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车用大功率液力减速器电液比例充放液控制技术研究

作　者: 周洽
导　师: 闫清东
学　校: 北京理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 液力减速器电液开关充液控制电液比例放液控制 AMESim系统仿真
分类号: U463.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

液力减速器是一种广泛应用于重型车辆上的辅助制动装置，对其制动力矩的调节主要依靠对叶轮腔进行适时适量充放液实现。因此，充放液控制技术是决定液力减速器综合性能的关键技术之一。传统的机械—液压式充放液控制系统存在结构复杂、控制响应慢、控制功能少等弊端，逐渐被以电控液压/气动元件为核心的电控充放液系统取代。本文以车用大功率液力减速器为研究对象，在分析国内外技术文献的基础上，基于现代控制技术，构建了采用电液开关充液控制与电液比例放液控制、面向快速响应和灵活调节的充放液控制系统。基于三维流场仿真结果，建立了轮腔出口油压与减速器输出特性之间的映射关系，在液压控制元件稳态受力分析的基础上，确定了减速器恒力矩制动及恒车速制动的控制策略与控制参数，实现了快速制动响应、恒力矩制动、与摩擦制动器联合制动、车辆坡道恒速控制等整车制动控制功能。在AMESim系统仿真平台上建立了充放液控制ECU、液压回路系统、减速器输出特性以及整车制动动力学计算机仿真模型，对坡道制动过程进行了动态联合仿真分析，并根据仿真结果对控制策略进行了修正。最后，与原机械—液压式控制系统的仿真计算结果对比，对新系统的控制效果给出了评价。对比结果表明，电液比例充放液控制系统在制动力矩响应、高速恒力矩制动、联合制动工况外特性输出等方面的控制效果可与原机械液压充放液系统相媲美，并可实现车辆坡道恒速控制等新功能，在回路结构简洁性、功能多样性与控制灵活性等方面较原系统具有优势。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-23
  1.1 选题背景  11-19
    1.1.1 液力制动技术在重型车辆上的应用  11-14
    1.1.2 液力减速器工作原理与性能影响因素  14-17
    1.1.3 电控液压/气动技术发展现状  17-19
  1.2 主要研究内容  19-20
  1.3 论文架构  20-23
第2章充放液控制方案分析  23-33
  2.1 充液率控制策略研究  23-27
    2.1.1 充液率控制方式分析  23-26
    2.1.2 流量控制原理分析  26-27
  2.2 充放液控制回路研究  27-29
    2.2.1 控制回路结构分析  27-28
    2.2.2 核心控制元件分析  28-29
  2.3 基于液力制动的整车控制功能分析  29-31
  2.4 小结  31-33
第3章电液控制系统设计研究  33-55
  3.1 大功率液力减速器工作腔结构及对充放液控制系统需求  33-35
  3.2 充液控制支路设计研究  35-47
    3.2.1 液压回路改进设计  35-38
    3.2.2 充液响应速度对比分析  38-47
  3.3 放液控制支路设计研究  47-54
  3.4 小结  54-55
第4章充放液控制策略研究  55-73
  4.1 轮腔流场特性表征量与减速器输出特性映射关系  57-64
  4.2 散热流量需求分析  64-67
    4.2.1 全负荷制动工况散热流量需求分析  64-66
    4.2.2 恒速下坡工况散热流量需求分析  66-67
  4.3 控制油压与减速器制动力矩映射关系  67-70
  4.4 制动力矩控制策略  70-71
  4.5 坡道恒速控制策略  71-72
  4.6 小结  72-73
第5章制动控制模型及仿真研究  73-95
  5.1 整车液力制动动态模型结构与算法  73-85
    5.1.1 液压控制回路仿真子模型  76-78
    5.1.2 液力减速器轮腔流场特性仿真子模型  78-80
    5.1.3 车辆制动动力学仿真子模型  80-82
    5.1.4 控制系统 ECU 仿真子模型  82-84
    5.1.5 子模型的集成与联合仿真  84-85
  5.2 恒力矩制动动态仿真结果与分析  85-90
    5.2.1 制动力矩仿真结果与分析  85-87
    5.2.2 整车行驶状态仿真结果与分析  87-88
    5.2.3 减速器流场状态仿真结果与分析  88-89
    5.2.4 循环流量仿真结果与分析  89-90
  5.3 坡道恒速控制动态仿真结果与分析  90-92
  5.4 小结  92-95
第6章充放液控制系统改进前后控制效果对比分析  95-103
  6.1 原机械液压式控制系统动态仿真模型的构建  95-97
  6.2 制动力矩控制效果对比分析  97-100
  6.3 减速器流场状态控制效果对比分析  100
  6.4 小结  100-103
第7章结论与展望  103-107
  7.1 结论  103-104
  7.2 论文的创新点  104
  7.3 展望  104-107
攻读学位期间论文与科研工作清单  107-109
致谢  109-111
个人简介  111-113
参考文献  113-116

车用大功率液力减速器电液比例充放液控制技术研究

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