基于AMESim 的HD4070PR 自动变速器主调压阀仿真分析.doc

文档之家-首选文档分享与下载平台/本文档下载自文档之家，如果内容可能不完整，您可以点击以下网址继续阅读或下载：/doc/de8cf36a011ca300a6c390c4.html基于AMESim的HD4070PR自动变速器主调压阀仿真分析年月第卷第期机床与液压：基于的自动变速器主调压阀仿真分析张涛，陈慧岩（北京理工大学机械与车辆工程学院，北京）摘要：介绍自动变速器主调压阀的工作原理和性能，对其进行静态分析，并建立模型，研究温度、弹簧刚度、预紧力、运动件质量、阀芯直径、遮盖量对该阀的输出油压的影响。运用软件对结构参数进行优化，对自动变速器液压阀体的设计具有指导意义。关键词：自动变速器；调压阀；仿真中图分类号：文献标识码：文章编号：（），）（，：，：；自动变速器的主油压，是指操纵换挡执行机构（离合器或制动器）的主油路中的工作油压。主油压对自动变速器的换挡品质和寿命有着重要的影响。因此为了改善换挡品质、保证自动变速器的使用寿命并降低油泵损耗功率，通常用主油压调压阀来调节和控制主油压，使它根据所传递转矩大小的需要而变化，在满足传递功率的前提下避免过高的主油压。由于液压传动过程中参数的复杂性和不一致性，使得液压系统的设计很难得到精确的计算结果。而且液压阀体的加工周期较长、加工费用较高，因此，在液压阀体加工之前，对参数进行仿真和优化分析对液压阀的设计具有实际指导意义。从图可知，变速器油经油泵加压后进入主压力调压阀，一路给变矩器供油，另一路流向换挡离合器和主控油压调压阀作为输出主油压，还有一路流向自身顶端的反馈油路。主调压阀共有进油油路、变矩器供油油路、回油油路、输出主油压油路、闭锁反馈油路、超速强制降挡阀反馈油路、泄漏油回油油路和自反馈油路条油路。首先对主调压阀列静力学平衡方程有：主油压。强制降挡反?（并）（）式中：。为阀芯轴肩受力面积；。为阀芯轴肩受力面积；，为阀芯轴肩受力面积；后为弹簧刚度系数；为弹簧初始压缩量；戈为弹簧压缩量；。为稳态液动力。由式（）整理可得：主油压南。（茹戈）。一降挡反馈（）闭锁在不同的挡位和闭锁状态下，通过控制强制降挡主调压阀工作原理是美国公司第三代电控自动变速器，它的主调压阀采用四级定压控制结构，其原理图闭锁反馈反馈油路和闭锁油路的通断和油压，就能得到要求的级主油压。图主油压调压阀原理图收稿日期：作者简介：张涛（一），男，博士生，主要从事自动变速器电液换挡操纵系统的科研工作。电话：，：。/doc/de8cf36a011ca300a6c390c4.html?机床与液压第卷（）空挡或倒挡。强制降挡反馈油路和闭锁反馈油路关闭，输出主油压最高，根据实车试验测量数据，约为。（）液力低挡。主控制油压经超速强制降挡油路反馈到主调压阀上，将主油压降低到约。，。；。：（）机械低挡。液力变矩器闭锁，闭锁离合器油压和主控制油压分别通过闭锁油路和强制降挡油路作用到主调压阀上，进一步降低输出油压到约。（）机械超速挡。进入超速挡后，强制降挡阀将换挡离合器油压经反馈油路作用到主调压阀，与闭锁反馈油路一起使主油压达到最低值，实测数据约。一变矩器供油子模块卜平衡液压力子模块卜闭锁反馈子模块强制降档反馈子模块一自反馈子模块定压弹簧子梗块一躅芯质量及摩擦子模块卜溢漉褥日子模块图主油压调压阀仿真模型环境下的主油压调压系统模型（如图所示，作者在建立主油压调压阀仿真模型的过程中，忽略了调压阀液压油的渗漏，并采用模块化建模方法。将主油压调压阀分解为定压弹簧子模块、阀芯质量及摩擦子模块、溢流阀口子模块、变矩器供油子模块、平衡液压力子模块、闭锁反馈子模块、强制降挡反馈子模块和自反馈子模块。其中采用平衡液压力子模块是因为在中液压力只作用于阀芯的一端，为平衡溢流阀口和变矩器供油子模块的液压力将模块的受力面积设置为实际阀芯受力面积的倍，受力方向与二者相反。在和中按现有设计选取数学模型，并将实际测绘调压阀阀体的主要参数代入表作为仿真条件。）为系统工程高级建模和仿真平台，是基于功率键合图的液彤机械系统的建模、仿真和动力学分析的软件口。利用对液压系统进行仿真建模一般要进行以下个步骤：。