APC2008-37 双顶置凸轮轴正时链传动系统的研究与设计

长安大学2008年硕士研究生入学考试试题试题名称：机械设计第 1 页共5页一、是非题（在括号内填√（正确）或填×（不正确））（每小题2分，共计10分）1、液体润滑滑动轴承中，摩擦阻力的大小取决于润滑油的粘度，而与轴承的转速大小无关。

（）2、因带传动是摩擦传动，所以传动中会出现弹性滑动现象，但只要设计得合理，就可以避免弹性滑动的出现。

（）3、为保证普通圆柱蜗杆传动良好的磨合（跑合）与耐磨性，通常采用钢制蜗杆与铜制蜗轮。

（）4、齿式联轴器是一种无弹性元件的挠性联轴器，它对轴的安装精度要求不高，允许有一定的偏移量。

（）5、在一般情况下，链传动的瞬时传动比与平均传动比都是常数。

（）二、选择题（在空格处填相应的答案号）（每小题2分，共20分）1、预紧力为QP的单个紧螺栓连接，受到轴向工作载荷F之后；螺栓杆受到的总载荷Q QP+F。

A、大于B、等于C、小于2、齿轮强度计算中引入动载系数KV是考虑了。

A、外加于齿轮上的载荷状态，如载荷不均匀或有一定程度的冲击B、齿轮制造与装配误差及啮合刚度的变化所引起齿轮传动的动载荷C、A与B两类因素的总和3、按弯扭合成计算轴的应力时，要引入系数α，这个α是考虑。

A、轴上有键槽而削弱轴的强度所引入的系数答案必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上不给分；答题纸上写明考试科目。

B、按第三强度理论合成正应力与切应力时的折合系数C、正应力与切应力的循环特性不同而引入的系数4、滚动轴承与液体动力润滑滑动轴承比较，在高速运转条件下，滚动轴承的。

A、噪声较大B、承受冲击载荷能力较高C、寿命较长5、与带传动相比较，链传动的主要特点之一是。

A、缓冲减振B、过载保护C、无打滑6、在下列机械传动中，理论上能保证瞬时传动比为常数的传动是。

A、带传动B、链传动C、齿轮传动7、在承受横向载荷或旋转力矩的普通紧螺栓组连接中，螺栓杆作用。

A、受切应力B、受拉应力C、受扭转切应力和拉应力8、滚动轴承的主要失效形式是。

LJ750发动机配气凸轮型线设计计算书配气机构的设计思想：配气机构是发动机的重要组成部分，一台发动机的经济性能是否优越，工作是否可靠，噪声与振动能否控制在较低的限度，常常与其配其机构的设计是否合理密切关系。

特别对于高速大功率发动机，因对其较高性能指标的设计要求，配气机构的设计及其零部件的设计和制造就更加重要和严格。

配气机构的设计涉及到如下诸多问题：1.如果根据具体的机型的要求选取合理的函数凸轮型线并进行有关特性参数的计算和分析；2.配气机构方案选择及其气门的结构布置；3.对于高速配气机构来说，必须进行配气机构的动力学计算；4.在设计过程中，需要考虑很多重要的因素，如配气相位，平稳性（包括气门速度，加速度，脉冲数值大小及有无飞脱，落座反跳等），充气性能，润滑性能，凸轮与挺拄之间的接触应力等问题；因此，进行配气机构的设计往往需要很大的工作量，特别是为了获得一个最优的设计方案。

为了简化工作量，在目前国内外的设计中，常常采用参考某些成功机型的方法，来获得设计一台新发动机所需要的配气机构。

为此，在本设计了，参考了CBR900发动机的配气机构，通过对该机型配气机构的特性进行分析，并对提出的几种方案的凸轮型线进行的对比，最终获得了LJ750发动机配气机构的有关数据。

对比的结果最终还是采用了和CBR900发动机相同的配气结构，因此涉及到配气结构的许多动力学计算在这里都略去了。

本章主要介绍了多项动力凸轮设计的基本原理及其准则，并对CBR900发动机的凸轮型线进行了细致的分析和研究，在此基础上提出了LJ750发动机的配气机构。

一、凸轮型线类型的选择配气机构是发动机的一个重要系统，其设计好坏对发动机的性能、可靠性和寿命有极大的影响。

其中凸轮型线设计是配气机构设计中最为关键的部分，在确定了系统参数后，重要的问题是根据发动机的性能和用途，正确选择凸轮型线类型及凸轮参数。

凸轮型线有多种，如复合正弦，复合摆线，低次方，高次方，多项动力，谐波凸轮等。

第一章汽车的总体设计1. 总体设计的任务？1．从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量参数和尺寸参数，提出整车总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求。

2．对各部件进行合理布置和运动校核，使汽车不仅具有足够的装载容量，而且要做到尺寸紧凑、乘坐舒适、质量小、重心低、安全可靠、操纵轻便、造型美观、视野良好、维修方便、运动协调。

3．对汽车性能进行精确计算和控制，保证汽车主要性能参数的实现。

4．正确处理整体与部件、部件与部件之间，以及设计、使用与制造之间的矛盾，使产品符合好用、好修、好造和好看的原则，在综合指标方面处于国际先进水平。

汽车总体设计应满足的基本要求。

1、汽车的各项性能、成本等，要求达到设计任务书所规定的指标。

2、严格遵守和贯彻相关法规、标准的规定，例如，汽车外廓尺寸应符合GBl589—2004的外廓尺寸限界规定；使用环境复杂，应满足安全性要求－强制性安全法规。

3、知识产权保护。

4、尽可能贯彻“三化”要求：系列化，通用化，标准化。

5、进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。

6、拆装与维修方便。

2. 简述汽车开发程序。

1、概念设计2、成本控制（目标成本）3．试制设计（技术设计）4．试制、试验、改进、定型阶段5．生产准备阶段6．生产销售阶段3. 设计任务书包括哪些内容？1）可行性分析。

2）产品型号及其主要使用功能，技术规格和性能参数;3）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数。

标准化、通用化、系列化水平; 4）国内、外同类汽车技术性能分析和对比;5）本车拟用的新技术、新材料和新工艺。

4. 不同形式汽车的区别主要体现在哪些方面？汽车有很多分类方法，可以按照发动机排量、乘客座位数、汽车总质量、汽车总长、车身或驾驶室的特点不同等来分类，也可以取上述特征量中的两个指标作为分类的依据。

5. 按发动机的位置分，汽车有哪几种布置型式，各自有什么优缺点？发动机前置前驱动（FF）优点a、有明显的不足转向性能；b、越过障碍的能力高；c、动力总成结构紧凑；d、有利于提高乘坐舒适性(车内地板凸包高度可以降低) ;e、有利于提高汽车的机动性(轴距可以缩短) ；f、有利于发动机散热，操纵机构简单；g、行李箱空间大；h、变形改装容易。

第3章 换气系统与换气过程3.1 换气系统的作用与组成作用:根据发动机各缸的工作循环和着火次序适时地开启和关闭各缸的进、排气门，使足量的纯净空气或空气与燃油的混合气及时地进入气缸，并及时地将废气排出。

组成：空气滤清器、进气管系、配气机构、排气管系和消声器等（图3-1）。

3.1.1 空气滤清器 1.作用去除新鲜空气中尘埃和油雾的装置(空气中灰尘的75％以上是高硬度的SiO 2，发动机不装空气滤清器，将使活塞磨损量增加3倍，活塞环磨损量增加9倍，发动机寿命将缩短2/3)。

图3-1 发动机换气系统组成1-空气滤清器 2-进气管系 3、4-配气机构 5-排气管系 6-消声器2.结构与工作原理结构（以干式纸滤芯空气滤清器为例（图3-2））：滤清器壳体、纸滤芯（用经过树脂处理的微孔滤纸做成）、塑料密封圈。

工作原理：带恒温进气装置的空气滤清器（图3-3）:作用：控制进气温度在30～53℃之间，可降低有害的CO 、HC 排放。

结构：增设一套空气加热与控制系统，二个进气口，一个接热空气管10，另一个接冷空气进气导流管1，由阀门3控制二个进气管的开闭。

原理：当发动机冷起动时，汽车前罩下的环境温度低于30℃，温度传感器4通过控制机构使控制阀3关闭导流管1，打开热空气管10，冷空气从排气支管8上部的热炉加热，经热空气管10和空气滤清器5进入动机；当温度超过53℃时，温度控制机构使控制阀3完全关闭热空气管10，进入空气滤清器的空气全部是环境空气。

当温度在30～53℃时，控制阀3部分开启，二个进气口均有空气流过。

3. 空气滤清器的分类 （1）按工作原理分 惯性式:利用气流高速旋转的离心力作用，将空气中的尘埃和杂质分离； 过滤式:利用滤芯材料滤除空气的尘埃和杂质。

综合式: 惯性式和过滤式都有。

（2）按滤芯材料分有纸滤芯、铁丝网滤芯等。

纸滤芯具有重量轻、成本低、滤清效果好等优点。

图3-2 干式纸滤芯空气滤清器a ）滤清器总成b ）纸滤芯1-滤芯 2-滤清器外壳 3-滤清器盖 4-金属网 5-打褶滤纸 6-滤芯上盖 7-滤芯下盖图3-3 带恒温进气装置的空气滤清器 1-进气导流管 2-真空控制膜盒 3-控制阀 4-进气温度传感器 5-空气滤清器 6-热炉 7-冷空气入口 8-排气支管 9-热空气出口10-热空气管纸质滤芯有干式和湿式两种。

