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摘要:本文以客车气压制动为研究对象,建立气压制动过程压力响应时延与纵向制动距离、横摆角速度以及横向漂移量之间的关联模型,并在MATLAB中建立仿真模型进行分析;仿真结果表明,客车气压制动压力响应时延对其制动性能有很大的影响,主要表现在纵向制动距离的延长、横摆或者侧滑危险状况的发生,为客车制动安全性的优化设计提供帮助。
关键词:气压制动;时延特性;制动性能
前言
由于客车的载客量大,其行驶安全性能受到人们的密切关注。客车气压制动系统是以压缩空气作为传输介质,作用于制动气室产生制动力从而使汽车制动。由于气体的压缩性,将会导致制动气室的压力响应延迟,对客车的制动性能产生很大的影响。针对目前国内外的研究现状,本文分析客车气压制动系统的时间特性以及时延的来源,在此基础上建立时延与纵向制动距离偏差、横摆和侧滑之间的关联模型;并结合客车参数进行仿真分析,得到客车在制动过程中时延对制动性能的影响。
1 客车气压制动过程时延特性分析
客车在制动过程中,在不考虑驾驶员的反应时间的情况下,客车气压制动系统的时延可以分为控制网络信号传输时延、气动回路压力响应时延和执行机构动作时延三个部分组成。本文针对客车气压制动过程中时延对制动性能的影响分析,建立客车气压制动过程中压力响应时延与纵向制动距离偏差、引起跑偏和侧滑之间的关联模型并进行仿真分析,为客车气压制动系统的优化和制动控制提供帮助。
2 压力响应时延对纵向距离的影响
客车气压制动系统的执行机构是将制动气室的压力转化成为制动力矩,制动器输出的制动力矩与制动气室的压力接近线性关系,可表示为:
客车地面制动力取决于制动器制动力,但同时又受到地面附着条件的限制,对于安装有ABS的汽车来说,制动时车轮受到的制动力来源于制动器制动力,其大小可表示为:
3 压力响应时延与横摆的关系分析
客车在直线行驶过程中,遇到紧急刹车情况时,由于压力响应延迟的存在,可能会导致各个车轮的制动大小不相等,客车会在制动过程中偏离原来的航向即横摆。
偏航角为客车行驶方向与期望行驶方向之间的夹角,时延导致左右两侧制动力不相等而产生横摆力矩作用,从而偏离原来的航向,客车的偏航角越大,表明客车更加容易发生横摆,其安全性就越差。制动过程客车的偏航角为:
4 压力响应时延与侧滑的关系分析
侧滑是指客车制动时某一轴或者两轴发生横向移动的现象。处于制动工况下的客车,如果左右两侧车轮制动力不平衡,也会导致发生侧滑。客车发生侧滑就是比较危险的工况,由于前轮没有抱死,具有足够的侧向力来限制前轮的侧向运动,因此后轮将绕着前轮的垂直轴来转动。
5仿真分析
假定客车在直线行驶工况下,开始制动时方向盘固定不动,客车制动初始速度为60km/h,左右侧路面状况相同,在MATLAB中进行仿真分析。
由仿真结果可知,时延引起的纵向制动距离偏差达到2米,侧向偏移的航向角为2度,横向漂移量为0.15m,这都对客车在制动过程的行驶安全性有很大的影响。因此为客车制动时的控制系统设计时提出必须要考虑时延因素对制动稳定性的影响,改善客车的制动性能。
参考文献:
[1]吴晓东.基于三维力测量的汽车制动性能测试技术的研究与实现[D]哈尔滨;哈尔滨工业大学,2008.
[2]于洋.某型客车制动跑偏与车桥装配工艺的影响研究[D]。吉林。吉林大学。2014
[3]YiKyongsu,ChungTaeyoung,KimJeontae,etal.An investigation into differential braking strategies for vehicle stabilitycontrol[J].Journal of Automobile
关键词:气压制动;时延特性;制动性能
前言
由于客车的载客量大,其行驶安全性能受到人们的密切关注。客车气压制动系统是以压缩空气作为传输介质,作用于制动气室产生制动力从而使汽车制动。由于气体的压缩性,将会导致制动气室的压力响应延迟,对客车的制动性能产生很大的影响。针对目前国内外的研究现状,本文分析客车气压制动系统的时间特性以及时延的来源,在此基础上建立时延与纵向制动距离偏差、横摆和侧滑之间的关联模型;并结合客车参数进行仿真分析,得到客车在制动过程中时延对制动性能的影响。
1 客车气压制动过程时延特性分析
客车在制动过程中,在不考虑驾驶员的反应时间的情况下,客车气压制动系统的时延可以分为控制网络信号传输时延、气动回路压力响应时延和执行机构动作时延三个部分组成。本文针对客车气压制动过程中时延对制动性能的影响分析,建立客车气压制动过程中压力响应时延与纵向制动距离偏差、引起跑偏和侧滑之间的关联模型并进行仿真分析,为客车气压制动系统的优化和制动控制提供帮助。
2 压力响应时延对纵向距离的影响
客车气压制动系统的执行机构是将制动气室的压力转化成为制动力矩,制动器输出的制动力矩与制动气室的压力接近线性关系,可表示为:
客车地面制动力取决于制动器制动力,但同时又受到地面附着条件的限制,对于安装有ABS的汽车来说,制动时车轮受到的制动力来源于制动器制动力,其大小可表示为:
3 压力响应时延与横摆的关系分析
客车在直线行驶过程中,遇到紧急刹车情况时,由于压力响应延迟的存在,可能会导致各个车轮的制动大小不相等,客车会在制动过程中偏离原来的航向即横摆。
偏航角为客车行驶方向与期望行驶方向之间的夹角,时延导致左右两侧制动力不相等而产生横摆力矩作用,从而偏离原来的航向,客车的偏航角越大,表明客车更加容易发生横摆,其安全性就越差。制动过程客车的偏航角为:
4 压力响应时延与侧滑的关系分析
侧滑是指客车制动时某一轴或者两轴发生横向移动的现象。处于制动工况下的客车,如果左右两侧车轮制动力不平衡,也会导致发生侧滑。客车发生侧滑就是比较危险的工况,由于前轮没有抱死,具有足够的侧向力来限制前轮的侧向运动,因此后轮将绕着前轮的垂直轴来转动。
5仿真分析
假定客车在直线行驶工况下,开始制动时方向盘固定不动,客车制动初始速度为60km/h,左右侧路面状况相同,在MATLAB中进行仿真分析。
由仿真结果可知,时延引起的纵向制动距离偏差达到2米,侧向偏移的航向角为2度,横向漂移量为0.15m,这都对客车在制动过程的行驶安全性有很大的影响。因此为客车制动时的控制系统设计时提出必须要考虑时延因素对制动稳定性的影响,改善客车的制动性能。
参考文献:
[1]吴晓东.基于三维力测量的汽车制动性能测试技术的研究与实现[D]哈尔滨;哈尔滨工业大学,2008.
[2]于洋.某型客车制动跑偏与车桥装配工艺的影响研究[D]。吉林。吉林大学。2014
[3]YiKyongsu,ChungTaeyoung,KimJeontae,etal.An investigation into differential braking strategies for vehicle stabilitycontrol[J].Journal of Automobile