自動液力變速器高速開關(guān)閥的性能研究及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、汽車變速器是汽車傳動系統(tǒng)中的重要裝置之一[1]。相對于傳統(tǒng)的手動變速器，自動液力變速器具有傳遞功率大、操縱簡單方便、起步平穩(wěn)、行車安全性好、動力性和燃油經(jīng)濟性好等優(yōu)點[2,3]。在自動液力變速器中，高速開關(guān)閥和滑閥或者其它換向閥等組成換擋閥去控制離合器，在車輛換擋離合器油壓緩沖控制中起先導(dǎo)作用，其開啟和關(guān)閉響應(yīng)速度會直接影響到自動液力變速器的換擋速度以及換擋品質(zhì)。根據(jù)貴州某自動液力變速器生產(chǎn)企業(yè)多年研發(fā)經(jīng)驗，目前，在液壓控制系統(tǒng)方面，主

2、要是高速開關(guān)閥技術(shù)不過關(guān)，快速響應(yīng)性能達(dá)不到要求，制約了液壓控制系統(tǒng)的性能，進(jìn)而影響了整臺自動液力變速器的性能。因此，本課題的研究目的是縮短自動液力變速器高速開關(guān)閥的響應(yīng)時間，為企業(yè)研制滿足自動液力變速器要求的高性能高速開關(guān)閥提供技術(shù)支持和理論參考。
　　本文在分析高速開關(guān)閥的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立了高速開關(guān)閥電路、磁路和運動模型；應(yīng)用電磁場有限元分析軟件Ansoft對HLDCF-26E高速開關(guān)閥進(jìn)行了電磁場有限元分析計算，

3、深入研究了電磁鐵磁場分布情況以及電磁鐵的各個結(jié)構(gòu)參數(shù)對電磁作用力和電磁鐵響應(yīng)時間的影響規(guī)律；根據(jù)高速開關(guān)閥的電磁特性和機械特性，結(jié)合電磁場分析結(jié)果，應(yīng)用液壓有限元分析軟件Amesim建立了動態(tài)仿真模型，探討了鋼球尺寸、彈簧剛度等閥體結(jié)構(gòu)參數(shù)以及線圈匝數(shù)、勵磁電壓、電流變化、介質(zhì)壓力等參數(shù)對開關(guān)閥動態(tài)響應(yīng)性能的影響，揭示了各參數(shù)對開關(guān)閥開啟和關(guān)閉響應(yīng)時間的影響規(guī)律，為改善開關(guān)閥動態(tài)響應(yīng)性能和優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　在高速開關(guān)閥動

4、態(tài)性能分析和電磁場有限元分析的基礎(chǔ)上，以減小響應(yīng)時間為目標(biāo)，首先，在Ansoft Maxwell軟件中采用遺傳算法對電磁鐵的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，然后，在 AMEsim軟件中，利用電磁鐵優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立仿真模型，提出采用時間乘絕對誤差積分（ITAE）準(zhǔn)則建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，遺傳算法尋優(yōu)，對影響高速開關(guān)閥性能的線圈匝數(shù)、鋼球質(zhì)量、彈簧預(yù)緊力、工作行程等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化后的高速開關(guān)閥總響應(yīng)時間比原來縮短了28.89％，