摘要：为了确保新一代轮式机动平台的安好性、合理性，斟酌制动编制中环节制动元件对新一代轮式机动平台制动机能的影响，以某型号88 全电驱动越野车开辟的新一代

摘要：为了确保新一代轮式机动平台的安好性、合理性，斟酌制动编制中环节制动元件对新一代轮式机动平台制动机能的影响，以某型号8×8 全电驱动越野车开辟的新一代轮式机动平台全液压制动编制为斟酌对象，开发了双回途脚制动阀和继动阀表面判辨模子，行使AMESim 软件开发了新一代轮式机动平台全液压制动编制仿真模子，判辨了脚制动阀阀芯遮挡量、上弹簧刚度及复位弹簧初始压缩量对制动机能的影响，并通过尝试验证了仿真模子简直实性.判辨结果说明：跟着上弹簧刚度加众、复位弹簧初始压缩量减小，输出制动力增大，响合时间拉长；跟着脚制动阀阀芯遮挡量减小，均衡时上弹簧压缩量增大，输出制动力增大；输出制动力受阀芯遮挡量、上弹簧刚度的影响比拟敏锐，响合时间受上弹簧刚度的影响比拟敏锐.表面模子和仿真模子为新一代轮式机动平台机能调整及进一步优化供给牢靠凭据.

近年来，正在能源与环保成为期间中央的布景下，电驱动车辆以其噪声小、无污染、能量转化率上等长处越来越受到国表里汽车行业的亲睐，全液压制动编制是确保电驱动车辆安好性、牢靠性的紧张子编制之一，而且因为其布局紧凑、反映迟缓、回途单纯等特性成为轮式车辆的首要抉择，其性格成婚及影响要素斟酌越来越受到珍重.然而我国全液压制动编制起步较晚，合联斟酌材料并不无缺，较海外仍有不小差异.

而海外全液压制动编制起步较早，已博得了许众的功劳，Tota Antonio 等人开发了两种策动式算法和模子预测担任手段，斟酌了带有液压再生制动编制的铰接式车辆的燃油花消；Triet Hung Ho 等人基于闭环静液压传动编制，判辨了液压蓄能编制的能量愚弄率以及对编制能量接管潜力的影响；William JB Midgley 等人修建了盘式制动器组件和车轮的动力学模子，给出了液压制动的极局限动布局；Ramakrishnan 等人开发了液压、电力协同编制的AMESim 模子，推行了以能源为焦点的担任政策，竣工了最大的液压再生能量和再生效果

正在国内，黄春奎等人通过硬件正在环（HIL）模仿液压调制器和智能担任器的机能及途面情状，提出了一种用于摩托车的全液压防抱死编制；韦筑龙计划了一套矿用车辆智能稳速联结制动电液编制，竣工了矿用车辆行驶速率的自适宜智能担任，下降了车辆障碍率；黄世健等人开发了卡钳需液量的数学模子，基于Labview 判辨了制动软管对需液量的影响；徐卫潘等人行使LS-DYNA 软件搭筑了越野车轮胎模子，判辨了差别途面下滑移率与牵引力之间合联然而，现有的斟酌人人会集正在简单元件的性格判辨，或者对这个编制的验证、优化判辨上，基于特定元件环节参数对举座编制影响的斟酌尚不宽裕.是以，本文以某型号8×8 全电驱动越野车开辟的新一代轮式机动平台为斟酌对象，基于双回途脚制动阀和继动阀表面判辨模子，开发了新一代轮式机动平台全液压制动编制的AMESim 仿真模子，模仿差别参数下的制动情状，采用表面判辨、动态仿真和尝试验证相集合的手段，判辨了差别参数下新一代轮式机动平台全液压制动编制的制动机能，为新一代轮式机动平台机能调整及进一步优化供给牢靠凭据.

制动踏板不作为时，电液比例伺服阀和继动阀没有信号输入，均仍旧正在图1 所示初始地点，制动缸内的油液经电液比例阀和继动阀流回油箱，制动缸正在复位弹簧的效率下回缩，没有制动力输出.踩下制动踏板后，集成正在制动踏板中的传感器的输出信号发送至担任器，担任器遵照此信号担任电液比例伺服阀，压力油便由蓄能器输出压力达到梭阀的一个油口；脚制动阀输出的压力油举动继动阀的担任压力输入，正在担任压力效率下，将继动阀翻开，压力油便由蓄能器直接进程继动阀后达到梭阀的另一个油口，梭阀自愿抉择两者中的高压进入制动缸.此时，为保障制动力巨细受电液比例伺服阀担任，正在担任算法中应使比例伺服阀的输出大于继动阀的输出压力.