摘要驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于客车显得尤为重要。

本设计在满足各项设计参数要求的前提下，依据相关标准，在零部件、材料、结构工艺形式等方面，采用先进的工艺处理手段，行星齿轮轴采用表面纳米SiC复合化学镀。

借助CAXA、autoCAD、CATIA辅助设计。

其设计部分包括：主减速器、差速器、半轴、行星齿轮以及零部件参数等。

本文对驱动桥的设计过程进行了论述，采用双曲面齿轮主减速器，行星齿轮差速器，钢板冲压焊接整体式桥壳。

本设计的参数计算部分借助EXCEL计算，方便后期优化设计。

关键词：驱动桥；主减速器；差速器；行星齿轮AbstractDrive bridge as one of the four assemblies for motor vehicles,and its performance has a direct impact on vehicle performance,and is particularly important for passenger cars.This design on the premise of meeting the demands of various design parameters, according to the relevant standards in the form of parts, materials, technology and other areas, using advanced technology and processing means, planet gear shafts are made of surface nano-SiC composite electroless plating. Through CAXA, autoCAD, CATIA computer-aided design. Its design includes: final drive, differential, axle shaft, Planetary gears and components parameters and so on.This paper discusses the design process of the drive axle, hypoid gear reducer, planetary gear differentials, sheet metal welding integral rear axle housing.The design parameters calculation with EXCEL calculation and optimum design of late. Key words: axle; main reducer; diff; planetary gear目录摘要 (II)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1驱动桥概述 (1)第2章主减速器设计 (2)2.1主减速器结构方案分析 (2)2.2主减速比及计算载荷的确定 (3)的确定[3] (3)2.2.1主减速器比i2.2.2主减速器齿轮计算载荷的确定 (4)2.3主减速器齿轮主要参数的确定 (6)2.3.1主、从动齿轮齿数的确定 (6)2.3.2齿面宽的确定 (7)2.3.3双曲面齿轮的偏移距E、偏移方向和旋向的确定 (7)2.3.4螺旋角的确定 (7)2.3.5双曲面齿轮的几何尺寸设计 (8)2.4主减速器齿轮强度计算 (21)2.4.1单位齿上的圆周力 (21)2.4.2齿轮的弯曲强度计算 (22)2.4.3齿轮的接触强度计算 (23)2.5主减速器锥齿轮轴承的载荷计算 (24)2.5.1主动锥齿轮的支撑形式 (24)2.5.2从动锥齿轮的支撑形式 (25)2.5.3轴承载荷计算校核 (25)第3章差速器设计 (32)3.1差速器机构方案分析 (32)3.2差速器齿轮主要参数的计算 (33)3.2.1行星齿轮数目的选择 (33)3.2.2行星齿轮球面半径及节锥距的预选 (33)3.2.3行星齿轮齿数Z1和半轴齿轮齿数Z2的确定 (34)3.2.4行星齿轮和半轴齿轮节锥角γ1、γ2及模数的确定 (34)3.2.5压力角α的确定 (34)3.2.6行星齿轮轴直径d（mm）及支撑长度L的确定 (34)3.3差速器齿轮几何尺寸的计算 (35)3.4差速器齿轮强度计算 (38)3.5行星齿轮轴工艺设计 (39)第4章半轴设计 (41)4.1半轴的设计计算 (41)4.1.1半轴的型式 (41)4.1.2半轴杆部直径的初选 (41)4.1.3半轴的强度计算 (42)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)第1章绪论1.1驱动桥概述驱动桥是传动系统最后一个总成。

