工程车辆全动力制动系统液压管路建模和仿真.pdf

学兔兔 工程车辆全动力制动系统液压管路建模与仿真毋 高成国 ，林慕义 ，侯金平。 (1．北京信息科技大学；2．山东五征集团) 摘 要：针对全动力液压制动系统管路布置对整车制动性能影响较大的问题，用键合 图方法建立了全液压制动系统液压管路的数学模型，在建模过程中考虑了液压管路的动 态摩擦阻力。应用Matlab软件中的动态仿真工具Simulink软件包对液压管路的动态特性 进行了仿真分析，为研究和减小管路布置对全液压制动系统制动性能的影响提供了参考。 关键词：全液压制动系统；管路布置；功率键合图 全液压制动系统以其优越的性能及较高的可靠 适合于管路较短、脉动频率较低时使用，否则误差较 性被国外工程车辆广泛采用。全液压制动系统与常 大，主要表现在脉动频率差异和波形衰减较慢两方 规制动系统存在一定差异，在设计应用中如果不加 面，如果加入了管路的动态摩擦影响，可以使管路模 以注意会造成一系列的问题，如车辆制动时存在制 型更适合在工程实际中应用【3J。动态摩擦是由于管内 动响应速度过快或过慢、制动踏板力与制动力矩作 流体脉动引起的摩擦损失，是一个复杂的流体力学 用不同步等现象。这些问题部分源于制动阀等系统 问题。传统的分段集中参数模型没有考虑这部分能 元件的自身结构特性，其余大多是由于在系统设计 量损失，所以在建立新的分段集中参数模型时，需要 与管路布置中未考虑全液压制动系统自身的特点， 引入动摩擦液阻。 而是按照常规液压制动系统的设计原则布置管路造 包含有动态摩擦项管路模型的等效机械振动模 成的，所以科学地研究全液压制动系统管路的动态 型如图1所示。管路中某段管路集中参数键合图模 特f生是当前亟待解决的问题【l】。管路动态研究方法主 型如图2所示。图中质量块m相当于某段管路中液 要有特征线法、频率法和分布参数键合图法闭。本文 A 以功率键合图推导出的输入输出势模型为基础，建 立了包含有动态摩擦项的液压管路分段集中参数模 型，通过对模型的动态仿真，可以清楚地了解整个管 路中各部分压力和流量的变化情况以及他们之间的 相互影响关系。 1管路模型的建立 1．1 包含有动态摩擦项的管路模型 珥翼 传统的管路分段集中参数模型是把管路划分成 若干段集中的液容、液阻和液感。而分段集中参数法 基金项目：北京市教育科技计划项目(KM200910772002) 作者简介：高成国(1984_)，男，山东人，在读硕士，研究方向：车辆工程。 一 42— 学兔兔 唰 嘲 蟛 鼎 硎 珊 嘲 一 《 鳢 g 鼎 麟 震 鞋睡 髓 嘣 目目 轷 《搿 ∞ 鼎捌 螋 赠 《自 自g目 耀 ∞目《 睦 嘲疆疆 鞠瞩目 鞲鼎目 餮日自隧鼎 均液感，，弹簧刚度K的倒数相当于管路中液体 统液压管路部分的示意图。在考虑了车辆的结构、布 I 夜容C，静摩擦液阻R 相当于管壁对管内液体的 置位置和技术参数等要求后，该车辆制动系统全部 { 察。质量块m的速度 相当于某段管路内流体的 采用普通液压软管且管路较长，如从蓄能器到制动