货车气压制动系统键图分析仿真

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1、2009年第6期农业装备与车辆工程No．62009（2总第009年第215期6）期AGRICULTURALEQUIPMEN农业装备与车辆工程T&VEHICLEENGINEERING（Totally215）doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2009．06．011货车气压制动系统键图分析仿真王昕彦，陈燕（鲁东大学交通学院，山东烟台264025）摘要：针对现有的货车制动系统，应用键图法建立数学模型，并进行模拟仿真，为制动系统的研究提供了理论基础。关键词：制动系统；键图法；仿真中图分类号：U463．52＋2文献标识码：A文

2、章编号：1673-3142（2009）06-0042-03DynamicSimulationofBondGraphonCompressedAirBrakeSystemofTruckWANGXin－yan，CHENYan（CollegeofTransportation，LudongUniversity，Yantai264025，China）Abstract：Againstexistingbrakesystemoftruck，amathematicalmodelbasedonbondgraphmethodisestablishedandsim

3、ulated．Thetheorybasisforbrakesystemisprovided．Keywords：brakesystem；bondgraphmethod；simulation引言12Se1键图法是一种新颖的分析方法，包含信息量大，3结构简单明了，能预示某些键图数字模型化和求解4时遇到的困难，能避免求解过程中出现的不必要的5麻烦。而且它是在工程系统的功率传递、转换、储存、消耗原理的基础上，采用线段、功率流向及符号所构106成的图形，建立完整的系统动态模型。尤其是键图法是以状态方程作为系统数学模型，而状态方程的建立也是按一定规则进

4、行的，所以可以借助计算机978建立状态方程，使求解自动化。（a）结构原理图近年来键图法的应用越来越广泛，尤其在汽车C2∶K1I3∶m2θ觶1P觶工程系统建模、动态分析及自动控制中应用，但在货P3I3′∶JSe1101x觶3Fθ觶TF车气压制动方面的应用相对较少，货车气压制动系fT统是由气动阀类元件及管路组成，本文用键图法建I1∶m1C7∶K20I12∶m3′0PI8∶m3PC11∶K2′812立了双腔制动阀、管路、气室等数学模型，由模型能1／S1x觶1111／Sx觶7Se2Se3AT咬eeF方便地进行其动力特性研究，并且阐述了键图法在A咬

5、F）T31CρC139－0气压制动系统仿真分析中的应用，为汽车制动系统1／S14ρ30（191／S／ρ／ρ13M觶T觶FFT／的动态仿真及控制研究提供参考。ρ10咬FρM41RMTMTF咬ρ3ρ／（ρ咬－ρ）191091键图建模ρ1／ρ10R1R4管··1R2路0MTF1Se4ρ2／ρ141．1并列双腔制动阀Se51M觶T觶F0管C路10MTFMTFρ咬14／（ρ2－ρ14）C14并列双腔制动阀的结构原理见图1（a），据此可ρ10／（ρ1－咬ρ10）得到图1（b）所示的键图模型。在图1（b）中，势源模（b）键图模型图1双腔制动阀结构原理及

6、键图模型收稿日期：2009－04－031．平衡弹簧上座2．平衡弹簧3．摆臂4．阀体5．膜片总成作者简介：王昕彦（1969－），女，山东威海人，硕士，鲁东大学交通学6、7．回位弹簧8．调整弹簧9．进气阀口10．平衡气腔院讲师，主要研究方向为车辆工程。M———质量；C———弹簧刚度；S———力源；R———阻尼元件·42·王昕彦等：货车气压制动系统键图分析仿真2009年6月拟作用于平衡弹簧上座的力，Se3（Se2）模拟弹簧的m觶i预紧力，Se4（Se5）模拟贮气筒中的压力。用容性元件M觶i－1M觶iC2模拟平衡弹簧的弹性，C7（C11）模拟回位

7、弹簧的pi－1Δppi－1ppii－1i弹性。用惯性元件I模拟运动件的惯性，I3＇模拟杠杆组件的平动惯性，模拟杠杆的转动惯性。转换器TFC1ρ2／（ρ1－ρ2）C模拟平动与转动之间的关系。用与1结键合的元件ρ1／（ρ0－ρ1）咬2咬0MTFMTFI8，C7及Se2模拟后腔膜片总成的运动。前腔膜片总MTF01MTF0成的运动同理模拟。用阻性元件R1（R2）模拟节流口····ρ0／ρ1ρ1／ρ2的阻尼。R1（R2）受阀芯运动位移X觶11X觶7的限制，采用X觶I1R111X觶7的积分控制R1（R2）。用R3（R4）模拟制动阀输出图3管道中气体的

8、流动及键图模型腔到平衡腔的小孔阻尼。容性元件C9（C11）模拟平衡m觶———由于气体的可压缩性及气流阻力等造气腔气体的压缩性，用X觶X觶的积分控制C（C）。用i117911成的i段内的质量流量