第43卷第1期2022年1月自㊀动㊀化㊀仪㊀表PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATIONVol.43No.1Jan.2022收稿日期:2020-12-29基金项目:合肥通用机械研究院青年科技基金资助项目(2019010378)作者简介:丁建国(1993 ),男,硕士,助理工程师,主要从事分离机械的设计与研发工作,E-mail:ding_jianguo03@机械传动双轴系翻袋离心机自动控制系统设计丁建国1,陈崔龙2,刘呈启2,朱碧肖2(1.合肥通用机械研究院有限公司,安徽合肥230031;2.合肥通用环境控制技术有限责任公司,安徽合肥230031)摘㊀要:机械传动双轴系翻袋机构解决了传统液压驱动翻袋机构带来的可靠性低㊁液压管路易疲劳失效的问题㊂为完成机械传动双轴系翻袋机构的翻袋动作㊁提高设备运行稳定性与操作便利性,设计了一种集远程监控㊁工况显示㊁一键操作㊁故障诊断于一体的自动控制系统㊂该系统以西门子S7-200可编程逻辑控制器(PLC)为核心,实时采集主电机与副电机转速㊁轴承温度㊁位置信号㊁振动参数等信号,完成设备的全自动操作㊂采用比例积分微分(PID)控制算法实现主㊁副电机的恒差速运行,完成翻袋与复位的动作,保障了翻袋动作的稳定性与可靠性㊂通过友好的人机界面,用户可实现运行状态的实时监控以及调整设备运行参数,保证设备的安全稳定运行㊂集成有该系统的翻袋离心机在硝化棉的脱水工艺中得到成功应用,系统运行稳定㊁操作简单㊁维护方便㊂该设计对翻袋式离心机的推广与应用具有一定的促进意义㊂关键词:翻袋离心机;机械传动;智能控制;监控系统;可编程逻辑控制器;比例积分微分中图分类号:TH17㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀DOI:10.16086/ki.issn1000-0380.2020120075Design of Automatic Control Systemfor Mechanical Transmission Double Shafting Invertible Filter CentrifugeDING Jianguo 1,CHEN Cuilong 2,LIU Chengqi 2,ZHU Bixiao 2(1.Hefei General Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Hefei 230031,China;2.Hefei General Environment Control Technology Co.,Ltd.,Hefei 230031,China)Abstract :Mechanical drive double shafting invertible filter mechanism solves the problems of low reliability and louie fatigue failure of hydraulic pipe brought by traditional hydraulic transmission invertible filter mechanism.In order to complete the bag-turning action of mechanical transmission double-shafting filter invert mechanism and improve the operation stability and convenience of the equipment,an automatic control system is designed,which integrates remote monitoring,working condition display,one-key operation and fault diagnosis.The system takes Siemens S7-200programable logic controller(PLC)as the core and collects signals such as main motor and auxiliary motor speed,bearing temperature,position signal and vibration parameter in real time to complete the automatic operation of the equipment.The proportional integral differential (PID)control algorithm is used to realize the constant differential operation of the main and auxiliary motors,complete the filter inverting and reset action,and ensure the stability and reliability of filter inverting action.Through the friendly man-machine interface,users can realize the real-time monitoring of the running status and adjust the operating parameters of the equipment to ensure the safe and stable operation of the equipment.The bag-turning centrifuge integrated with this system has been successfully applied in the nitrocellulose dehydration process.The system has stable operation,simple operation,and convenient maintenance.The design has certain promoting significance to the popularization and application of inverter filter centrifuge.Keywords :Invertible filter centrifuge;Mechanical transmission;Intelligent control;Monitoring system;Programmable logic controller(PLC);Proportional integral differential(PID)0㊀引言1971年,翻袋式自动卸料离心机(以下简称 翻袋离心机 )问世[1-3]㊂翻袋离心机是一种通过将装有滤饼的滤袋翻开进行固体卸料的新型过滤式离心机,属于分离机械范畴[4]㊂该设备具有独特设计的翻袋机构,能够克服传统立式或卧式离心机刮刀破坏物料晶型㊁存在残余滤饼以及机械接触带来的安全隐患等问第1期㊀机械传动双轴系翻袋离心机自动控制系统设计㊀丁建国,等题[5-7]㊂陈崔龙等[8]设计开发的机械传动双轴系新型翻袋离心机,改变了传统液压驱动翻袋机构存在的可靠性低㊁液压管路易疲劳失效的问题㊂设备翻袋以及复位动作的实现需内外轴系的协同工作,其稳定㊁可靠运行主要依赖于自动控制系统㊂本文以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为核心,设计了一种集远程监控㊁工况显示㊁一键操作㊁故障诊断等功能于一体的自动控制系统㊂1　控制系统结构在结构上,翻袋离心机将传统的卧式离心机回转构件分离成同步旋转的内㊁外轴系两部分㊂外轴系轴向固定㊂内轴系可在螺纹副机械装置的作用下沿轴向运动:前进时,翻出过滤袋,实现卸料;后退时,收回过滤袋,实现复位㊂翻袋离心机工作原理如图1所示㊂图1㊀翻袋离心机工作原理图Fig.1㊀Working principle diagram of invertible filter centrifuge翻袋离心机控制系统如图2所示㊂图2㊀翻袋离心机控制系统图Fig.2㊀Control system diagram of invertible filter centrifuge控制系统包括PLC㊁主副电机及配套变频器㊁温度传感器㊁振动传感器㊁称重传感器㊁流量传感器㊁速度传感器㊁触摸屏㊁远程计算机㊁扩展模块㊁控制阀门等㊂其中,西门子S7-200PLC 是控制系统的核心㊂它一方面对现场信号进行采集㊁运算处理与分析,实现对主㊁副电机及相应阀门的控制[9];另一方面,通过以太网与现场的触摸屏及远程计算机进行实时通信,以提供良好的人机交互窗口和远程监控功能㊂以常用规格型号FWZ600型翻袋离心机为例,对控制系统结构作以下详细说明㊂①PLC:西门子S7-200Smart㊂②主电机:YB225S-4,37kW,南阳防爆电机㊂③副电机:YB180L-4,7.5kW,南阳防爆电机㊂④主电机变频器:37kW,丹佛斯㊂⑤副电机变频器:7.5kW,丹佛斯㊂⑥温度传感器:PT100,安徽天康㊂⑦振动传感器:VT9285,沈阳振科㊂⑧称重传感器:SBT-1X,梅泰勒托利多㊂⑨接近开关:P +F㊂⑩液位传感器:SLF-70-F-A,上海思派㊂ 转速变送器:P +F; 触摸屏:西门子Smartline㊂翻袋离心机的核心是翻袋动作的实现㊂控制系统通过变频器控制主㊁副电机转速,并利用转速传感器实时检测主㊁副电机实际转速V 1㊁V 2,进而对转速进行调节,实现恒转速运行;利用主副电机的相对转速差,通过丝杆螺纹副,实现推盘机构的前进或后退,即翻袋或复位㊂主副电机的转速通过变频器实时控制㊂V 1㊁V 2通过转速传感器进行测量㊂翻袋或复位对应的位置信号S 1㊁S 2㊁S 3㊁S 4由位置传感器感应测量㊂当推盘机构推出到位或复位到位时,副电机停止运转,即停止推盘机构的伸缩㊂翻袋离心机的整个运行过程都是密闭的㊂翻袋离心机的优势是适合小批量㊁多批次的离心过滤工艺㊂因此,进料控制是关键㊂一般离心机的进料是通过流量计,结合进料时间进行控制㊂受物料的不均匀㊁进料波动㊁感应时间滞后等因素影响,这种控制方式误差较大㊂翻袋离心机采用杠杆式称重结构,通过杠杆原理,对前端转鼓内的物料变化进行放大,通过称重传感器精确测量,且通过阻尼消除了运行时的振动影响,能较好地对物料进料进行准确控制,使误差率在1%以内㊂翻袋离心机的主轴属于卧式㊁悬臂结构㊂主轴承在运行中承载较大,且受物料冲击㊂对此,采用温度传感器测得主轴前后两个轴承的温度T 1㊁T 2㊂主轴承温度报警值应在标准规定范围内:主轴承温升不超过45ħ;轴承温度不超过80ħ㊂当温度超过设定值时,系统报警并自动停机㊂过大的机械振动与动载荷不仅会严重影响翻袋离心机的使用寿命与可靠性,而且可能造成严重的生产事故㊂因此,在振动较大处设置振动传感器,实时监测振动速率V i ㊂当振动速率大于设定值时,为保证安全,系统报警并自动停机㊂设定的参㊃301㊃自㊀动㊀化㊀仪㊀表第43卷数为振动报警值应低于标准规定值;空载运转时振动速度不大于4.5mm /s;负载运转时振动速度不大于11.2mm /s㊂为保证两批物料无交叉,需对翻袋离心机进行无死角清洗,以达到良好生产规范(good manufacturingpractice,GMP)要求㊂翻袋离心机的清洗方式为浸泡清洗和喷淋球在线清洗,清洗彻底,无残留㊂在设备上设置液位传感器测量清洗液液位H ㊂当清洗液液位到达设定值,设备停止进液㊂当设备清洗完全后,设备自动开启出液阀,排出清洗液㊂2㊀翻袋动作的控制翻袋离心机通过控制主副电机的转速,使得内外轴系产生相对运动,进而实现翻袋式卸料动作㊂内轴系驱动原理如图3所示㊂图3㊀内轴系驱动原理图Fig.3㊀Internal shafting driving principle diagram当设备处于进料㊁过滤阶段时,内㊁外推盘与转鼓形成封闭腔体,使物料进入并且升速过滤㊁脱水㊂此时:主电机驱动转鼓旋转;滑动螺母带动丝杆作同步旋转;副电机被动旋转㊂当设备处于卸料阶段时:转鼓降速到卸料转速;副电机启动并转速超过转鼓转速;丝杆转速大于滑动螺母转速㊂这就导致滑动螺母开始向左滑动,带动推杆㊁内外推盘同步向左运动,使滤袋慢慢翻转㊁推出,从而卸除滤饼㊂当滑动螺母滑动到位时,副电机停止运转,则滑动螺母带动丝杆作同步旋转㊂滑动螺母向右滑动,使内㊁外推盘同步向右运动,直至关闭,完成复位,进入下一个循环㊂翻袋动作的快慢,通过调整主副电机之间的速度差Δn =n 主-n 副来实现㊂翻袋动作时,Δn =n 副-n 主㊂当n 主一定时,n 副ˌ(减小),Δn ˌ(减小),翻袋动作变慢;反之,翻袋动作加快,卸料时间缩短㊂翻袋完成后,复位动作时,Δn =n 主-n 副㊂当n 主一定时,n 副ʏ(增加),Δn ˌ(减小),复位动作变慢;反之,复位动作加快,复位时间缩短㊂对于均匀物料,可以通过比例积分微分(proportional integral differential,PID)算法实现恒差速控制,使翻袋动作稳定㊁可靠,且卸料时间得到优化,延长了丝杆的使用寿命㊂翻袋动作时的PID 控制原理如图4所示㊂图4㊀翻袋动作时的PID 控制原理图Fig.4㊀PID control principle diagram of turning bag通过调整主电机转速n 主,达到稳定主㊁副电机速度差的目的㊂其控制过程如下:差速(Δn 定)ʏ(增加)ңPID 控制量ˌ(减小)ң主电机变频器ʏ(增加)ң主电机转速ʏ(增加)ң差速(Δn )ˌ(减小)㊂该控制过程可使误差趋向零,保证差速稳定㊂翻袋完成后,复位动作时的PID 控制原理如图5所示㊂图5㊀复位动作时的PID 控制原理图Fig.5㊀PID control principle diagram during reset action复位动作是通过调整副电机转速n 副,达到稳定主㊁副电机速度差的目的㊂其控制过程如下:差速(Δn 定)ʏ(增加)ңPID 控制量ˌ(减小)ң副电机变频器ʏ(增加)ң副电机转速ʏ(增加)ң差速(Δn )ˌ(减小)㊂该控制过程可使误差趋向零,保证差速稳定㊂翻袋动作过程中,因为物料波动,会造成进料差异㊂但进料量较多时,有可能使翻袋动作出现卡阻,使副电机负载过大,产生停机㊁滤袋破损等状况㊂本智能控制系统设计中,通过位置传感器信号㊁主副电机转速㊁丝杆参数等数据,利用程序内部算法,智能判别翻袋卡阻,自动快速复位并再次翻袋,较好地解决了翻袋卡阻现象㊂通过应用数据整理分析,由卡阻导致的停机率基本降至1%以下㊂3㊀控制软件的设计翻袋离心机智能控制系统的程序采用S7-MicroWin Smart 软件编写,可实现以下功能㊂①系统自检:用于确定设备是否处于初始状态㊁安㊃401㊃第1期㊀机械传动双轴系翻袋离心机自动控制系统设计㊀丁建国,等全状态㊂②数据通信:实现PLC与人机界面㊁传感器㊁执行器㊁远程计算机之间的通信㊂③参数设置:通过人机界面对运行工序与参数进行设定,用于满足工艺要求㊂④模拟量输入:对温度传感器㊁位置传感器㊁液位传感器㊁转速变送器等传感器测得的数据进行收集㊁分析㊁处理㊂⑤控制程序:可实现点动控制㊁自动控制之间任意切换,方便用户对设备的控制与操作㊂⑥监控与报警:实时显示设备运行状态;当振动㊁轴承温度㊁电流等超过设定报警值时,为保证设备安全,报警并自动停机㊂控制程序中的点动控制和自动控制分别适用于生产中的不同阶段㊂在调试㊁物料选型㊁维护阶段,点动控制便于寻找最佳工况以及处理特殊工况㊂当设备最佳运行参数确定后,自动控制模式更加简单㊁方便㊂用户可在人机界面中进行手动操作,完成氮气置换㊁进料㊁脱水㊁洗涤㊁卸料㊁清洗等操作,但用户无法更改设备安全防护以及连锁程序㊂对于用户对设备进行的任何操作,系统都将先判断该操作是否满足运行条件㊂如不满足,系统将无任何操作,以避免误操作导致的生产事故㊂如:当用户在滤袋未复位时误点进料启动按钮,设备将无任何操作㊂自动控制时,用户需先在人机界面参数设置界面设置运行工序以及操作参数,开启自动运行模式,使设备自动完成全流程工作并循环操作㊂当需要停止运行时,用户按下停机按钮,使设备自动走完剩下全部流程并停机㊂当滤布需要再生时,可按下滤布再生键㊂此时,固体出料阀㊁出液阀以及进料阀自动关闭,底部清洗液进液阀自动开启,使清洗液进入设备内㊂当液位高度到达设定高度时,PLC接收到液位传感器信号,关闭清洗液进液阀,推出滤袋,并低速运转,对滤布进行浸泡再生㊂滤布再生完成后,底部出液阀开启,使滤袋复位,完成滤布清洗与再生㊂4㊀翻袋离心机在硝化棉上的应用硝化棉是一种用于生产爆炸物㊁涂料㊁胶卷和赛璐珞等产品的白色或淡黄色棉固体㊂纯硝化棉为白色纤维状固体,工业上常和其他物质混合变为不同形态以满足工业领域的需求,如加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)成为白色片状固体㊂硝化棉的密度约为1.62g/cm3,闪点为4.4ħ㊂干燥的硝化棉易自燃,在储存的过程中需增入水㊁酒精等液体来抑制其危险性㊂在硝化棉民用生产过程中多次发生燃烧㊁爆炸事故,给企业造成巨大的经济损失㊂因此,硝化棉的生产安全性也越来越受到企业关注[9-13]㊂企业采用翻袋离心机替换传统的刮刀下卸料离心机用于硝化棉的固液分离,以提高安全性㊂本文采用全自动远程控制的方式,实现生产现场无人化工作㊂采用FWZ600型号翻袋离心机进行硝化棉的脱水与洗涤㊂翻袋离心机工作流程如图6所示㊂图6㊀翻袋离心机工作流程Fig.6㊀Working process of invertible filter centrifuge图6中:i为实际洗涤次数;n为系统设定物料需要洗涤次数;j为实际处理物料批数;m为系统设定需要处理的物料总批数㊂在调试阶段,采用手动模式进行硝化棉的脱水洗涤工作,获得最佳的稳定生产工况如下㊂质量含量为10%的硝化棉水溶液以110kg/min的速度进入翻袋离心机中㊂进料时,转鼓转速为950r/min㊂进料完成后,系统进入脱水阶段㊂此时,转鼓转速提升至1350r/min;脱水60s㊂洗涤阶段:转鼓转速为950r/min;洗涤液进液速度为30L/min;进液1min㊂脱洗涤液阶段:转速提升至1350r/min,运行60s㊂卸料阶段:主电机降速至300r/min后,副电机启动,进行翻袋动作;滤饼随之脱离滤袋进入固体收集仓,滤饼约20kg,滤袋随之复位㊂经上述过程后,得到滤饼含水率为5%,达到工艺要求㊂5㊀结论本文设计了一种机械传动双轴系翻袋离心机的自动控制系统,并成功应用于硝化棉的脱水过滤工作㊂控制系统运行稳定㊁可靠㊁安全性高:采用恒差速PID控制以及位置传感器感应,实现翻袋与复位动作的稳定性与设备的安全性;采用友好的人机界面以及控制逻辑,实现一键启动㊁一键停机㊁一键滤布再生等功能,便于客户的操作㊂该设计有利于翻袋离心机的推广与应用㊂㊀㊀㊀㊀㊀(下转第110页)㊃501㊃自㊀动㊀化㊀仪㊀表第43卷4㊀测试结果及分析为验证保护装置保护动作的有效性,本文进行了多次测试,并对测试数据进行了记录㊂分别以额定电压及额定电流的10%㊁100%以及120%为电压㊁电流采样测量目标,以采样数据为基础分析保护装置的采样精度,参考低压开关设备和控制设备的相关标准(GB14048 2016),对保护装置的动作性能进行了测试㊂电压测试结果如表1所示㊂表1㊀电压测试结果Tab.1㊀Test results of the voltages三相电压10%U N/V100%U N/V120%U N/V误差/% U AC111.51138.11365.30.85 U AB116.31141.61371.50.81 U BC115.91140.91370.30.64注:U N=1140V电流测试结果如表2所示㊂表2㊀电流测试结果Tab.2㊀Test results of the currents三相电流10%I N/A100%I N/A120%I N/A误差/%I A48.5501.5602.1 1.21I B49.0501.8602.30.91I C48.6501.1601.9 1.11注:I N=500A保护装置动作测试结果如表3所示㊂表3㊀保护装置动作测试结果Tab.3㊀Action test results of protection deviceI N动作时间要求时间环境温度/ħ1.05 1.1hȡ1h201.2016.6minɤ20min201.50150sɤ180s206.006sȡ5s20注:I N=100A ㊀㊀由表1及表2中的采样结果可以看到,虽然采样的目标值在额定值附近时采样精度较高,而远离额定值时采样精度较低,但整个数据段的电压采样误差能够达到0.9%以下,电流采样误差能够达到1.21%以下,完全能够满足保护装置对采样精度的要求㊂另外,由表3可以看到,各个电流测试点都能够满足GB14048 2016标准的相关要求㊂5㊀结论本文采用了DSP28335以及双极性A/D采样芯片ADS8364,用于矿用智能电机综合保护装置的设计㊂该设计充分考虑了矿用采掘装备工频回路控制的特殊性,从硬件㊁软件以及应用等方面作了详细的介绍㊂试验结果表明,本设计在采样精度和动作时间方面均能够满足对矿用采掘装备工频回路的保护要求㊂参考文献:[1]刘艳.遥控智能抽油机井电机保护器的研制与应用[J].内蒙古石油化工,2015(Z1):18-19.[2]郭浩,李红军,陆伟青.基于MCF51EM256的智能电机保护器的设计与应用[J].自动化与传动,2014(3):58-60.[3]袁春艳.智能电机保护器在煤矿设备电机上的使用与选型[J].科技资讯,2018,16(3):110-111.[4]施慧莉,张雪娟.基于DSP的智能电机保护器设计[J].微计算机信息,2006(14):104,187-189.[5]洪炜,陈宇晨.基于采样修正的三相电机保护器的设计[J].电子科技,2017,30(2):4.[6]张石,吴岩.六通道同步采样AD芯片ADS8364在数据采集中的应用[J].中国科技论文在线,2010,5(1):41-46. [7]杜伟伟,许江宁,何泓洋.基于DSP28335的惯导解算设计与优化[J].舰船电子工程,2019(9):48-52,55.[8]周洋洋,赵昶宇.基于CAN总线的DSP28335在线烧写方法研究[J].科技与创新,2019,126(6):64-65.[9]黄卓康,郑少耿,吴少葵,等.基于DSP28335风光互补微电网的设计[J].机电工程,2019,48(3):149-152.[10]林献坤,余双,陶晨.基于DSP的电动执行机构相序检测及缺相保护方法[J].测控技术,2017,36(2):128-131,136.(上接第105页)参考文献:[1]陈冠胜,唐晋滨.翻袋式离心机在原料药固液离心分离工艺上的应用[J].机电信息,2005(8):50-53.[2]范德顺,钱才富,徐鸿,等.翻袋式离心机滤袋翻转机构研究[J].石油化工设备,2004(1):12-14.[3]范德顺,李焕,黄钟.翻袋式离心机简介[J].过滤与分离, 2000(3):35-37.[4]孙启才.分离机械[M].北京:化学工业出版社,1993.[5]林延彬,曲斌.卧式刮刀离心机在原料药生产中的应用[J].化学工程与装备,2017(5):181-183.[6]任圆圆.高速卧螺离心机固液分离特性及其影响因素分析[D].西安:西安理工大学,2020.[7]马新龙.双级活塞推料离心机转鼓开孔结构优化设计研究[D].天津:天津大学,2014.[8]陈崔龙,张德友,方毅,等.FWZ型翻袋离心机螺纹副推料装置的设计计算[J].化工机械,2016,43(1):43-46,54. [9]夏正龙,邓斌.基于PLC的智能仪表通信协议解析设计与实现[J].自动化仪表,2020,41(6):17-19,23.[10]杜鑫成,赵众,芳烃连续重整装置先进控制系统的开发与应用[J].石油化工自动化,2020(3):7-11.[11]米文忠.典型硝化棉着火特性研究与事故案例分析[D].合肥:中国科学技术大学,2018.[12]黄达.工业控制系统Modbus通信的规划与实施[J].石油化工自动化,2020(2):57-60.[13]ZHAO B.Facts and lessons related to the explosion accident in Tianjin Port,China[J].Natural Hazards,2016,84(1):707-713.㊃011㊃。

