车用液力缓速器内部流场特性仿真及优化分析文献综述
2020-04-20 13:01:15
随着道路网络日趋完善和汽车的行驶性能的改善与提高,液力缓速器作为辅助制动装置,能够明显 改善乘坐舒适性,尤其对高速行驶于崎岖道路条件的大、重型商用车辆,液力缓速器可以有效防止行车制动器的磨损加剧与过热失效,延长车辆传动和制动系 统的使用寿命,保证行驶安全[1]。液力缓速器工作时,连接在车辆传动系统上的缓速器动轮高速转动,进入缓速器内的油液在动轮的带动下沿轴向和叶片方向运动。沿叶片方向运动的油液被尼向定轮。定轮叶片反作用于油液,并通过油液作用于动轮,阻碍动轮的转动,产生制动力矩,达到使车辆减速的作用。多年来,国内的专家、学者致力于液力缓速器的国产化,针对液力缓速器的结构、制动机理、设计方法等 问题展开了诸多研究[2]。现有液力缓速器主要将液力缓速器与液力机械式自动变速箱整合为一体,可以很大程度上提高车辆的综合性能,尤其是对于载重质量较大、工况较复杂的车辆,能显著提高行驶安全性及经济性。液力缓速器和自动变速箱整合使用,可以利用变速箱齿轮变速机构提高转子转速,在缓速器尺寸结构紧凑的前提 下提供足够的的制动力矩。并能通过对变速箱的换挡控制与缓速器充液率的联合控制得到大范围车速下的合适制动力矩。在这次毕业设计中,主要工作是建立车用液力缓速器流动仿真模型,根据流体力学理论,通过计算机仿真分析,优化液力缓速器结构,提高制动力矩等液力缓速器的性能。
目前,国内外液力缓速器的设计主要有传统和现代设计方法,传统设计方法主要应用一维束流理论对液力缓速器进行 设计,这种方法计算量小,设计周期短,具有比较强的工程实用性,但建立在一定假设的基础上,需要有大量的实验数据作参考。现代设计方法主要是指CFD 数 值模拟方法,能够确切反映液力减速器具体的结构参数与制动性能的关系,计算结果准确,但是计算周期较长。通常将理论计算与 CFD 数值模拟相结合,在理论 计算的基础上,再采用 CFD 数值模拟方法进行较为精确的制动性能的评价和结构优化[6]。
在国外,为了实现液力缓速器的高性能,电子控制系统是另一重要技术组成部分,其软硬件控制模块设计的好坏直接影响到整车制动性能的实现。电子控制系统内的控制器可通过对各类传感测量信号进行分析处理,实现对液力缓速器的工作状态进行全面控制,并利用 can 总线与车用各控制单元进行协调,从而达到液力缓速器进气系统的快速性和稳定性,进而保证车辆安全稳定运行。由于车辆行驶制动过程中既要维持恒制动转矩,又要保证油温平衡,因此其电子控制系统需要与液压控制系统、自动变速系统、ABS 控制系统等协调工作。
2. 研究的基本内容与方案
{title}(1)、温习流体力学相关知识,熟悉一维流动,二维流动的相关方程;
(2)、查阅文献,进行国内外车用液力缓速器研究发展现状的调研;
(3)、熟练掌握Catia三维建模的方法,建立液力缓速器内部的三维模型;
(4)、通过CFD仿真软件,优化液力缓速器结构,提高制动力矩等性能;
(5)、针对不同的液力缓速器内部结构,进行对比分析,得出最优解;
(6)、通过查阅相关的专业书籍,结合市场上已经上市的几款国产液力缓速器,深入分析液力缓速器的结构,工作原理,以及技术难点;