踩下制动踏板后，脚制动阀输出的压力油举动继动阀的担任压力输入，正在担任压力效率下，将继动阀翻开，压力油便由蓄能器直接进程继动阀，再进程梭阀进入制动缸，制动力的巨细与制动踏板力呈比例合联.同时继动阀输出压力进程阀芯上的通道反应至阀芯下端，此压力发作的液压力与弹簧力联合与先导担任口PP 压力发作的液压力均衡，当二者相当时，继动阀封闭，仍旧输出压力.

图1 新一代轮式机动平台全液压制动编制道理图Fig.1 Schematic diagram of the new-generation wheeled mobile platform full hydraulic brake system

1-液压泵；2-溢流阀；3-压力继电器（低压报警）；4-单向阀；5-双回途脚制动阀；6-压力继电器（制动灯）；7-梭阀；8-比例伺服阀；9-继动阀；10-行车制动缸；11-压力传感器

双回途脚制动阀举动保障全液压制动编制的应用性和安好性的环节元件，其布局如图2 所示.当脚制动阀处于自正在状况时，P 口封锁，制动压力输出口A 与油箱口T 接通，无压力输出；当踏板最初被踏动时，制动阀芯处于空行程阶段，油箱口对制动口封闭，制动压力输出仍为零；当正在踏板上的脚踏力加众时，该力通过顶杆压缩上弹簧发作弹簧力，该弹簧力大于下面的复位弹簧的弹簧力时，两个阀芯向下转移，蓄能器压力口P 对制动压力输出口A 翻开，平常输出制动压力，A 口输出压力辞别通过两个阀芯上的相应通道反应至两个阀芯下端发作液压力，液压力与下面的弹簧力与上面的弹簧力均衡时，全盘阀口封闭，A 口输出压力仍旧褂讪.

图2 双回途脚制动阀Fig.2 Double circuit foot brake valve

式中：mq 和mh 辞别为前、后桥制动阀芯质地，g；Cq 和Ch 辞别为前、后桥阀芯阻尼，N/（m·s-1）；Ks 和KF 辞别为上弹簧和复位弹簧刚度，N/mm；xs 和xF 辞别为上弹簧和复位弹簧变形量，mm；pq 和ph辞别为前后桥输出压力，MPa；Aq 和Ah 辞别为前后桥阀芯横截面积，mm2；xs0 和xF0 辞别为上弹簧和复位弹簧初始压缩量，mm.可能看出xs和xF、xs0 和xF0、Ks 和KF 是影响输出制动力的要素，个中Ks、xs0 值极小影响可能怠忽，而xs 不是直接变量而是一个因变量其转移受阀芯遮挡量影响，是以阀芯遮挡量、上弹簧刚度及复位弹簧初始压缩量是影响脚制动阀输出压力的紧张要素.

继动阀举动保障全液压制动编制的反映迟缓、压力稳固的环节元件，其布局如图3 所示.P 口与蓄能器相连，担任口PP 接脚踏阀出口，当脚踏阀不事务时，PP 口无制动压力，继动阀不开启；当脚踏阀事务时，输出压力达到PP 口后推进阀芯转移，进程一段空行程后阀芯翻开，同时输出压力进程反应通道达到反应腔，当PP 口压力与反应压力及弹簧力均衡时，阀口封闭，保障B 口输出压力褂讪.

式中：m 为阀芯质地；C 为阀芯阻尼，N/（m·s-1）；A 为阀芯横截面积，mm2；KF 为复位弹簧刚度，N/mm；pc 和ppp 辞别为反应压力和PP 口先导压力，MPa；xF0 为复位弹簧初始压缩量，mm；xF 为复位弹簧变形量，mm.可能看出xF0、xF、ppp 是影响编制输出的要素，不过xF0、xF 值极小影响可能怠忽，且ppp 是由脚踏阀输出口压力决计的，是以脚制动阀阀芯遮挡量、上弹簧刚度及复位弹簧初始压缩量是影响编制输出的环节要素.