中级轿车动力系统匹配研究毕业设计论文动力性和燃油经济性是评价一辆汽车性能好坏的两个重要指标。

而汽车燃油经济性和动力性的好坏取决于其动力系统合理匹配的程度。

因此在汽车设计中,如何选取汽车发动机和传动系的参数以获取最佳动力性和经济性,以保证各部分的最佳匹配,是各汽车厂家非常关心的问题。

因此，动力源和传动系的匹配问题,就成了汽车设计中最为基本和最为重要的问题。

本文以中级轿车为研究对象，系统阐述了国内国外关于汽车动力系统匹配研究的现状及发展趋势，目前采用的部分行业标准和相关法规体系。

选定了行星变速器的结构，对其参数进行了数值计算。

建立了发动机、液力变矩器、变速器动力性模型，进行数值计算，计算汽车动力性和燃油经济性相关技术指标。

并利用MATLAB进行动力性分析编程，分析整车动力性匹配。

关键词：汽车动力系统；动力性；经济性；合理匹配；研究AbstractTractive performance and fuel economy are two important indicators of evaluating the performance of the vehicle. And vehicle fuel economy and tractive performance for a better vehicle depends on the degree of matching. Therefore, in automotive design, how to select the automotive engine and power train system parameters in order to obtain the best power and economy to ensure the best matching between that all parts, is the car manufacturers are very concerned about the issue. So, the matching problem between power source and power train system, have become the most basic and most important issue for car design.This paper ,based on the research object of mid-level cars, expounds the power train system matching status of research and development trends at home and abroad the some of the current industry standards and related laws and regulations. its parameters are calculated with reference to specified planetary gear transmission construction . The dynamic model of the engine, torque converter, transmission is established, and make the numerical calculation of vehicle dynamics and fuel economy indexes related technology. And make use of MATLAB to program dynamic analysis , analyze the entire vehicle dynamic matching .Key words：vehicle power train system；tractive performance；fuel economy；reasonable matching；Research目录第1章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3国内外发展概况及趋势 (3)1.3.1国内研究概况 (3)1.3.2国外研究状况 (4)1.3.3研究发展趋势 (4)1.4本论文主要工作 (5)第2章汽车动力性经济性评价 (6)2.1动力性评价 (6)2.2燃油经济性评价 (7)2.3动力性、燃油经济性综合评价 (7)第3章中级轿车传动系的结构及其参数计算 (9)3.1液力变矩器的结构及其工作原理 (9)3.2行星变速器机构的选择 (10)3.3行星变速器机构的参数计算 (13)第4章中级轿车的动力性匹配研究 (16)4.1技术参数 (16)4.2发动机的特性 (16)4.2.1 发动机的外特性 (16)4.2.2 发动机的万有特性 (17)4.2.3 发动机的转速特性 (18)4.3液力变矩器特性 (18)4.3.1 泵轮力矩系数 (18)4.3.2 泵轮力矩 (19)4.3.3发动机和液力变矩器工作点 (20)4.3.4 变矩系数 (21)4.3.5 涡轮力矩 (21)4.4动力性计算 (22)4.4.1 各档驱动力和行驶阻力 (22)4.4.2 加速时间 (23)第5章界面编制 (26)5.1编制方法 (26)5.2输出结果 (27)第6章结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (34)附录A 程序清单 (34)附录B 翻译资料 (51)第1章绪论1.1前言人类在经济、政治、文化和军事活动中，总会有人的出行和物的运输环节。

