【正文】 （ 3）從 AMESIM 模型庫中選取液壓元件模型，按照工作原理圖連接各個元件。 基于 AMESim的汽車 ABS 液壓系統(tǒng)建模與分析，仿真結果可信度較高。根據第三章建立的單輪車輛 Simulink 模型進行分析如 圖 。通流截面積大，通道短，水力半徑大，通流能力強，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 增壓閥信號輸入曲線 圖 增壓閥壓力變化曲線 主缸壓力對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，增壓閥關閉，減壓閥打開 ，制動輪缸中液壓介質通過減壓閥流回回路，部分介質儲存在蓄能器里，蓄能器內液體迅速增加如圖 ， 減壓閥打開后，此時輪缸中的壓力處于高壓狀態(tài)，富余的介質迅速建立流量，輪缸壓力急劇下降 ，減壓過程中，回油泵將液壓油泵回，如圖 ，泵內流量增加 。因為這次主要仿真 ABS 液壓系統(tǒng)在增壓減壓情況，所以定義為 3 個階段，第一階段 制動力 大小 0～500null， 第二階段為 500～ 500null，第三階段為 500～ 0null， 每段仿真階段時間為 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 論文 21 第 4 章 ABS 液壓 系統(tǒng)仿真 仿真車輛參數 本文采用的是海域 MB 防抱死制動系統(tǒng)進行分析，該車制動系統(tǒng)為液壓驅動、前盤后鼓制動方式。在此系統(tǒng)中選擇了葉片泵作為減壓回路的動力源，葉片泵具有結構緊湊、涌動平穩(wěn)、輸油均勻等優(yōu)點，通過 葉輪高速運轉產生離心力吸油的。首先在草圖模式 (Sketch Mode)中根據主缸的物理結構，和其物理意義，選擇合適的元件，構建出主缸的 AMEsim 模型，主要包括液壓元件設計庫中的活塞缸子元件，帶彈簧的活塞缸子元件和考慮摩擦的運動質量塊子元件等，然后再進入子模型模式為各元件選擇合適的子模型，再進入參數模式，根據主缸的實際結構確定相應子模型的參數，前、后缸活塞直徑 ；前、后缸活塞桿徑 ；前缸運動部件等效質量 ；后缸運動部件等效質量 ；后缸彈簧剛度 ，設置完參數之后就可以進入運行模式進行模型仿真。 圖 液壓調節(jié)器 AMESIM 模型 液壓調節(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 的制動效果。 ABS 系統(tǒng)模型的 AMESim 實現 車輛 ABS 模型 根據 ABS 液壓系統(tǒng)的結構圖，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，增壓閥關閉，減壓閥關閉。 AMESIM 液壓元件設計庫通過細分結構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和單元模塊來構建最多的工程系統(tǒng)模型， 齊全的分析工具、多種仿真運行模式以及開放的結構，使得 AMESim在汽車液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及車輛熱分析等方面都有很好的應用，并在法國雷諾、雪鐵龍汽車的設計過程中有過實際應用，是目前國際上流行的汽車設計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用模型庫中選擇需要的模塊來構建復雜 各種 系統(tǒng)的模型。這時以聲速傳播的外界壓力擾動波能達到和傳出口界面去影響口內的流動。 V Tb Fx N M 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 論文 10 圖 單輪車輛 Simulink 模型 簡化的四輪車輛模型 忽略車輛側傾的影響，將簧上質量、簧下質量合為車輛整體質量，忽略輪胎的滾動阻力和車輛風阻，考慮車輛縱向、橫向、繞 Z 軸的轉動和四個車輪繞其旋轉軸的轉動，為研究方便，假定制動過程中前輪轉向角為零，前后車輪幾何中心在同一軸線上，橫擺過程中兩輪 上的附著系數不變，令車輛坐標系原點與汽車質心重合 [9]，可建立一個 7 自由度的四輪車輛模型 。所有的應用庫都提供了將信號端轉換成為結構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 的主要內容 建立 ABS 液壓 系統(tǒng) 數學模型，表示出所要建立模型對象的組成及工作過程的各個環(huán)節(jié) 。由圖 可看出，隨著滑移率的增加，側向附著系數在不斷減小， 當 S＝ 100％ 時，汽車抗側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—車輪的轉動角速度 ABS 的產生離不開前人對路面特性的研究。 4 個常開閥分別設置在制動主缸兩腔和液壓助力室至各制動輪缸的制動管路 中；而另 4 個常閉閥分別設置在各個制動輪缸至蓄能器的制動液通路中。 合理的制動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 液壓調節(jié)單元內部結構 HCU 要按既定的壓力控制模式，有效地對制動壓力實施控制，又必須滿足以下黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 論文 6 基本要求： 通常助力式和動力式液壓制動系的促動時間為 。