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1、自動變速器用直動式溢流閥的設(shè)計與應用研究孫東坡郜可峰(上海捷能汽車技術(shù)有限公司，上海201804)【摘要】根據(jù)自動變速器對溢流閥的性能指標和耐久性的要求明確設(shè)計輸入，通過建立閥的數(shù)學模型及仿真模型，對閥內(nèi)部尺寸、彈簧剛度、閥芯質(zhì)量等參數(shù)進行仿真優(yōu)化設(shè)計；結(jié)合汽車變速器的特殊使用工況，研究彈簧應力松弛對閥性能衰減的影響?！続bstract】Thedesigninputisdefinedaccordingtotherequirementsofpressurereliefvalve．Throughtheestablishmentofmat
2、hematicandsimulationmodel，parameterssuchasvalvesize，mass，springstiffnessandvalvequalityaresimulatedandoptimized．Combinedwiththespecialuseconditionofvehicletransmission，influenceofspringstresslaxationtovalveperformanceisresearched．【關(guān)鍵詞】直動式溢流閥自動變速器應力松弛仿真doi：10．3969／j．iss
3、n．1007-4554．2014．04．10螺紋堵頭0引言溢流閥作為一種壓力控制元件，通過閥口的開啟溢流使被控回路的壓力維持基本恒定，常作為安全閥或限壓閥使用。按其結(jié)構(gòu)不同，溢流閥可分為直動式和先導式兩類。其中直動式溢流閥具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高等特點¨。與傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)所用溢流閥采用通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)壓力的方式不同，自動變速器用溢流閥安裝在變速器內(nèi)部后在長達10余年的使用過程中閥不進行任何調(diào)節(jié)，因而對閥的穩(wěn)定性及彈簧的壓力松弛性能等提出了更為嚴格限制，進而對閥的設(shè)計也提出了新的要求。圖1是一種自動變速器用直動式溢流閥的工圖1自動變速器用
4、直動式溢流閥]二作原理作原理圖。其特點在于用螺紋堵頭調(diào)定溢流閥工作壓力后，將螺紋堵頭與閥體進行鉚死或者焊接1溢流閥的調(diào)節(jié)原理固定，使螺紋堵頭在長時間的使用中不會因為車輛振動等外部激勵產(chǎn)生松脫，影響溢流閥性能。溢流閥的主要作用是溢去液壓系統(tǒng)多余油收稿日期：2013—12—13·42·上海汽車2014．04液，同時使系統(tǒng)壓力得到調(diào)整并保持基本恒定。具有良好的靜態(tài)特性，一般規(guī)定開啟比應不小于換言之，就是在溢流流量變化較大的范圍內(nèi)，溢流90％。壓力在較窄設(shè)定壓力的范圍內(nèi)變化。以本自動變速器溢流閥為例，假設(shè)變速器驅(qū)溢流閥的調(diào)節(jié)過程實質(zhì)上是一個
5、閉環(huán)控制的動換檔及離合器動作的液壓系統(tǒng)最大流量為過程，它的輸入是進口流量的變化，而輸出是進口1L／rain，液壓系統(tǒng)要求溢流閥在全壽命周期內(nèi)，壓力的變化，反饋調(diào)節(jié)量是閥芯的位移量。當流限定系統(tǒng)壓力在5．5～7．0MPa。考慮彈簧在長量增加引起人口壓力增大時，增大的壓力推動閥時間使用過程不可避免地會有一定的應力松弛，芯壓縮彈簧，使得閥芯位移量增大，閥的通流面積為了防止溢流閥因應力松弛而發(fā)生低于5．5MPa增大，通流阻力減小，閥前壓力力圖減小到原調(diào)定壓力時的異常開啟，因此設(shè)定溢流閥的開啟壓力值，反之亦然。應大于6．0MPa，同時考慮溢流
6、閥散件的個體差下面利用控制系統(tǒng)理論，將直動式溢流閥看異(如彈簧剛度的差異等)及加工誤差的累積作用，作一個控制系統(tǒng)，通過建立液壓系統(tǒng)壓力與系統(tǒng)設(shè)計溢流閥的開啟壓力為6．0～6．5MPa，設(shè)計值為流量的關(guān)系模型，分析各參數(shù)對性能的影響，討論6．25MPa。為保證液壓系統(tǒng)壓力不大于7．0MPa，其結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化問題?？紤]一定安全余量取調(diào)定壓力小于6．8MPa，同直動式溢流閥的動態(tài)特性方程如下。時考慮溢流閥散件的個體差異及加工誤差的累積(1)閥口流量連續(xù)性方程作用，設(shè)計溢流閥的調(diào)定壓力為6．3～6．8MPa，設(shè)計值為6．55MPa。這樣，溢流
7、閥的開啟比為‰uI++詈(1)95．5％。式中：q。為閥人口流量；g。為閥出口流量；Ai為2．2溢流閥的主要參數(shù)初定進油口作用于鋼球的面積；為球閥閥芯位移量；V溢流閥開啟比的增大壓縮了溢流閥的設(shè)計空為進油口處腔體體積；為介質(zhì)體積彈性模量。間，需同時協(xié)調(diào)閥進出油口尺寸、過流通道面積、(2)閥口流量方程彈簧剛度等設(shè)計參數(shù)以滿足上述靜態(tài)特性的要求。qou,：cdx／P(2)(1)溢流閥內(nèi)部油道壓力損失計算及主要內(nèi)式中：C。為閥口流量系數(shù)；d為閥口直徑；pi為閥部油道尺寸初定。溢流閥的調(diào)定壓力與開啟壓力的人口壓力；P0u為閥的出口壓力。之差
8、叫做調(diào)壓偏差，該設(shè)計中的設(shè)計調(diào)壓偏差為(3)閥芯運動的微分方程0．3MPa。調(diào)壓偏差主要由溢流閥內(nèi)部通油道的pA。+P。A。=，n+C互+k(+o)(3)通油壓力損失和溢流閥閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)偏差組式中：為出口處作用于球閥閥芯的作用面積；