从不同的应用库中选取现存的图形模块来建立系统的模型；。为每个图形模块选取数学模型，给定合适的建模假设；。设定每个图形模块需要的特定的参数；。运行仿真并分析仿真结果。表子模块变量仿真模型主要参数值子模块变量值工作温度温度（）油泵器兰溢流油肜射流方向角（。）初始遮盖量芒：液压油密度（?。）液翮运篇篙含气量溢流阀阀芯为体现主调压阀输出、如图。曩稳定油压的性能，将油泵委加载转速设定在额定转速蓦考享要彝附近上下波景圣时间辑鳗谜舔星时动，如图所示。液力变矩器闭锁后，闭锁反馈油路将主油压引豁纂簸时间，图油泵加载转速到阀芯的闭锁反馈台肩，所以闭锁模块的负载输入如图所示。强制降挡油路在仿真的第二和第三阶段反馈主控制油压，在第四阶段反馈输出油压，负载输出图闭锁模块反馈负载图强制降挡反馈负载动态仿真分析根据上述参数设置进行仿真，仿真时间设置为/doc/de8cf36a011ca300a6c390c4.html第期张涛等：基于的自动变速器主调压阀仿真分析?，采样时间设置为。图为仿真结果曲线。可以看出，系统过渡时间大约，输出压力启动峰值为。下面通过改变仿真条件，研究不同参数对于主调压系统的影响。时同图输出主油压温度对输出油压的影响该变速器使用号航空油，分别在一、下运行仿真，结果如图所示。可以看出，随油温的升高，系统的输出压力启动峰值升高，油压波动增强。弹簧刚度对输出油压的影响在弹簧预紧力和其他条件不变的情况下，分别设定弹簧刚度为、，进行仿真可得如图所示结果。可以看出，提高弹簧刚度会导致输出油压的启动峰值增大、最终的稳定输出油压升高。芒厶毛鬟妻一十丑复舞耨时间，时间，图不同温度下图不同弹簧刚度下一的动态特性的输出油压在弹簧刚度和其他条件不变的情况下，分别设定，进行仿真可得如图在其他条件不变的情况下，分别设定阀芯质量为，进行仿真可得如图所示结果。可以看出，增大运动件质量明显会增大系统输出压力峰值和油压波动，并延长稳定过渡时间，在设计时应尽量考虑减小阀芯的质量。皇皇宙爨妻：粒争爨时间，时间，图不同预紧力下图不同质量下的输出油压的输出油压阀芯直径对输出油压的影响在其他条件不变的情况下，分别设定自反馈模块，阀杆直径不变。进行仿真可得如图所示结果，可见，增大反馈阀芯直径，则反馈面积增大，会导致系统输出主油压稳定值明显下降。在其他条件不变的情况下，分别设定溢流阀口的，并相应改变变矩器流量阀模耋国皇震鞋州卅霎靶时时同，图不同阀芯直径图不同遮盖量下下的输出油压的输出油压利用软件对自动变速器的主社，研究北京：北京理工大学，北京航空航天大学出版社，版社的阀芯直径为、遮盖量对输出油压的影响遮盖量为、块的遮盖量，进行仿真可得如图所示结果。可见，增大阀芯的初始遮盖量会增大系统的稳定输出压力值，并增大输出压力的启动峰值。结束语油压调压系统进行建模和仿真，较为准确地了解该调压阀的特性以及结构参数对性能的影响。阀芯质量、反馈面积、弹簧预紧力、弹簧刚度和遮盖量对调压阀影响较大。因此，在结构允许的条件下，合理优化上述参数是提高主调压阀性能的关键。参考文献：【】丁华荣车辆自动换档京：北京理工大学出版预紧力对输出油压的影响预紧力为、所示结果。可以看出，提高弹簧的预紧力会导致输出油压的稳定值升高，油压的启动峰值压力升高、振幅增大。运动件质量对输出油压的影响、【】孙文涛基于自动变速器换档过程控制技术【】付永领，祁晓野系统建模和仿真北京：【】雷天觉新编液压工程手册北京：北京理工大学出/doc/de8cf36a011ca300a6c390c4.html基于AMESim的HD4070PR自动变速器主调压阀仿真分析作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：张涛， 陈慧岩， ZHANG Tao， CHEN Huiyan北京理工大学机械与车辆工程学院,北京,100081机床与液压MACHINE TOOL & HYDRAULICS2010,38(19) 参考文献(4条) 1.丁华荣 车辆自动换档 19922.孙文涛 基于HD4070PR自动变速器换档过程控制技术研究 20093.付永领.祁晓野 AMESim系统建模和仿真 2