金属带式无级变速器数字调压阀的设计与试验研究

　　1 前言

　　金属带式无级变速器因其速比可连续变化，从而使发动机处于最佳工作点上，已被公认是车辆最佳传动装置。电液控制系统作为无级变速器的核心部件，其性能的优劣直接决定了无级变速器的性能好坏。在无级变速器电液控制系统中，主要的控制元件有夹紧力控制阀和速比控制阀[1]。本文所研究的新型数字调压阀可用做无级变速器的夹紧力控制阀或速比控制阀，下面对该新型数字调压阀的设计和试验研究进行论述。

　　2 数字调压阀的结构设计

　　根据无级变速器控制系统的特性，对数字调压阀的主要设计要求如表1所列。

　　图1所示为数字调压阀的结构图，总体结构由直线步进电机、主阀和先导阀3部分组成。当步进电机有脉冲信号输入时，它通过推块改变先导阀弹簧压缩量。先导阀在弹簧压缩量的作用卜，输出与累计脉冲数相应的先导压力。此压力借助液阻作用推动主阀芯，从而间接控制主阀口处进汕口的压力，实现对压力的连续控制。在结构上，主阀套和阀座内部孔道的几何形状应使汕液流过时尽可能缩小涡流区Jl=减轻流速场的激变，以减小压力损失，为此要尽量使内孔形状简单。主阀芯上、卜侧而积差的大小直接影响到阀的性能。阀芯和阀座在阀口处的形状和锥角大小与主阀芯的受力大小和动作平稳性有关。先导阀芯采用锥阀式，与球阀式相比，锥阀芯虽然使得主阀开启较慢，但是可以快速进入稳定状态，应用到无级变速器上可以得到较好的平顺性。阻尼孔直径d}及长度z〔)的选取应适当，阻尼孔太大或太短都起不到阻尼作用，这不仅影响阀的启闭性能，还会在工作中出现较大的压力波动;反之，阻尼孔太小或太长，则加工困难，易受汕污堵塞，阀的工作不稳定，压力超调量也会加大[2]在试制过程中，加工了一组不同阻尼孔直径及长度的数字阀，经试验确定了阻尼孔直径d,、及长度z。)。

　　3数字调压阀驱动器设计

　　数字调压阀采用直线式步进电机作为电一机械转换装置，对数字阀的控制从木质上说就是对步进电机的控制。步进电机是一种将脉冲信号转换成相应的直线位移的电磁装置，有运转和定位两种基木状态。在不失步的情况下，山于它的位移量与输入脉冲数严格成正比，而II‘时间上与输入脉冲同步，因而只要控制输入脉冲的数量、频率及各绕组的通电顺序，便可获得所要求的位移、速度和方向等特性「3〕。为简化控制过程，该步进电机采用固定频率工作，通过试验确定其工作频率为300 Hz 。

　　3.1步进电机的驭动控制电路