實用的輪速算法采用測量脈沖的寬度， 經過數字濾波 ，從而 對輪速的結果進行合理性的判斷修正。只有取得準確的車輪速度或加速度信號，控制系統(tǒng) ECU才能知道什么時候下達卸壓指令，什么時候下達保壓指令 ，什么時候下達增壓指令，從而使車輪不致抱死，并不斷減速直到停止，如圖 。目前，經過優(yōu)化的 ABS 己可將主缸、壓力調節(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 產品采用了 MCS96 系列 8098 單片機，控制軟件、傳感器和執(zhí)行器都由自己研制，裝車試驗的主要問題是系統(tǒng)對于路況的識別不夠理想。這段時期許多家公司都相繼研制了形式多樣的 ABS 裝置。根據汽車制動過程的物理實質及動力學分析，對 ABS 控制器的結構原理、控制方法等方面進行分析和研究，利用 AMESim 軟件 建立車輛防抱死制動系統(tǒng)模型， 可以很容易分析液壓系統(tǒng)元件對整個系統(tǒng)的影響 。汽車動力性能的提高和高速公路的延伸對汽車安全提出了越來越高的要求，許多國家都為此頒布了嚴厲的汽車安全法規(guī)，汽車在制動過程中的方向穩(wěn)定性和轉向操縱能力，已成為人們關注的焦點。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論 7） 參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數不少于 萬字。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交 的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 ：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。因此，探討各種高性能的制動系統(tǒng)和完善制動系統(tǒng)的性能是減少交通事故和促進汽車工業(yè)發(fā)展的重要舉措 [1]。 ABS 防抱死系統(tǒng)國內外現狀及發(fā)展趨勢 防抱死制動理論最早是 1928 年由英國人提出來的，基于防抱死制動理論的制動系統(tǒng)首先是應用在火車和飛機上。進入 90 年代后， ABS技術不斷發(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系統(tǒng)的主要缺點是不能自動適應不同路況，以后該廠與西安公路交通大學合作研制了第二代防抱制動系統(tǒng)，增設了路面識別功能的電路，但對于長軸距的大客 車則不是很理想。 由于技術的不斷改進， ABS 的功能在不斷加強。 圖 ABS 輪速傳感器 實時性 ABS 的防抱 死 控制 大約在 57ms 就完成一個循環(huán)，因而對輪速處理過程的實時性要求就更高了。 電子控制單元 ABS 的電子控制單元 (Electronic Control Unit)，簡稱 ECU。 ABS 的促動時間應小于上述時間。 制動壓力波動不宜太大，否則制動摩擦力矩波動范圍大，路面制動力波動范圍也增大，會使車輛傳動系的沖擊損傷也大。在防抱死制動過程中，通過 HCU 電磁閥的開關動作來實現制動壓力的調節(jié)。隨著人們對輪胎與路面間 的互相作用機理和輪胎動力學認識的不斷加深，在研究中得到了如圖 所示的路面附著系數μ 與車輪滑移率 S 的關系。在傳統(tǒng)制動的情況下，汽車緊急制動時極易發(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，導致制動距離加長，而且更為嚴重的是，此時側向附著系數非常小，抗側滑能力非常低，也幾乎喪失了轉向能力 [5]。 從 AMESIM 模型庫中選取液壓元件模型，按照工作原理 連接各個元件 ，對ABS 液壓 系統(tǒng) 進行 增壓、減壓 ，保壓 種狀態(tài) 下的仿真。 由 公式（ ） 可得在制動過程中的整車動力學方程為 ： ()()( ) / 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； 第一個下標 f－汽車前輪； 第一個下標 r－汽車后輪； 第二個下標 f－汽車左輪； 第 二個下標 r－汽車右輪； rdF－汽車前輪滾動半徑； rdR－汽車后輪滾動半徑； Tbxx－車輪上的制動力； M－整車質量； a－質心到前軸的距離； b－質心到后軸的距離； Iz－整車轉動慣量； Ixx－車輪轉動慣量； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 論文 11 作為 整車模型，還應考慮汽車在縱向加速度和橫向加速度下引起的載荷轉移 考慮到這些因素，作用在各個車輪上的垂直載荷 如公式（ ）。此時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 —閥口上游絕對壓力 (Pa)； 0T —絕對溫度 (K)； 制動 輪缸模型 2 1 2Vpi iitd d ??? () i—分別代表四個車輪的制 動 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? 黑龍江工程學院本科生畢業(yè) 論文 13 xvET MC? 0 0 0/oxM P p V R T?? () M —氣體質量； 0pP —初始氣體壓力； 0xV —初始氣體體積； xV —氣體體積； R —氣體常量； oM —初始氣體質量 回油泵模型 2vq beDn v???