综上所述，本文将对脚制动阀阀芯遮挡量、脚制动阀上弹簧刚度、脚制动阀复位弹簧初始压缩量3个参数对编制的影响举办判辨.

新一代轮式机动平台全液压制动编制分为电控状况下全液压制动和非电控状况下全液压制动两种工况.个中电控状况下全液压制动由比例伺服阀、继动阀、脚踏阀、梭阀、制动缸并联构成；非电控状况下全液压制动由继动阀、脚踏阀、制动缸串联构成.现阶段针对流体仿真事务分为MATLAB/Simul

ink 联结仿真和AMESim 仿真两个倾向，但前者上风正在于处理担任政策的安排以及编制寻优题目，针对全体液压元件苛重参数的影响探究尚不周密，且计划速率较慢；然后者对液压编制的环节元件无论从布局类型照样苛重参数、计划形势都举办了专业收拾.是以本文行使专业液压流体仿真软件AMESim 的HCD 库、HD 库、信号库搭筑了新一代轮式机动平台全制动编制的仿线 所示.

仿真判辨两种全液压制动状况下，前桥蓄能器充液压力0 MPa，充气压力10 MPa，体积2 L；后桥蓄能器充液压力19 MPa，充气压力10 MPa，体积2 L；脚制动阀上弹簧刚度175 N/mm；后桥阀芯遮挡量5 mm；继动阀复位弹簧刚度2 N/mm.急迅踩下制动踏板（即0.1 s 踩下制动踏板），仍旧0.8 s 的时期，抬起制动踏板的全经过.仿真弧线 所示，电控状况下巩固仿线 MPa，非电控状况下巩固仿线 新一代轮式机动平台全液压制动编制仿线 Simulation model of the new-generation wheeled mobile platform full hydraulic brake system

图5 新一代轮式机动平台全液压制动编制仿线 Simulation characteristics of the new-generation wheeled mobile platform full hydraulic braking system

为了节流尝试本钱，减小尝试场合，便捷搜罗数据，采用台架尝试法举办两种全液压制动状况下的尝试斟酌.同时为保障明验与仿真的相似性，尝试采用充液压力19 MPa、充气压力10 MPa、体积2 L 的蓄能器为后桥供能，同时前桥蓄能器封闭，踩下制动踏板时确保信号输入为1 s，并按仿真中管途筑设长度安顿尝试管途.尝试安顿如图6 所示，尝试结果如图7 所示.电控状况下尝试仿线 MPa，非电控状况下巩固仿线-电液比例阀出口测试点，5-脚踏阀入口测试点，6-脚踏阀出口测点，7-蓄能器出口测点，8-后桥蓄能器，9-前桥蓄能器

仿线 所示.可能看出，正在两种制动办法下无论是输出压力照样输出压力转移趋向，以及输出压力的最大超调量根基一致，超调量的纤细区别苛重是由于脚踏阀上弹簧刚渡过大正在衡量经过中存正在较大偏差以及上弹簧AMESim 子模子中接触刚度参数筑设不确实变成的；而尝试弧线的细小颤动，苛重是正在踩下制动踏板时人工要素导致的.总的来说，仿真经过复现了两种制动办法下的输出性格，仿真模子具有高度牢靠性.

表1 蹙迫制动工况下仿线 Comparison of simulation and experiment under emergency braking conditionsMPa

因为脚踏阀无论双回途影响性格照样单回途影响性格，其影响要素一致，影响办法相似，探究计划求解简单、飞疾，采用单回途形势举办以下判辨.

行使图4 的仿真模子，辞别筑设脚踏阀后桥遮挡量为3 mm、4 mm、5 mm、6 mm，其它参数褂讪，正在0.5 s、2.5 s、4.5 s、6.5 s、8.5 s 时踩下制动踏板举办5次全液压制动，仿线 差别遮挡量下蓄能器压降与输出制动力Fig.8 Accumulator pressure drop and output braking force under different covering amounts

可能看出，遮挡量越小每举办一次制动蓄能器压降越大、输出制动压力越大，且遮挡量为3 mm、4 mm、5 mm 时均知足大于12.5 MPa 的制动力请求，而遮挡量为6 mm 时输出制动压力彰彰不敷.为进一步探究遮挡量影响，辞别判辨差别遮挡量下脚踏板位移与输出制动力合联和脚踏板位移与上弹簧压缩量合联，如图9、图10 所示，遮挡量直接影响上弹簧压缩量，遮挡量越大脚制动阀的空行程越大均衡时上弹簧压缩量越小，导致输出制动力越小.数据对照如表2 所示.

