工程车辆电液制动系统仿真与试验研究

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工程车辆电液制动系统足新型的制动系统,它采用电子与液压相结合的方式,可实现制动压力的比例控制,是目前线控制动的主要体现。它具有传统气顶油和全液压制动系统所无法比拟的优点。在国外已经开始从全液压制动系统向电液制动系统转变,而国内仍然普遍采用气顶油式制动系统。为缩小与西方国家的差距,提高我国装备制造业水平,本文对电液制动系统进行了仿真与试验研究。  通过分析电液制动系统及主要元件的结构、原理及特点,对电液制动系统元件进行了合理的匹配,可实现传统气顶油及全液压制动系统所不能实现的制动功能;运用常规设计方法对液压系统及电控系统中关键元件进行了静态计算与选型;运用现代动态设计方法对电液制动系统进行了理论分析,提出了运用微分方程建立数学模型和仿真模型的一般步骤,为工程车辆电液制动系统的动态设计提供了理论基础。  电液制动阀是工程车辆电液制动系统的关键元件,其结构和性能参数对制动系统有较大的影响。目前,国外电液制动系统所采用的电液制动阀其结构类似于直动式比例减压阀,制动压力可达20MPa。本文以国内某2.5MPa压力等级的直动比例减压阀代替电液制动阀对电液制动系统进行研究,运用MATLAB/Simulink软件,分别建立了比例减压阀及电液制动系统在制动空行程和增压行程的动态仿真模型,分析了该阀主要结构参数及系统参数对制动系统动态特性的影响。通过改进结构参数,可满足工程车辆的制动压力要求,为电液制动阀及系统设计提供了理论依据。  对工程车辆电液制动台架试验系统进行了设计选型,利用Solidworks三维软件对试验台架系统进行了合理布置,为验证仿真结果和分析不同工况下的系统动态响应特性提供了试验平台。通过试验,验证了动态仿真模型的正确性,分析了不同输入信号下的系统压力响应,实现了制动压力的比例控制,为电液制动系统的试验研究提供了依据。
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