一种双元件叶型导轮的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双元件叶型导轮的制作方法，从而改善液力变矩器在低速比工况时性能的方法，步骤主要包括双元件叶型的设计，主叶片与副叶片之间槽隙宽度的设计，进一步抑制叶片吸力面处边界层流动分离的设计。通过双元件叶型的设计可以得到初步的双元件导轮叶型。通过主叶片与副叶片之间槽隙宽度的设计可以得到主副叶片之间宽度合理的取值范围在4%至8%之间。通过进一步抑制叶片吸力面处边界层流动分离的设计可以得到综合性能更加优良的双元件叶型导轮。最终确定将动量矩分配集中于副叶片前缘，可以有效地抑制低速比时导轮叶片吸力面上的边界层流动分离。
【专利说明】-种双元件叶型导轮的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制作方法，特别涉及一种对汽车液力变矩器导轮进行双元件叶型 导轮的制作方法。
【背景技术】
[0002] 液力变矩器是自动变速器系统的关键部件之一，其性能对整车动力性和经济性起 着重要影响。传统的液力变矩器单叶型叶片是基于投影于多圆柱面展开的等角射影法进行 绘制的。进行叶片绘制时首选需要得到所设计液力变矩器的循环圆，即轴面投影图，和所设 计叶片的进出口角。然后，在轴面图上，对所作展开线的流线按等距分作5-15段。然后得 到多圆柱面的等角摄影图。由轴面图和多圆柱面等角射影图即可得到叶片的正投影图，即 空间叶片。具体的单元件叶型设计制作过程请参考马文星编著的由化学工业出版社出版 2004年6月第一版的《液力传动理论与设计》中的投影于多圆柱面展开的等角射影法。
[0003] 轿车液力变矩器带有锁止离合器，可W在高速行驶时锁止，功率直接通过离合器 传递至变速器，很大程度上弥补了液力变矩器传动效率较低的缺陷，而在低速比时要求液 力变矩器具有较高的变矩比，从而提高车辆的起步性能与爬坡性能。液力变矩器工作范围 非常宽，造成润轮出口液流角度随速比变化大。为了保证液力变矩器在高速比时具有较高 的效率，一般将导轮叶片进口角设计成，在低速比时具有正冲击角（液流冲击叶片压力面时 为正冲击)，在高速比时具有负冲击角。然而，在低速比时，由于存在较大的正冲击角，致使 液流在导轮叶片吸力面处出现分离，液流分离会导致高剪切流道。由于分离泡的产生会降 低流道的有效过流面积，从而增加叶形损失，降低传动油循环流量与液力变矩器传递转矩 的能力。此外，还会影响导轮出口处的液流角，增加设计过程的不确定性及难度。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种双元件叶型导轮的制作方法，或者说设计方法，通过使用本 方法可W有效的抑制叶片吸力面处边界层流动分离，提高轿车起步时的动力性。
[0005] 为达到上述发明目的，本发明制作的关键点在于；（1)双元件叶型导轮的主叶片 与副叶片叶型的制作；（2)主叶片与副叶片之间槽隙宽度的确定。具体地，一种双元件叶型 导轮的制作方法，用于液力变矩器，步骤如下： 步骤一，确定双元件叶型导轮的主叶片入口角W及副叶片出口角：W单元件原型叶片 作为基准，使所述双元件叶型导轮的主叶片入口角W及副叶片出口角与上述的单元件原型 叶片的进、出口角分别一致； 步骤二，确定双元件叶型导轮的主、副叶片分离点：将第一步中所述的双元件叶型导轮 的主、副叶片分离点确定在原型叶片中弧线距前缘H分之一处； 步骤H，确定双元件叶型导轮的主叶片与副叶片之间槽隙宽度；所述的双元件叶型导 轮的主叶片与副叶片之间槽隙宽度的取值范围在4%至8%弦长之间； 步骤四，将双元件叶型导轮的叶片中弧线弯折点移至副叶片前缘。
[0006] 在上述步骤基础上，还需要对双元件叶型导轮的设计制作的方法与原则进行如下 说明： (1)步骤一中，W单元件原型设计作为基准，使所述双元件叶型导轮的主叶片入口角W 及副叶片出口角与上述的单元件原型叶片的进、出口角分别一致。
[0007] 在上述的双元件叶型导轮的主叶片入口角W及副叶片出口角确定之后，还需要进 行叶片中弧线设计和叶片轮廓线设计，均采用参数化的制作方法。其参数化的方法如下： 由于叶片中弧线由一条2次NURBS曲线构成。该NURBS曲线共由3个控制顶点确定， 其中首尾两控制顶点分别与叶片前、后缘相重合。在NURBS曲线首尾处分别采用H重节点， 即节点向量为[0,0,0，VU]，从而使所生成的NURBS曲线分别插值首尾两控制顶点。
[0008] 控制顶点巧位于设计平面的坐标原点。控制顶点巧沿L轴(相当于笛卡尔坐标系 的X轴）的坐标值为H维空间中叶片设计基线在柱坐标轴面投影的弧长，其沿N轴(相当于 笛卡尔坐标系的Y轴)的坐标值暂时无法确定。先假定控制顶点巧，巧位置已经确定，则控 制顶点5的坐标由W下方程求得：
【权利要求】
1. 一种双元件叶型导轮的制作方法，所述双元件叶型导轮用于液力变矩器，其特征在 于： 步骤一，确定双元件叶型导轮的主叶片入口角以及副叶片出口角： 以单元件原型叶片作为基准，使所述双元件叶型导轮的主叶片入口角以及副叶片出口 角与上述的单元件原型叶片的进、出口角分别一致； 步骤二，确定双元件叶型导轮的主、副叶片分离点： 将步骤一中所述的双元件叶型导轮的主、副叶片分离点确定在原型叶片中弧线距前缘 三分之一处； 步骤三，确定双元件叶型导轮的主叶片与副叶片之间槽隙宽度： 所述的双元件叶型导轮的主叶片与副叶片之间槽隙宽度的取值范围在4%至8%弦长之 间； 步骤四，将双元件叶型导轮的叶片中弧线弯折点移至副叶片前缘。
2. 根据权利要求1所述的一种双元件叶型导轮的制作方法，其特征在于：在第二步与 第三步之间，将所述双元件叶型导轮的主叶片前缘压力面削薄，并使副叶片厚度沿中弧线 的变化规律与上述的单元件原型叶片一致。
【文档编号】F16H41/28GK104389978SQ201410563513
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】吴光强, 王立军, 朱文杰, 杨航 申请人:同济大学