高转速比导叶可调式液力变矩器轴向力研究

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1、硕士学位论文高转速比导叶可调式液力变矩器轴向力研究RESEARCHONAXIALFORCEOFHIGHSPEEDRATIOADJUSTABLEHYDRAULICTORQUECONVERTER张昊哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH137.332学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文高转速比导叶可调式液力变矩器轴向力研究硕士研究生：张昊导师：董泳副教授申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:：TH137.332U.D.C：6

2、21DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONAXIALFORCEOFHIGHSPEEDRATIOADJUSTABLEHYDRAULICTORQUECONVERTERCandidate：ZhangHaoSupervisor：AssociateProf.DongYongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：SchoolofEnergyScienceandEngineering

3、DateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要液力调速行星齿轮是一种高效的液力变速传动装置。该装置将液力传动元件和机械传动元件组合在一起用于特定的传动调速场合，具有高效调速范围宽、传动功率大等优点。导叶可调式液力变矩器在其中起到了调速的作用，为装置中的核心元件。在运转过程中，由于液力变矩器的叶轮前后盖板受压面积不等以及压力分布不同，其工作轮部件会产生很大的轴向力。在设计液力变矩器时需要考虑轴向力因素，据此选择合适的轴承，

4、目前国内导叶可调式液力变矩器轴向力的相关研究较少。本文以LB46型导叶可调式液力变矩器为研究对象，使用数值模拟方法进行了轴向力的研究，得出了轴向力的变化规律，并研究了平衡涡轮轴向力的方法，为液力变矩器设计支撑方案提供了计算轴向力的参考方法。本文对导叶可调式液力变矩器轴向力随转速比变化的规律进行了研究。首先介绍了液力变矩器轴向力的产生原因和研究方法，对液力变矩器内部流道和间隙进行了数值计算，得到轴向力变化规律。以泵轮旋转角速度方向为正向，随着转速比的增加，泵轮轴向力从-4248N变化到2808N，在转速比0.7处发生转向，呈先减小后增大的趋势。涡轮轴向力随着转速比的增

5、加而减小，方向始终为正，其最大值为21863N。本文研究了供油压力变化对轴向力的影响，在其他条件不变的情况下将供油压力设置为0.5Mpa、0.6Mpa、0.7Mpa进行数值模拟。发现相同转速比下工作轮的轴向力都随着供油压力的增加而增加。其中在供油压力为0.7Mpa轴向力增幅最大，泵轮轴向力最大为4838N，涡轮轴向力最大达到了26682N。本文研究了导叶开度变化对轴向力的影响，在其他条件不变的情况下将导叶开度减小到67%、49%、31%分别进行数值模拟。发现导叶开度越小，泵轮与涡轮的轴向力越大。在31%开度时泵轮最大值达到了9107N，涡轮轴向力变化则相对较小。本文

6、研究了平衡涡轮轴向力的方法，在涡轮盘上开卸荷孔后进行了数值模拟，发现开卸荷孔后涡轮两侧间隙的轴向压力差变小，导致涡轮轴向力减小，泵轮轴向力增加，其中涡轮轴向力最大值减小了11573N。研究了卸荷孔的大小和位置对轴向力平衡的影响，改变卸荷孔位置和大小后，进行了数值模拟。发现卸荷孔面积越大、位置越靠近间隙入口，轴向力平衡效果越好，但需考虑卸荷孔对液力变矩器的工作特性的影响。关键词：液力变矩器；可调导轮；轴向力；数值模拟I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHydraulicspeedcontrolplanetarygearisahigh-efficiencyh

7、ydraulicspeedtransmissiondevice.Thedevicecombineshydraulicdriveelementsandmechanicaldriveelementstogethertobeusedinspecifictransmissionandspeedregulationoccasions.Theguidevaneadjustablehydraulictorqueconverterplaystheroleofspeedregulationandisthecorecomponentofthedevice.Inthecourseof