abs液压调节器动态特性分析docx2026-07-30 02:43:35
abs液压调节器动态特性分析 0 液压控制器的组成 车辆死闭抑制系统（abs）可以防止汽车在刹车过程中坠落，充分利用地面阻力，缩短刹车距离，提高车辆方向感和纵向感。液压ABS通常由轮速传感器、电子控制器和液压调节器等组成。液压调节器作为ABS系统的重要组成部分,它的性能好坏直接影响ABS的制动效果。因而研究和评价ABS液压调节器是十分重要的。MSC.EASY5是美国Boeing公司开发的高级工程系统仿真建模软件,它为液压、气动、机械、控制、电磁等工程系统提供了一个较为完善的综合仿真环境和仿真平台,尤其在液压系统的仿真方面具有独到的优势。 1 abs工作过程分析 ABS液压调节器是执行机构,它根据控制器发出的指令进行动作,用电磁阀和液压泵产生的压力控制车轮制动力的大小。其工作原理如图1所示。 调节器的增压阀为常开阀,减压阀为常闭阀,二者都为二位二通电磁阀。增压阀连接在从制动主缸到制动轮缸的管路中,减压阀连接在制动轮缸与低压蓄能器之间。在防抱死制动过程中,通过上述的电磁阀开关切换,改变制动液的通路,从而形成增压、保压和减压3种压力状态。 ABS液压调节器工作过程分析: (1)常规制动过程。ABS不工作,电磁阀不通电,主缸和轮缸管路相通,制动主缸可随时控制制动压力的增减,此时回液泵不工作。 (2)减压过程。控制器发出控制指令,增压阀关闭,减压阀开启。制动主缸和制动轮缸的通路被截断,制动轮缸和蓄能器接通,轮缸的制动液流入蓄能器,制动压力降低。与此同时,ABS电机带动回液泵工作,把流回蓄能器的制动液加压送回制动主缸。 (3)保压过程。控制器发出控制指令,增压阀、减压阀关闭。所有通路都被截断,制动器制动压力保持不变。 (4)增压过程。控制器对电磁阀断电后,增压阀开启,减压阀关闭。制动主缸和制动轮缸再次接通,制动主缸的高压制动液再次进入制动轮缸,增加制动压力。增压和减压的速度可直接通过增压阀和减压阀的进、出油口来控制。 2 主要设备数学模型的构建 根据流体力学相关理论建立了描述系统主要液压元件动态性能的数学模型,为汽车ABS液压系统动态性能仿真分析和液压单元设计提供理论依据。 2.1 压力及流量 汽车ABS液压系统中增压阀和减压阀的阀座孔径较小,与节流阀一起起到双重节流的作用,以便提高制动压力的控制精度。其流量方程为: q=CdA2(p1?p2)/ρ??????????√=Cp1?p2??????√q=CdA2(p1-p2)/ρ=Cp1-p2 式中:q为流经电磁阀的流量;Cd、A分别为阀口流量系数与阀口面积;ρ为制动液密度;p1、p2分别为电磁阀进、出口液体压力;C为电磁阀综合流量系数。 液压控制阀在驱动电压作用下,阀完全开启和关闭都存在一定的延迟时间。对于阀芯的位移和速度,引入二阶延迟环节(公式为kω2ω2+2ζωs+s2kω2ω2+2ζωs+s2,其中ω为固有频率,ζ为阻尼比)进行计算。在系统模型中,阀芯位移和速度都为状态变量,需要设定初始值。 2.2 回油泵回油时量学模型 汽车ABS液压系统中的蓄能器为弹簧活塞式。低压蓄能器主要用来储存减压所排出的液压介质,作为下次增压的油源。蓄能器输入量为液压介质流量,输出量为压力,需定义的参数为活塞面积与行程、弹簧刚度等。由于活塞为轻质材料制成,忽略其重力。在减压过程中,通过出油电磁阀的流量为qv,通过单向阀流向回油泵的流量为qp,则数学模型为: p˙=E?V˙V=E?qv?qpVp˙=E?V˙V=E?qv-qpV 式中:p为
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