(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211275926.2 (22)申请日 2022.10.18 (71)申请人 中国北方车辆 研究所 地址 100072 北京市丰台区槐树岭4 号院 (72)发明人 张喜明　张金乐　杜明刚　李慎龙　 杨正龙　徐宜　李明勇　陈嘉杨　 王成　卜树峰　刘云鹏　魏然　 张海全　郭静　柳泓蛰　张金豹　 丁桂杰　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 专利代理师 赵欣 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01)G06F 30/28(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种油气混合压力油箱设计方法 (57)摘要 本发明涉及一种油气混合压力油箱设计方 法， 包括压力油箱容量的确定方法， 涉及油气比 例、 油液循环次数和容积设计准则。 包含压力油 箱结构设计方法， 涉及油箱形状设计准则、 死腔、 吸油管及回油管位置、 放油阀位置， 传动装置工 作极限姿态压力油箱液面设计准则等。 包含压力 油箱的性能进行仿真计算方法， 涉及压力油箱建 模、 气泵、 定压阀建模、 润滑系统建模和不同动态 工况压力油箱供油能力评估。 本发 明采用油气混 和压力油箱， 能够得到控制、 冷却和润滑的作用， 扩宽了油箱的功能； 通过合理匹配液压系统的流 量， 减少了油底壳的润滑油驻留， 降低了搅油损 失， 提高了传动系统效率。 提升了压力油箱数字 化设计能力， 缩短了迭代设计周期。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115470596 A 2022.12.13 CN 115470596 A 1.一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 首先确定压力油箱容 量， 其次对压力油箱结构进行设计， 在得到根据经验设计的压力油箱 容量和结构之后， 对压 力油箱的性能进行仿 真计算， 从而优化压力油箱的结构参数、 气泵排量、 定压阀在压力油箱 中的位置 。 2.根据权利要求1所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 压力油箱容量 的确定方法如下： 压力油 箱容量包括油液容量和空气容量， 在最高液面以上要留出油液容 量15％～25％的空气容量； 压力油箱必须有足够大的容积， 应能容纳系统中的所有油液工 作介质， 且能保持适当的液位； 在液力机械传动装置工作时， 油箱中的油液容量越大， 单位 时间内油箱内的油液交换次数就越少， 油底壳的油越少越好。 3.根据权利要求2所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 压力油箱容量 按油液每分钟循环4次来计算， 并且在箱体设计过程中要尽可能把传动装置中主箱体内没 有利用的空间做成油箱， 尽量扩大油箱容积。 4.根据权利要求1所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 压力油箱结构 设计方法如下： 压力油箱首先应具备两个特点： 一是在下面的面积比较大， 即液力机械传动装置箱体 下面充满了油液； 二是油箱上部容积比较大， 在正常工作时， 油箱中油量有变化时， 油面高 度变化很小； 其次油箱要保证没有油液贮存的死腔； 吸油管及回油 管应插入最低液面以下， 管口与箱底、 箱壁距离不小于管径 的3倍； 吸油 管和回油管之 间的距离要尽可能地远些， 如果结构允许， 两者之间应设置隔板； 油箱应可靠 密封， 并装有气泵调整油气比例， 注油口应便于注油操作而且密封可靠； 油箱底要有一定的 斜度， 并在最低处设置放油阀； 设计时必须保证当车辆处于极限位置时供油泵能够可靠地 吸到油。 5.根据权利要求4所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 通过设计连通 孔进行死腔消除。 6.根据权利要求4所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 吸油管安装 100 μm左右的油滤， 安装位置要便 于装卸和清洗； 回油管口要斜切45 °角并面向箱壁。 7.根据权利要求4所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 至少应校核车 辆前后倾 斜±32°， 左右倾斜±25°时油泵不吸空。 8.根据权利要求1所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 对压力油箱的 性能进行仿真计算时， 首先对压力油 箱的建模， 建立油 箱模型要考虑油 箱内的油液和空气 这两种介质之 间的相互关系和作用； 油箱内液面高度和定压阀插管所确定的临界液面高度 决定着定压阀是处于气 体定压阀工作状态还是 处于液体定压阀工作状态， 为了确定油箱与 定压阀之 间的关系， 在油箱的模 型中引入一个信号变量， 此信号变量传递给定压阀； 当油箱 内液面高度高于定压阀插管所确定的临界液面高度时， 信号变量为 1， 此时定压阀处于液体 定压阀工作状态， 当油 箱内液面高度低于定压阀插管所确定的临界液面高度时， 信号变量 为0， 此时定 压阀处于气体定 压阀工作状态。 9.根据权利要求8所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 对压力油箱的 性能进行仿真计算时， 对液力变矩器建模， 参照液力变矩器台架试验流量测定结果， 设定液权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470596 A 2力变矩器为液阻模型， 引入系统模型中； 对于液力偶合器和液力减速器建模， 采用CFD分析 得到内部流场和流量平衡关系后， 将相关结果引入到总体模型中； 对润滑系统进行单独的 建模， 对其仿真分析后， 将分析得到的润滑系统流量特性引入整个传动装置的液压系统模 型内， 仅仅用等效流量特征 的元件来带入液压系统模型内从而进行系统级的仿真分析； 在 完成了压力油箱、 液力元件 模型后， 即可建立液力机 械传动装置液压系统模型。 10.根据权利要求9所述的一种油气混合压力油箱设计方法， 其特征在于， 在各工况下 对建立的液力机 械传动装置液压系统模型进行仿真 分析： 首先开展不同输入转速下， 液压系统的稳定工作状况的性能仿真； 传动装置输入转速 不同， 其液压系统中油泵、 气泵的转速不同， 引起系统的压力变化， 对不同输入转速条件下 液压系统进行仿真分析； 接着对转向过程液压系统工作状况， 校验操纵油压力是否受转向 工况影响； 进而开展制动过程液压系统工作状况进行仿真计算， 对压力油 箱油面高度和平 衡压力进行评估。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470596 A 3