图9 脚踏板位移与输出制动力Fig.9 Pedal displacement and output braking force

图10 脚踏板位移与上弹簧压缩量Fig.10 Pedal displacement and compression of upper spring

表2 差别遮挡量尝试结果对照Tab.2 Comparison of experimental results of different covering amounts

行使图4 的仿真模子，辞别筑设脚踏阀上弹簧刚度为155 N/mm、165 N/mm、175 N/mm、185 N/mm，其他参数褂讪，正在0.5 s、2.5 s、4.5 s、6.5 s、8.5 s 时踩下制动踏板举办5 次全液压制动，仿线 差别上弹簧刚度下蓄能器压降与输出制动力Fig.11 Accumulator pressure drop and output braking force with different upper spring stiffness

可能看出，上弹簧刚度越大每举办一次制动蓄能器压降越大、输出制动压力越大，且输出制动压力随刚度增大呈线 N/mm 时均知足大于12.5 MPa 的制动力请求.如图12所示，将前两组制动放大，可能看出，加众刚度来晋升输出制动力时响合时间也随之加众.数据对照如表3 所示.

表3 差别脚制动阀上弹簧刚度尝试结果对照Tab.3 Comparison of experimental results of spring stiffness on different foot brake valves

行使图4 的仿真模子，辞别筑设脚踏阀复位弹簧初始压缩量为5 mm、10 mm、15 mm、20 mm，其它参数褂讪，正在0.5 s、2.5 s、4.5 s、6.5 s、8.5 s 时踩下制动踏板举办5 次全液压制动，仿线 差别复位弹簧初始压缩量下蓄能器压降Fig.13 Accumulator pressure drop under different initial compression of the return spring

可能看出，复位弹簧初始压缩量越小每举办一次制动蓄能器压降越大、输出制动压力越大，且输出制动压力随压缩量增大呈线性转移，但与上弹簧刚度转移对输出制动力的影响比拟较弱，4 组尝试均知足大于12.5 MPa 的制动力请求；减小复位弹簧初始压缩量来晋升输出制动力时响合时间也随之加众，但与上弹簧刚度转移对响合时间的影响比拟较弱.数据对照如表4 所示.

nse time of initial compression of different return springs

表4 差别复位弹簧初始压缩量尝试结果对照Tab.4 Comparison of experimental results of initial compression of different return springs

综上所述，上弹簧刚度、复位弹簧初始压缩量联合影响输出制动力和响合时间，脚制动阀芯遮挡量通过影响上弹簧均衡时的压缩量影响输出制动力；跟着上弹簧刚度加众、复位弹簧初始压缩量减小，输出制动力增大，响合时间拉长；跟着脚制动阀遮挡量减小，导致脚制动阀的空行程减小、均衡时上弹簧压缩量增大，最终导致输出制动力增大；脚制动阀阀芯遮挡量、上弹簧刚度对输出制动力影响较大；上弹簧刚度转移对响合时间的影响较大；上弹簧刚度转移、复位弹簧初始压缩量转移与输出制动力转移成线性合联；与表面判辨结果相似.

本文凭据表面判辨、台架尝试、仿真对照三者集合的斟酌手段，判辨了环节元件参数对新一代轮式机动平台制动机能的影响，全体结论如下.

1）开发了双回途脚制动阀和继动阀表面模子，表面判辨结果说明，脚踏阀阀芯遮挡量、脚踏阀上弹簧刚度、脚踏阀复位弹簧初始压缩量是影响制动机能的苛重参数；

2）愚弄AMESim 专业液压流体仿真软件开发了新一代轮式机动平台全液压制动编制仿真模子，仿真与尝试结果的一致性验证了模子的准确性；

3）通过判辨差别参数下仿真数据，判辨脚踏阀阀芯遮挡量、脚踏阀上弹簧刚度、脚踏阀复位弹簧初始压缩量对新一代轮式机动平台的影响，为此后新一代轮式机动平台的机能调整和优化供给参考.

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