《机械设计基础课程》习题第1章机械设计基础概论1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？1-4 常见的零件失效形式有哪些？1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？1-6 什么是磨损？分为哪些类型？1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途：Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。

第2章现代设计方法简介2-1 简述三维CAD系统的特点。

2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。

2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。

2-4 优化设计的一般过程是什么？2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？2-7 常用的可靠性尺度有那些？2-8 简述有限元法的基本原理。

2-9 机械创新设计的特点是什么？2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。

第3章平面机构的组成和运动简图3-1 举实例说明零件与构件之间的区别和联系。

3-2 平面机构具有确定运动的条件是什么?3-3 运动副分为哪几类？它在机构中起何作用？3-4 计算自由度时需注意那些事项？3-5 机构运动简图有何用途？怎样绘制机构运动简图？3-6 绘制图示提升式水泵机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-7 试绘制图示缝纫机引线机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-8 试绘制图示冲床刀架机构的运动简图，并计算机构的自由度。

3-9 试判断图a、b、c所示各构件系统是否为机构。

若是，判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

3-10 计算图a、b、c、d、e、f所示各机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、或虚约束请指出。

并判定它们的运动是否确定（图中标有箭头的构件为原动件）。

501 两轴实验型数控系统设计502 菱锥式无级变速器503 菱锥式无级变速器结构设计504 楼宇恒压供水控制系统设计505 螺旋式压榨机的设计506 螺旋式压榨机的设计2507 乒乓球自动发球机微机控制系统设计508 普通机床改造成键槽铣床509 普通钻床改造为多轴钻床510 气缸盖螺钉孔加工专机511 桥式起重机设计512 三坐标数控磨床设计513 三坐标数控铣床设计514 砂轮磨损的智能监测的研究515 食品提升皮带机设计516 数控车床横向进给机构设计517 数控车床横向进给机构设计2518 数控车床主传动机构设计519 数控车床纵向进给及导轨润滑机构设计520 数控机床主传动系统设计521 双吸渣浆泵的设计及机械密封设计522 丝杠车床改光杠键槽铣专机进给系统设计523 台式车床车头箱孔系加工分配箱机构设计524 台式车床车头箱孔系加工镗模设计525 拖拉机拨叉铣专机526 小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计527 小型清扫机器人控制部分设计528 锌直线铸锭机机械部分设计529 旋转式方形螺母输送机530 液压试验机载荷数据采集系统531 振动式螺母输送机机械部分设计532 组合机床主轴箱及夹具设计533 工程钻机的设计534 电机炭刷架冷冲压模具设计535 300×400数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计536 AWC机架现场扩孔机设计537 CA6140车床主轴箱的设计538 CA6900长途客车乘客门及舱门设计539 CG2-150型仿型切割机540 DTⅡ型固定式带式输送机的设计541 FXS80双出风口笼形转子选粉机542 FXS80双出风口笼形转子选粉机2543 JLY3809机立窑（加料及窑罩部件）设计544 JLY3809机立窑(窑体及卸料部件)545 JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计546 MR141剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计547 PF455S插秧机及其侧离合器手柄的探讨和改善设计548 Φ1200熟料圆锥式破碎机549 Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计550 新型组合式选粉机总体及分级部分设计551 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计【顶底面粗铣夹具】552 柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及主轴箱设计553 电机炭刷架冷冲压模具设计554 MR141剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计2555 PF455S插秧机及其侧离合器手柄的探讨和改善设计556 Q3110滚筒式抛丸清理机的设计(总装、滚筒及传动机构设计) 557 SF500100打散分级机回转部分及传动设计558 SF500100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨559 SF500100打散分级机总体及机架设计560 SX6137公路高速客运汽车造型设计561 SX6137公路高速客运汽造型设计562 X700涡旋式选粉机563 YQP36预加水盘式成球机设计564 Z30130×31型钻床控制系统的PLC改造566 Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计566 Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计567 惯性式汽车制动实验台设计568 Φ1200熟料圆锥式破碎机569 弧齿锥齿轮盘铣刀刃磨夹具设计2570 S195柴油机机体三面精镗组合机床总体设计及夹具设计571 车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计572 剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计2573 插秧机系统设计574 柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计575 兼容残疾轮椅的中型客车造型设计576 柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计夹具【顶底面粗铣夹具】577 减速器设计578 出租车计价器系统设计579 大型客车造型设计1580 轿车双摆臂悬架的设计及产品建模581 金属粉末成型液压机PLC设计582 精密播种机583 可调速钢筋弯曲机的设计584 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计585 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计2586 Φ146.6药瓶注塑模设计587 冰箱调温按钮塑模设计588 水泥瓦模具设计与制造工艺分析589 膜片离合器设计(图+说明书)590 内循环式烘干机总体及卸料装置设计591 内循环式烘干机总体及卸料装置设计2592 普通钻床改造为多轴钻床593 汽车维修企业服务与管理模式探讨594 绕丝筛管缠绕机2595 绕丝筛管缠绕机2 (1)596 AWC机架现场扩孔机设计597 生产线上运输升降机的自动化设计598 实验用减速器的设计599 双铰接剪叉式液压升降台的设计600 水泥瓦模具设计与制造工艺分析601 水平刮板输送机602 四层楼电梯自动控制系统的设计603 四机架冷连轧机液压辊缝控制系统研究604 万能外圆磨床液压传动系统设计605 卧式钢筋切断机的设计606 卧式钢筋切断机的设计2607 锡林右轴承座组件工艺及夹具设计【钻扩Φ13孔夹具】608 新KS型单级单吸离心泵的设计609 压燃式发动机油管残留测量装置设计610 盐酸分解磷矿装置设计611 知识竞赛抢答器设计612 用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器613 中型城市客车车身骨架设计614 中型客车车门总成设计615 中型客车的总布置设计616 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计617 组合机床主轴箱及夹具设计618 柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及主轴箱设计619 车床拨叉夹具【831007钻22mm孔的钻床夹具】620 管套压装专机621 机油冷却器自动装备线压紧工位装备设计622 滚筒式抛丸清理机的设计(总装、弹丸循环及分离装置、集尘器设计)623 兼容残疾轮椅的中型客车车门总成设计624 兼容残疾人座椅的中型客车轮椅升降机构设计625 减速器锥柱二级传动626手机外壳造型及设计步骤文档627 搅拌器的设计628 新型组合式选粉机总体及分级部分设计629 制动器惯性试验台架的研究与开发——硕士630 G41J—6型阀体双面钻24孔专用机床上的夹具设计【钻双面24孔夹具】631 Jc23—63A机床床身工作台面632 JLY3809机立窑（加料及窑罩部件）设计633 JLY3809机立窑(窑体及卸料部件)634 JLY3809机立窑（总体及传动部件）设计635 MR141剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计636 MRP在攀枝花市中小企业中的应用637 N402—1300型农用拖拉机履带底盘的设计638 OKL-150型螺旋式颗粒肥料成型机器639 P-90B型耙斗式装载机640 PF455S插秧机及其侧离合器手柄的探讨和改善设计641 PLC控制电梯642 PLC控制机械手设计643 QTZ63型塔式起重机顶升机构设计644 R175型柴油机机体加工自动线上多功能气压机械手645 SGZ刮板运输机机头设计__646 SJ011 140吨悬挂悬挂提升机及传感器647 DTⅡ型固定式带式输送机的设计648 WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计【2套夹具，镗φ110孔、钻减速器底孔φ19夹具】649 电动葫芦设计650 管套压装专机结构设计651 环面蜗轮蜗杆减速器652 轿车双摆臂悬架的设计及产品建模653 精密播种机654 某大型水压机的驱动系统和控制系统655 运送铝活塞铸造毛坯机械手设计656 铸铁机设计657 T6113电气控制系统的设计658 WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计【2套夹具，镗φ110孔、钻减速器底孔φ19夹具】659 X62W铣床主轴机械加工工艺规程与钻床夹具设计660 X5020B立式升降台铣床拨叉壳体661 XK5040数控立式铣床及控制系统设计662 XKA5032A数控立式升降台铣床自动换刀装置的设计663 Y32-1000四柱压机液压系统设计664 YMH-90型和面机的设计665 Z3050摇臂钻床预选阀体机械加工工666 Z30130X31型钻床控制系统的PLC改造667 ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计(后主轴箱设计) 668 ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计（左主轴箱设计）669 ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计（夹具设计）670 •低速载货汽车驱动桥的设计672 多功能自动跑步机(机械部分设计)673 盖冒垫片674 •滚筒干燥器675 •可四轮定位四柱式汽车举升机设计676 •空气压缩机曲轴工艺夹具677 汽车液压制动驱动机构的设计678 卧式钢筋切断机的设计679 小电机外壳造型和注射模具设计680 游戏机按钮注塑模具设计681 颗粒状糖果包装机设计682 可调速钢筋弯曲机的设计683 烤面包机684 空气锤的传动机构设计685 金属切削加工车间设备布局与管理686 矿车轮对拆卸机构的设计687 水闸的设计688 轴向柱塞泵设计689 总泵缸体加工690 组合件数控车工艺与编程691 钻床的自动化改造及进给系统设计691 钻床的自动化改造及进给系统设计693 壳体的工艺与工装的设计【加工中心钻铣扩铰攻螺纹夹具】694 支承套零件加工工艺编程及夹具【数控机床一次装夹夹具【2个2-直径15H7孔】695 FXS80双出风口笼形转子选粉机696 DTⅡ型固定式带式输送机的设计697 CA6140主轴箱加工工艺及夹具设计【2套夹具，钻六个ø8.5孔，铣顶面夹具】698 杠杆工艺工装设计【钻孔夹具，课程设计】699 精密播种机700 车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计701 工程钻机的设计702 插秧机系统设计703 YQP36预加水盘式成球机设计704 KLZ-27 型螺旋开沟机705 6SX-320型叶菜清洗机的设计研究706 SF500100打散分级机总体及机架设计707 NK型凝汽式汽轮机调节系统的设计708 多功能自动跑步机(机械部分设计)709 