全液压制动系统充液阀性能仿真与结构优化研究

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1、第1期机械设计与制造2015年1月MachineryDesign&Manufacture43全液压制动系统充液阀性能仿真与结构优化研究张振东，石楠楠，姜文平，胡波(上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：充液阀作为全液压制动系统中的关键部件，其充液速度、充液压力等特性对整个系统的性能有直接的影响，为了系统研究结构参数对充液阀工作特性的影响，借助AMESim软件平台建立了全液压制动系统的仿真模型，并利用所搭建的全液压制动系统试验台，验证了仿真模型的有效性。在此基础上，分析了充液阀不同结构参数对充液特性的影响规律，结果表明，主阀弹簧刚度和阀芯节流孔径的改变会影响充液响应时间；控制阀的

2、阀套夹角、钢球直径及调压弹簧刚度是决定充液压力上、下限的暮键参数。依据上述结果，利用遗传算法对充液阀的主要结构参数进行了优化，结果表明，优化后的充液时间由2．8s缩短至2．0s，充液响应特性得到较大改善。关键词：全液压制动系统；充液阀；AMESim仿真；优化设计；遗传算法中图分类号：TH16；TH137．52文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)0l一0043—05PerformancesSimulationandStructureOptimizationoftheChargingValveinFullyHydraulicBrakingSystemZHANGZhen—don

3、g，SHINan—nan，JIANGWen—ping，HUBo(SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Chargingvalveisoneofthekeycomponentsinthehydraulicbrakings~tem，whosechargingrateandchargingpressurehaveadirectinfluenceonthes~tempeformance．Inordertoanalyzethewor

4、kingpeformanceofthechargingvalve．asimulationmodelofthebrakingsystem∞setupbyusingAMESimSOj~ware．Theefectivenessofthemodelwasvalidatedbythetestdataofhydraulicbrakings~tem．Basedonthemodel，theinfluencesofthemainvalvespringrate，thediameterofmainvalvespoolorifce，theangleofcontrolvalvesleeve，thediametero

5、fcontrolvalveballandtherateofcontrolpressureadjustingspringonchargingcharacteristicswereanalyzed．Theresultsshowedthatthestiffnessofmainvalvespringandthediameterofspoolorifceformainvalvemainlyinfluencethechargingresponsecharacteristic，andtheangleofcontrolvalvesleeve．kdiameterofcontrolvalveballandth

6、estiffnessofcontrolvalvepressureadjustingspringhaveadominantinfluenceonthechargingpressurelimit．Byuseofgeneticalgorithm，thestructureparametersofthechargingvalvewereoptimized．Comparedwiththeformer，thechargingtimeWH$reducedfrom2．8sto2．0sandthechargingrehousecharacteristicswereefectivelypromoted．KeyW

7、ords：FullyHydraulicBrakingSystem；Char~ngValve；AMESimSimulation；OptimizationDesign；GeneticAI-gorithm性能的影响规律，开展深入细致的研究工作。以AMESim软件平1引言台为基础，针对某款全液压双回路制动系统的充液阀建立了仿真全液压制动系统与目前国内普遍采用的气液式制动系统相模型，并利用所建立的全液压制动系统试验台对仿真结果进行