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1、农用运输车用液力缓速器全流道数值计算与试验验 证Whole-flow-passage Numerical Simulation and ExperimentalValidation of Farm Transporters Hydraulic RetarderKONG Fanjing(Zhuhai Polytechnic Vocational and Technical School ， Zhuhai ， Guangdong 519090 )In order to provide reference for the study of farm transporters hydraulic re
2、tarder ， take the VOITH VR120 hydraulic retarder as the research object， restore thegeometry of VR120by 3D scanner ， use ANSYS14.5to simulate the whole-flow-passage of hydraulic retarder based on the full flow path model， mature RNG model and SIMPLECalgorithm. The results show that the braking-torqu
3、e under the velocity from 500r/min to 1200r/min has the same trend between whole-flow-passage simulation and bench test ， the error less than 10%. It verified that the simulation analysis of hydraulic retarder is feasible and effective for the study of farm transporters hydraulic retarder.Keywords f
4、arm transporter ； hydraulic retarder；whole-flow-passage ； braking-torque ； ANSYS?r 用运输车是目前农村主要的货物运输工具之一，由于我 国农村道路一般为县级以下的乡镇级别的道路， 路面坡度较大且 弯多路小， 农用运输车常在超载超速下运行， 长时间制动时主制 动器热衰退严重， 影响行车安全。 装备辅助制动系统是解决农用 运输车制动安全问题较为现实的方法。 液力缓速器因其具有制动 力大、性能稳定、热衰退效应小等优点，是辅助制动装备较为理 想的选择。 但目前尚未有针对农用运输车的液力缓速器， 相关研 究文献仅有华南农业大
5、学的吴伟斌和赖建生 1 的论文。为此，本文以福伊特 VR120液力缓速器研究对象，借助 3D 扫描还原设备， 采用将流道模型全部选取出来的全流道仿真计算 方法，在ANSYS14.5平台上，以RNG模型作为湍流计算模型2 和SIMPLE（算法作为数值计算算法对液力缓速器进行全流道数 值计算； 然后利用在搭建好的试验台架上， 按照数值计算时的工 况条件进行液力缓速器制动特性台架试验， 将试验测量的制动转 矩值与数值计算进行比对分析， 验证全流道数值计算方法的可行 性，从而为农用运输车用液力缓速器的研究提供借鉴。1 模型构建本文以装配60kW发动机，设计车速小于70km/h的某款农用 运输车为应用研
6、究对象（其参数如表 1 所示），根据相关计算， 在500r/min转速下持续稳定制动需要 1400 N m的制动力矩。 据此，比较国内外的产品后选择在 1000r/min 工况下制动转矩可 达2000N m的德国福伊特VR120液力缓速器作为参考对象进行研 究。为了准确获得VR120液力缓速器的几何结构模型，采用OKIO-V-1000 三维扫描还原仪为主的扫描还原系统对定、转子叶 轮、壳体零件、换热芯子等的三维数据进行扫描还原，还原后的 定、转子叶轮结构图如图1所示。通过分析数据得出VR120液力 缓速器的定、转子叶轮有效直径、 循环圆直径分别为 300mm、 62mm， 叶片均为倾角 45?
7、暗闹币镀？从图1可以看出VR120液力缓速器定子叶轮上设计有作为工作腔介质入口的槽式叶片，不规则对称的进、出油孔。槽式叶片 的宽度比无槽叶片的宽度大 1 到 1.5 倍，定子叶轮和转子叶轮叶 片数目也不同， 这决定了流场是非对称的复杂流场， 所以数值计 算时须采用有别于传统单流道模型的全流道模型才能更加准确 反映液力缓速器实际的工作状态，计算结果才更贴近实际。 4在Pro/E中重构VR120三维模型并封闭进出口后抽取了全流 道模型，如图2所示。在WORKBENCH台上对抽取的全流道模型 进行适当的处理后进行网格划分。液力缓速器流道是非周期对称的， 故用自适应的多面体网格 划分方法进行网格划分，并用 SKEWS行网格质量评价。结果表 明网格优良率达到 85%以上，满足数值计算的要求。 5