高度阀设计计算说明书

产品设计说明书 第 1 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司编号： 产品设计说明书（2942ZB6-010 高度阀）编写 校对 审核批准产品设计说明书 第 2 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司1、设计依据近年来空气悬架系统逐步在东风公司的客车和商用车上采用，目前装配的空气悬架高度调节阀是国外 WABCO公司的产品。该空气悬架高度调节阀的开发，技术含量高，市场前景广阔。为了满足市场需求，公司 2004年下达设计开发 2942ZB6-010高度阀的任务,为东风汽车配套。2、设计目标确保设计的高度阀，在性能和外形尺寸上满足功能要求；节约原材料，降低成本。产品总成必须通过 300 万次可靠性试验。3、设计方案2942ZB6-010高度阀是一个全新开发的产品，与以往我厂制动系产品不同，属于汽车悬架系统的产品。该总成参照 WABCO 高度阀4640023300 的结构和安装接口尺寸设计。同时考虑我公司的现有产品工艺水平进行改进设计。2942ZB6-010 空气悬架高度调节阀技术含量高，要求加工精度高；密封性和可靠性要求将是对我厂现有的工艺水平的考验。所以在方案设计中：塑料件采用耐磨性好的POM（聚甲醛） ，经加工满足尺寸精度的要求。O 形圈采用NSB610（丁晴橡胶） ，设计合适的压缩量，即要满足密封性要求又要满足可靠性的要求。凸轮轴采用耐磨材料，本体上镶嵌 DU 复合轴承，以满足总成 300 万次可靠性试验。本体采用铝合金，减轻总产品设计说明书 第 3 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司成重量。4、高度阀的工作原理4.1 工作系统简图（图 1）图 12942ZB6-010 空气悬架高度调节阀有一个输入口 1，两个输出口21、22，1 口接储气筒，21、22 口接空气悬架的气囊。该阀的用途：根据车辆的载荷，调节悬架气囊的气压，以保持车身高度为一恒定值。4.2 工作原理（图 2）储气筒 高度阀气囊感载阀制动阀制动气室产品设计说明书 第 4 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司图 2当车辆载荷增加时，车身下降，摆杆带动偏心凸轮转动，推动活塞、顶杆向上运动，关闭排气口 3，打开进气阀门，从储气筒来的压缩空气经进气口 1、进气阀门，通过出气口 21、22 口流到气囊，气囊气压上升，车身缓慢上升，摆杆带动偏心凸轮转动，推动活塞、顶杆向下运动，关闭进气阀门，保持车身高度为一恒定值。偏心凸轮进气阀门顶杆活塞123摆杆产品设计说明书 第 5 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司当车辆载荷减少时，车身上升，摆杆带动偏心凸轮转动，推动活塞、顶杆向下运动，关闭进气阀门，打开排气口 3，气囊内的压缩空气通过出气口 21、22 口，经排气口 3 排到大气，气囊气压下降，车身缓慢下降，摆杆带动偏心凸轮转动，推动活塞、顶杆向上运动，关闭排气口 3，以保持车身高度为一恒定值。5、主要结构参数输入口 1 M121.5 deep14输出口 21、22 M121.5 deep14其它结构参数祥见图 3。产品设计说明书 第 6 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司图 36、设计计算6.1密封性设计产品设计说明书 第 7 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司密封性设计是汽车阀类产品设计的重要组成部分，此类产品通常采用 O型圈密封，工艺性好，性能可靠。影响 O型圈密封的因素主要有以下几点：O 型圈的尺寸，材料硬度，安装时的压缩率，密封面的光洁度，介质内压以及往复运动的速度等。对于 O型圈密封，不论是动密封，还是静密封，在保证密封的前提下，压缩率的选择必须适当，压缩率太大，活塞运动阻力大，O 型圈寿命短；压缩率过小，则密封不严，运动中还容易发生振动。汽车上常用的气压是 600800kPa，在机械密封中压力是比较低的，在这种情况下，橡胶硬度一般选择在邵尔 70左右。O型圈的结构尺寸（图二）活塞式密封（图三）的密封性计算：产品设计说明书 第 8 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司预拉伸率： X max= Xmin=min1ax3dmax1in3d压缩率 ： E max=1- Emin=1-2a4 i2n34活塞杆式密封（图四）的密封性计算：预压缩率： X max=1- Xmin=1-max21in6dmin2i1ax6d压缩率 ： E max=1- Emin=1-551） 、2942ZB6-042 为活塞式静密封d1=140.17 d2=1.80.08d3=14.9（ ） d4=18H9（ ）1.0 043.压缩率：Emax=(1- )100%=16.4%8.2943Emin=(1- )100%=12.7%712） 、2942ZB6-043 为活塞杆式动密封d1=90.14 d2=1.80.08d5=9d9（ ） d6=12（ ）04.76 15.0压缩率：Emax=(1- )100%=19.1%8.129Emin=(1- )100%=6.2%76.56.2弹簧设计6.2.1、2942ZB6-048 阀门弹簧设计计算产品设计说明书 第 9 页 共 10 页东风电子科技股份有限公司汽车制动系统公司(1)计算弹簧最大工作载荷弹簧丝直径 d=0.7mm , 弹簧中径 D2=16.5-0.7=15.8mmC=D2/d=15.8/0.7=22.57曲度系数:K= + =1.0641C65.0刚度 j= = =2.6/14.5=0.18N/mmnGd38fF=j=0.18*19.5=3.51Nmax(2)弹簧强度校验:材料:琴钢丝 由钢丝材料可知:许用抗拉强度 b 为 2206MPa,其许用剪切应力为:=0.5b=1103 MPa max=K* =436.6 Mpa2*14.3max8dCF从以上计算看出设计的弹簧能满足使用要求.6.2.2、2942ZB6-033 回位弹簧设计计算(1)计算弹簧最大工作载荷弹簧丝直径 d=1.0mm , 弹簧中径 D2=10.5+1=11.5mmC=D2/d=11.5/1=11.5曲度系数:K= + =1.1241C65.0刚度 j= = =20/15=1.33N/mmnGd38fF产品设计说明书 第 10 页 共 10 页东风电子科技股份有