自动变速器用直动式溢流阀的设计与应用研究.pdf

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1、自动变速器用直动式溢流阀的设计与应用研究孙东坡郜可峰(上海捷能汽车技术有限公司，上海201804)【摘要】根据自动变速器对溢流阀的性能指标和耐久性的要求明确设计输入，通过建立阀的数学模型及仿真模型，对阀内部尺寸、弹簧刚度、阀芯质量等参数进行仿真优化设计；结合汽车变速器的特殊使用工况，研究弹簧应力松弛对阀性能衰减的影响。【Abstract】Thedesigninputisdefinedaccordingtotherequirementsofpressurereliefvalve．Throughtheestablishmentofmat

2、hematicandsimulationmodel，parameterssuchasvalvesize，mass，springstiffnessandvalvequalityaresimulatedandoptimized．Combinedwiththespecialuseconditionofvehicletransmission，influenceofspringstresslaxationtovalveperformanceisresearched．【关键词】直动式溢流阀自动变速器应力松弛仿真doi：10．3969／j．iss

3、n．1007-4554．2014．04．10螺纹堵头0引言溢流阀作为一种压力控制元件，通过阀口的开启溢流使被控回路的压力维持基本恒定，常作为安全阀或限压阀使用。按其结构不同，溢流阀可分为直动式和先导式两类。其中直动式溢流阀具有结构简单、灵敏度高等特点¨。与传统液压系统所用溢流阀采用通过调节螺母调节压力的方式不同，自动变速器用溢流阀安装在变速器内部后在长达10余年的使用过程中阀不进行任何调节，因而对阀的稳定性及弹簧的压力松弛性能等提出了更为严格限制，进而对阀的设计也提出了新的要求。图1是一种自动变速器用直动式溢流阀的工图1自动变速器用

4、直动式溢流阀]二作原理作原理图。其特点在于用螺纹堵头调定溢流阀工作压力后，将螺纹堵头与阀体进行铆死或者焊接1溢流阀的调节原理固定，使螺纹堵头在长时间的使用中不会因为车辆振动等外部激励产生松脱，影响溢流阀性能。溢流阀的主要作用是溢去液压系统多余油收稿日期：2013—12—13·42·上海汽车2014．04液，同时使系统压力得到调整并保持基本恒定。具有良好的静态特性，一般规定开启比应不小于换言之，就是在溢流流量变化较大的范围内，溢流90％。压力在较窄设定压力的范围内变化。以本自动变速器溢流阀为例，假设变速器驱溢流阀的调节过程实质上是一个

5、闭环控制的动换档及离合器动作的液压系统最大流量为过程，它的输入是进口流量的变化，而输出是进口1L／rain，液压系统要求溢流阀在全寿命周期内，压力的变化，反馈调节量是阀芯的位移量。当流限定系统压力在5．5～7．0MPa。考虑弹簧在长量增加引起人口压力增大时，增大的压力推动阀时间使用过程不可避免地会有一定的应力松弛，芯压缩弹簧，使得阀芯位移量增大，阀的通流面积为了防止溢流阀因应力松弛而发生低于5．5MPa增大，通流阻力减小，阀前压力力图减小到原调定压力时的异常开启，因此设定溢流阀的开启压力值，反之亦然。应大于6．0MPa，同时考虑溢流

6、阀散件的个体差下面利用控制系统理论，将直动式溢流阀看异(如弹簧刚度的差异等)及加工误差的累积作用，作一个控制系统，通过建立液压系统压力与系统设计溢流阀的开启压力为6．0～6．5MPa，设计值为流量的关系模型，分析各参数对性能的影响，讨论6．25MPa。为保证液压系统压力不大于7．0MPa，其结构参数优化问题。考虑一定安全余量取调定压力小于6．8MPa，同直动式溢流阀的动态特性方程如下。时考虑溢流阀散件的个体差异及加工误差的累积(1)阀口流量连续性方程作用，设计溢流阀的调定压力为6．3～6．8MPa，设计值为6．55MPa。这样，溢流

7、阀的开启比为‰uI++詈(1)95．5％。式中：q。为阀人口流量；g。为阀出口流量；Ai为2．2溢流阀的主要参数初定进油口作用于钢球的面积；为球阀阀芯位移量；V溢流阀开启比的增大压缩了溢流阀的设计空为进油口处腔体体积；为介质体积弹性模量。间，需同时协调阀进出油口尺寸、过流通道面积、(2)阀口流量方程弹簧刚度等设计参数以满足上述静态特性的要求。qou,：cdx／P(2)(1)溢流阀内部油道压力损失计算及主要内式中：C。为阀口流量系数；d为阀口直径；pi为阀部油道尺寸初定。溢流阀的调定压力与开启压力的人口压力；P0u为阀的出口压力。之差

8、叫做调压偏差，该设计中的设计调压偏差为(3)阀芯运动的微分方程0．3MPa。调压偏差主要由溢流阀内部通油道的pA。+P。A。=，n+C互+k(+o)(3)通油压力损失和溢流阀闭环系统的调节偏差组式中：为出口处作用于球阀阀芯的作用面积；