工程车辆液压制动回油路堵塞现象分析VIP免费

第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共8页工程车辆液压制动回油路堵塞现象分析吴远迪北京科技大学，北京(100083)摘要：本文给出了工程车辆液压制动阀的工作原理图，经过简化建立了一个液压盘式制动回油路数学模型，并通过Matlab的Simulink，搭建了其仿真模型，以首钢SGA170吨（载重）矿用车低速制动系统（防止发热过大，高速时采用电涡流制动）为例，给出初始参数并进行动态仿真，通过结果分析，找出了可行的解决措施。关键词：液压制动，回油路堵塞，Simulink仿真1.引言液压制动系统是一种可以提供更大液压力，制动反应更加敏捷，更加稳定的新型制动系统。目前国内对该系统的研究正处于起步阶段，由于进油油压高，管路阻尼对系统影响不大，而回油时油压较低，管路的阻尼对回油过程有很大的影响，容易造成回油路堵塞，所以分析回油路的管路情况是很有必要的。实际应用中，许多车常发生回油路堵塞的问题针对这个问题，本文分析了各种因素，并通过Matlab的Simulink仿真，找出各因素如何影响回油过程，进而给出一些解决方案。2.回油过程2.1制动阀的工作原理图SGA170使用的双回路全动力液压制动阀，是制动系统的关键部件之一，制动阀的主要作用是及时控制制动压力，满足车辆对制动系统及整车制动力矩的要求。图1所示正是制动钳与制动盘松开的状态，油液流回油缸。此时脚踏板松开，输入压力油截止，制动轮缸依靠弹簧力复原。左面2根油路是来自蓄能器的高压油，制动阀上方连接制动脚踏板，踩下踏板，阀芯向下运动压缩弹簧，进油路打开，实现制动。2.2制动轮缸工程车辆自重、载重大，需要较大的制动力矩，一个制动盘上一般装有多个制动轮缸，且为柱塞缸。图2为制动轮缸与制动盘的实物图，柱塞的有效作用面积：，为柱塞直径。第2页共8页第1页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共8页图1液压制动回油路原理图图2液压制动轮缸与制动盘3.回油路阻尼分析3.1影响回油速度的因素研究长度为，断面积为A的管路中的液流，管路中由于油液的摩擦、惯性及压缩性所引起的压力变化与流量的关系可分别描述为：.（1）（2）（3）各式中：第3页共8页第2页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共8页—管路两端的压力差；、、分别为管路的液阻、液感和液容；液阻表征管路内液体的摩擦作用，定义，为单位液阻，层流时：；紊流时：；液感表征管路内液体的惯性，定义为单位液感，；液容表征管路内液体的弹性，定义为单位液容，；上述定义中：d—管路内经；、、K分别表示油液的动力黏度、密度和体积弹性模量，设其中：；；K=700MPa；为管路的摩擦阻力系数，光滑金属圆管与液体流动状态有关，雷诺数，小于临界雷诺数=2320，所以属于层流，层流时金属管的摩擦阻力系数=75/Re=0.0938。实际的回油管路长约为5m；回油管直径为20mm;由于管路比较短，回油时间短可忽略不计，所以油压损失。由以上3式可知，造成压力损失的参数主要有：油液的黏度、密度、流动速度、加速度和管道内径。下面分析不同参数对回油速度的影响。4.回油路数学模型回油时柱塞受力图如图3所示，柱塞受到弹性元件对其施加的向左的回复力，回复过程中还受到活塞、活塞密封圈等与油液之间的阻尼力，油液与管路作用的沿程阻力，油液的惯性阻力。活塞的动力学方程为：（4）式中：F－回复力，与回复系数和位移x有关；－活塞粘性阻尼系数；m－活塞质量；P－管路油压损失；S－活塞面积；第4页共8页第3页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共8页图3回油过程柱塞受力图5.仿真模型给出初始条件以及系统模型参数，如表一所示：经过计算化简动力学方程，并利用Simulink建立起仿真模型：图4活塞运动仿真模型此时得出的活塞位移与速度变化曲线图分别如图5、6所示：Out1xvaSubtractIntegrator11sIntegrator1sConstant24000-K-0.01-K-第5页共8页第4页共8页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共8页表一：初始条件和仿真参数初始位移x(制动间隙)0.002m回复系数K40000N/m1Ns/mm1...