和途径。

摘要：流道截流面积分布对液力旋转机械的液力性能具有重要影响.为了减少扩散等液力损失,变矩器流道截面积分布通常采用等截面积分布的形式,但并未充分发挥截面积分布参数在流场调节和性能优化方面的优势.因此,文中研究提出了过流截面积表征模型,并建立了基于可变截面积分布的变矩器循环圆及叶栅设计系统,对变截面积流道的液力变矩器循环圆设计方法进行了研究.通过设计多组不同截面积分布的实例,采用DOE方法进行比较分析,进一步研究了叶轮截面积分布形式对变矩器性能的影响.同时,通过对不同叶轮的组合设计,获得了组合型性能优化的循环圆设计结果.实验结果表明,基于变截面积流道优化设计的变矩器泵轮转矩提升了18.5%,起动变矩比也提高了3.9%.说明基于变截面积分布的液力变矩器循环圆设计方法是一种有效的优化设计方法,能够在保持外形尺寸的同时提升变矩器性能.

摘要：液力变矩器是大功率履带车辆传动系统的核心部件,其轴向力是影响传动系统可靠性、承载能力的关键因素之一,且受转速影响明显.因此,文中利用计算流体力学模型及实验手段,建立了带内、外环泄漏区及进出口流道的液力变矩器轴向力仿真模型,研究了液力变矩器轴向力形成机理及其随转速变化规律,进行了轴向力测试并对仿真结果进行验证.研究结果表明,文中提出的轴向力预测模型对液力变矩器各叶轮轴向力的预测误差在10%以内,轴向力随着泵轮转速的升高而升高,随着速比的降低而升高,泵轮、涡轮的轴向力随叶轮转速变化主要受泵轮与涡轮背面在涡轮侧形成的流道以及叶轮内外环影响,而导轮轴向力随叶轮转速变化主要受导轮叶片影响.本研究为液力变矩器结构设计、寿命设计提供了准确的轴向力边界条件,同时,为轴向力抑制技术提供了可信的预测模型.

摘要：目前国内普遍采用的单向联轴器压紧机构为传统的圆柱弹簧,其结构复杂、装配难度大,且使用过程中易出现偏载,降低联轴器可靠性。为提高单项联轴器可制造性和寿命,本文提出一种折叠弹簧,采用卡式第二定理推导出其等效刚度理论计算公式,并建立了刚柔耦合有限元模型,对弹簧的压缩过程进行数值模拟,研究分析了其分段线性的刚度特性。提出了折叠弹簧参数化设计方法,在给定工作载荷和工作长度的情况下,以等刚度假设为前提,压缩长度、工作段占比和长厚比为约束条件,能够实现弹簧结构参数的快速优化设计。最后,研制了折叠弹簧样件,进行弹簧刚度试验,验证了理论模型、仿真模型及设计方法的正确性。

摘要：为提升液力变矩器性能的同时优化内部流场载荷分布,在对变矩器叶片设计过程中通过对泵轮动力载荷的合理设计,采用反设计方法并基于流场特性对变矩器能容性能进行定向设计,通过优化叶片形状增大液力元件的能容,同时改善流场平顺性。设计结果表明,反设计方法使泵轮能容提升了5.2%,同时内流场施加到叶表的载荷幅值下降了4.9%,反设计方法实现了泵轮能容的定向优化设计。

摘要：结合流场分析和拓扑轻量化设计方法对液力变矩器闭锁离合器外壳开展轻量化设计并进行实验验证。首先建立液力变矩器流场仿真模型,分析不同工况下闭锁离合器承载特性,从流场仿真中提取负载,采用有限元方法对外壳进行稳态力学分析,以校核其强度。随后使用基于密度插值的拓扑优化方法对外壳进行优化,从而获得具有指导性的设计方向。在此基础上采用实验设计方法研究各尺寸参数对外壳轻量化、强度等影响规律,并采用遗传算法对外壳的各项性能进行优化。最后,研制优化后的闭锁离合器外壳样件及液力变矩器样机并进行应力和性能测试,结果表明,闭锁离合器外壳减重10%,优化后液力变矩器能够满足使用要求。

摘要：提出一种液力变矩器叶栅系统的优化设计方法,通过含有参数化设计与流场数值模拟环节的正交试验设计样本构建目标的响应曲面(RSM)近似模型,再由序列二次规划法(SQP)反复迭代并更新模型逼近最优解。结果表明该方法在工程设计上是有效的,并且证实了加大泵轮叶片内环出口角的扭曲角度可以有效地提高变矩器的变矩性能,但起动变矩比增大的同时最高传动效率会有所下降。

摘要：阐述了液力变矩器叶栅系统参数化设计方法,在对几种典型叶型设计方法分析比较的基础上,基于实用的最小参数原则选定了样条拟合曲线方法实现叶片设计,并结合变宽度循环圆设计方法,提出了叶栅系统参数化设计方法,基于UG/OPEN API编制了相应程序并给出了设计实例。在上述研究基础上,总结并提出了液力变矩器叶栅系统参数化体系,为后续叶栅系统三维优化设计及制造提供了灵活便捷的设计模型。

摘要：为减少叶片设计参数,提高设计效率,用儒科夫斯基型线进行液力变矩器导轮叶片造型研究.对儒氏型线进行简化,并采用尾部加厚处理,使其适应液力变矩器流动要求;构建儒科夫斯基导轮叶片型线模型,用该模型对一系列液力变矩器导轮叶片进行拟合.仿真计算与实验结果对比表明:处理后的儒氏型线能够精确表达已有液力变矩器导轮叶片,可以用于液力变矩器导轮叶片的设计.在集成式液力变矩器设计平台上,利用基于存档的小种群遗传算法对儒氏型线液力变矩器导轮叶片进行优化,结果显示:与传统叶片造型方法相比,儒氏型线可以利用较少的参数有效地进行液力变矩器导轮优化设计,缩短了设计周期.

摘要：叶栅参数对液力缓速器稳态制动特性具有决定性影响,但其对动态制动特性、尤其是保证制动响应快速性的液力缓速器起效特性影响的研究鲜有涉及。为提升液力缓速器起效特性和保证行车安全,在给定负载惯量和充液方式时,构建液力缓速制动动态特性预测模型,通过对叶片表面压力分布积分预测动轮角速度和角加速度,获取起效过程制动转矩与转速随时间变化趋势,并由台架试验进行对比验证。通过给定不同动、定轮主叶栅及辅助叶栅典型参数配置,分析叶栅系统参数对起效特性及其轮腔内部流动状态变化的影响规律。结果表明,动、定轮主叶栅参数影响轮腔内部油液流动旋涡结构的衍生与发展,进而在起效特性上反映出峰值转矩与起效时间的差异。利用该方法能够为液力缓速器动态特性优化设计提供理论依据。