Delist.ru

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

Автор: Болдырев Денис Владимирович

Регулятор насоса 311.224

Динамические процессы, происходящие в электрической управляющей части механизма регулирования рабочего объема насоса описываются дифференциальным уравнением электрической обмотки управления ЭМП, уравнением моментов развиваемых на якоре ЭМП и моментов сил сопротивления его перемещению, уравнением обратной связи по положению силового гидроцилиндра.

Гидравлическая часть регулятора описывается уравнением расхода через гидрораспределитель с плоским золотником.

Динамические процессы, протекающие в силовом гидроцилиндре, были описаны в разделе «Динамика тормозной системы автомобиля» (см.(9)) . Перепишем это уравнение применительно к приводу регулирования рабочего объема насоса:

Также нужно учесть ограничение перемещения выходного звена гидроцилиндра.

Уравнение для рабочего объема насоса:

Уравнения описывают динамические процессы в регуляторе рабочего объема насоса, а структурная схема, построенная по этим уравнениям, представлена на рис.4.

В качестве управляющего элемента в регуляторе используется двухкаскадный электрогидравлический усилитель мощности, первый каскад сопло-заслонка, второй каскад золотник.

Рис.4. Структурная схема регулятора рабочего объема насоса 311.224

Регулятор SAUER для насоса типа SPV.

Система уравнений составляется аналогично регулятору насоса 311.224 и состоит из уравнений: преобразования напряжения в усилие на якоре ЭМП, преобразования усилия на якоре в перемещение заслонки, ограничения перемещения заслонки, расхода через усилитель сопло-заслонка, ограничения по перемещению золотника, гидроцилиндра регулятора рабочего объема, обратной связи по положению поршня регулятора, ограничения перемещения выходного звена гидроцилиндра.

, (12)

где qH – текущий рабочий объем насоса; qmax - максимальный рабочий объем насоса; ymax - максимальное перемещение поршня регулятора; (max – максимальный угол наклона диска насоса 18О .

Уравнения описывают динамические процессы в регуляторе рабочего объема насоса, а структурная схема построенная по этим уравнениям представлена на рис.5.

Рис.5. Структурная схема регулятора рабочего объема SAUER насоса SPV.

Регулятор MOOG для насоса типа SPV.

Динамика механизма регулирования MOOG описывается теме же уравнениями, что и динамика регулятора SAUER, добавляется только обратная связь между заслонкой и перемещением поршня регулятора.

Структурная схема регулятора MOOG представлена на рис.6.

Рис.6. Структурная схема регулятора рабочего объема фирмы MOOG для насоса SPV.

В четвертой главе проведен анализ математических моделей разработанных в третей главе.

Регулятор насоса 311.224

Переходный процесс в данном регуляторе апериодический, время переходного процесса, в зависимости от входного сигнала, находится в диапазоне 0.8 .. 1 с.. Изменением параметров катушки ЭМП , а также изменением жесткости заделки золотника можно уменьшить время переходного процесса , при этом увеличивается амплитуда. Для снижения амплитуды уменьшаем давление питания и увеличиваем жесткость пружины регулятора. В результате коррекции получен переходный процесс с временем tn = 0.45 с., без пере регулирования (рис. 7)

Регулятор типа MOOG для насоса SPV.

Для начальных исходных данных время переходного процесса составляет 0.4 с.. На время переходного процесса влияет диаметр поршня регулятора рабочего объема насоса. Так с уменьшением диаметра до 0.04 м. время переходного процесса сократится до 0.25 с. , а с уменьшением диаметра до 0.03 м. сократится до 0.16 с. При этом уменьшается амплитуда. Что бы восстановить амплитуду можно произвести коррекцию сопел, увеличив диаметр сопла и одновременно уменьшив коэффициент расхода сопла, так же можно уменьшить активное сопротивление обмотки ЭМП. После всех проведенных коррекций получаем переходный процесс показанный на рис.8 , с временем переходного процесса 0.16 с..

Регулятор типа Sauer для насоса SPV.

Наибольшее влияние на время переходного процесса оказывает жесткость заделки заслонки , диаметр золотника, давление питания. Увеличение давления, уменьшение жесткости заделки ЭМП и уменьшение диаметра золотника (pmax = 2.8 МПа , dz = 12 мм , Сemp= 1e5) приводит к снижению времени переходного процесса до 0.12 с. (см. рис. 9).

Рис. 7. qH=f(Uвх=1B) для регулятора 311.224 ; 1 – до коррекции, 2 –после коррекции.

Для достоверного моделировании дорожного покрытия необходимо знать на какую величину нужно изменять рабочий объем насоса ?q, и тем самым изменять момент торможения автомобиля.

Рис. 8. qH=f(Uвх=1.5B) для регулятора MOOG; 1 – до коррекции,

2 –после коррекции

Рис. 9. qH=f(Uвх=2.5B) для регулятора SAUER; 1 – до коррекции, 2 –после коррекции

Для выбора величины ?q было проведено сравнение торможения на стенде без блокировки колес с торможением на стенде с блокировкой колес. Моделирование проводилось для разных значений коэффициента продольного сцепления путем изменения параметра ?q. В качестве контролируемого параметра был выбран относительный тормозной путь

- тормозной путь с неблокированными колесами

- тормозной путь с блокированными колесами.

Результаты моделирования приведены на рис. 10.

Рис. 10. Зависимость относительного тормозного пути от ?q.

при (Х=0,2.

Зная поведение реального автомобиля на разных дорожных покрытиях используя данный график можно подобрать параметр стенда, изменение рабочего объема ?q.

С учетом особенностей дорожного покрытия составлена таблица основных параметров закона изменения рабочего объема насоса от скольжения.

Таблица.

загрузка...