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液力变矩器性能分析 严 鹏 ，吴光强 (同济大学 汽车学院，上海 200012) 摘要：应用计算流体动力学(CFD)方法，采用非结构网格和稳态交互面技术模拟了液力变矩器三维内流场 ，并与试 验相对照 ，验证了数值模拟的正确性 分析了泵轮、涡轮进 口面、中弦面、出口面的流场特征形态及 中弦面的二次流 动现象 ，计算了泵轮、涡轮进 口面至出口面能量损失分布，分析了涡轮叶片动量矩的分配 关键词 ：液力变矩器；数值模拟；内流场 ；能量损失 中图分类号：U270．1 文献标识码 ：A 文章编号：0253—374X(20o4)11—1504—04 Performance InvestigationofTorqueConverter YAN Peng．wU Guang-qiang (SchoolofAutomotiveEngineering，TongiiUniversity，Shangh~200012，China) Abstract：The3一D flow fieldinsideatorqueconverterwassimulatedusingunstructurde gndandmix— ing—plnaeofcomputationalfluiddynamicscode．Theresultswerevalidatde bytheexperimentTheflow fielsoninlet，middlechordnadexitplnaeofpumbnadturbinewereinvestigatde．Theseocndaryflow onmiddlechordwasalsonaalyzde Thedistributionofenergylossnadmomentum torquewerealos na— alyzed． Keywords：torqueconverter；nmu ericalsimulation；interiorflow field；eneryg loss 设计先进液力变矩器的关键是分析液力变矩器 种分析方法能较准确地反映液力变矩器工作轮的相 的内流场．由于液力变矩器内部结构复杂，涡轮和泵 互作用和各流道的真实流动状况，对各工作轮性能 轮速 比在不 同工况下变化很大，在粘性力、科 氏 分别分析，能指导设计、改进各工作轮几何结构，从 (Coriolis)力、旋转、分离和二次流动的作用下工作 而提高液力变矩器的整体性能 流道 内的流动非常复杂，因而流场的数值模拟具有 相当的难度 1【--4J．将液力变矩器 3个工作轮分别计 1 计算模型及基本假定 算，在各工作轮进 出口面分别加上边界条件，是一种 相对简单易行的方法．但是这样的处理方法对于准 笔者假定：工作介质密度恒定；不考虑介质温度 确反映3个工作轮之间相互作用和叶轮边界条件有 变化；变矩器的所有构件为绝对刚体；除了进 口面和 一 定难度．笔者采用稳态交互面技术将工作轮相连 出口面，工作介质不能从其他任何地方进入流道；上 接，对液力变矩器的内流场进行三维稳态模拟，分析 游叶轮流出的工作介质完全等量地进入下游叶轮；32 结果与试验结果吻合较好．分别分析了各工作轮流 作轮的转速差只发生在相互间隙的中间面上；在同一 场及泵轮、涡轮能量损失和涡轮动量矩分配情况．这 工况下，同一叶轮各个流道的流场特性相同5． 第 11期 严 鹏，等：液力变矩器性能分析 1．1 计算网格 根据假定，用角位移相差 360。除以泵轮叶片数 2 计算结果及试验对比 的2个全等面切割泵轮相邻流道空间得到泵轮流场 空间，同样用 360。除以涡轮叶片数，360。除以导轮叶 图3为变矩器试验结果和计算结果 (实线为试 片