汽车自动变速系统液压性能综合试验台的设计—-毕业论文设计(3)

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3 液压系统的设计

该试验台主要用于汽车双离合器液压变速系统的性能试验，试验内容主要包括二个方面：泵性能试验和阀组性能试验。

3.1 液压系统工况分析

根据设计要求，被试油泵采用变频调速电机驱动，转速可在600-7500 r/min之间调节。泵性能的具体试验内容有：泵的机械效率测试、泵的容积效率测试、油温对泵流量的影响、泵的吸空特性（手动可调）测试、泵的寿命测试；其中阀组的性能试验内容有：阀的特性试验（主要包括：不同油温下，阀的响应测试；控制命令与阀出口的流量和压力对应关系测试）、阀的泄漏试验、阀组上各阀的组合功能测试、阀组寿命试验。

3.2 拟定液压系统工作原理图

3.2.1 确定供油方式

由于该试验台的主要实验内容为泵性能试验和阀组性能试验，故在系统中选用需要测试性能的液压泵连接在主电机上，且采用单泵供油方式。 3.2.2 调压及调速方式选择

在该试验台的液压系统中，压力及速度采用多种速度调节。其中油泵的最高出口压力可以电磁溢流阀来调节，且出口压力由压力表读数读出，而减压阀可以为个别单元提供一个次级压力备用口；在系统中速度调节主要靠调节节流阀的开口大小来调节，多余的流量通过溢流阀回油。这样的调速调压方式使回路具有效率高发热小等特点，并且可以提高试验结果的准确性。 3.2.3 泵及阀组试验油路切换方式选择

在系统中采用三通球阀用来实现泵试验回路和阀组试验回路的切换，这种选择的特点是结构简单、方便操作。通过三通球阀左右位之间的转换来控制所要进入的试验回路。

3.2.4 流量测量方式选择

流量测量单元设置在回油路上，采用涡轮流量计测量。流量的测量由大小量程二个涡轮流量计来测量，并且由截止阀和三通球阀控制大小流量计之间的切换，这样通过大小流量的切换可以提高测量的准确性。

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3.2.5 循环加热油路的选择

循环加热油路采用辅助电机带动辅助油泵来对油温控制，当油温需要升高时，辅泵输出的油液进入循环加热器的热交换筒，与导热油进行热量交换。当油温过高时，油液进入水冷却器28，冷却水经过电磁阀也进入冷却器后进行油水热量交换，使油温维持在设定的温度范围。

试验台液压系统的工作原理见图3.2。

1.油箱 2.空气滤清器 3.液位计 4.温度传感器 5、18.滤油器 6.液位继电器 7、21、23.单向阀

8、43.截止阀 9、17.压力表10.被试油泵 11、13、25.联轴器 12.转矩仪 14、24.电机 15.压力继电器 16.压力传感器 19.电磁溢流阀 20.溢流节流阀 22.测压接头 26.辅助泵 27.油加热器 28.水冷却器 29、33、37.电磁截止阀 30、41.三通球阀 31、36.节流阀 32.单向减压阀34.量杯 35.被试控制阀组38.离合器操纵缸39、40.涡轮流量计 42.流量计标定桶

图3.2 变速器液压性能试验台液压系统原理图

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3.3 液压系统的计算和液压元件的选择

3.3.1 确定试验油泵的流量、压力

（1）试验油泵工作压力的确定。考虑到正常工作中进油管油路有一定的压力损失，所以泵的工作压力为

pp?p1?式中

??p （3.1）

pp——试验油泵最大工作压力；

p1——执行原件最大工作压力；

??p——进油管路中的压力损失，初算时简单系统可取0.2~0.5MPa,复杂系统取

0.5~1.5MPa，在这取1.0 MPa。

根据设计要求最高压力即

pn=5MPa，其中pp是系统的静态压力，考虑到系统

pp应满足pn?(1.25~1.6)pp。在本题中pn=

在各个工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力。另外考虑到一定的压力储备量并确保泵的安全，因此要使1.25

pp，pp?4Mpa。

p1?pp???p?(4?1)?3MPa （3.2）

（2）试验油泵流量的确定。液压泵的最大流量应为 式中

qp?KL(?q)max （3.3）

qp——液压泵的最大流量；

(?q)max——同时工作的个执行原件所需流量之和的最大值。如果这是溢流阀正进

行工作，尚需加溢流阀的最小溢流量2~3L/min；

KL——系统泄漏系数，一般取KL=1.1~1.3 L/min，现取KL=1.2。

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由设计要求泵的流量范围为7—90 L/min

qp?KL(?q)max?90 （3.4）

(?q)max?qpKL?75 （3.5）

3.3.2 与试验油泵匹配的电动机的选定

（1）辅泵和电机的选择：

由课题要求可知试验油泵型号为：NB-17；驱动转速范围：600—7500r/min（连续可调）；功率：5.5KW，频率范围：1—200Hz。查阅电动机产品样本，选用GSB-7.5-015D13-B5高速变频调速电机。

（2）热交换器的择：

冷却按却形式分为水冷、风冷和氨冷等多种形式，根据设计要求，该设计选用BCY-515型水冷却器；加热器一般采用电加热方式，电加热器结构简单，控制方便、可以设定所需温度，温控误差较小，加热器可安装在油箱的箱体壁上，用法兰连接。查阅相关手册，选用LDJ-12Y-1K型号的油加热器。 3.3.3 辅助油路和辅助电机的选定

根据设计要求循环加热系统中，泵功率1.5KW；流量6m3/h；使用最高温度：±280°C。查阅有关手册，现选用型号ATP-220HAF(20ml/r) 外啮合齿轮泵(耐高温)配合型号Y2-90L-4B(1.5KW,1500rpm,B35)的电机。 3.3.4 液压阀的选择

（1）阀的类型。按用途分液压阀可分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀，在此我们根据需要不同的连接以及操作方式和分别选用以上三种不同规格不同用途的阀。

（2）阀的规格。根据系统的工作压力和实际通过该阀的最大流量，选择有定型产品的阀件。溢流阀按液压泵的最大流量选取；考虑最小稳定流量应满足执行机构最低稳定速度的要求来选择相应的节流阀和调速阀。具体型号参照表3.3。 3.3.5 液压元件型号的选定

查阅相关资料，根据设计具体要求选定应型号的液压元件。本液压系统所选的各种元件如表3.3。.

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济南大学泉城学院毕业设计 表3.3 液压元件明细表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 元件名称 空气滤清器 液位计 热电阻温度传感器 自封式吸油滤油器 液位控制继电器 管式单向阀 中低压球阀 真空压力表 压力表 高压滤油器 先导式电磁溢流阀 外啮合齿轮泵(耐高温) 油加热器 水冷却器 低压电磁截止阀 三通低压球阀 直动式减压阀 高压电磁截止阀 节流阀 电磁换向阀 中低压球阀 规格 EF4-50 YWZ-150 WZP-230（Pt100,L=300) TF-160*80-Y YKJD24-800 S20A2/ S15A5(0.5MPa)/ S15A3(0.3MPa) Q11F-64P-2\Y60（-0.1-0MPa） Y150-60(6MPa) QU-H250*5 BDP DBW10A1-5X/5G24Z5LR12 ATP-220HAF(20ml/r) LDJ-12Y-1K BCY-515 ZCB-25(5MPa,24V,垂直安装) Q14F-64P-1 \DR6DP7-4X/7.5Y/V ZCB-25(5MPa,24V,垂直安装) DVP20-1-10/V/ DVP12-1-10/V 3WE6A6X/EG24NZ5LV Q11F-64P-1 \

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