面向商用车气压差动制动的比例继动阀研究

发布时间：2020-06-05 07:13

【摘要】：商用车是现代社会中的一种重要交通工具,其因车体质量较大、重心较高而经常发生侧翻、追尾等交通事故。商用车差动制动技术能够有效地提升制动性能,降低事故的发生率,其通过比例继动阀对车辆的各个制动气室进行调压,以补偿车辆的制动状态,保证车辆的稳定行驶。比例继动阀既是商用车气压制动回路中的调压元件,也是商用车差动制动控制模块的执行元件,其工作性能的好坏直接决定了整个制动系统的性能。本文面向商用车气压差动制动技术,提出一种新型的比例继动阀设计方案,并通过理论与试验相结合的方法对设计方案进行验证。论文的主要工作如下:(1)综合分析与商用车气压制动系统、气动调压阀相关的国内外标准及法规,确定面向气压差动制动的比例继动阀功能及性能需求;明确比例继动阀设计过程中所需要达到的目标,为比例继动阀的研究工作提供依据及参考。(2)基于比例继动阀的功能及性能需求,提出一种新型的比例继动阀阀体结构设计方案,主要包括增/减压高速开关阀以及先导式调压阀;针对比例继动阀阀体结构中的关键参数,运用数学建模与软件仿真相结合的方法对其进行分析;通过分析增/减压高速开关阀的压力特性、回位特性以及密封性能,对高速开关阀的阀芯半锥角进行优化;运用正交实验的设计方法,通过AMESim仿真计算,得到比例继动阀阀体关键参数的最优组合。(3)基于PID与PWM的控制方式,制定比例继动阀的控制算法;基于模糊控制器的设计方法,制定模糊规则,对控制算法进行优化;运用Matlab/Simulink与AMESim进行联合仿真,对优化后的控制算法进行时域及频域特性测试,验证本文控制算法的正确性。(4)基于相关测试标准及法规,通过设计比例继动阀的阀体替代模型、测试回路和基于dSPACE的快速开发原型等,建立基于dSPACE的硬件在环试验平台;通过对比例继动阀进行功能及性能测试,以验证比例继动阀阀体结构及控制算法设计方案的正确性。本文的研究成果,可为比例继动阀的阀体结构设计及优化提供参考,为比例继动阀控制算法的研究奠定基础。
【图文】：

图 1-1 为忽略了驻车制动部分的气压差动制动回路示意图。其中：1 号元气源，其功能是对空气进行压缩并为整个回路供压；2 号元件为四回路保护不仅能够对气源的气体进行过滤，同时还能提升回路的可靠性，即当回路条支路发生漏气时，其他支路仍能正常工作；3 号元件为后储气罐，其功能后轴制动气室供气；4 号元件为前储气罐，其功能是为前轴制动气室供气元件为脚控阀，又称为双腔制动阀，其具有调压功能，可根据踏板开度的而对其出口压力进行调节；6 号元件为制动气室，其功能是执行制动动作元件为比例继动阀，其不仅能接收脚控阀的气压控制信号，同时还能接收制动 ECU 的电压控制信号，实现差动制动功能。在气压差动制动回路中，比例继动阀为最核心的调压元件。由于目前我无成熟的产品出现，国内比例继动阀的市场被美国 WABCO 公司所垄断。，，迫切需要设计一款能够快速响应、精确调压、满足商用车差动制动功能的比例继动阀。.1.2 论文的研究对象

有文献能够提出新型的比例继动阀设计方案，并对方案进行可行性分析（2）目前，我国尚未出现成熟的比例继动阀产品，国内的比例继动阀国 WABCO 公司所垄断。而由于 WABCO 比例继动阀价格昂贵，很大加了商用车的制造成本。（3）WABCO 公司是世界领先的比例继动阀供应商，其在比例继动阀面做出了重要的贡献，WABCO 某型比例继动阀的工作原理图[34]如下所
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.5

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本文编号：2697697