汽車abs液壓調節(jié)器動態(tài)響應特性仿真分析

汽車abs液壓調節(jié)器動態(tài)響應特性仿真分析

實車道路試驗abs緩沖保險系統(tǒng)是一種集成機、電、液的汽車電子控制系統(tǒng)。其工作性能不僅與控制器的控制邏輯和控制算法密切相關，而且與液壓器的性能密切相關。國內關于ABS液壓調節(jié)器的測試、研究、試驗大多是采用裝有ABS系統(tǒng)的原車進行道路試驗的,而ABS液壓調節(jié)器的動態(tài)性能、工作過程以及其故障只有在汽車行駛過程中實施制動時才能觀察到。這種實車道路測試不但成本高、試驗周期長、試驗精度低,不易觀察ABS液壓調節(jié)器的動態(tài)性能、工作過程及故障現象,而且危險性相當高。目前,國內可以在實驗室條件下對ABS液壓調節(jié)器性能進行檢測的設備還處于研發(fā)階段。本文在分析汽車ABS的基本結構和工作原理的基礎上,運用AMESim軟件建立液壓ABS系統(tǒng)壓力調節(jié)器的模型,分析制動液、閥的結構等因素對其性能的影響,實現ABS液壓調節(jié)器的模擬仿真。1abs液壓調節(jié)器的組成ABS液壓調節(jié)器作為防抱死制動系統(tǒng)的執(zhí)行機構,是ABS系統(tǒng)的重要組成部分,它根據電子控制單元發(fā)出的指令進行動作,以調節(jié)制動壓力的大小,其性能好壞直接影響ABS的制動效果。因而研究和評價ABS液壓調節(jié)器的性能十分重要。圖1為典型的ABS液壓調節(jié)器的結構圖,主要由ABS電機、增壓閥、減壓閥、回液泵、低壓蓄能器組成。在ABS液壓調節(jié)器總成中,增壓閥、減壓閥通過開關動作實現對制動液路的控制,達到增壓、保壓、減壓的控制作用?；匾罕秘撠煱蚜骰匦钅芷鞯闹苿右杭訅核突氐街苿又鞲住Ｐ钅芷饔糜诮蛹{回流的制動液,并衰減與回流制動液。ABS液壓調節(jié)器的工作原理如圖2所示,調節(jié)器的增壓閥為常開閥,減壓閥為常閉閥,二者都為二位二通電磁閥。常開閥連接在從制動主缸到制動輪缸的管路中,常閉閥連接在制動輪缸與低壓蓄能器之間。在防抱制動過程中,通過上述的電磁閥開關切換,改變了制動液的通路,從而形成增壓、保壓和減壓三種壓力狀態(tài)。2基于amesim的仿真優(yōu)化AMESim(AdvancedModelingEnvironmentforperformingSimulationofengineeringsystems)是法國Imagine公司于1995年推出的基于鍵合圖的液壓/機械系統(tǒng)建模、仿真及動力學分析軟件,至今已經發(fā)展到AMESim4.2版本。AMESim為用戶提供了一個時域仿真建模環(huán)境,可使用已有模型和(或)建立新的子模型元件,構建優(yōu)化設計所需的實際原型,采用易于識別的標準ISO圖標和簡單直觀的多端口框圖,方便用戶建立復雜系統(tǒng)及用戶所需的特定應用實例,可修改模型和仿真參數,進行穩(wěn)態(tài)及動態(tài)仿真、繪制曲線并分析仿真結果,界面比較友好、操作非常方便。AMESim搭建模型時需按照如下步驟進行:(1)依據調節(jié)器的工作原理,從AMESim模型庫中選取合適元件并按照原理圖連接好;(2)為在不同的應用層次上的元件選擇數學模型;(3)定義全局性液壓參數,如制動液的體積模量、密度、動力黏度和工作溫度等;定義各個液壓元件的關鍵尺寸與內部參數;(4)設定仿真參數,運行仿真,查看結果。結合ABS液壓調節(jié)器的工作原理,按照上述步驟建立某型號ABS液壓調節(jié)器的AMESim模型如圖3所示。3仿真分析的提出利用AMESim軟件在液壓建模和動態(tài)仿真方面優(yōu)勢,對ABS液壓調節(jié)器的工作過程,實現增壓、保壓及減壓工作過程進行仿真分析,探討相關參數對調節(jié)器液壓響應特性的影響。主要對調節(jié)器液壓特性產生影響的是制動液、制動管路及電磁閥的結構等因素,本文只對調節(jié)器進行仿真分析,調節(jié)器和ECU集成在一起,因此不考慮制動管路的影響。仿真時間步長設為0.001s,分別以不同制動液屬性及電磁閥結構參數,對液壓調節(jié)器液壓特性進行保壓-增壓-保壓,保壓-減壓-保壓仿真分析。3.1調節(jié)特性仿真設置不同的體積彈性模量(E)和粘度(Φ),分析工作介質對調節(jié)器液壓特性的影響,仿真結果如圖4所示。由圖4可以看出,制動液的體積彈性模量和制動液粘度影響著調節(jié)器的液壓特性。彈性模量越大,粘度越小,調節(jié)器表現的液壓特性越好。3.2節(jié)器液壓特性的影響設置不同的通流面積(A)和節(jié)流系數(μ),分析閥的結構因素對調節(jié)器液壓特性的影響,仿真結果如圖5所示。由圖5可以看出,節(jié)流閥口的形狀和通流面積直接決定增、減壓閥時的流量大小,因而顯著影響著調節(jié)器的液壓特性。節(jié)流系數,通流面積越大,表現的液壓特性越好。3.3仿真曲線對比將同型號的ABS調節(jié)器進行臺架試驗,其壓力特性曲線與AMESim建模仿真曲線對比如圖6所示,由圖可見,二者基本吻合。因此,將AMEsim用于液壓調節(jié)器的動態(tài)特性仿真,其結果可信度較高,同時能縮短產品開發(fā)周期,為壓力調節(jié)器的設計開發(fā)及特性仿真分析,提供了一種行之有效的方法。4基于amesim的系統(tǒng)仿真在分析汽車ABS液壓調節(jié)器的組成和工作原理的基礎上,運用ANESim軟件進