利用二维PIV技术检测了车辆调速装备扭矩转化器叶片的流动

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叶栅流动示意图由叶栅流动理论，当透平转速低时，通过静子叶片流道的流量就少，流动的轴向速度分量小，相应的周向速度分量大，会形成叶片流道间的流动，而且此时进入静子叶片的流动攻角大，造成叶片吸力边侧的边界层厚度增厚，叶片有效流通面积减少，主流区的流动速度增大，速度分布也就越不均匀，如所示。随着透平转速的提高，流量增大，轴向速度分量增大，周向速度分量减小，叶片之间流动消失，主流区流动速度梯度减小。因此实验所获得的流动图像反映了静子叶片流道内的真实流动。叶片吸力边侧尾缘附近，由于存在复杂的边界层流动，使流动速度的大小和方向变化大，当透平转速低时，该区域往往存在分离流动，速度分布更为复杂，而由于光源条件限制，实验时采用的示踪粒子粒径较大，粒子浓度也不能高，因此进入边界层的粒子数就少，能获得的粒子速度向量自然就少，使流动难于精确显示。

研究区域的影响测试时由于设备的限制采用了体照明方法，这样测量区域实际为空间区域，但由于在空心轴中，放置了与轴成45°角的反射镜，因此记录的二维图像基本反映了叶片流道流动在周向平面上的二维流动状况。不过由于采用了体照明，图像中的粒子分布表示的是空间位置，这样粒子就会存在重叠现象，，使得一部分粒子信息的丢失，降低粒子的对应率，在本实验中，粒子浓度不高，因此重叠现象不严重。

不同介质产生的误差在二维流动速度与图像速度的转化过程中，认为假定粒子成像点、成像中心和粒子点三点成一线，这样成像点对应的粒子点为p，如所示。但由于研究对象的壁面与流体介质的折射率不同，使得成像点实际对应的粒子点为p′，产生了r的位置误差。由图可知，不同介质不同折射率的影晌离开壁面越远，r越大；壁面越厚，r越大；粒子离开光轴的距离越远，r也越大，因此为了减少这个误差，应综合考虑这些因素，如减少壁厚，选择适当大小的研究区域等。

结论本文利用二维piv技术测量了汽车无级调速装置中扭矩转化器（t/c）内部叶片流道流场的流动，测量结果表明当泵与透平的转速之比小时，t/c内部流动性能差；随着转速之比的增大，性能得到改善。由叶栅流动理论定性分析可知，利用二维piv技术测量的结果是可靠的。并且通过分析背景噪声、体照明方法和不同介质不同折射率所产生的误差，提出减少这些误差的方法，使得测量精度有了保证。

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