双齿减速器设计（一级齿轮减速器）710 塑料模具设计711 CG2-150型仿型切割机712 空气压缩机曲轴零件713 CA6140机床后托架加工工艺及夹具设计【3套夹具，粗铣底平面、镗加工孔Φ40 、Φ30.2 、Φ25.5,、钻铰锪顶面孔】714 小电机外壳造型和注射模具设计715 心型台灯塑料注塑模具设计716 6层框架住宅设计结构计算书717 笔记本电脑壳上壳冲压模设计718 C6150普通卧式车床（机床）的数控化改造719 生产线上运输升降机的自动化设计720 知识竞赛抢答器PLC设计721 普通开关按钮模具设计722 双铰接剪叉式液压升降台的设计723 多用途气动机器人结构设计724 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计725 冰箱调温按钮塑模设计726 水泥瓦模具设计与制造工艺分析727 膜片式离合器的设计728 SSCK20A数控车床主轴和箱体加工编程729 WHX112减速机壳加工工艺及夹具设计【2套夹具，铣前后端面，铣下平面夹具】730 加工涡轮盘榫槽的卧式拉床夹具731 壳体的工艺与工装的设计【加工中心钻铣扩铰攻螺纹夹具】732 支承套零件加工工艺编程及夹具【数控机床一次装夹夹具【2个2-直径15H7孔】733 连杆平行度测量仪734 冲大小垫圈复合模具设计735 盖冒垫片冲压模具设计736 护罩壳侧壁冲孔模设计737 PDA模具设计738 wk外壳注塑模实体设计过程739 底座注塑模740 CA620车床数控化改造741 CA6140车床后托架的加工工艺与钻床夹具设计【钻侧面的3个孔夹具】742 CA6140车床数控化改造743 CA6140杠杆加工工艺【831009,3套夹具，钻M8底孔、钻25孔、铣平台】744 DTⅡ型固定式带式输送机的设计745 200米液压钻机变速箱的设计746 670型茶树重修剪机的研发747 Y12型拖拉机轮圈落料与首次拉深模设计748 Z30130×31型钻床控制系统的PLC改造749 ZUO半自动液压专用铣床液压系统设计750 Z型弯曲模和三通管塑件注射模的设计751 Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计752 Φ1200熟料圆锥式破碎机753 杯形件拉深模具的设计754 拨叉80-08的加工工艺【3套夹具，镗 60孔，铣16宽槽，钻M22螺纹孔夹具】755 拨叉零件工艺分析及加工【铣槽16H11夹具】756 蚕豆脱壳机设计（去皮机）757 草坪播种机的设计758 叉杆零件设计【铣夹具】759 柴油机连杆的加工工艺【2套夹具，扩大头孔，铣剖分面】760 柴油机曲轴连杆轴颈滚切铣床及其支撑部件设计761 坐底式潮流发电水轮机的结构设计762 800型立式沉降离心机763 齿轮架零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计【钻M10螺纹孔夹具】764 冲载复合模的设计765 出租车计价器系统设计766 传动齿轮工艺设计【滚齿夹具设计】767 出租车计价器系统的设计768 大型轴齿轮专用机床设计769 带式运输机用的二级圆柱齿轮减速器设计770 低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程【镗齿轮孔】771 低速载货汽车离合器的设计772 地下渗灌管渗水滴头堵塞试验研究773 电流线圈架塑料模设计774 电脑显示器前盖注塑模775 雕刻有限元分析776 定位支座数控加工多工位夹具设计777 堆取料机皮带机设计（皮带机传动系统设计，皮带机传动装置设计）778 端面齿盘的设计与加工（只有说明书）779 对辊形煤成型机780 惰轮轴工艺设计和工装设计【钻孔夹具】781 二级直齿轮减速器设计782 二级锥齿圆柱齿轮减速器装配图及其零件图783 法兰零件夹具设计1【钻削法兰上四个孔夹具】784 防窜仓往复式给煤机（往复式供煤机设计）785 分离爪工艺规程和工艺装备设计【数控车夹具】786 封闭式液压阻尼器787 杠杆工艺和工装设计【钻两孔翻转式钻模】788 工业机械手模型789 固定式带式输送机的设计研究790 管套压装专机791 滚筒采煤机截割部分的设计792 过桥齿轮轴机械加工工艺规程793 后钢板弹簧吊耳的工艺和工装设计【钻2XΦ30孔夹具】794 后钢板弹簧吊耳加工工艺及夹具设计【3套夹具，铣侧面、钻10.5孔、钻30孔】795 后桥壳体双面钻组合机床总体及左主轴箱设计796 基于普通机床的后托架及夹具设计开发【3套夹具，粗铣底平面、镗加工孔Φ40 、Φ30.2 、Φ25.5,、钻铰锪顶面孔】797 环面蜗轮蜗杆减速器（涡轮蜗杆减速器）798 活塞的机械加工工艺，典型夹具及其CAD设计799 基于Pro ENGINEER挖掘机建模（proe）800 家用塑料迷你音响上壳模具设计801 减速箱体工艺设计与工装设计【镗床夹具】802 渐开线涡轮数控工艺及加工（蜗轮数控加工工艺设计）803 绞肉机的设计804 金属切削加工车间设备布局与管理（车间布局设计）805 酒瓶内盖塑料模具设计806 烤面包机807 颗粒状糖果包装机设计（颗粒包装机设计）808 可调速钢筋弯曲机的设计（钢筋折弯机设计）809 空气锤的传动机构设计810 矿车轮对拆卸机构的设计811 拉伸冲裁落料实体建模812 连杆零件加工工艺【钻Φ12孔和Φ7螺纹底孔夹具】813 右轴承座组件工艺及夹具设计【钻扩Φ13孔夹具】814 生产线上运输升降机的自动化设计815 滤油器支架模具设计816 螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计817 螺旋千斤顶设计818 密封件冲裁模设计819 膜片弹簧离合器的设计820 内循环式烘干机总体及卸料装置设计821 柠条联合收割机切割及拨禾装置的设计822 柠条联合收割机压扁及切碎装置的设计823 平面关节型机械手设计824 汽车防抱死制动系统ABS研究825 汽车回转盘的盘面和驱动的设计826 汽车机械转向机构设计（汽车转向机构设计）827 青饲料切割机828 三轴式变速器（飞龙牌CS1090中型货车变速器设计）829 沙石振动筛的设计830 “CA6140法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备【钻Ф4孔夹具】831 AWC机架现场扩孔机设计（立辊轧机机架现场扩孔机设计）832 搅拌器的设计（搅拌机设计）833 用于带式运输机上的传动及减速装置（带式输送机传动装置与减速装置设计）834 生产线上运输升降机的自动化设计835 十字接头零件分析836 石材雕刻机论文837 手推式剪草机的设计838 输出轴工艺与工装设计【钻扩10XФ30孔夹具】839 数控车床设计（数控机床设计）840 数控车削中心主轴箱及自驱动刀架的设计841 数控机床自动夹持搬运装置842 水力驱动带状喷灌机动力配置方案分析研究843 水闸的设计844 四杆机构的优化设计845 太阳能苜蓿干燥装置设计方案846 套筒机械加工工艺规程制订【课程设计无专用夹具】847 同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计848 土壤表面整平装置849 椭圆盖板的宏程序编程与自动编程850 万能外圆磨床液压传动系统设计851 往复式煤炭输送机设计852 锡林右轴承座组件工艺及夹具设计【钻扩Φ13孔夹具】853 气缸体工艺及液压夹紧铣床夹具【液压夹紧铣床夹具】854 小型风力发电机总体结构的设计855 斜联结管数控加工和工艺856 某毛纺厂废水处理工程工艺设计857 压燃式发动机油管残留测量装置设计858 支架工艺规程及加工3×Φ7螺纹孔工装夹具设计及建模【钻3×Φ7螺纹孔，PORE建模】859 支架零件图设计【钻模】860 知识竞赛抢答器PLC设计861 一拖二热泵型空调器（KFR-30GW×2）862 轴向柱塞泵设计863 抓斗起重机864 自动钻床的总体方案设计865 总泵缸体加工【车床夹具】866 连杆大小头双端面铣削组合机床的设计867 组合机床主轴箱夹具设计【同866重复】868 组合件数控车工艺与编程869 组合式专用铣齿机床889 自卸汽车设计890 组合铣床的总体设计和主轴箱设计891 钻床的自动化改造及进给系统设计892 钻法兰四孔夹具【无说明书，KMCAD图】893 钻孔组合机床设计894 机械手的设计895 二级圆柱减速机896 知识竞赛抢答器PLC设计897 管套压装专机898木工龙门铣CAD图899 汽车半轴设计与加工工艺【钻夹具】900 马铃薯播种机（土豆）901 混凝土搅拌站的plc控制902 帕萨特B5空调制冷系统及维修903 帕萨特B5自动变速器原理与检修904 桑塔纳2000点火系统结构与检修905 丰田皇冠ABS工作原理与检修（防抱死制动系统）906 别克赛欧ABS工作原理与检修（防抱死制动系统）907 丰田凯美瑞空调制冷系统结构检修908 丰田佳美自动变速箱检测与维修909 丰田凯美瑞自动巡航系统原理与检修910 材料分拣机控制系统设计911 奥迪A6L悬架系统原理与检修912 普通车床进给传动部分建模及仿真（ CA6140 ）913 进给箱设计（ CA6140 ）914 一级圆柱齿轮减速器（SolidWorks）915-Z3050摇臂钻床预选阀体机械加工工艺规程及镗孔工装夹具设计【镗镗2-Φ40H7,2-Φ62孔工装夹具】916-Z30130X31型钻床控制系统的PLC改造917-ZH1105柴油机气缸体三面攻螺纹组合机床（左主轴箱）设计918-ZL15型轮式装载机919-ZL15型轮式装载机工作装置设计920-ZY32001535液压支架立柱、液压系统的设计921-ZY32001535液压支架设计922-Z形件弯曲模设计923-Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计924-Φ1200熟料圆锥式破碎机（总体设计与传动部分）925-Φ1200熟料圆锥式破碎机（总体设计与回转部件）926-拔叉制造工艺课程设计全套资料831007【钻大头孔夹具】927-把手封条设计928-板材送进夹钳装置929-半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计【镗汽缸盖导管孔】930-半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计【镗汽缸盖导管孔】931-半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计【镗汽缸盖导管孔】932-半轴机械加工工艺及工装设计【钻夹具】933-半自动液压专用铣床液压系统设计934-棒料切割机935-棒料切割机（2）936-包装机对切部件设计937-笔盖的模具设计938-笔记本电脑壳上壳冲压模设计939-笔记本电脑主板装配线(输送带) 及其主要夹具的设计940-变频调速电梯微机控制系统的设计941-冰箱调温按钮塑模设计942-拨叉（12-07-05）加工工艺及夹具设计【3套夹具，钻孔、镗孔、铣槽】943-拨叉加工自动线设计944-拨叉零件工艺分析及加工【铣槽16H11夹具】945-播种机设计946-播种机设计（二）947-采煤矿井设计948-叉车设计949-叉杆零件【铣夹具】950-叉杆零件工艺设计与工装设计【铣夹具】951-插件式液压实验装置的设计952-插秧机系统设计953-茶树重修剪机的开发研究954-差速器壳工艺规程及工装夹具【钻床夹具】955-柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计956-柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及主轴箱设计957-柴油机连杆的加工工艺【2套夹具，扩大头孔，铣剖分面】958-柴油机连杆体的机械加工工艺规程的编制【钻2-∮10.2的夹具】959-柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计【顶底面粗铣夹具】960-柴油机曲轴断裂分析961-柴油机数字化快速设计系统中实例库的建立962-柴油机专用换向阀工艺结构设计963-铲平机的设计964-铲平机的设计（二）965-长度尺寸测量装置设计966-常规量检测与控制工程专业综合实验设计967-超环面行星蜗杆传动数控转台的设计-3D建模与装配968-超环面行星蜗杆传动数控转台的设计—机械部分969-超声波测距离在汽车上的应用970-超声波清洗机971-车床变速箱中拔叉及专用夹具设计【3套夹具，钻孔、镗孔、铣槽】972-车床拨叉夹具【831007钻22mm孔的钻床夹具】973-车床齿轮工艺规程与夹具设计【钻夹具】974-车床床头I轴轴承座零件机械加工工艺规程及工装设计【钻Φ5斜孔】975-车床改进设计U70449976-车床手柄座加工夹具设计【钻夹具】977-车床数控改造978-车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计979-车床主轴箱箱体左侧8-M8螺纹攻丝机设计980-车牌识别981-车载装置升降系统的开发982-城镇污水处理厂设计983-城镇污水处理厂设计（二）984-齿轮泵前盖的数控加工和三维造型985-齿轮架零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计【钻M10螺纹孔夹具】986-R175型柴油机机体加工自动线上多功能气压机械手987-齿轮箱工艺及钻2-φ20孔、工装及专机设计【钻2-φ20孔】988-冲大小垫圈复合模QQ971920800989-冲击回转钻进技术990-冲压模具设计991-抽油机机械系统设计（常规型）992-出租车计价器系统的设计993-出租车计价器系统设计994-传动齿轮工艺设计【滚齿夹具设计】995-粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计【镗φ28销孔夹具】996-大模数蜗杆铣刀专用机床设计997-大型水压机的驱动系统和控制系统998-大型制药厂热电冷三联供999-大型制药厂热电冷三联供工程设计研究1000-大型轴齿轮专用机床设计。

