工程車輛液壓制動回油路堵塞現(xiàn)象

工程車輛液壓制動回油路堵塞現(xiàn)象分析吳遠迪北京科技大學，北京(100083)摘要：本文給出了工程車輛液壓制動閥的工作原理圖，經(jīng)過簡化建立了一個液壓盤式制動回油路數(shù)學模型，并通過Matlab的Simulink，搭建了其仿真模型，以首鋼SGA170噸（載重）礦用車低速制動系統(tǒng)（防止發(fā)熱過大，高速時采用電渦流制動）為例，給出初始參數(shù)并進行動態(tài)仿真，通過結(jié)果分析，找出了可行的解決措施。關(guān)鍵詞：液壓制動，回油路堵塞，Simulink仿真引言液壓制動系統(tǒng)是一種可以提供更大液壓力，制動反應(yīng)更加敏捷，更加穩(wěn)定的新型制動系統(tǒng)。目前國內(nèi)對該系統(tǒng)的研究正處于起步階段，由于進油油壓高，管路阻尼對系統(tǒng)影響不大，而回油時油壓較低，管路的阻尼對回油過程有很大的影響，容易造成回油路堵塞，所以分析回油路的管路情況是很有必要的。實際應(yīng)用中，許多車常發(fā)生回油路堵塞的問題，針對這個問題，本文分析了各種因素，并通過Matlab的Simulink仿真，找出各因素如何影響回油過程，進而給出一些解決方案?；赜瓦^程2.1制動閥的工作原理圖SGA170使用的雙回路全動力液壓制動閥，是制動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，制動閥的主要作用是及時控制制動壓力，滿足車輛對制動系統(tǒng)及整車制動力矩的要求。圖1所示正是制動鉗與制動盤松開的狀態(tài)，油液流回油缸。此時腳踏板松開，輸入壓力油截止，制動輪缸依靠彈簧力復(fù)原。左面2根油路是來自蓄能器的高壓油，制動閥上方連接制動腳踏板，踩下踏板，閥芯向下運動壓縮彈簧，進油路打開，實現(xiàn)制動。2.2制動輪缸工程車輛自重、載重大，需要較大的制動力矩，一個制動盤上一般裝有多個制動輪缸，且為柱塞缸。圖2為制動輪缸與制動盤的實物圖，柱塞的有效作用面積：，為柱塞直徑。吊圖1漂液壓制動回遮油路原理圖頌圖胡2蒙液壓制動蓮輪缸與制動鴿盤累回油路阻尼沫分析捐3犁.1宰影響回油速活度的因素叉研究長度為流，斷面積為使A的管路中亂的液流，管司路中由于油掉液的摩擦、裹慣性及壓縮任性所引起的窯壓力變化與軍流量的關(guān)系裳可分別描述連為：蘇.耳弦節(jié)鮮辜禽復(fù)斜閣瞞景（1查）凍卷柄育僑奉聰慢猾蒙舒辭弱塊（2）藏錫陷漲炒繞古揉掉禽幫婆（3）各式中：腐—割管路兩端的升壓力差；閥、擊、貸分別為管路眾的液阻、液部感和液容；早液阻節(jié)表征管路內(nèi)笨液體的摩擦誘作用，定義享，為單位液沒阻，層流時跌：體；紊流時：歉；奇液感東表征管路內(nèi)扮液體的慣性者，定義扒為單位液感姨，隸；已液容艇表征管路內(nèi)剝液體的彈性認，定義燭為單位液容朋，讓；賽上述定義中扶：弓d饑—惠管路內(nèi)經(jīng)暗；脊、卸、K分別表臥示油液的動嗓力黏度、密忽度和體積彈灘性模量，紀設(shè)誼其中：；；沒K=700洽MPa；逗為管路的摩時擦阻力系數(shù)發(fā)，光滑金屬攝圓管川與液體流動隙狀態(tài)有關(guān)，植雷諾數(shù)洋，小于臨界栗雷諾數(shù)琴=2320循，所以屬于請層流，層流篩時金屬管的動摩擦阻力系楊數(shù)估=75/R拜e=0.0具938芹。冒實際的憶回油管路長透約騎為瘋5m頃；擋回油管直徑通為浙20mm赤;虛由于管路比隸較短，回油鳥時間短埋可忽略不計啄，所以油壓樣損失跟。卻由廳以上3式采可知，造成訂壓力損失的屆參數(shù)主要有而：油液的黏降度、密度、析流動艘速度、加速壇度芒和管道內(nèi)徑們。下面分析棒不同參數(shù)對絞回油速度的產(chǎn)影響。氏回油路數(shù)學噸模型劇回油時柱塞努受力圖如圖孟3所示，柱堆塞受到彈性躺元件對其施錘加的向左的莊回復(fù)力，回凳復(fù)過程中還坑受到活塞、夾活塞密封圈背等女與油液之間棵的阻尼力，貫油液與管路蓋作用的沿程牽阻力，油液提的慣性阻力湯。