[发明专利]一种异型孔定压活门设计方法

摘要

本发明涉及一种异型孔定压活门设计方法，步骤1首先定压活门的定义坐标系，步骤2根据定压活门的工作原理可知定压压力稳定时，高压油通过衬套型孔转换为定压油的流量Qin与定压油的消耗量Qout相同，根据小孔流量公式可得公式③；与矩形型孔相连的是三角形型孔，两者共同组成衬套型孔；由于衬套型孔为周向分布的镜像型孔，可得公式⑧、公式⑨可得到衬套型孔的相关尺寸表达式。采用上述方法设计的定压活门大大提高了其定压压力的稳定性，为改善定压活门性能提供了方向，提高了系统的控制精度。同时可利用AMESim仿真设计平台对所设计的活门进行仿真验证及优化，使其具有良好的机加工艺性，缩短研制周期，降低制造难度及制造成本。

主权项

一种异型孔定压活门设计方法，其特征在于：具体设计步骤如下：步骤1：首先定义定压活门的坐标系，其中原点为初装时弹簧(4)与弹簧座(1)接触面与活门(5)轴线的交点；设定压压力要求为PC＝(PC0±mPC0)MPa，其中，0＜m≤0.1；式中PC为实际定压压力，PC0为设定定压压力，m为系数，所述异型孔为衬套型孔；由定压活门的工作原理知定压活门感受低压油压力、弹簧(4)力及定压压力，高压油经过衬套型孔转换为定压油；弹簧(4)预紧力为F0,初装时定压活门的衬套型孔开度为最大，当定压压力升高到克服弹簧(4)的预紧力和低压油作用在活门(5)上的合力时，弹簧(4)开始移动；设定压压力达到设定数值时活门(5)移动的距离为a，假设此时定压压力达到上限值(PC0+mPC0)MPa，以活门(5)为研究对象，活门(5)受力情况如公式①所示：‑(PC‑P0)A+F0+Kx＝0①式中，PC—实际定压压力；P0—低压油压力；A—活门(5)截面积；F0—弹簧(4)预压力；K—弹簧(4)刚度；x—活门(5)相对于初始装配的位移；衬套型孔为矩形孔，定压压力达到(PC0+mPC0)MPa，定压活门移动的行程为a，则边长a的表达式如公式②所示：步骤2：根据定压活门的工作原理可知：定压压力稳定时，高压油通过衬套型孔转换为定压油的流量Qin与定压油的消耗量Qout相同，根据小孔流量公式可得公式③；式中，Cin为流量系数，A(x)为衬套型孔的打开面积，Pin为高压油压力，由公式③可得衬套型孔打开面积的表达式如下：步骤3：设a0为定压油在规定公差范围内定压活门可移动的行程，a0表达式如公式⑤所示：衬套型孔应能保证定压压力在给定公差范围内、高压油由小到大过程中均能提供满足需求的定压油，由此可得公式⑥、⑦：其中，A1、A2分别为定压压力为(PC0‑mPC0)MPa及(PC0+mPC0)MPa时的衬套型孔打开面积，Qoutmax为定压油需求的最大消耗量，Pin1为恰好达到定压压力下限值时的高压油压力，Pin2为高压油的最大压力，与矩形型孔相连的是三角形型孔，两者共同组成衬套型孔；由于衬套型孔为周向分布的镜像型孔，可得公式⑧、公式⑨:A1＝bc+2a0b  ⑧A2＝bc  ⑨由此可得尺寸b、c的表达式⑩、其中b为上述三角形型孔的底边长度，c为上述三角形型孔的高度：由公式②、⑩、可得到衬套型孔的相关尺寸表达式；通过上述公式可知，Pin及Qout均会影响定压压力，故可根据产品实际的Pin及Qout范围来计算Ain(x)与x的关系，使得定压活门的定压压力在高压油压力变化及定压油消耗量变化时能够保持在规定范围内；同时设计时应充分考虑衬套型孔加工的工艺性。