车用辅助制动气压比例控制阀设计与试验

发布时间：2017-10-26 07:13

  本文关键词：车用辅助制动气压比例控制阀设计与试验

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【摘要】：气压比例控制阀根据驾驶员发出的控制信号,调节液力缓速器的制动扭矩,是车辆辅助制动液力缓速器的核心控制元件,其性能直接影响液力缓速器的辅助制动效果。本文以气压比例控制阀为研究对象,从结构设计、仿真优化和试验验证等方面对其关键技术展开研究,主要内容如下：在充分调研国内外气压比例控制阀的研究现状,分析其结构形式和工作原理的基础上,以稳定性、线性度、滞环、响应速度和使用寿命等特性为主要设计目标,设计了以金属波纹管为主要密封元件的低摩擦气压比例控制阀结构,并对影响气压比例控制阀性能的关键结构进行了分析。建立阀门密封用金属波纹管有限元模型进行仿真分析；设计金属波纹管试验专用装置,搭建试验平台,模拟金属波纹管真实工况进行试验和分析,得出其有效面积和轴向刚度。建立气压比例控制阀动力学模型,在AMEsim仿真平台下进行仿真分析。以气压比例控制阀的线性度、滞后误差、响应速度为指标,以主阀芯复位弹簧预紧力和刚度、阀口接触面刚度、摩擦力、金属波纹管刚度、阀口参数和阀芯质量等为参数,采用NLPQL算法,对系统进行多目标优化设计,得到最优的参数组合,并制作样阀。对气压比例控制阀样阀的线性度、滞后误差、阶跃响应和耐久性等项目进行测试,分析试验测试结果,验证优化效果,并与国外同类产品进行对比分析。
【关键词】：辅助制动 气压比例控制阀 波纹管 优化设计
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.5
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1. 绪论10-18
• 1.1. 课题的背景和意义10-12
• 1.1.1. 研究背景10-12
• 1.1.2. 研究意义12
• 1.2. 气压比例控制阀的研究现状12-16
• 1.2.1. 国外比例压力阀的研究现状12-14
• 1.2.2. 国内比例压力阀的研究现状14-16
• 1.3. 主要研究内容16-18
• 2. 低摩擦结构的气压比例控制阀设计18-32
• 2.1. 气压比例控制阀的主要设计目标18-20
• 2.2. 气压比例控制阀的工作原理和方案设计20-25
• 2.2.1. 气压比例控制阀的工作原理20-22
• 2.2.2. 低摩擦结构的气压比例控制阀设计22-25
• 2.3. 影响气压比例控制阀性能的关键结构分析25-31
• 2.3.1. 主阀芯组件25-27
• 2.3.2. 快速排气阀27-28
• 2.3.3. 比例电磁铁28-30
• 2.3.4. 金属波纹管和复位弹簧30
• 2.3.5. 安全溢流阀30-31
• 2.4. 小结31-32
• 3. 金属波纹管力学特性研究32-48
• 3.1. 金属波纹管简介32-33
• 3.2. 金属波纹管力学特性33-35
• 3.2.1. 波纹管的刚度计算研究33-34
• 3.2.2. 波纹管的有效作用直径34-35
• 3.3. 金属波纹管的有限元分析35-40
• 3.4. 金属波纹管的试验与分析40-47
• 3.4.1. 未充气状态下的波纹管刚度试验与分析40-44
• 3.4.2. 充气状态下的波纹管刚度试验与分析44-47
• 3.5. 小结47-48
• 4. 气压比例控制阀的建模仿真和优化48-70
• 4.1. 比例压力控制阀的数学模型48-53
• 4.1.1. 阀芯动力学平衡方程49-51
• 4.1.2. 密封腔体的质量流量连续方程51-52
• 4.1.3. 阀口的压力—质量流量方程52-53
• 4.2. 比例压力控制阀的建模仿真分析53-61
• 4.2.1. AMEsim仿真平台概述53-54
• 4.2.2. 气压比例控制阀PCD模型建模54-56
• 4.2.3. 气压比例控制阀模型参数设置56-60
• 4.2.4. 气压比例控制阀模型仿真60-61
• 4.3. 气压比例控制阀的多目标优化设计61-69
• 4.3.1. 优化设计的目标和参数62-63
• 4.3.2. 基于AMEsim的优化设计63-69
• 4.4. 小结69-70
• 5. 气压比例控制阀的试验与分析70-81
• 5.1. 试验系统简介70-72
• 5.2.气压比例控制阀的试验与分析72-80
• 5.2.1. 线性度测试73-74
• 5.2.2. 滞后误差测试74-76
• 5.2.3. 阶跃响应测试76-77
• 5.2.4. 耐久性测试77-80
• 5.3. 小结80-81
• 6. 总结和展望81-84
• 6.1. 工作总结81-82
• 6.2. 展望82-84
• 参考文献84-88

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