[发明专利]汽车液力变矩器叶栅系统优化设计方法

说明书

本发明公开一种汽车液力变矩器叶栅系统优化设计方法，包括：确定叶栅系统的设计参数变量；基于灵敏度分析筛选出对性能影响较大的关键设计参数；构建不同响应的性能预测模型，选择不同响应最佳性能预测模型；建立液力变矩器多目标优化问题；基于多目标优化方法获取最佳解集；根据液力变矩器性能需求选择一组优化解，基于最佳设计参数组合确定叶栅系统结构。本发明的优点是基于高预测精度的性能预测模型进行多目标优化，优化结果具有较高的可靠性，且能够对叶栅系统所有的设计参数进行优化，最终获取满足性能需求的最佳叶栅系统设计参数组合。

技术领域

本发明涉及汽车液力变矩器领域，特别涉及一种汽车液力变矩器叶栅系统优化设计方法。

背景技术

液力变矩器叶轮部分，即循环圆和叶栅系统结构是影响液力性能的主要因素，而循环圆尺寸受到轴向和径向预留尺寸的限制，变动空间有限，因此，叶栅系统的改型设计成为控制液力性能的重要手段。为了获取最佳液力性能，需要对液力变矩器叶栅系统进行优化设计。目前常用的方法为反向设计方法和基于一维束流理论的方法。

反向设计法是对初步设计完成的液力变矩器进行内流场分析，了解液力损失的机理，并以此为依据反向调整叶栅系统结构，从而改善液流状况，提高液力性能。该方法对设计人员的专业性要求较高，在优化过程需要依据内流场分析结果不断的调整设计参数，增加了设计周期；且很难保证最终优化设计结果属于最佳设计，大概率仍存在进一步的优化空间。

基于一维束流理论的优化设计方法是以构建的数学模型为基础的，由于一维束流理论基于多种假设，该方法构建的数学模型预测精度较低，从而降低了优化设计结果的可靠性；此外，对一维束流理论中未涉及到的设计参数，如叶片数等无法进行优化。

以上是本申请需要着重改善的地方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种优化结果具有较高可靠性的汽车液力变矩器叶栅系统优化设计方法。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种汽车液力变矩器叶栅系统优化设计方法，包括如下步骤：

S1：确定叶栅系统的设计参数变量；

液力变矩器的叶栅系统包括泵轮、涡轮和导轮的叶栅系统，分别确定各轮叶栅系统的设计参数变量；

S2：基于灵敏度分析筛选出对性能影响较大的关键设计参数；

所述步骤S2，是基于正交设计方法建立试验设计样本，并根据每一组样本的设计参数组合更新液力变矩器流道模型，分别进行三维流场仿真计算，筛选出对液力变矩器具有较大影响的关键设计参数，是为了提高优化设计效率；

S3：构建不同响应的性能预测模型，选择不同响应最佳性能预测模型；

所述步骤S3，基于步骤S2筛选出的关键设计参数，应用最优拉丁超立方方法建立试验样本，根据样本参数组合更新液力变矩器流道模型，仿真计算获取所有样本的液力变矩器性能数据，分别应用多项式响应面法RSM、径向基神经网络法RBFNN、广义回归神经网络法GRNN、克里金法KRG和支持向量回归法SVR对试验样本进行验证运算，对预测精度评估结果进行平均计算，基于最大预测精度选择不同响应最佳性能预测模型；

S4：建立液力变矩器多目标优化问题；

S5：基于多目标优化方法获取最佳解集；

应用NSGA-II算法对液力变矩器性能进行多目标优化；

S6：根据液力变矩器性能需求选择一组优化解，基于最佳设计参数组合确定叶栅系统结构。

本发明的优越功效在于：

1） 基于高预测精度的性能预测模型进行多目标优化，优化结果具有较高的可靠性，且能够对叶栅系统所有的设计参数进行优化，最终获取满足性能需求的最佳叶栅系统设计参数组合；

2） 选择各响应最佳性能预测模型作为液力变矩器多目标优化设计的基础数学模型。

附图说明