近些年来，运输的高速化和重型化对车辆的制动性能提出了更高的要求。传统的行车制动器已经不能满足长时间频繁制动的需要，重型车急需装备一种辅助制动系统。液力缓速器具备了制动平稳、高速制动能力强、体积小及噪声小等优点，因此在这一领域获得了广泛应用。液力缓速器通过作用于传动系统而减轻车辆制动系统的负荷，使车辆均匀减速，提高了车辆制动系统的可靠性和安全性。通过减少车辆行驶中的制动次数，延长了制动器和轮胎的使用寿命，体现出液力缓速器具有较高的经济性。通过减少频繁的启、制动，安装了液力缓速器的车辆可提高乘客的舒适性。但液力缓速器在工作过程中，油温会不断升高，如果冷却系统不能达到很好的散热效果，产生的热量不能被及时释放，就可能导致工作油变质、部分机件损坏、密封件失效漏油等，这些都会导致缓速器制动性能下降和行车制动器可靠性降低。本文以杭州前进齿轮箱集团股份有限公司“重型及特种车辆自动变速技术研究(7-2010-008)”为依托，针对液力缓速器工作腔内部及板翅式换热器内部的流体流动与换热特性进行了CFD数值计算和试验研究。主要研究内容有如下几方面：1.液力缓速器的热流耦合研究基于热流耦合的数值模拟理论，以R295型闭式液力缓速器与D438型开式液力缓速器作为研究对象，对其在不同转速和不同充液率工况进行了流动传热的数值计算。通过对转子转速为1500r/min，液力缓速器工作腔内温度场及流场分布趋势的分析、研究，了解了液力缓速器在全充液和部分充液工况下的内部流动规律与温度场情况。通过对工作腔内流动特性及温度场规律形成原因的深入分析，对液力缓速器的工作机理有了更加全面、透彻的了解，进而便于对液力缓速器进行优化设计。接着，在忽略温度对工作油物理性质影响的情况下，对R295型闭式液力缓速器与D438型开式液力缓速器，在不同转速且全充液工况下的制动转矩进行了数值计算，得到二者的制动转矩与转速关系曲线。在此基础上，以相同制动转矩为基点，对经过循环圆相似放大的481mm开式液力缓速器与循环圆直径仍为295mm的闭式液力缓速器在不同转速且全充液、相同转速且不同充液率的工况分别进行了数值计算，得到二者的制动转矩与转速、制动转矩与充液率关系曲线。通过开式与闭式液力缓速器的对比分析，进一步了解了两种类型液力缓速器各自的优点和不足，为重型车液力缓速器的选型提供了一定的理论依据，也为换热器的选型提供了前提条件。2.液力缓速器的换热器数值分析通过对开式与闭式液力缓速器温度对比，得知闭式液力缓速器的温度较高，因此重点介绍了为R295型闭式液力缓速器进行的换热器选型。首先，对为R295型闭式液力缓速器选择的板翅式换热器的冷却性能进行了分析。为板翅式换热器的芯体选择平直型和锯齿型两种不同的翅片类型，由于计算条件有限，对两种翅片类型的换热器模型进行了简化，选取周期模型作为计算区域。在进行边界条件与相关参数设置后，对两种不同翅片类型的板翅式换热器进行了CFD数值计算。数值计算结果表明，锯齿型翅片换热器的散热效果要好于平直型翅片换热器，平直型翅片的板翅式换热器不能满足R295型闭式液力缓速器对散热的需求，但锯齿型翅片则满足要求。通过对选择的锯齿型板翅式换热器的压降核算，证明其压降值在合理的范围内，符合使用要求。在此基础上，研究了锯齿型板翅式换热器的工作油进口速度对温度分布的影响，得知随着工作油进口速度的增加，工作油的质量流量也随之增加，沿流动方向的温度降低速度较慢。3.工作油温度对制动性能影响的研究由于不同温度下，液力缓速器内的液力传动油具有不同的物理性质，会对液力缓速器的制动性能造成一定影响。因此，对工作油温度对液力缓速器制动性能的影响进行了分析。首先对液力缓速器内工作油温度随工况及充液率的变化规律进行研究，得知随着转速的增加，工作腔内工作油温度升高；在相同转速下，随着充液率的增加，工作油的温度也随之升高。在此基础上，在考虑温度对工作油物理性质影响的条件下，研究了不同工况与不同充液率下液力缓速器的制动特性。通过分析，得知随着转速的增加，液力缓速器的制动转矩变大，油温升高，与忽略油温影响的情况相比较，制动性能变差；而在转速相同的情况下，随着充液率的增加，液力缓速器制动转矩值增大，工作油温度随之升高，与忽略油温影响的情况相比较，制动性能仍然变差。4.液力缓速器热平衡试验研究对循环圆直径为438mm的开式液力缓速器进行了热平衡试验研究。通过台架试验，测量得到在不同转速且全充液工况下的开式液力缓速器进油口与出油口处工作油的温度。将通过台架试验测量的液力缓速器出口油温与CFD数值计算所得结果进行对比，二者所得结果基本吻合，也由此证明了利用流动传热计算方法的正确性和可靠性。