【正文】 （ 3）從 AMESIM 模型庫(kù)中選取液壓元件模型，按照工作原理圖連接各個(gè)元件。 基于 AMESim的汽車 ABS 液壓系統(tǒng)建模與分析，仿真結(jié)果可信度較高。根據(jù)第三章建立的單輪車輛 Simulink 模型進(jìn)行分析如 圖 。通流截面積大，通道短，水力半徑大，通流能力強(qiáng)，孔口不容易被堵塞，流量穩(wěn)定行就好，最小穩(wěn)定流量越小；反之，流量穩(wěn)定性就差。 圖 增壓閥信號(hào)輸入曲線 圖 增壓閥壓力變化曲線 主缸壓力對(duì)輪缸增壓速率的影響 主缸的 壓力不同，則常開閥口上下游得壓力差不同，輪缸的壓力增壓速率就不同，如圖 和 。 ～ 減壓過程中，增壓閥關(guān)閉，減壓閥打開 ，制動(dòng)輪缸中液壓介質(zhì)通過減壓閥流回回路，部分介質(zhì)儲(chǔ)存在蓄能器里，蓄能器內(nèi)液體迅速增加如圖 ， 減壓閥打開后，此時(shí)輪缸中的壓力處于高壓狀態(tài)，富余的介質(zhì)迅速建立流量，輪缸壓力急劇下降 ，減壓過程中，回油泵將液壓油泵回，如圖 ，泵內(nèi)流量增加 。因?yàn)檫@次主要仿真 ABS 液壓系統(tǒng)在增壓減壓情況，所以定義為 3 個(gè)階段，第一階段 制動(dòng)力 大小 0～500null， 第二階段為 500～ 500null，第三階段為 500～ 0null， 每段仿真階段時(shí)間為 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 21 第 4 章 ABS 液壓 系統(tǒng)仿真 仿真車輛參數(shù) 本文采用的是海域 MB 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，該車制動(dòng)系統(tǒng)為液壓驅(qū)動(dòng)、前盤后鼓制動(dòng)方式。在此系統(tǒng)中選擇了葉片泵作為減壓回路的動(dòng)力源，葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、涌動(dòng)平穩(wěn)、輸油均勻等優(yōu)點(diǎn)，通過 葉輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力吸油的。首先在草圖模式 (Sketch Mode)中根據(jù)主缸的物理結(jié)構(gòu)，和其物理意義，選擇合適的元件，構(gòu)建出主缸的 AMEsim 模型，主要包括液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)中的活塞缸子元件，帶彈簧的活塞缸子元件和考慮摩擦的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量塊子元件等，然后再進(jìn)入子模型模式為各元件選擇合適的子模型，再進(jìn)入?yún)?shù)模式，根據(jù)主缸的實(shí)際結(jié)構(gòu)確定相應(yīng)子模型的參數(shù)，前、后缸活塞直徑 ；前、后缸活塞桿徑 ；前缸運(yùn)動(dòng)部件等效質(zhì)量 ；后缸運(yùn)動(dòng)部件等效質(zhì)量 ；后缸彈簧剛度 ，設(shè)置完參數(shù)之后就可以進(jìn)入運(yùn)行模式進(jìn)行模型仿真。 圖 液壓調(diào)節(jié)器 AMESIM 模型 液壓調(diào)節(jié)器作為 ABS 系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能好壞直接影響 ABS 的制動(dòng)效果。 ABS 系統(tǒng)模型的 AMESim 實(shí)現(xiàn) 車輛 ABS 模型 根據(jù) ABS 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，在 AMESim 中搭建出單輪車輛 ABS 液壓系統(tǒng)模型，如圖 所示。 保壓過程： 控制器發(fā)出控制指令，增壓閥關(guān)閉，減壓閥關(guān)閉。 AMESIM 液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)通過細(xì)分結(jié)構(gòu)單元來處理液壓元件的多樣 性，使工程師可以用最少的圖標(biāo)和單元模塊來構(gòu)建最多的工程系統(tǒng)模型， 齊全的分析工具、多種仿真運(yùn)行模式以及開放的結(jié)構(gòu)，使得 AMESim在汽車液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及車輛熱分析等方面都有很好的應(yīng)用，并在法國(guó)雷諾、雪鐵龍汽車的設(shè)計(jì)過程中有過實(shí)際應(yīng)用，是目前國(guó)際上流行的汽車設(shè)計(jì)及仿真方面的理想工具。 AMESim 的圖形化用戶界面使得用戶可以在完整的應(yīng)用模型庫(kù)中選擇需要的模塊來構(gòu)建復(fù)雜 各種 系統(tǒng)的模型。這時(shí)以聲速傳播的外界壓力擾動(dòng)波能達(dá)到和傳出口界面去影響口內(nèi)的流動(dòng)。 