当液力缓速器在非充液制动工况即空转时,其内部叶栅的流道中存有空气,这些气体与充液时的液体类似也会产生一定的制动力矩,从而造成空转功率损失。由于液力缓速器在车辆行驶的大多数时间不工作,内部不充液,其动轮空转反而起到增加功率损失和降低效率的作用。为有效抑制空转功率损失,有必要对缓速器低充液率流动状态与空转功率损失机理开展研究。本文基于流场分析,对液力缓速器的空转损失机理及抑制方法开展了系统的研究工作。主要内容如下:首先,建立了某型液力缓速器三维内流场模型,对液力缓速器全充液工况进行三维流场数值模拟计算,并与实验结果进行对比分析,验证了模型的准确性。对比不充液空转工况下有否安装柱塞式扰流机构的液力缓速器的宏观与微观特性,结果表明加装扰流机构后空转损失降低为原来的38%,验证了柱塞式扰流机构降低空损的有效性。其次,通过对低充液率不同转速下液力缓速器扰流机构起效过程的流场仿真,分析了不同输入转速和不同充液率工况下的制动转矩、充积率、扰流柱挡片压力差三个关键参数的变化趋势。结果表明,制动转矩在20%充液率前后均有明显的状态变化,并结合流场参量的分析,确定了低充液率工况的扰流柱是否起效的界点为20%充液率,为扰流机构及其回位弹簧等的设计提供了理论依据。再次,进行了液力缓速器扰流柱结构仿生非光滑表面减阻增效研究,建立了带有仿生非光滑单元体的计算模型,研究仿生结构抑制空转损失的效果及产生原因。结果表明,仿生结构通过改变内部微观流场分布,可以有效地抑制空损功率,在动轮转速为4200r/min的工况下,比普通的扰流结构降低空损大约15%。最后,针对一般扰流柱,研究了扰流柱挡片的尺寸、数量和分布形式对空转损失和流场特性的影响。针对带有仿生表面的扰流柱,研究了凸包尺寸和排列方式对空转损失的影响。通过本文的研究,解释了扰流机构降低空转损失的作用机理,确定了起效条件,并将仿生非光滑表面减阻技术运用于扰流机构的优化,分析了扰流机构各结构参数对空转损失的影响,对抑制液力缓速器空转损失的结构设计及作用机理研究具有一定的工程指导意义。