半挂汽车列车制动力分配研究半挂汽车列车制动力分配研究.pdf

半挂汽车列车制动力分配研究任小荣‘??陈慧‘??汪惠林‘??引言???么笱??笛г?．浙江瑞立集团制动力分配系统设计【摘要?【关键词】????????????，???????琓??????琙??????制动力分配系统组成结构??理想制动力分配??中国汽车工程学会年会论文集本文在理论分析和离线仿真验证的基础上，提出一种半挂汽车列车各轴的制动力动态分配控制方法，即采用整车减速度闭环控制和各轴滑移率闭环控制的策略来间接分配和控制各轴制动力。该控制方法使整车的减速度不再受载荷变化的影响，有助于提高驾驶舒适性，同时各轴的制动力比例关系与各轴的载荷比例关系维持一致，达到了理想的制动力分配效果。此外，由于各轴的滑移率保持一致，可以避免轮胎磨损的不均一性问题。半挂汽车列车栽荷变化动态载荷转移制动力分配减速度控制滑移率控制??????????????????随着我国经济的快速发展和高速公路网的逐步完善，半挂汽车列车作为一种高效的长途运输工具，被越来越广泛地使用在运输行业中。而制动性能作为车辆交通安全的一项最重要特性，行业对此要求也越来越高。与一般双轴载货车不同，半挂汽车列车空载和满载轴荷及质心位置变化较大，同时制动过程中由于车辆减速度引起的载荷转移也较大，采用传统气压控制气制动系统，不能实时根据车辆的载荷状态来及时调整制动压力，且轴间的固定制动力分配比很难同时保证空、满载情况下有较高的制动效率以及制动的稳定性。以本文所研究的半挂汽车列车为例?Ｒ?滴?×???挂车为双轴的车型结构，如图???。车辆的空载和满载时的总质量相差很大，如表?氖?菹允荆??厥钡闹柿?????????是空载时质量?????????．?倍，在相同的制动力下，满载和空载时得到的车辆减速度有很大差别，这样无形中增加了驾驶者对制动距离的控制难度。另外，由于各轴的载荷差别较大，如果各轴制动力分配不合理，制动时很容易使载荷小的轴首先抱死，而载荷大的轴的地面附着力没有得到充分利用，导致制动效率降低??动效率即车辆制动时车轮不抱死时的最大制动减速度与车轮与地面附着系数的比值?４?车钠?怪贫?低澈苣芽朔??述两个缺陷。在采用电控气压制动系统实现了各轴制动同步性和快速性的基础上，动态的合理分配和优化各轴制动力成为可能，也为提高半挂汽车列车的制动舒适性和运输经济效益提供了一条途径。实现制动力合理分配，需要一定的硬件基础。本文控制方案的硬件结构如图??荆?杀壤?潭?Э刂聘髦嵫沽Φ?基础上所组成的电控气制动系统，实现各轴的制动压力控制的快速性和准确性，制动气室的制动压力通过制动器转换为各个车轮的制动力矩；通过各轴的轮速传感器得到各轴的轮速，进而判断整车的车速和减速度，估算各轴的滑移率等。制动过程中的受力分析如图??尽????????????甋????甊??图?牍移?盗谐党敌褪滴锿???瓹???????：????琤???????，???????琻???琤??????—??????疭??．???????，????疭????琲?????，????，?????—??．?????瑃????簍???—?????????】?????瑃???痵 ■?的条件，使得鲁?騀??蒠??骸?卫??创锏嚼硐氲闹贫????：争：鱼???立?；用附着系数等于制动强度，即妒：?：?剩???÷，即在妒?妒?妒?彳??．／????三，也即指定的减速度；’，只要使车辆的每个轴的利??制动力分配控制算法实现只????制动力分配控制实现方法车辆的制动强度：???O氪锏街付ǖ某盗局贫?慷???中国汽车工程学会年会论文集由图?允荆?诟阶畔凳?嗤?穆访嫔希?贫??讨欣?想的各轴制动力应满足式??墓叵担?上述的关系也可表达为各轴的利用附着系数都等于制动强度??词??所示：由图?穆痔プ菹蛱匦酝?高附着路面上的制动力系数与滑移率的关系?芍#?痔ブ贫??讨械闹贫?ο凳??—生在未达到峰值附着系数‰前与滑移率??赐?上的控制区域内是一一对应关系。：’?鸬那榭鱿拢?梢酝ü?刂聘髦岬某德种贫?ο凳?咏?各轴的理想利用附着系数来实现，也使得妒：。?剩海?嗜?妒：，???妒；。假设各个轴的车轮和轮胎一样，如果控制各轴的滑移率等于???磗，?；?；???蚓涂梢允迪稚鲜?分配。如图??荆?刂扑惴ú捎谜?导跛俣缺栈房刂坪透髦?滑移率闭环控制的双闭环控制结构。减速度闭环控制用于控制整车减速度跟随驾驶员的减速度要求，其中踏板信号给出了车辆目标减速度要求，车辆的实际减速度由三轴轮速信号估算得到。各轴的滑移率闭环控制使各轴的滑移率保持一致，从而使各轴的制动力系数??酶阶畔凳?保持一致，图?缈仄?贫?低辰峁雇?图?贫??讨械氖芰Ψ治??? 图?湫吐痔ピ诟吒阶怕访嫔系闹贫?ο凳?牖?坡实墓叵低???瓻????”?轮胎纵向特性峰值附着系数邱滑移率??? 抡娣治???仿真模型??仿真结果