耦合仿生雙渦輪液力變矩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種雙渦輪液力變矩器，具體涉及YJSW335型耦合仿生雙渦輪液力變 矩器。
【背景技術(shù)】
[0002] 液力變矩器是以液體為工作介質(zhì)，利用動能的變化來實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換和傳遞 的傳動裝置，具有載荷自適應(yīng)、無級變速、減振隔振及穩(wěn)定的低速性能等優(yōu)點，目前，在各種 工程機械中，液力傳動已經(jīng)占絕對的優(yōu)勢地位，廣泛應(yīng)用于工程機械、汽車、軍工及石油機 械等，是車輛傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。其運行的效率對整車的經(jīng)濟性和排放有著重要和直接 的影響。然而，現(xiàn)有工程機械液力變矩器效率較低，基本在80%左右、甚至更低。這不僅僅 是資源與能源的浪費，并且更多的排放導(dǎo)致環(huán)境惡化。
[0003] 自然界的生物進行著不斷地進化，己經(jīng)形成了最優(yōu)化的形態(tài)結(jié)構(gòu)及最精確的控制 協(xié)調(diào)過程，成為了人類研究與學(xué)習(xí)的資源寶庫。生物體表的各種結(jié)構(gòu)、組織及優(yōu)異特性，經(jīng) 過科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)，其體表按一定規(guī)律，有序分布或排列，簡化形成各種仿生形體，在氣 體、流體和固體系統(tǒng)中己經(jīng)的得到廣泛的應(yīng)用。例如，魚類在擺尾加速游動、轉(zhuǎn)彎等狀態(tài)下， 軀體呈現(xiàn)一定的弓形，這時往往具有極大的動力加速度和迅速靈活的反應(yīng)能力。幾何非光 滑也是形體減阻的重要內(nèi)容之一。生活在陸地上的生物，在潮濕土壤中而又不易粘附土壤 的生物體表表現(xiàn)為非光滑表面形態(tài)；生活在海洋中的生物，尤其是行動敏捷的水生生物，其 體表很多也都是不光滑的，而是由鱗片或皮下結(jié)締組織構(gòu)成的非光滑。因此，借用具有優(yōu)良 減阻機理的仿生結(jié)構(gòu)，開展流體機械的葉片仿生設(shè)計，具有很高的應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耦合仿生雙渦輪液力變矩器，該變矩器在不 改變原有液力變矩器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用仿生耦合技術(shù)達到節(jié)能增效的目的，提高雙渦輪 液力變矩器的效率。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的耦合仿生雙渦輪液力變矩器包括栗輪，栗輪外 環(huán)，栗輪內(nèi)環(huán)，第一渦輪，導(dǎo)輪，第二渦輪；所述第一渦輪的葉片采用仿生葉片，其環(huán)量分配 函數(shù)的多項式為：y = ax4+bx3+cx2+dx+e，其中X為中弧線上各等分點的橫坐標，y為相應(yīng)的 環(huán)量分配值，參數(shù)a，b，c，d，e的取值范圍為如下： ?.0619<?< 6.0894 -6.0787 <&<-3.8151
[0006] - -0.406 <? <0"0147 -(λ 1814< J <0.4725 03) 72 <^￡!.5149 、 .〇
[0007] 所述參數(shù) a，b，c，d，e 優(yōu)選 a = 4. 1141，b = -5. 08, c = -〇· 1494, d = 0· 1369, e =0. 9918。
[0008] 本發(fā)明第一渦輪葉片采用仿生葉片，與原始常規(guī)雙渦輪液力變矩器相比，提高了 啟動扭矩比和效率，并且栗輪容量系數(shù)大于采用常規(guī)葉片的液力變矩器。
[0009] 所述栗輪的葉片采用仿生葉片，其環(huán)量分配函數(shù)的多項式為：y = ax3+bx2+cx+d， 其中X為中弧線上各等分點的橫坐標，y為相應(yīng)的環(huán)量分配值，參a，b，c，d的取值范圍如 下： -1.4827 <α<-0,7116 -1.7632 <?<-0.8364
[0010] { 0.0377 <c< 1.1008 -0.3767 <rf< 0.3645 、 ο
