一种液力变矩器分段式涡轮叶片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液力变矩器分段式涡轮叶片，该涡轮叶片在压力面压力值为0的位置分段，其靠近涡轮进口部分的叶片为主叶片，靠近涡轮出口的叶片为尾叶片；主叶片在靠近压力面压力值为0的位置处为过渡段，该过渡段由原压力面向吸力面平移2/5～3/5叶片厚度形成，并且在压力面压力值为0的位置处圆弧连接。本实用新型专利技术在涡轮叶片压力面高压力区域边缘对涡轮叶片进行了分段化处理，将液力变矩器涡轮叶片设计成两段，并且主叶片向分段处过渡的区域由原压力面向吸力面平移2/5～3/5叶片厚度形成，在压力面压力值为0的位置处圆弧连接，能够达到提升涡轮压力面压力，增加涡轮转矩，提升变矩比，继而增加变矩器效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种液力变矩器分段式涡轮叶片
本技术属于液力传动
，具体涉及一种液力变矩器分段化涡轮叶片。
技术介绍
液力变矩器是依靠流体动能来传递动力的叶轮机械，具有载荷自适应、无级变速、减振隔振及稳定的低速性能等优点，广泛应用于军工、石油机械汽车、工程机械、农用机械、建筑机械等行业。液力变矩器作为一种传动装置，其传动效率比齿轮传动等机械传动系统的效率低，这不仅限制了液力变矩器的应用范围，还造成了资源与能源的浪费以及更多的排放导致环境恶化。现有的液力变矩器涡轮叶片存在以下缺点：1、涡轮压力面的受力面积小，涡轮所受的推力小。2、涡轮叶片压力面入口处有明显的漩涡形成，涡轮入口处的流动情况较差，传动效率低。3、叶片最大曲率段油液流动损失巨大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种液力变矩器分段化涡轮叶片,该涡轮叶片能够提升涡轮压力面压力，从而增加涡轮转矩提升变矩比，提高了变矩器效率，达到了节能增效的目的。为了解决上述技术问题，本技术的液力变矩器分段化涡轮叶片，其特征在于所述涡轮叶片在压力面压力值为0的位置分段，其靠近涡轮进口部分的叶片为主叶片，靠近涡轮出口的叶片为尾叶片；主叶片在靠近压力面压力值为0的位置处为过渡段，该过渡段由原压力面向吸力面平移2/5～3/5叶片厚度形成，并且在压力面压力值为0的位置处圆弧连接。根据变矩器涡轮内部叶片绕流情况，本技术在涡轮叶片压力面高压力区域边缘对涡轮叶片进行了分段化处理，将液力变矩器涡轮叶片设计成两段，并且主叶片向分段处过渡的区域(即过渡段)由原压力面向吸力面平移2/5～3/5叶片厚度形成，在压力面压力值为0的位置处圆弧连接，能够达到提升涡轮压力面压力，增加涡轮转矩，提升变矩比，继而增加变矩器效率的目的。定义空间坐标系中，液力变矩器旋转轴为z轴，涡轮指向泵轮方向为z轴正方向，xoy面是泵轮和涡轮交界面，所述主叶片的外环骨线在空间坐标系内的表达式为主叶片的内环骨线在空间坐标系内的表达式为所述的主叶片和尾叶片为对顶式排列。所述尾叶片的外环骨线在空间坐标系内的表达式为尾叶片的内环骨线在空间坐标系内的表达式为所述的主叶片和尾叶片为交错式排列。所述尾叶片的外环骨线在空间坐标系内的表达式为尾叶片的内环骨线在空间坐标系内的表达式为所述的主叶片和尾叶片为搭叠式排列。所述尾叶片的外环骨线在空间坐标系内的表达式为尾叶片的内环骨线在空间坐标系内的表达式为与原始常规液力变矩器相比，本技术的有益效果是：1.本技术所设计的液力变矩器涡轮叶片使液力变矩器涡轮压力面的受力面积增加，使变矩器在工作过程中涡轮压力面压力有所提高，有助于提高涡轮所受的推力，从而提高涡轮转矩，提高变矩器的变矩比。2.本技术所设计的液力变矩器涡轮叶片改善了液力变矩器涡轮入口处的流动状况。原始常规液力变矩器入口处的流动情况较差，在涡轮叶片压力面入口处有明显的回流漩涡，采用双段涡轮叶片的液力变矩器后回流漩涡消失。涡轮叶片分段化处理改善了涡轮入口处的流动状态，增大涡轮入口处的油液流入速度，加快了油液进入涡轮的进程，减少了油液从泵轮出来后进入涡轮阶段的流动损失，以便传递更大的扭矩和动力，进而提高传动效率。3.本技术所设计的液力变矩器涡轮叶片能够消除原始常规液力变矩器在近壁面处的超高涡量，进一步减小近壁面边界层的小尺度涡耗散产生的流动损失。4.本技术所设计的液力变矩器涡轮叶片使液力变矩器在主流区得到的高涡量区域比原始常规液力变矩器大，其湍流强度更大，从而产生对叶片更强的冲击来提高叶片受力。5.本技术所设计的液力变矩器涡轮叶片使液力变矩器涡轮内的流动损失较小，且在分段化处理后主叶片凹陷段，有着很强劲的微小尺度涡旋运动，促使壁面的压力提升，进而提高涡轮转矩，提高变矩器的变矩比。6.本技术所设计的液力变矩器涡轮叶片使液力变矩器的性能有了长足提高。包括最大效率、失速变矩比、失速工况的公称转矩等均有所提升。