液力緩速器多相耦合瞬態流動機理研究

《液力緩速器多相耦合瞬態流動機理研究》是依託吉林大學，由李雪松擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：液力緩速器多相耦合瞬態流動機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：李雪松
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

目前國內外普遍採用的穩態流動方法對於液力緩速器流場內部的流動分離、渦旋、擴散等真實流動現象無法進行準確分析，且對於充放油這種動態過程無法進行有效確定。因此，本項目通過對液力緩速器進行傳熱理論研究,並考慮表面散熱、冷卻系統散熱以及材料吸收熱量等因素，研究液力緩速器冷卻循環系統散熱場流動與傳熱性能，分析不同充液率條件下液力緩速器內部流動特性，考慮多相流場的耦合關係，對液力緩速器內湍流流動進行三維瞬態流動分析；基於CFD技術,採用瞬態流場計算方法對液力緩速器充液過程進行研究，探索液力緩速器充液過程中流場內平均速率、總壓強以及平均湍動能隨時間變化的關係；研究多參數共同作用的非穩態流場中主要參數對緩速器制動性能的影響,考慮液力緩速器與整車之間的耦合關係，對液力緩速器主要結構參數進行集成最佳化，以提高汽車的綜合性能。本項目具有重要的學術研究和推廣套用價值，可為獨立自主研發液力緩速器產品提供技術支撐。

結題摘要

對於重型車輛，液力緩速器作為一種安全可靠的高速輔助制動裝置可以很好的解決行駛過程中的制動熱衰退現象。目前國內關於液力緩速器的設計理論研究不夠，針對近年來國際上新發展起來的三維流場研究，國內目前運用的穩態流動方法無法準確分析流場內部的渦旋及擴散等真實流動現象。基於此，項目深入研究了液力緩速器多相耦合瞬態流動機理。 項目研究了液力緩速器多葉輪葉片間流動相互影響的複雜流場耦合計算技術；以緩速器流場數值計算為基礎，對其外特性進行了預測，並對參考樣機進行了基本性能台架試驗，試驗結果與數值計算結果吻合良好。 運用粒子圖像測速（PIV）技術進行了液力緩速器內部流動可視化研究，基於連續幀圖像的PIV互相關算法進行了液力緩速器內部流速識別與提取，並通過圖像外部標定實現了速度的量化，在流場流動細節方面能夠與CFD理論計算相互印證，有效地驗證了數值分析的準確性。 基於熱流耦合理論，深入分析了液力緩速器內部湍流流動及其溫度場分布趨勢，並對緩速器冷卻循環系統其進行了傳熱性能試驗，系統地研究了液力緩速器內部熱平衡理論，為冷卻系統的設計提供了可靠的依據。 針對緩速器內部流動特性分析中發現的工作流道壁面脫離現象以及渦旋區不利於恆定製動轉矩的輸出這一問題，確定了影響問題的主要結構參數，並考慮到液力緩速器各結構參數之間的相關性，對其主要結構參數進行了最佳化設計；在此基礎上，對緩速器內環油道入口的結構進行了最佳化。對最佳化前後的液力緩速器性能對比表明，最佳化後不但增大了其緩速制動扭矩，同時保證了緩速器的工作可靠性，並縮短了啟效時間。 項目在研究期間共發表學術論文10篇，授權專利3個，培養研究生9名。通過三年的研究，在液力緩速器現代設計方法、液力緩速器及其冷卻循環系統的熱平衡規律、充液過程的動態回響特性以及液力緩速器結構參數集成最佳化方法等方面形成了一定理論體系，具有重要的學術研究和推廣套用價值，可為獨立自主研發液力緩速器產品提供技術支撐。