V Tb Fx N M 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 10 圖 單輪車輛 Simulink 模型 簡(jiǎn)化的四輪車輛模型 忽略車輛側(cè)傾的影響，將簧上質(zhì)量、簧下質(zhì)量合為車輛整體質(zhì)量，忽略輪胎的滾動(dòng)阻力和車輛風(fēng)阻，考慮車輛縱向、橫向、繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和四個(gè)車輪繞其旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，為研究方便，假定制動(dòng)過程中前輪轉(zhuǎn)向角為零，前后車輪幾何中心在同一軸線上，橫擺過程中兩輪 上的附著系數(shù)不變，令車輛坐標(biāo)系原點(diǎn)與汽車質(zhì)心重合 [9]，可建立一個(gè) 7 自由度的四輪車輛模型 。所有的應(yīng)用庫(kù)都提供了將信號(hào)端轉(zhuǎn)換成為結(jié)構(gòu)化的多通口功能模塊，方便工程師利用方塊圖靈活、迅速地建立物理系統(tǒng)的模型 研究 的主要內(nèi)容 建立 ABS 液壓 系統(tǒng) 數(shù)學(xué)模型，表示出所要建立模型對(duì)象的組成及工作過程的各個(gè)環(huán)節(jié) 。由圖 可看出，隨著滑移率的增加，側(cè)向附著系數(shù)在不斷減小， 當(dāng) S＝ 100％ 時(shí)，汽車抗側(cè)向干擾的能力接近于零。 100%VRS V????? () 式中， V—汽車行駛速度 ； S—滑移率 ； ω—車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ABS 的產(chǎn)生離不開前人對(duì)路面特性的研究。 4 個(gè)常開閥分別設(shè)置在制動(dòng)主缸兩腔和液壓助力室至各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路 中；而另 4 個(gè)常閉閥分別設(shè)置在各個(gè)制動(dòng)輪缸至蓄能器的制動(dòng)液通路中。 合理的制動(dòng)壓力取決于路面條件、氣象條件、車輛類別及承載情況等。 圖 ABS 液壓調(diào)節(jié)單元內(nèi)部結(jié)構(gòu) HCU 要按既定的壓力控制模式，有效地對(duì)制動(dòng)壓力實(shí)施控制，又必須滿足以下黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 6 基本要求： 通常助力式和動(dòng)力式液壓制動(dòng)系的促動(dòng)時(shí)間為 。實(shí)用的輪速算法采用測(cè)量脈沖的寬度， 經(jīng)過數(shù)字濾波 ，從而 對(duì)輪速的結(jié)果進(jìn)行合理性的判斷修正。只有取得準(zhǔn)確的車輪速度或加速度信號(hào)，控制系統(tǒng) ECU才能知道什么時(shí)候下達(dá)卸壓指令，什么時(shí)候下達(dá)保壓指令 ，什么時(shí)候下達(dá)增壓指令，從而使車輪不致抱死，并不斷減速直到停止，如圖 。目前，經(jīng)過優(yōu)化的 ABS 己可將主缸、壓力調(diào)節(jié)器和電控單元集成為一體，從而大大減小了體積和成本。交通部重慶公路所研制的 ABS 適用于中型汽車，其第一代 ABS 電子控制單元(ECU) 采用了 Z80 芯片，第二代 ABS 產(chǎn)品采用了 MCS96 系列 8098 單片機(jī)，控制軟件、傳感器和執(zhí)行器都由自己研制，裝車試驗(yàn)的主要問題是系統(tǒng)對(duì)于路況的識(shí)別不夠理想。這段時(shí)期許多家公司都相繼研制了形式多樣的 ABS 裝置。根據(jù)汽車制動(dòng)過程的物理實(shí)質(zhì)及動(dòng)力學(xué)分析，對(duì) ABS 控制器的結(jié)構(gòu)原理、控制方法等方面進(jìn)行分析和研究，利用 AMESim 軟件 建立車輛防抱死制動(dòng)系統(tǒng)模型， 可以很容易分析液壓系統(tǒng)元件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響 。汽車動(dòng)力性能的提高和高速公路的延伸對(duì)汽車安全提出了越來越高的要求，許多國(guó)家都為此頒布了嚴(yán)厲的汽車安全法規(guī)，汽車在制動(dòng)過程中的方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向操縱能力，已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7） 參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。因此，探討各種高性能的制動(dòng)系統(tǒng)和完善制動(dòng)系統(tǒng)的性能是減少交通事故和促進(jìn)汽車工業(yè)發(fā)展的重要舉措 [1]。 ABS 防抱死系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 防抱死制動(dòng)理論最早是 1928 年由英國(guó)人提出來的，基于防抱死制動(dòng)理論的制動(dòng)系統(tǒng)首先是應(yīng)用在火車和飛機(jī)上。進(jìn)入 90 年代后， ABS技術(shù)不斷發(fā)展成熟，控制精度、控制功能不斷完善。 