Delist.ru

Гидравлический стенд с автоматическим управлением для испытаний тормозной системы автомобилей (31.12.2008)

Автор: Болдырев Денис Владимирович

Рис. 1. Схема стенда для испытания систем торможения колес транспортных средств.

В момент, когда давление в ГОТ будет придельно близко к давлению открытия предохранительного клапана 8, скольжение будет находиться в оптимальной точке:

Дальнейшее увеличение давления приведет к открытию предохранительного клапана 8 и как следствие к увеличению (СТ. Блок воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скорости и скольжения 6 зафиксирует (СТ((ОПТ и выдаст сигнал управления электрогидравлическому следящему приводу 7, который начнет принудительно изменять рабочий объем насоса 12. Таким образом мы получим:

Таким образом мы получаем зависимость q0 от (СТ , q0=f((СТ).

Использование предохранительного клапана с электропропорциональным управлением 8 вместо обычного предохранительного клапана позволяет получить диапазон зависимостей pH=f((СТ) которые можно смоделировать. Это связано с тем, что в пропорциональном клапане 8 может быть использована обратная связь как по нагрузке от датчика давления 13, так и по скорости выходного звена от датчиков скоростей 4 и 5. Так же данный вариант позволяет проводить испытания при переменном значении коэффициента сцепления с дорогой (внезапный переход с одного типа дорожного покрытия на другой).

Для данного варианта стенда из условий равенства кинетических энергий и зависимости момента торможения от коэффициента сцепления, были выведены формулы для расчета основных параметров стенда:

- максимальное значение коэффициента продольного сцепления колеса с дорогой, (Xi – текущее значение коэффициента продольного сцепления колеса с дорогой.

где mK – масса автомобиля, приходящаяся на одно колесо, Va – скорость автомобиля в начале торможения, JCT – момент инерции вращающихся частей стенда, nCT - частота вращения вала электродвигателя стенда в об/мин.

Применив эти формулы можно рассчитать предварительные параметры, разрабатываемого тормозного стенда. Результаты расчетов сведены в таблицу.

Табл. Параметры стенда для испытаний.

Категория автомобиля Максимальная масса автомобиля, кг Начальная скорость испытаний Va, км/ч Рабочий объем гидромашин qo, см3 Максимальный перепад давления (pmax, МПа Момент инерции стенда Jст, кг*м2 Частота вращения nCT, об/мин

1 2 3 4 5 6 7

M1 3400 80 89 20 28,25 1160

M2 4900 60 112 30 28,25 1050

M3 14000 60 333 30 28,25 1770

N1 3500 80 89 30 28,25 1180

N2 12000 60 333 30 28,25 1640

N3 16000 60 500 42 28,25 1900

В третьей главе Составлены математические модели гидравлического инерционного тормозного стенда, тормозной гидравлической системы автомобиля и трех различны регуляторов рабочего объема насоса (311.224, MOOG, Sauer).

Математическая модель тормозного стенда описывается системой уравнений в которую входят уравнение расхода для насоса, уравнение нагрузки для насоса, уравнение расхода для гидромотора, уравнение нагрузки для гидромотора, уравнение расходов в узле, зависимость потерь давления в гидролинии от расхода, уравнение электродвигателя.

К этим уравнениям нужно добавить следующие кусочно-линейные функци:

Описание предохранительного клапана:

где QКП – расход через предохранительный клапан, pКП – давление настройки предохранительного клапана.

Изменение рабочего объема насоса зависит от управляющего сигнала UВХ приходящего на регулятор. Значение управляющего сигнала зависит от скольжения стенда (:

Зависимость UВХ=f(() описывается кусочно-линейной функцией:

0 , при 0(((0.2

UВХ= (8)

UMAX*K( , при 0.2(((1,

где К( - коэффициент характеризующий тип дорожного покрытия имитируемого на стенде.

Таким образом все уравнения описывают динамику тормозного стенда. Структурная схема приведена на рис.2.

Рис.2. Структурная схема гидравлического тормозного стенда.

При моделировании процесса работы тормозного инерционного стенда, необходимо учесть математическую модель тормозной системы автомобиля, установленной на стенде. Данная модель будет использована как подсистема при моделировании работы стенда. Математическая модель описывается уравнениями : перемещения золотника, потерь давления в гидролинии соединяющей тормозной гидроцилиндр и распределитель, силовой характеристики колесного тормозного механизма автомобиля.

Работа гидроцилиндр описывается следующим уравнением:

где коэффициенты уравнения имеют следующие значения:

????????????Y?¬

рактеристики золотника, FП – площадь гидроцилиндра тормоза, V0y – начальный объем рабочей камеры, Е – коэффициент упругости рабочей жидкости, mП – масса подвижных частей гидроцилиндра, kВТ – коэффициент вязкого трения, СП – жесткость пружины гидроцилиндра, НТР – сила сухого трения в гидроцилиндре.

Необходимо также учесть ограничения перемещения выходного звена.

Таким образом эти уравнения и функции описывают динамические процессы в тормозной системе, а структурная схема построенная по этим уравнениям представлена на рис.3.

Большое влияние на работу тормозного стенда оказывает быстродействие регулятора рабочего объема насоса. Для того, чтобы улучшить параметры разрабатываемого стенда, напишем и проанализируем математические модели для нескольких типов регуляторов и насосов.

Рис.3. Структурная схема тормозной системы автомобиля.

загрузка...