咸活塞的動力孩學方程為：定窮頓掌畫翁床喇驅(qū)抗（順4）式中：箭F－回復(fù)力踢，若與回復(fù)系數(shù)貧和位移悄x或有關(guān)澇；葡－活塞粘性淘阻尼系數(shù)；射m－活塞質(zhì)琴量；伏P－王管路油壓損糠失繁；傘S－活塞面語積；陶圖果3卡臟回油過程柱粘塞受力圖仿真模型諒給出初始條要件以及系統(tǒng)摩模型參數(shù)，陡如表一所示棕：鋪經(jīng)過計算化屢簡動力學方睬程，并利用塊Simul拴ink建立鎖起仿真模型咸：虜圖恥4志憤活塞運動仿牢真模型暗此時得出的梯活塞位移與擱速度變化曲穩(wěn)線圖分別如廁圖5、6所戰(zhàn)示：期表一：初始揀條件和仿真材參數(shù)似初始位移若x惹(制動間隙謊)退0.002影m憶回復(fù)系數(shù)K息4000墾0N/m優(yōu)1Ns/m剛m魄100kg淋P心S港初速度窄0m擺/s眾圖只5活塞位動移變化圖攻圖膝6活塞速方度變化圖廊由5、6兩難圖可見，活丘塞速度不大滔，但活塞最始大位移為減3.5mm價，存在一定朋沖擊，如果破制動盤使用拍時間長，制者動間隙變大猜后，那么回燈位時間長達尖2秒以上，悼比預(yù)想的回舉位時間長，枝造成以上結(jié)演果主要是因皇為回復(fù)系數(shù)沃過大，將K輸改為100衫0N/m，禮其他參數(shù)不姨變，仿真結(jié)衡果圖7所示予：卵圖得7回復(fù)系刺數(shù)過小時活痰塞位移變化師圖淹圖脂8回復(fù)系嫁數(shù)適當活塞傘位移變化圖付圖7顯示活揚塞回位時間傳大于10s掛，遠遠超出霞了期望值1裕s，此時回妄油路摩擦力響和油液慣性件力起主要作對用，即油路閑出現(xiàn)堵塞現(xiàn)環(huán)象。予將K改為折10000延N/m飼，并通過加脫大管徑掀來降低P的練值，結(jié)果如牽圖8所示，業(yè)在0.4秒逢時活塞已經(jīng)哪穩(wěn)定地回到賭原位，等待襪下一次制動挨，此過程則綿完全滿足對踐活塞回位靈兇敏度的要求有。結(jié)論怠綜上所述，嬸回油速度由貍沿程油壓損菜失撿、活塞粘性閑阻尼系數(shù)和逼回復(fù)力大小迫共同決定，博活塞掉粘性確阻尼謊力趴一般較小，教所以沿程牌壓力麗損失和民回復(fù)力是主吐要匯影響律因素梳。彈簧剛度鎮(zhèn)不可能太高竊，長時間使隔用會使彈簧億剛度降低，羞管道老化，陡摩擦系數(shù)敲增大。所以研要盡可能降擋低壓力損失遙P，由第四辨部分的分析?？芍?，加大管道約內(nèi)經(jīng)和減小氣管道摩擦阻學力可以有效政地降低P，饒從而達到快遍速穩(wěn)定地回稈位效果。參考文獻每劉惟信筍．神汽車制動系償統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分氣析與設(shè)計計罪算洗[M]，北透京：字清華大學出顧版社脾，緒2004曲。古丁守福,谷杜長龍,吐劉偉叼等陵．弄基于Mat許lab計算歲機仿真在液瞎壓系統(tǒng)中的疤應(yīng)用坊[J]亦．苦煤礦機械乖，旋2006.酬9:2敗7~29.正程振東,呈田晉躍,內(nèi)劉剛毒．鑄車輛全液壓閑制動系統(tǒng)執(zhí)倦行機構(gòu)建模裳及仿真費[J]冷淹．屋系統(tǒng)仿真學卷報.200棵6,3:壩778~抹780.券The懂Analy秤sis脅oft炮heba哀ckoi脹lroa狼dof犧the講Const午ructi津onve蕩hicle岸’壽s語hydr顆aulic么brak獄e港WuYu若andi船T志he右unive傷rsity至of鞋Scien邊ce度and笨Techn滴ology盈ofB沿eijin焦g,柏Beiji考ng筒,PRC搬,瞎Abstr槐act勵I(lǐng)nth暈ispa爆pe嚼r,細thew欄orks餐chema符tic唱of效a淹const餡ructi文onve霜hicle六’奸s挨hydr拐aulic倍brak刊e助v斥alve駝is文intro粒duced呼.乘After在simp或lifyi估ng梢,窮am探a搶thema表tical糞mode霉l章屬ofth些eb提ack挪o滴il常r拴oad膠ofa吼hydra清ulic惡disc騙brake喪was羞built己up.射遺Throu姨ghMa細tlab'蕉sSim痕ulink言,to稀build清its向simul烘ation賣mode湯l巖.陳With象Shoug漿angS欠GA170歌tons膝(Loa座d)lo接w-spe幣edmi兼neca酬rbra工king映syste座m(to居prev暗ente很xcess障iveh手eat,品when欠high-聞speed反,耐eddy寸curre浴ntbr鵝ake繁will藥be怎used)核asa栽nexa擠mple它,to像g似iven棟thei味nitia呀lpar掉amete便rs弱.頂曬Atla煎stso醉me肥viab嘆leso蛛lutio收