[发明专利]一种汽车液力变矩器泵轮优化设计方法

说明书

本发明提出了种汽车液力变矩器泵轮优化设计方法，首先对泵轮进行参数化设计，然后对泵轮参数进行整理简化，DOE分析和CCD分析，最终对CCD得到的结果进行优化。本发明不仅能够缩短液力变矩器的研发周期，而且具有较高的精确度，大大降低了产品的研发和生产成本，对提高汽车液力变矩器的液力性能具有重要意义。

技术领域

一种汽车液力变矩器泵轮优化设计方法。

技术领域

本发明涉及一种汽车液力变矩器性能优化方法，尤其是一种汽车液力变矩器泵轮优化设计方法。

背景技术

液力变矩器是液力机械式自动变速器以及部分无极变速器中用于发动机与变速器之间传递动力的装置。装备有液力变矩器的车辆具有自适应性强，低速行驶通过性高与稳定性好等优点，并提高了汽车的乘坐舒适性以及车辆使用寿命。但是与机械传动相比，液力变矩器具有传动效率较低的缺点，因此有必要对液力变矩器的性能进行优化。目前轿车液力变矩器应用较多的为泵轮、涡轮和导轮三工作轮液力变矩器，泵轮为液力变矩器的主动件，通过焊接成一体的盖总成与飞轮连接，把机械能转化为液能，引导液体冲击涡轮叶片，使叶片转动而驱动涡轮，实现液能向机械能转化。因此，优化泵轮结构对提高液力变矩器的性能具有重要意义。

液力变矩器早期研制，是凭经验，采用多种模型及试验来筛选、改进，最后定型。随着技术的发展，理论的建立，要求应用计算方法来进行设计，并使做出的产品的试验性能与计算性能相一致。目前使用较多的为一元束流理论计算模型，它对液力变矩器内部流动特征做了如液流等效地集中于一条由叶片曲面确定的流线内流动等假定。而液力变矩器内流场属于复杂的三维流动，一些液流损失按固定流道方法计算与旋转流道内流动不相符，再加上参数众多，使得计算复杂困难。而且实际试验性能与计算性能差别很大，一般仅以计算作为初算，第一轮试制后再根据试验性能以一般理论为指导进行修改设计，需要几经修改才能最后定型。或者设计多种工作轮，通过试验来选配。研究的周期较长、工作量大、成本费用高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种汽车液力变矩器泵轮优化设计方法，具体步骤如下：

A.进行泵轮参数化设计，包括泵轮循环圆设计和泵轮叶片设计，根据泵轮叶片个数得到泵轮三维参数化模型，所述泵轮三维参数化模型包括：泵轮叶片外环进口角、泵轮叶片外环出口角、泵轮叶片外环二维设计曲线Conic参数、泵轮叶片外环二维设计曲线纵向偏移、泵轮叶片内环进口角、泵轮叶片内环出口角、泵轮叶片内环二维设计曲线Conic参数、泵轮叶片内环二维设计曲线纵向偏移、泵轮叶片偏转角、泵轮叶片数和泵轮叶片厚度；

B.对步骤A泵轮设计的参数进行简化处理，将泵轮三维参数化模型的参数简化至包括：泵轮叶片进口角、泵轮叶片出口角、泵轮叶片卷曲角、泵轮叶片偏转角、泵轮叶片数和泵轮叶片厚度；

C.对步骤B简化后的泵轮三维参数化模型进行DOE分析，确定三个对液力变矩器综合性能影响最大的设计参数；

D.对步骤C确定的三个设计参数进行CCD分析，得出获取最大失速变矩比的参数值组合和获取最大峰值效率时的参数组合；

E.对步骤D获取的最大失速变矩比的参数值组合和获取最大峰值效率时的参数组合，根据对液力变矩器评价指标不同的需求，设置不同的权重，根据最大期望值求出要求的参数最佳组合，不同权重值的评价指标期望值计算公式如下所示：

式中，y1,y2 分别为失速变矩比和峰值效率，d 为期望值，y1min,y2min分别为两个评价指标的期望最小值，为两个评价指标的期望值最大最小值的差值。

进一步的，在上述技术方案的基础上，所述步骤A中所述泵轮循环圆设计是：

根据汽车液力变矩器的性能要求和空间尺寸要求确定液力变矩器的有效直径及外环尺寸；