挂车气动刹车系统关键部件的仿真与优化

论文摘要

随着交通运输效率要求的不断上升,市场上对挂车的载荷要求越来越高,而目前国内挂车制动系统的研究较为落后,严重制约了挂车的发展,因此研究挂车制动系统对挂车的发展有重大的帮助作用。本文就WABCO公司生产的一整套挂车制动系统,对其进行拆装,分析其内部结构及原理并建立模型进行仿真,为实车制动系统的实验研究提供理论基础。本课题主要任务是研究系统部件工作原理,对系统部件进行建模并建立正确的仿真模型。通过对系统的分析,将系统简化为气源系统和刹车系统两个子系统,通过对子系统关键部件四回路保护阀、继动阀和刹车气室的内部结构分析,基于开口系统的能量平衡方程对系统就行建模。根据建模方程建立基于Simulink的仿真模型并对气源系统和刹车系统分别作出仿真。对四回路保护阀的开启特性,流量特性,弹簧预紧力对阀口位置影响,输入压力与输出压力作出了分析,通过调节上弹簧的预紧力完成了四回路阀所接气罐的充气顺序,并对管路直径作出了优化。在刹车子系统中对制动气室的制动过程进行分析并对管径和气罐体积做出优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题背景
• 1.3 常用挂车制动系统简介
• 1.4 课题研究的意义
• 1.5 本课题主要研究内容
• 第2章 系统原理及关键部件的介绍
• 2.1 系统原理
• 2.1.1 供气系统
• 2.1.2 刹车系统
• 2.1.3 ABS 部分
• 2.2 四回路保护阀
• 2.3 继动阀
• 2.4 刹车气室
• 2.5 本章小结
• 第3章 系统的简化与建模
• 3.1 气源系统的简化
• 3.2 刹车系统的简化
• 3.3 系统建模理论基础
• 3.3.1 基本概念
• 3.3.2 开口系统的能量平衡方程
• 3.4 气源系统的建模
• 3.5 刹车系统的建模
• 3.6 本章小结
• 第4章 气源系统的仿真与优化
• 4.1 基于SIMULINK 气源系统仿真模型的建立
• 4.1.1 运动模块
• 4.1.2 流量模块
• 4.1.3 热力学模块
• 4.2 四回路保护阀的阀口开启分析
• 4.3 下弹簧预紧力对阀芯位置的影响
• 4.4 弹簧对阀口开启压力的影响
• 4.5 充气时四回路保护阀入口压力与输出压力的关系
• 4.6 四回路保护阀的流量特性
• 4.7 充气顺序的确定
• 4.8 四回路保护阀阀芯形状对充气的影响
• 4.9 管路直径的优化
• 4.10 本章小结
• 第5章 制动系统的仿真与优化
• 5.1 基于SIMULINK 制动系统仿真模型的建立
• 5.2 制动气室制动过程分析
• 5.3 管路直径的优化
• 5.4 气罐体积的优化
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