附图说明图1是本技术所述涡轮叶片分段化处理位置选择示意图；图2是本技术的变矩器涡轮双段叶片三维图；图3a是原始常规变矩器涡轮叶片三维图；图3b-1是本技术实施例1所述的变矩器涡轮双段叶片三维图；图3b-2是图3b-1的I部局部放大图。图3c-1是本技术实施例2所述的变矩器涡轮双段叶片三维图；图3c-2是图3c-1的I部局部放大图。图3d-1是本技术实施例3所述的变矩器涡轮双段叶片三维图；图3d-2是图3d-1的I部局部放大图。图4a是原始常规变矩器涡轮叶片的叶形图；图4b是原始常规变矩器涡轮叶片的骨线图；图4c是本技术实施例1所述的变矩器涡轮叶片的叶形图；图4d是本技术实施例1所述的变矩器涡轮叶片的骨线图；图4e是本技术实施例2所述的变矩器涡轮叶片的叶形图；图4f是本技术实施例2所述的变矩器涡轮叶片的骨线图；图4g是本技术实施例3所述的变矩器涡轮叶片的叶形图；图4h是本技术实施例3所述的变矩器涡轮叶片的骨线图；图5是本技术实施例1所述变矩器与常规变矩器的技术效果对比图；其中(a)是涡轮内压力速度流线分布对比图；(b)是涡轮内涡量分布对比图；(c)涡轮内速度场分布对比图；图6a是本技术所实施例1述的变矩器与原始常规变矩器的涡轮流场内同一位置流线上的转焓变化趋势对比曲线；图6b是本技术实施例1所述的变矩器与原始常规变矩器的涡轮流场内同一位置流线上的湍流动能变化趋势对比曲线；图6c是本技术实施例1所述的变矩器与原始常规变矩器的涡轮流场内同一位置流线上的湍流动能耗散率变化趋势对比曲线；图7a是本技术实施例1所述的变矩器与原始常规变矩器的变矩比对比曲线；图7b是本技术实施例1所述的变矩器与原始常规变矩器的公称转矩对比曲线；图7c是本技术实施例1所述的变矩器与原始常规变矩器的效率对比曲线。图8a是本技术实施例2所述的变矩器与原始常规变矩器的变矩比对比曲线；图8b是本技术实施例2所述的变矩器与原始常规变矩器的公称转矩对比曲线；图8c是本技术实施例2所述的变矩器与原始常规变矩器的效率对比曲线；图9a是本技术实施例3所述的变矩器与原始常规变矩器的变矩比对比曲线；图9b是本技术实施例3所述的变矩器与原始常规变矩器的公称转矩对比曲线；图9c是本技术实施例3所述的变矩器与原始常规变矩器的效率对比曲线。图中：1.常规叶片，2.主叶片，3.实施例1的尾叶4.实施例2的尾叶片，片，5.实施例3的尾叶片，11.常规叶片外环骨12.常规叶片内环骨21.主叶片的外环骨线，线，线，22.主叶片的内环31.实施例1尾叶片的32.实施例1尾叶片的41.实施例2尾叶片的骨线，外环骨线，内环骨线，外环骨线，42.实施例2尾叶片的51.实施例3尾叶片的52.实施例3尾叶片的内环骨线，外环骨线，内环骨线。具体实施方式为进一步阐述本技术的技术方案，结合说明书附图，本技术的具体实施方式如下：本技术实施例以三元件液力变矩器为研究对象，但不局限于此应用范围。先对原始常规液力变矩器进行CFD数值模拟，然后根据变矩器涡轮内部叶片绕流情况，在保持原涡轮叶片的进出口角度不变的基础上，在涡轮叶片压力面压力值为0的位置(如图1中A处所示)对涡轮叶片进行了分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液力变矩器分段化涡轮叶片，其特征在于：所述涡轮叶片在压力面压力值为0的位置分段，其靠近涡轮进口部分的叶片为主叶片(2)，靠近涡轮出口的叶片为尾叶片(3)；主叶片(2)在靠近压力面压力值为0的位置处为过渡段，该过渡段由原压力面向吸力面平移2/5～3/5叶片厚度形成，并且在压力面压力值为0的位置处圆弧连接。

【技术特征摘要】
1.一种液力变矩器分段化涡轮叶片，其特征在于：所述涡轮叶片在压力面压力值为0的位置分段，其靠近涡轮进口部分的叶片为主叶片(2)，靠近涡轮出口的叶片为尾叶片(3)；主叶片(2)在靠近压力面压力值为0的位置处为过渡段，该过渡段由原压力面向吸力面平移2/5～3/5叶片厚度形成，并且在压力面压力值为0的位置处圆弧连接。2.根据权利要求1所述的液力变矩器分段化涡轮叶片，其特征在于：定义空间坐标系中，液力变矩器旋转轴为z轴，涡轮指向泵轮方向为z轴正方向，xoy面是泵轮和涡轮交界面，所述主叶片(2)的外环骨线(21)在空间坐标系内的表达式为主叶片(2)的内环骨线(22)在空间坐标系内的表达式为3.根据权利要求2所述的液力变矩器分段化涡轮叶片，其特征在于：所述的主叶片(2)和尾叶片(3)为对顶式排列。4.根据权利要求3所述的液力变矩器分段化涡轮叶片，其特征在于：所述尾叶片(3)的外环骨线在空间坐标系内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春宝，李静，徐志轩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22