第47卷第4期2021年12月延边大学学报(自然科学版)Journal of Yanbian University(Natural Science Edition)Vol.47No.4Dec.2021文章编号：1004-4353(2021)04-0370-05基于RANS、LES和HRL方法的YJ280液力变矩器的数值模拟戴虎'，袁哲12,宋斌，，张鑫涛1(1.杭州前进齿轮箱集团股份有限公司，杭州311203;2.吉林大学机械与航空航天工程学院,长春130022)摘要：为了提高液力变矩器的CFT)计算精度，采用不同湍流模型对液力变矩器的内流场进行了数值模拟，并从内流场流动细节的捕捉精度和外特性的预测精度两方面对液力变矩器的性能进行了对比分析.结果显示：在内流场流动结构捕捉精度方面，5种湍流模型中的LE2S-KET模型捕捉涡结构的能力最强；5种湍流模型均可实现对液力变矩器外特性的准确预测，其中RANS中的SST Z-w模型的预测精度最高.该研究结果可为正确选择湍流模型进行液力变矩器的外特性和内流场的高精度预测提供参考.关键词：液力变矩器；数值模拟；内流场；速度场中图分类号：TH137文献标识码：ANumerical simulation of YJ280hydrodynamic torqueconverter based on RANS，LES and HRLDAI Hu1，YUAN Zhe1，，SONG Bin1，ZHANG Xintacj1(1.Hangzhou Advance Gearbox Group Co.Ltd.，Hangzhou311203，China；2.School of Mechanical and Aerospace Engineering，Jilin University，Changchun130022，China)Abstract:In order to improve the CFD calculation accuracy of hydrodynamic torque converter，different turbu-lcnce models were used to simulate the internal flow field of the hydrodynamic torque converter.Then，the performance of the hydrodynamic torque converter was compared and analyzed from the capture accuracy of the flow details of the internal flow field and the prediction accuracy of the external characteristics.The results of comparative analysis showed that LES-KET had the strongest ability to capture vortex structure among the fiveturbulence models.Thefiveturbulence modelscould accurately predicttheexternalcharacterisicsof hydrodynamic torque converter，especially the SST k-co model in RANS.The results of this paper could pro-videareferenceforthecorrectchoiceofturbulencemodelforthehigh-precisionpredictionofexternalcharac-teristicsandinternalflowfieldofhydrodynamictorqueconverter.Keywords:hydrodynamic torque converter；numerical simulation；internal flow field;velocity field近年来，随着计算机性能的快速提高，采用CFD计算叶轮机械内流场的方法越来越受到学者们的关注，尤其是对液力传动元件的内流场数值模拟和外特性预测.例如：Liu和Bu等研究了传动油属性对液力缓速器外特性和内流场的影响［T;Liu等研究表明大涡数值模拟LES可以收稿日期：20210720基金项目：吉林省教育厅“十三五”科学技术项目CJJKH20200953KJ);浙江省博士后科研项目(ZJ2020069)第一作者：戴虎(1983—),男，硕士，高级工程师，研究方向为机械传动装置设计.通信作者：袁哲(1984—),男，博士，高级工程师，研究方向为液力传动与自动变速.第4期戴虎，等：基于RANS、LES和HRL方法的YJ280液力变矩器的数值模拟371提高液力变矩器外特性的预测精度•刘春宝等设计了一种仿生双曲叶片，该叶片具有良好的流动减阻功能囚.闫清东等研究了传动油密度和黏度对液力变矩器外特性的影响，结果显示在不影响油液寿命和密封要求的前提下，提高油温可改善变矩器的性能Wu等研究发现双导轮结构可以较好地提升液力变矩器在低速比下的外特性⑻.目前，基于不同尺度解析方法对液力变矩器内流场和外特性捕捉能力进行比较的研究较少,为此本文对比分析了RANS、LES、HRL下的5种模型对液力变矩器流场的解析能力，以期为提高旋转机械内流场及外特性的预测精度提供参考. 1CFD计算模型1.1计算域模型本文选取国内某厂YJ280液力变矩器作为研究对象，其叶轮均为铝轮铸造件.液力变矩器的三维模型通过扫描叶轮实物生成，如图1（a）所示.由于叶轮模型中包含许多铸造倒角，因此在进行CFD计算之前需要对叶轮模型的倒角进行简化•简化倒角后抽取出的叶轮全流道模型如图1（b）所示.（）三维模型（b）全流道模型图1YJ280液力变矩器的三维模型和叶轮的全流道模型根据全流道模型建立的YJ280液力变矩器的网格模型如图2所示.液力变矩器的网格模型的划分流程为：1）提取每个叶轮全流道模型的最小周期单元流道模型.2）利用网格无关性确定单元流道远场区域的网格尺寸⑼.由于整体网格约为400万个（全局网格尺寸为3mm）,因此现有计算机的计算能力能够满足要求•3）划分近壁面（叶片周围）网格.为了保证夕+值小于2,将第1层的网格高度设置为0.03 mm,网格增长率设置为1.2（共12层网格）.4）使用Quality准则判断网格质量.由于本文的Quality值大于0.39,因此该值可保证网格单元的有效迭代.5）获取叶轮的全流道网格.叶轮的全流道网格由划分好的每个叶轮流道的周期单元网格得到.本文共获得420万个网格，其中泵轮的网格数为150万个，涡轮的网格数为150万个，导轮的网格数为120万个.图2YJ280液力变矩器的网格模型及其网格质量1.2CFD数值计算时的参数设置YJ280液力变矩器的全流道瞬态CFD数值计算的参数设置如表1所示•表1CFD数值计算时的参数设定参数参数值计算类型湍流模型压力速度耦合方式空间离散格式工作介质传动油密度/（kg/m3）传动油黏度/（Pa-s）泵轮状态/（/min）涡轮转速/（/min）导轮状态瞬态模拟SST k-cd,LES-KET,SBES,LES-WALE,DES-IDDESSIMPLEC二阶迎风8#液力传动油8600.025820000〜1600静止为了模拟液力变矩器的不同工况，本文将泵轮转速设定为2000r/min,将涡轮转速设定在0〜1600r/min范围内（间隔为200r/min）,将导372延边大学学报（自然科学版）第47卷轮设置为静止状态.泵轮、涡轮内外环壁面及叶片表面采用旋转壁面，叶轮流道之间采用Interface 面传递流动信息，其余壁面均采用静止墙.YJ280液力变矩器的叶轮叶片数量见表2.表2液力变矩器的叶轮叶片数量参数泵轮涡轮导轮叶片数量272617Velocity/(m/s)SST k-a)7?=77mm LES-WALE DES-IDDES30.002&2426.4724.7122.9421.1819.4117.6515.8814.1212.3510.59&827.065.293.531.760.00LES-KET SBES图4导轮的速度流线分布图2内流场机理分析2.1压力场分析利用表1中所示的5种湍流模型对YJ280液力变矩器在零工况（=0）时的内流场进行迭代计算.计算所得数值达到收敛后，泵轮和涡轮交界处的压力流线分布如图3所示.由图3可以看出: 5种湍流模型对压力场分布的捕捉能力基本相似（都可以很好地捕捉压力场的瞬态变化，且在泵轮和涡轮交界处出现了多块低压区分布），且均优于SST k-a,模型；但LES-KET模型出现了过度的压力分布预测，该现象会导致液力变矩器的预测误差变大•2.3涡量场分析利用表1中所示的5种湍流模型对YJ280液力变矩器的零工况进行CFD数值计算，由此所得的导轮的涡量分布如图5所示.由图5可以看出: SBES、DES-IDDES和LES-KET模型可捕捉到丰富的流场涡量细节，特别是LES-KET模型还可以捕捉到在导轮吸力面由逆压梯度引起的型涡量结构；而SST k-c d和LES-WALE模型捕捉到的导轮尾迹涡量细节显著低于上述3种模型，即捕捉能力相对较差.涡量/LPressure/Pa40000036666733333330000026666723333320000016666713333310000066666.733333.3SST£s LES-KET SBES7?=126mm LES-WALE DES-IDDES 190001794716894158411478813735126821162910576952484717418636553124259320621531100SST k-co LES-KET HRL-SBES7?=77mm LES-WALE DES-IDDES 图55种模型的导轮涡量分布图图3泵轮涡轮交界处的压力流线分布图3不同尺度解析方法的外特性比较2.2速度场分析利用表1中所示的5种湍流模型对YJ280液力变矩器的零工况进行CFD数值计算，由此得到的液力变矩器的导轮速度场分布如图4所示.由图4可以看出：SST ks模型对流场涡旋结构的捕捉能力最差，难以观察到叶轮之间由动静干涉所引起的流场瞬态效应的变化特性；而其余4种模型均能对导轮吸力面的涡旋结构进行很好的表达,且均能捕捉到二次涡旋结构•3.1YJ280液力变矩器的外特性台架试验试验所用的YJ280液力变矩器的叶轮实物如图6所示.泵轮叶轮导轮叶轮涡轮叶轮图6YJ280液力变矩器的叶轮第4期戴虎，等：基于RANS 、LES 和HRL 方法的YJ280液力变矩器的数值模拟373YJ280液力变矩器的外特性台架试验在杭州 前进齿轮箱集团股份有限公司的测试所车间内进 行，试验台如图7所示.试验内容包括测量液力变 矩器的泵轮转速转矩、涡轮转速转矩.图7液力变矩器的试验台3.2试验结果对比不同速比i 下液力变矩器的泵轮转矩T P 和 涡轮转矩T t 通过台架测试获得，变矩器的外特nt性参数由以下公式计算得到：iK =t T ，n pT pn =K X i ，MB g =T p/（：二）2,其中 MB g 为泵 / g 1 000 g轮公称转矩，n 为效率，k 为变矩比.台架试验所得的液力变矩器外特性参数和利 用5种模型计算所得的液力变矩器外特性参数如图8所示.由图8可以看出，5种模型均能实现对 液力变矩器外特性的预测，其中对变距比和效率 的预测精度在10%以内，对泵轮公称转矩的预测精度约为14%.另外，在5种模型中SST k -o 模型对变距比、效率和低速比的泵轮公称转矩的预 测精度相对最好，而LES-WALE 模型对高速比的泵轮公称转矩的预测精度相对最好.由以上可 以看出SST ko 模型预测液力变矩器外特性的精度相对最佳.0.0 0.2 0.4 0.6 0.8iSST k-co ■ LES-KET ■ SBES ■ LES-WALE ■ DES-IDDES图8不同模型预测液力变矩器外特性的结果374延边大学学报（自然科学版）第47卷4结论本文利用5种模型对YJ280液力变矩器的内流场和外特性进行了CFD计算，并将其结果与台架试验结果进行了对比分析.结果表明：SBES、DES-IDDES模型可捕捉到丰富的液力变矩器内流场涡结构的细节信息，而IES-KET模型捕捉到的涡结构相对最为完整.5种模型对变距比和效率的预测精度均在10%以内.在不同速比工况下SST k-D模型的预测精度在各模型中相对最佳.本文研究结果可为正确选择湍流模型预测液力变矩器的外特性和内流场的精度提供参考.参考文献：[1]LIU C B,BU W Y,XU D,ct al.Application of hy­brid RANS/LES turbulence models in rotor-statorfluid machinery:a comparative study[J]Interna­tional Journal of Numerical Methods for Heat andFluid Flow,2017,7(12.):2717-2743.[2]IIU C B,BUWY,WANG T J.Numerical investi­gation on effects of thermophysical properties onfluid 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[]LIU C B,II J,BU WY,et rge eddy simula-tionforimprovementofperformanceestimationandturbulcnt flow analysis in a hydrodynamic torqueconvc讥cr[j].Engineering Applications of Computa-tionalFluid Mechanics,2018,12(1):635-651. 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随机测试卷考试模块:发动机机械试卷难度:高级考试类型:模拟考试单选题(1) 一台发动机仅一个气缸的进气量较小，可能是以下哪种原因引起的？(2.0分)A 正时链条或皮带打滑B 正时链条或皮带断裂C 进气门泄漏D 凸轮轴的凸轮磨损(2) 一些高级轿车上采用了双质量飞轮，甲说：它有利于降低噪音；乙说：它有利于提高舒适性。

