汽车ABS系统内部流动仿真与分析

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1、2014年4月机床与液压Apr．2014第42卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVolI42No．7DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．07．031汽车ABS系统内部流动仿真与分析孙毕，李孝禄(中国计量学院机电工程学院，浙江杭州310018)摘要：为进一步分析汽车防抱死制动系统(ABS)内部的两相流动，建立汽车制动系统二维简化模型，运用Fluent分别对单相制动液、制动液与空气、制动液与水流动情况进行仿真，并对结果进行分析。仿真结果表明：当制动系统内部为气液两相流流动时，制动压力的传递与分布都会受到影响；当制动液中存在空气时，其对制动

2、压力的影响比制动液中存在水更为显著与明显。简要分析了上述计算结果产生的原因，该结果对研究汽车制动系统内部的两相流动、开发相应的ABS控制算法提供了参考。关键词：防抱死制动系统；Fluent模拟；制动液；两相流动中图分类号：U469．91文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)7—115—4FlowSimulationandAnalysisofAutomotiveAnti-lockBrakingSystemSUNBi，LIXiaolu(CollegeofElectromechanicalEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou

3、Zhejiang310018，China)Abstract：Two·—dimensionmodelofbrakingsystemwasestablishedforafurtherdiscussoftwo·-phaseflowinautomotiveanti·lockbrakingsystem(ABS)．Fluentsoftwarewasusedtosimulateflowdistributionundercircumstancesofsingle-phasebrakefluid，airinbrakefluidandwaterinbrakefluid．Resultsshowthattw

4、o-phasefloweffectsthebrakepressuretransmissionanddistribution，impactisgreaterwhenthereisairinbrakefluid．Theseresultsprovideadvicefortwo—phaseflowinABSandABScontro1．Keywords：Anti-lockbrakingsystem(ABS)；Fluentsimulation；Brakefluid；Two—phaseflow现代汽车朝着安全、舒适、节能、环保的趋势迅液两相流现象。文中运用Fluent对制动系统内部两相猛发展，汽车

5、的安全性也越来越受到更多的重视，越流动进行仿真，进一步揭示系统内部的流场分布。来越多的汽车安全技术应用到现代汽车上，其中，作1制动系统模型建立为一种重要的汽车主动安全装置，汽车ABS得到了1．1盘式制动器结构与原理世界各汽车大国的关注，纷纷出台了相关的法律法规制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运来进一步确保ABS的推广与应用⋯。动趋势的力的部件，气液两相流直接影响内部的流场当前应用比较广泛的液压ABS通过制动液在制分布，文中取目前应用广泛的浮钳盘式制动器为研究动系统内部的流动来进行制动压力的传递，达到防止对象，其结构如图1所示。车轮抱死的目的。汽车制动时，制动液的性能是影响AB

6、S的制动性能和瞬态压力的重要因素，制动过程l一固定制动衬块中产生的巨大热量和制动液本身的特性会导致制动系2一制动钳体统内部产生气液两相流现象，影响制动性能。J3-活动制动衬块EHUNTER等。。对美国华盛顿州的交通事故原因的调卜活塞查表明：在发生交通事故的总共254056辆汽车当5一活塞缸中，1469辆车的事故原因是因为ABS系统内部发生6__制动盘气液两相流现象，产生气阻，最终导致汽车制动无7一制动钳支架效。汽车ABS气液两相流是一个普遍存在于液压8．导向销ABS系统内部的流动现象，其对汽车安全非常重要。9_-制动管路然而，目前ABS相关的研究重点在于ABS控制算法图1浮钳盘式制动

7、器结构原理图与结构设计等，较少涉及到汽车ABS系统内部的气收稿日期：2013—03—21基金项目：教育部重点实验室开放课题(2012—5)作者简介：孙毕(1988一)，男，硕士研究生，主要研究方向为检测技术与自动控制。E—mail：sunbil113@163．tom。·116·机床与液压第42卷如图1所示，制动钳支架7固定在转向节上，制持静止，计算过程中忽略热交换，且不计流动过程中动钳体2可沿导向销8相对于制动钳支架7轴向滑的能量损失，所建立二维模型如图2