液力变矩器泵轮叶片优化设计研究1.pdf

第20卷第23期系统仿真学报◎、bl_2ONo．23
2008年12月JournalofSystemSimulationDec．．2oo8

液力变矩器泵轮叶片优化设计研究

魏巍r，闫清东
(1．北京理工大学机械与车辆工程学院，北京100081；2．北京理工大学车辆传动国家重点实验室，北京100081)

_摘节并下关中口更降键图的角要正新的词分模扭类交：型液号提试曲验逼角力：出设近度T一变H最可矩种计13优液样以器7．解有；力本33优效构。2变结化地建矩果设提器目表计标高叶文；明变栅的叶献该矩响系片标方器应统；识法的曲的试码在变优面验：工矩(化设RA程性设s计M设能计；)计近，响方但上似应文法起是模曲章，动有型面编通变效，号过矩的再含：比，由有1增并0序0参且大4列．数证的7二3化同实1次X设时了规(2计加最0划0与大高8法)传流泵(2s场轮动3Q．6数P叶效5)4值反率片9．模会复内04迭环有拟代所环出
StudyonOptimizationDesignofPumpVanes
inHydrodynamicTorqueConverter
WEIWei，YANQing-dong2
(1．NationalKeyLabofVehicularTransmission,BeijingInstituteofTechnology,BeUing100081，China；
2．SchoolofMechanicalandVehicleEngineering，Be0ingInstituteofTechnology,Bering100081，China)

Abstract：Anewapproachtosolveoptimizationdesignproblemofcascadesystemofhydrodynamictorqueconverterwas
putforwardsandoptimumresolutionwasgoRenbySQPmethodonresponsesurfacemodel,whichwasbuiltbyorthogonal
DOEwithparameterizedmodelingandflowfieldanalysis．Resultshowsthatthisapproachisavailableandefective；andit
isverifiedthatstalltorqueperformancechangesgreatlywhentorsiondegreeofhubexitangleofpumpvanes，andmaximum
transmissioneficiencydropslightlywhenstalltorqueratioincreases．
Keywords：torqueconverter；optimizationdesign；vanes；DOE：RSM

引言量问题只用相对较少的试验次数，就可以找出各因素水平间
的最优配置或根据结果构建近似模型得到优化结果[4]。
液力变矩器工作时，由原动机带动泵轮高速旋转，叶片
1优化流程
带动叶轮流道内流体一起做牵连的圆周运动并迫使流体沿
流道做相对运动，实现将原动机机械能转化为流体能量，高在优化过程中，首先构造其4因子4水平的厶(4)正
速流体冲击涡轮叶片后流经作为力矩支点的导轮后返回泵交设计表，进行试验设计后利用得到的结果数据库建立二次
轮，实现循环流动。泵轮叶片角度的设置对能量转化程度和RSM响应面近似模型，而后利用SQP(序列二次规划)法在
传动性能有着决定性的影响，在对泵轮叶片内外环角度的优RSM上寻优，并对优化结果做CFD数值验证，如果不满足
化研究中，以测绘得到的叶栅系统参数作为设计初值，通过收敛条件则加入该次CFD结果重新构建RSM，更新二次多
准确的叶片全参数化建模和高精度湍流流场数值模拟，以起项式系数，直到满足条件为止。优化流程如图1：
动变矩比为优化目标，以内、外环的入、出口角度4个弄

参数作为设计变量进行正交试验设计构建响应曲面并在曲构造正交试验表

面上利用序列二次规划寻优【1'2】，在iSIGHT平台上系统集成—————L———一
DOE
了三维全参数化建模与流场分析模块。集成分析程序
正交设计方法是从全面试验的样本中挑选部分有代表
TURBOGRIDl—二二二二]|二二二
性的样本进行分析，并且这些样本间具有正交性，即在统计CFX．PREPI构造RSM响应曲面
CFX—SLOVEI———————一
学上每两个因素的水平互不相关I，具体体现在均匀分散性CFX-POSTll曲面寻优
(每列各因素水平出现机会均等)和整体可比性(每行各因素
极值点参数数值验算iI加入验算点结果
水平间配对机会均等)两个方面，其中列为试验序号，行为
!
各