谁正确？(2.0分)A 只有甲正确B 只有乙正确C 两人均正确D 两人均不正确(3) 气门导管的作用是什么？(2.0分)A 为气门的往复直线运动提供导向作用B 保证气门与气门座之间的密封C 帮助气门散发部分热量D 以上全是(4) 对于标称为SAE 5W-40的多级机油，甲说：5W表示该机油最低适用温度为－5℃。

乙说：40表示机油的质量等级，数字越大表示机油质量越好。

谁正确？(2.0分)A 只有甲正确B 只有乙正确C 甲乙都正确D 甲乙都不正确(5) 一辆新车的发动机在维修车间内运转，甲说：应将排气管接在车间的通风系统上；乙说，新车的排放低，没必要接在车间的通风系统上。

谁正确？(2.0分)A 只有甲正确B 只有乙正确C 甲乙都正确D 甲乙都不正确(6) 以下有关发动机摇臂的说法，哪个说法是正确的？(2.0分)A 摇臂的作用是将凸轮传来的力改变方向后作用于气门端面B 摇臂两边的臂长不等，所以可以在小的凸轮升程下获得较大的气门升程C 有的发动机上没有摇臂，由凸轮轴直接驱动挺柱或气门D 以上都正确(7) 有的发动机上每个气门采用两个直径不等的气门弹簧，这两个弹簧同心地安装在气门导管外面。

关于这种结构，以下哪种说法是错误的？(2.0分)A 这种结构有利于抑制共振B 这种结构有利于降低发动机的高度C 这两个弹簧螺旋方向应相同D 以上说法都是错误的(8) 以下有关空燃比的说法哪个是正确的？(2.0分)A 空燃比是指进入气缸的空气体积与燃油体积的比值B 空燃比是指进入气缸的空气质量与燃油质量的比值C 发动机的理想空燃比是14.1：7D 以上说法都不正确(9) 以下有关气缸盖的说法，哪个是正确的？(2.0分)A 气缸盖内的冷却液通道与缸体上的冷却液通道不直接相通B 因为气缸盖不直接接触燃烧的混合气，所有不需要设置冷却液通道进行冷却C 对于铝质缸盖，应等到发动机凉下来后才能拆卸，否则容易导致其变形D 以上都正确(10) 一台发动机在正常工况下测得的混合气空燃比为12.5：1，以下哪种说法正确？(2.0分)A 混合气偏稀B 混合气偏浓C 混合气正合适D 以上说法都不正确(11) 如果发动机的气门间隙过小，可能会引起一些故障症状，但一般不会引起以下哪种故障？(2.0分)A 发动机达到正常工作温度后会出现气门漏气B 发动机功率下降C 气门和气门座之间产生金属撞击响声D 以上故障都不会出现(12) 一台三缸发动机装有一根平衡轴，由曲轴通过齿轮传动，以下哪种说法是正确的？(2.0分)A 平衡重的旋转方向与曲轴的旋转方向相同B 平衡轴的除了平衡曲轴的振动外，还具有增大发动机输出功率的作用C 安装平衡轴时必须正确对正啮合齿轮上的标记D 以上都正确(13) 当代轿车汽油发动机上通常采用顶置凸轮轴的配气机构，有关这种配气机构，以下哪种说法是错误的？(2.0分)A 顶置凸轮轴有单顶置凸轮轴和双顶置凸轮轴两种；B 有些顶置凸轮轴配气机构采用链传动方式驱动凸轮轴C 有些顶置凸轮轴配气机构采用同步带传动方式驱动凸轮轴D 有些顶置凸轮轴配气机构采用齿轮传动方式驱动凸轮轴(14) 活塞的基本结构可分为三大部分，它们是顶部、头部和（）。