[发明专利]一种液力变矩器导轮的优化设计方法

说明书

本发明公开了一种液力变矩器导轮的优化设计方法，其具体步骤如下：A)设计导轮循环圆，然后结合湍流方程、连续性方程和动量守恒定律建立液力变矩器的流道模型,并对流道模型划分网格得到网格模型，选取确定优化修形参数；B)基于混沌算法优化导轮修形参数，优化包括惩罚项的定义、优化目标函数的确定和混沌变量的构建；C)基于CFD仿真并进行分析，得到液力变矩器优化模型。本发明能够缩短液力变矩器导轮的研发周期，降低液力变矩器导轮的制造、生产成本；本发明还可缩小液力变矩器尺寸，应用在一种混动燃油两用高效低噪声汽车自动变速器装置上，具有很大的市场潜在价值。

技术领域

本发明属于液力变矩器设计技术领域，尤其是涉及一种液力变矩器导轮的优化设计方法。

背景技术

液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮、锁止离合器、单向离合器和减振器组成的，可以实现将液力传动转换为机械刚性传动。液力变矩器目前广泛应用于无级变速器和液力机械式变速器之中。转备有液力变矩器的车辆具有提高低速通过性能、良好应对外载荷变化以及吸收传动系统扭转震动的特点。

因为液力变矩器的优良性能，在这几年汽车销量不断提高的同时，装备液力变矩器的自动变速车辆的市场占有率也逐年提升，至今已成为市场主流，因此其应用前景非常广阔。然而在液力机械式自动变速器有着广阔市场的同时，如何改善轿车的自动变速性能，设计出性能良好的偏平液力变矩器，对于提高轿车燃油经济性，减少汽车污染物排放量，节约国家能源，保护生态环境，有着十分积极的作用。

近年来，随着研发的进步，在内置减震器的性能不断提高及自动变速箱档位增多的趋势下，且前置发动机的轿车对更小轴线空间的需求，采用扁平化循环圆的液力变矩器已成为解决该类问题的首要选择。而液力变矩器关键部件之一的导轮，由于它的存在，使得液力变矩器具有了变矩的特性。同时有研究表明，导轮内的复杂流动，使其液力损失占全部损失的40％～50％，从而导轮叶片形状不仅影响着液力变矩器循环圆尺寸大小，还直接影响液力变矩器的流场情况及外特性，因此，对导轮叶形的进一步研究具有极其重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够缩短液力变矩器的研发周期，降低液力变矩器的制造、生产成本的液力变矩器导轮的优化设计方法，

本发明采用的技术方案是：一种液力变矩器导轮的优化设计方法，其具体步骤如下：

A)设计导轮循环圆，结合湍流方程、连续性方程和动量守恒定律建立液力变矩器的流道模型,并对流道模型划分网格得到网格模型，选取优化修形参数

B)采用混沌算法优化导轮修形参数，优化步骤包括惩罚项的定义、优化目标函数和混沌变量的构建；

C)基于CFD仿真并进行分析，得到液力变矩器优化模型。

上述的液力变矩器导轮的优化设计方法中，步骤A)中选取导轮叶片进口角为优化修形参数。

上述的液力变矩器导轮的优化设计方法中，所述步骤B)中的惩罚项是为了实现对优化修形参数的约束，其定义公式如下：

式中：j＝1,2…,4；k为导轮叶片进口角修形次数，函数u为导轮叶片进口角，△u为导轮叶片进口角修形量，u_min和u_max分别为导轮叶片进口角的最小约束值和最大约束值。

上述的液力变矩器导轮的优化设计方法中，所述步骤B)中的优化目标函数的公式如下：