1984 年興平 814 廠研制的第一代防抱制動(dòng)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是不能自動(dòng)適應(yīng)不同路況，以后該廠與西安公路交通大學(xué)合作研制了第二代防抱制動(dòng)系統(tǒng)，增設(shè)了路面識(shí)別功能的電路，但對(duì)于長(zhǎng)軸距的大客 車則不是很理想。 由于技術(shù)的不斷改進(jìn)， ABS 的功能在不斷加強(qiáng)。 圖 ABS 輪速傳感器 實(shí)時(shí)性 ABS 的防抱 死 控制 大約在 57ms 就完成一個(gè)循環(huán)，因而對(duì)輪速處理過程的實(shí)時(shí)性要求就更高了。 電子控制單元 ABS 的電子控制單元 (Electronic Control Unit)，簡(jiǎn)稱 ECU。 ABS 的促動(dòng)時(shí)間應(yīng)小于上述時(shí)間。 制動(dòng)壓力波動(dòng)不宜太大，否則制動(dòng)摩擦力矩波動(dòng)范圍大，路面制動(dòng)力波動(dòng)范圍也增大，會(huì)使車輛傳動(dòng)系的沖擊損傷也大。在防抱死制動(dòng)過程中，通過 HCU 電磁閥的開關(guān)動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)壓力的調(diào)節(jié)。隨著人們對(duì)輪胎與路面間 的互相作用機(jī)理和輪胎動(dòng)力學(xué)認(rèn)識(shí)的不斷加深，在研究中得到了如圖 所示的路面附著系數(shù)μ 與車輪滑移率 S 的關(guān)系。在傳統(tǒng)制動(dòng)的情況下，汽車緊急制動(dòng)時(shí)極易發(fā)生車輪抱死，即滑移率 S＝ 100％，這樣不但 沒有充分利用路面提供的縱向附著力，導(dǎo)致制動(dòng)距離加長(zhǎng)，而且更為嚴(yán)重的是，此時(shí)側(cè)向附著系數(shù)非常小，抗側(cè)滑能力非常低，也幾乎喪失了轉(zhuǎn)向能力 [5]。 從 AMESIM 模型庫(kù)中選取液壓元件模型，按照工作原理 連接各個(gè)元件 ，對(duì)ABS 液壓 系統(tǒng) 進(jìn)行 增壓、減壓 ，保壓 種狀態(tài) 下的仿真。 由 公式（ ） 可得在制動(dòng)過程中的整車動(dòng)力學(xué)方程為 ： ()()( ) / 2 ( ) ( )x y r x f y f y r l y r ry x r y f l y f r y r l y r rz r x f x r l x f x r r y f y f y r l y r rM v v F l F r F FM v v F F F FI F l F F r F c F l F r a F F b???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? () 11122122fl bfl dF x f lfr bf r dF x f rr l br l dR x r lr r br r dR x r rI T r FI T r FI T r FI T r F????? ? ?? ? ?? ? ??? 式 中 ,Vx－汽車縱向速度； Vy－汽車橫向速度； 第一個(gè)下標(biāo) f－汽車前輪； 第一個(gè)下標(biāo) r－汽車后輪； 第二個(gè)下標(biāo) f－汽車左輪； 第 二個(gè)下標(biāo) r－汽車右輪； rdF－汽車前輪滾動(dòng)半徑； rdR－汽車后輪滾動(dòng)半徑； Tbxx－車輪上的制動(dòng)力； M－整車質(zhì)量； a－質(zhì)心到前軸的距離； b－質(zhì)心到后軸的距離； Iz－整車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； Ixx－車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 11 作為 整車模型，還應(yīng)考慮汽車在縱向加速度和橫向加速度下引起的載荷轉(zhuǎn)移 考慮到這些因素，作用在各個(gè)車輪上的垂直載荷 如公式（ ）。此時(shí)通過閥口的氣體流量為： 2100 0 02( 1 )kkkek P PQ A PR T k P P?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? () Q —流過閥口截面積的 流量 (m3/h)； eA—閥口流通截面的有效面積 (mm2)； 0P —閥口上游絕對(duì)壓力 (Pa)； 0T —絕對(duì)溫度 (K)； 制動(dòng) 輪缸模型 2 1 2Vpi iitd d ??? () i—分別代表四個(gè)車輪的制 動(dòng) 輪缸 ； Q2i+1—流入電磁閥的流量 ； Q2i—流出電磁閥的流量 蓄 能器 模型 p xRTPMV? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè) 論文 13 xvET MC? 0 0 0/oxM P p V R T?? () M —?dú)怏w質(zhì)量； 0pP —初始?xì)怏w壓力； 0xV —初始?xì)怏w體積； xV —?dú)怏w體積； R —?dú)怏w常量； oM —初始?xì)怏w質(zhì)量 回油泵模型 2vq beDn v???