车辆换挡缓冲阀的优化设计研究

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1、车辆换挡缓冲阀的优化设计研究张啟晖熊伟熊庆辉王海涛关广丰王祖温中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室摘要：车辆换挡缓冲阀是自动换挡操纵装置的重要组成元件，它能够使得车辆在换挡的过程中车速平稳地过渡，为了设计一个换挡甜质令人满意的缓冲阀，需要研究合适的优化设计方法。基于换挡缓冲阀的结构及工作原理，在AMESim环境下建立了换挡缓冲阀的仿真模型，利用试验设计方法(DesignofExperiments,DOE),分析得到阀的结构参数对其油压特性的影响分布情况，并且对主要的结构参数利用遗传算法获得期望的最优值，并通过台架试验验证了此优化方法的可行性。关键词：优化设计;换

2、挡缓冲阀;AMESim;试验设计;作者简介：张啟晖(1986—),男，福建宁化人，博士研究生，主要从事流体传动与控制方面的科研工作。收稿日期:2017-09-15基金：国家十二五科技支撑项目(2014BAK05B06)OptimizationDesignforHydraulicBufferingValveofVehicleShiftZHANGQi—huiXIONGWeiXIONGQing—huiWANGHai-taoGUANGuang-fengWANGZu_wenShipElectromechanicalEquipmentInstitute,DalianMari

3、timeUniversity;ChinaNorthVehicleResearchInstitute,ChinaNorthIndustriesGroupCorporation;Abstract：Ahydraulicbufferingvalveofvehicleshiftisanimportantpartoftheelectro-hydraulicautomaticmechanicaltransmission.Itcanmakethevehiclespeedsmoothlytransitduringtheshiftingprocess.Inordertodesign

4、asatisfactoryhydraulicbufferingvalve,itisnecessarytocarryoutanoptimizationmethod.ASimulationmodelofthehydraulicbuffcringvalveofvehicleshiftisestablishedbyAMESim.Theinfluencedegreesofthevariousstructuralparametersofhydraulicbufferingvalveareanalyzedthroughthemethodofdesignofexperiment

5、s(DOE).Theoptimumvaluesofthemainstructuralparametersareobtainedbythegeneticalgorithm.Thefcasibilityoftheoptimizationmethodisverifiedbythebenchtest.Keyword：optimizationdesign;bufferingvalve;AMESim;designofexperiments;Received：2017-09-15引言换挡离合器的摩擦元件在车辆换挡时产生转矩扰动，引起换挡冲击，影响了换挡品质。若控制离合器内的油

6、压在一定时间内缓慢上升或者下降，使得换挡离合器内的摩擦元件平稳地结合或者分离，就能够降低转矩扰动，改善换挡品质。当前国内外通常采用在车辆换挡离合器的液压回路上串联一个换挡缓冲阀的方法［1-3］,而如何设计换挡缓冲阀对车辆换挡品质的控制非常重要。传统的换挡缓冲阀设计采用的是稳态设计计算上旦1，主要通过经验公式计算缓冲阀的结构参数，这种方法忽略了较多的因素，如阀的初始开口量、阀芯质量、油液黏度等因素的影响。而目前较常用的换挡缓冲阀的设计方法是利用计算机仿真分析与试验验证，文献［6-7］屮通过对换挡缓冲阀工作原理的分析，建立了数学模型并通过计算机仿真软件求解，分析阀的

7、结构参数对其动态特性的影响，进而获得最优结构参数，最后搭建试验台架进行验证。这种方法虽然能够得到较好的结构参数，但却并不能够知道各参数对换扌当缓冲阀的具体影响。当前随着计算机仿真技术的发展，MATLAB、AMESim.Fluent等软件中集成了不同算法的优化工具箱，国内许多研究者基于这些软件对不同的研究对彖进行了优化设计，文献［8-9］利用AMESim提供的优化算法工具箱分别对减压阀和液压同步阀进行了优化设计；文献［10］在利用Fluent对压力比例阀仿真的基础上进行结构优化；文献［11］基于SimHydraulics并利用MATLAB提供的优化工具箱对液压方向

8、阀进行优化设计。采用这种