摘 要

Abstract II

1 绪论 1

1.1 论文的研究背景 1

1.2 论文研究的目的和意义 1

1.3 论文的主要研究内容 2

2 气压制动控制阀的建模仿真分析 3

2.1 认识气压制动控制阀的基本理论 3

2.2 分析气压制动控制阀的性能需求 4

2.3 研究气压制动控制阀的数学模型 6

2.3.1 电路子系统模型 7

2.3.2 磁路子系统模型 7

2.3.3 机械子系统模型 8

2.3.4 气路子系统模型 9

2.4 建立气压制动控制阀的仿真模型 11

2.4.1 电路模型 11

2.4.2磁路模型 11

2.4.3 机械模型 12

2.4.4 气路模型 12

2.4.5 顶层模型 13

2.5 分析气压制动控制阀的仿真结果 15

3 气压制动控制阀调压特性的影响因素分析 18

3.1 影响调压特性的参数 18

3.2 分析结构参数的影响 18

3.2.1 阀芯质量 18

3.2.2 线圈匝数 19

3.2.3 线圈电阻 20

3.3 分析控制信号参数的影响 21

3.3.1 幅值 21

3.3.2 频率 22

3.3.3 占空比 24

4 气压制动控制阀调压特性的试验研究 26

4.1 分析试验的需求 26

4.1.1 试验目标 26

4.1.2 试验内容 26

4.1.3 试验流程 26

4.1.4 试验台架总体结构 29

4.2 分析试验结果 30

4.4.1 试验结果 30

4.4.2 分析试验误差来源 35

5 总结 36

5.1 论文总结 36

5.2 工作总结 36

参考文献 37

摘 要

随着社会的发展，乘坐或驾驶汽车的人越来越多，因汽车引起的事故也不断增多，人们对汽车的安全性也越来越关注。当出现紧急情况时，汽车的制动系统性能尤其重要。气压制动控制阀是整个气压制动系统调节压力的最重要元件，其性能对整个制动系统的性能有重大影响。本文主要研究了气压制动控制阀的调压特性，研究工作主要包括：

（1）根据气压制动控制阀理论研究成果，建立其调压特性的MATLAB/Simulink仿真模型；

（2）通过仿真模型，分析不同结构参数和控制信号参数对其调压特性的影响；

（3）通过试验研究，对气压制动控制阀的基本性能进行测评；

本文通过仿真试验，研究了不同结构参数和控制信号参数对气压制动控制阀调压特性的影响，其结果可为气压制动控制阀的开发设计提供重要的参考依据。

关键词：气压制动控制阀；调压特性；结构参数；控制信号参数

Abstract

With the development of society, more and more people ride or drive vehicles. The accidents caused by vehicles are also increasing, so more and more attention is paid to the safety of the vehicles. When an emergency occurs, the braking system performance of the vehicle is particularly important. The pneumatic brake control valve is the most important component of the overall pressure brake system to regulate the pressure and its performance has a significant impact on the performance of the entire brake system. The pressure regulation characteristics of pneumatic brake control valve are mainly studied. The detailed work of this paper is as follows:

(1) According to the theoretical research results of the pneumatic brake control valve, the MATLAB/Simulink simulation model of its pressure regulation characteristic was set up.

(2) Through the simulation model, the influence of different structural parameters and control signal parameters on its voltage regulation was analyzed.

(3) Through the experimental study, the basic performance of the pneumatic brake control valve was evaluated.

In this paper, the influence of different structural parameters and control signal parameters on the pressure regulation characteristics of the pneumatic brake control valve was researched by simulation test. The result can provide reference for the development and design of the pneumatic brake control valve.

Key Words: Pneumatic brake control valve; Regulation characteristics; Structural parameters; Control signal parameters

1 绪论

气压制动控制阀是一种开关式电磁阀，主要应用于气压防抱死制动系统中。与传统的纯机械式气压制动系统相比，气压防抱死制动系统增加了电子控制技术，通过编写入控制器里的程序来驱动气压制动控制阀，从而调节气压制动系统的压力值，确保车辆在制动过程中轮胎不出现抱死现象，能一直处于滚动状态。本文根据气压制动控制阀的理论研究成果，通过MATLAB/Simulink进行仿真，建立其调压特性仿真模型，分析其调压特性，为其结构参数的设计提供依据。

1.1 论文的研究背景

随着道路交通条件不断改善、汽车技术不断进步，汽车的行驶速度越来越快，人们越来越关注汽车行驶的安全性和可靠性。汽车制动系统的主要作用是使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动^[1,2]。当出现紧急情况时，汽车的制动系统性能尤其重要。在影响制动系统性能的各因素中，气压制动控制阀是整个气压制动系统调节压力最重要的元件，其性能对整个制动系统性能有着重要影响。因此，气压制动控制阀的调压特性分析就显得极为重要。

Subramanian等人^[3-5]提出了通过改变制动阀活塞的位移达到调节气室压力的控制方案。雷鸣、安志敏、侯艳丽^[6-8]等分析了线圈匝数、线圈电阻及电压对动态特性的影响。张洪昌、孟伟勋、秦基磊^[9-11]等通关多领域模型仿真，研究了相关参数对其特性的影响。何力^[12]建立了气压制动系统的模型，对各元件制动时的气压和制动力矩等进行了仿真模拟。罗志前、王意宝^[13,14]建立了制动阀、盘式制动器、继动阀和加力器的仿真模型，并进行了试验验证。许著等^[15]对气压技术进行了系统的介绍。

1.2 论文研究的目的和意义

随着社会的发展，汽车在人们的生活中越来越普及，但是汽车的各项性能的研究却并不深入。近年来国内外的大多数学者对汽车制动系统的研究以乘用车所使用的液压制动系统为主体，只有少部分学者的研究以气压制动系统为主体。而对气压制动系统的调压执行元件即气压制动控制阀的研究则更为少有。本文研究工作的目的和意义主要包括以下几个方面：