[0011] 所述參數(shù) a，b，c，d 優(yōu)選 a = -I. 1129, b = -I. 3475, c = 0· 7683, d = -0· 0009。
[0012] 本發(fā)明栗輪的葉片采用仿生葉片，進一步提高了啟動扭矩比和效率，并且栗輪容 量系數(shù)大于采用常規(guī)葉片的液力變矩器。
[0013] 本發(fā)明導(dǎo)輪的葉片采用仿生葉片，其環(huán)量分配函數(shù)的多項式為：y = ax3+bx2+cx+d，其中X為中弧線上各等分點的橫坐標，y為相應(yīng)的環(huán)量分配值，參數(shù)a，b，c， d的取值范圍如下： ?6()44<?<Ι.4Ι5Ι -0.5792 </)<-0.! 698
[0014] ' _〇.1989<c<0.581 -0,4221 ￡r/< 03746
[0015] 所述參數(shù) a，b，c，d 優(yōu)選 a = 0· 992, b = -0· 192, c = 0· 1936, d = -0· 0058。
[0016] 本發(fā)明導(dǎo)輪的葉片采用仿生葉片，更進一步提高了啟動扭矩比和效率，并且栗輪 容量系數(shù)大于采用常規(guī)葉片的液力變矩器。
[0017] 所述導(dǎo)輪的葉片吸力面上靠近葉片入口的前部布置U型仿生溝槽，該仿生溝槽的 高度h和間距s的無量綱尺寸h+和s +的取值范圍分別為0 < h X 25,0 < s S 30。
[0018] 所述仿生溝槽的高度h和間距s的尺寸取值范圍為0 < s < 0. 83mm，0 < h < 1mm。
[0019] 所述仿生溝槽的高度h和間距s的尺寸優(yōu)選h = 0. 5mm，s = 0. 5mm。
[0020] 所述仿生溝槽區(qū)域起始部位距離葉片入口的距離SL1= 7. 43mm，仿生溝槽區(qū)域的 末尾部位離葉片出口的距離為L2= 11.52mm。
[0021] 在液力變矩器的內(nèi)流場中，分離流動對其性能產(chǎn)生重要影響，不僅會使流動損失 急劇增加，而且分離流動形成的壓力脈動還將導(dǎo)致變矩器工作過程中產(chǎn)生機械振動。本發(fā) 明在液力變矩器的導(dǎo)輪葉片吸力面上加工一定數(shù)量和尺寸的橫向溝槽，以減少液體的粘附 與阻力，以便更好的控制附面層的流動，湍流減阻作用明顯，提高了液力變矩器性能。
[0022] 所述第二渦輪的葉片采用仿生葉片，其環(huán)量分配函數(shù)多項式為：y = ax2+bx+c，其 中X為中弧線上各等分點的橫坐標，y為相應(yīng)的環(huán)量分配值；參數(shù)a，b，c的取值范圍如下： -0.8972 <α <-0.4629
[0023] --0.48Η6<h < -0.1(i32 0.4709 < c <1.5079
[0024] 所述參數(shù) a，b，c 優(yōu)選 a = -0· 7374, b = -0· 2919, c = I. 0108。
[0025] 本發(fā)明中第二渦輪葉片采用仿生葉片，進一步提高了啟動扭矩比和效率，并且栗 輪容量系數(shù)CF也大于常規(guī)雙渦輪液力變矩器。
[0026] 所述栗輪內(nèi)環(huán)和栗輪外環(huán)上分布有球形凹坑，凹坑深度S的取值范圍為0. 64mm~ I. 24mm，直徑D取值范圍為I. 28mm~2. 48mm。
[0027] 所述凹坑呈矩陣排列，凹坑的深度S、直徑D、橫向間距W和縱向間距L優(yōu)選S = 1mm, D = 2mm, ff = 3mm, L = 5mm〇
[0028] 本發(fā)明在液力變矩器栗輪外環(huán)上內(nèi)表面及內(nèi)環(huán)的外表面上加工凹坑型的非光滑 仿生結(jié)構(gòu)，由于凹坑型非光滑表面摩擦力、剪應(yīng)力及其附近的湍流粘性均可以變小，同時凹 坑內(nèi)保持有低速度流動的流體使得切向力變小，從而達到了減小繞軸轉(zhuǎn)動的力矩的作用。 另外，凹坑內(nèi)低速流動的流體像滾動的軸承，避免了上面高速流動的流體與葉輪壁面直接 接觸，避免速度梯度的迅速增大，從而避免了渦的大量生成，防止能量的耗散，達到了增效 節(jié)能的目的。
[0029] 所述導(dǎo)輪葉片的壓力面出口區(qū)域均勻分布乳突單元體形成仿生乳突結(jié)構(gòu)，乳突單 元體半徑R的取值范圍為〇· 〇4mm~0· 1mm，高度H的取值范圍為0· 06mm~0· 16mm，乳突單 元體之間的間距Wr的取值范圍為0· Imm~0· 25mm〇
[0030] 所述乳突單元體的高度H、半徑R、單元體間距高度H的取值優(yōu)選為HXRXR = 0