自動液力變速器高速開關閥的性能研究及優(yōu)化設計.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、動力性和燃油經濟性好等優(yōu)點[2,3]。在自動液力變速器中，高速開關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作用，其開啟和關閉響應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。根據貴州某自動液力變速器生產企業(yè)多年研發(fā)經驗，目前，在液壓控制系統(tǒng)方面，主

2、要是高速開關閥技術不過關，快速響應性能達不到要求，制約了液壓控制系統(tǒng)的性能，進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閥的響應時間，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閥提供技術支持和理論參考。
　　本文在分析高速開關閥的結構和工作原理的基礎上，建立了高速開關閥電路、磁路和運動模型；應用電磁場有限元分析軟件Ansoft對HLDCF-26E高速開關閥進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構參數對電磁作用力和電磁鐵響應時間的影響規(guī)律；根據高速開關閥的電磁特性和機械特性，結合電磁場分析結果，應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、彈簧剛度等閥體結構參數以及線圈匝數、勵磁電壓、電流變化、介質壓力等參數對開關閥動態(tài)響應性能的影響，揭示了各參數對開關閥開啟和關閉響應時間的影響規(guī)律，為改善開關閥動態(tài)響應性能和優(yōu)化設計提供理論依據。
　　在高速開關閥動

4、態(tài)性能分析和電磁場有限元分析的基礎上，以減小響應時間為目標，首先，在Ansoft Maxwell軟件中采用遺傳算法對電磁鐵的結構參數進行了優(yōu)化，然后，在 AMEsim軟件中，利用電磁鐵優(yōu)化后的結構參數建立仿真模型，提出采用時間乘絕對誤差積分（ITAE）準則建立優(yōu)化目標函數，遺傳算法尋優(yōu)，對影響高速開關閥性能的線圈匝數、鋼球質量、彈簧預緊力、工作行程等參數進行了優(yōu)化。研究結果表明，經過優(yōu)化后的高速開關閥總響應時間比原來縮短了28.89％，