第 33 卷 第 2 期 河 北 工 程 大 学 学 报 (自 然 科 学 版) Vol. 33 No. 2
2016 年 06 月 Journal of Hebei University of Engineering (Natural Science Edition) Jun. 2016
收稿日期:2016 － 03 － 28
基金项目:河北省科技计划项目(12211906)；河北省高等学校科学技术研究重点项目( ZH201201 5)
作者简介:刘安然(1990 － )，男，河南商丘人，研究生，助理工程师，从事流体机械设计与性能方面的研究。
文章编号:1673 － 9469(2016)02 － 0103 － 05
doi:10. 3969 / j. issn. 1673 － 9469. 2016. 02. 023
基于 CFD 的液力变矩器导轮优化设计
刘安然
1
，石祥钟
2
，孟 燕
2
(1. 核工业第五研究设计院，河南 郑州 450052；2. 河北工程大学 水电学院，河北 邯郸 056021)
摘要:基于 CAD － CFD，分析影响液力变矩器整体性能的因素并进行优化。 首先使用 BladeGen
对液力变矩器进行参数化造型，基于 CFX 软件对不同速比工况进行计算，统计液力变矩器性能
变化曲线并与试验对比。 分析导轮能头分布特点，并根据流场分布对导轮进行结构优化，使内、
外环上导轮翼型结构分别适应不同的速比工况，最终实现对低速比工况时导轮能头损失的优
化，优化后涡轮输出力矩增量最大达到 175. 36 N·m，液力变矩器在 0 速比工况下变矩比增加
0. 344，效率在 0. 274 速比工况下增加 2. 95％ 。
关键词:液力变矩器；导轮；CFD；优化设计
中图分类号:TH137. 332 文献标识码:A
Hydraulic torque converter stator blade optimization design
based on the CFD
LIU Anran
1
，SHI Xiangzhong
2
， MENG Yan
2
(1. The Fifth Research and Design Institute of Nuclear Industry， He’nan Zhengzhou 450052， China； 2. School of Water
Resources and Hydropower， Hebei University of Engineering， Hebei Handan 056021， China)
Abstract:Hydraulic torque converter optimization design was based on CAD – CFD， this paper anal-
ysis the influence factors to the whole performance and optimal design the hydraulic torque converter.
Modeling of the hydraulic torque converter was parameterized by using BladeGen at first， the working
conditions in different speed ratio were calculated by basing on CFX， statistical performance curves of
the hydraulic torque was compared with experiment results. This paper analyzed the characteristics of
energy head distribution， and obtained optimal structure by according to flow field， made aerofoil
structure in internal and external ring adapt to the working conditions with different speed ratio， the
energy head optimization of state working in low speed ration working conditions was achieved， which
above increasd the turbine output torque； the maximum increment of turbine output torque at low
speed rate working conditions reached to 175. 36N·m. After optimization， the hydraulic torque con-
verter torque ratio increased 0. 344 with 0 speed ratio working condition，the efficiency increased 2.
95％ in 0. 274 speed ratio working condition.
Key words:hydraulic torque converter； stator； CFD； optimization design
液力变矩器应用广泛，其性能的优化提升具
有重要的意义
[1]
。 其传统设计方法一般根据束流
理论进行设计
[2 － 3]
，并在大量试验的基础上根据
经验进行优化改型，由于液力变矩器内部流场复
杂，优化改型需要较大的投入。 随着 CFD 的发展
日益成熟为液力变矩器的研究和优化设计提供了
一种实用高效的新方法
[4]
，并能准确的分析液力
变矩器的内部流场
[5 － 8]
。 本文根据束流理论设计
的三元件液力变矩器，在低速比工况下导轮能头
损失较大，限制整体性能的提升问题，使用 Work-
bench ＼BladeGen 对某型号三元件液力变矩器进行
参数化造型
[9]
，降低低速比工况下导轮能头损失，
对液力 变矩 器 的 效 率、 变 矩 比 和输 出 力 矩 进 行
优化。
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