液力缓速器是把车辆的动能转化为工作介质的热能，从而实现车辆制动的一种辅助制动装置。由于它具有制动扭矩大、制动平稳、散热性能好等特点而得到普遍关注。液力缓速器内部能量传递与转换的过程，是结构参数、流体参数、时间效应等多物理场多参数耦合的作用结果，其复杂性为研究液力缓速器的运行机理和设计方法带来了巨大挑战。在其技术开发方面，国外发展很快，而国内相对滞后，产品主要依赖进口。深入细致地展开液力缓速器设计的基础理论和实验研究，开发拥有自主知识产权的产品，对我国的汽车制造业发展具有重要的现实意义。本文主要开展了以下几方面的研究工作，并取得相关成果： ⑴将液力缓速器制动过程忽略时间尺度，而简单地归结成静态效应是不适合的，本文从制动能的传递与作用规律出发，依据欧拉束流理论对液力缓速器的内部流动状况进行合理描述，提出叶轮与工作液体相互作用扭矩的动力学模型，较为全面地反映了制动的真实动态过程； ⑵影响液力缓速器工作性能的因素众多，而现有的针对液力缓速器制动性能进行评价的理论模型，都存在着过于简化、适用范围表述不准确的问题，为液力缓速器的实际设计工作带来困难，本文对相关模型进行改进，并在相似分析的基础上，考证了液力缓速器的无因次特性，得到液力缓速器叶轮扭矩无因次系数和扭矩无因次表达式，为液力缓速器的结构设计和改型提供理论基础； ⑶应用计算流体动力学方法，对液力缓速器内流场分布状态进行数值模拟，并对制动特性做出预测，通过几何建模和拓扑重建，合理提取出液力缓速器内部流道模型；以Octree方法生成包含多种单元类型的混合体网格，得到质量较高的网格模型；以有限体积法离散N—S方程作为流动数值计算的基本控制方程，在湍流核心区采用标准k—ε模型进行湍流数值模拟； ⑷对液力缓速器流场边界条件做出合理设定，使用滑移网格模型真实模拟液力缓速器叶轮因转速差造成的级间耦合现象，并采用多参考坐标系模拟叶轮间的运动学关系； ⑸使用变物理时间步长调节迭代计算，提出了基于残差控制和基于能量守恒控制的双目标收敛方案，提高计算精度和速度；经求解器计算得到内部流动速度场和压力场分布的模拟结果，预测出液力缓速器输出制动扭矩状况，从而实现CAD—CFD协同作业； ⑹通过台架试验，验证理论计算和数值模拟结果的可靠性，并探讨液力缓速器制动力矩与控制参数之间的联系，提出了测试系统、控制系统和散热系统的配置方案； ⑺样机制动性能台架试验结果表明：数值预测结果与制动实测值相一致，能准确预测制动力矩变化趋势，样机控制系统可以实现稳定、准确、快速的控制目标，冷却换热系统能够满足工作需求。