無軌膠輪車液壓制動(dòng)系統(tǒng)仿真分析

劉暢

（西安航空學(xué)院，陜西 西安 710077）

基于較強(qiáng)的爬坡能力、轉(zhuǎn)向靈活、操縱快捷等優(yōu)點(diǎn)，無軌膠輪車在礦井運(yùn)輸業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。論文對(duì)某型號(hào)無軌膠輪車濕式制動(dòng)器液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)無軌膠輪車液壓制動(dòng)系統(tǒng)中行車制動(dòng)過程、駐車制動(dòng)過程進(jìn)行研究，利用液壓仿真技術(shù)，進(jìn)行建模和分析，為類似液壓制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提供了有效的參考方法[1-3]。

1 液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

無軌膠輪車設(shè)計(jì)的液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖如圖1 所示。該液壓控制系統(tǒng)主要包含液壓齒輪定量泵、雙路充液閥、雙路制動(dòng)閥、蓄能器、手柄閥、多功能型濕式制動(dòng)器以及液壓油源等[4-5]。

圖1 液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖

2 建立液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)仿真模型

液壓仿真軟件AMESim 作為主流的液壓仿真軟件，不僅操作簡單，而且內(nèi)部液壓元件的液壓模型庫十分健全[6-7]。因此根據(jù)所設(shè)計(jì)的液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖搭建的液壓仿真模型為圖2 所示。

3 仿真分析

3.1 行車制動(dòng)過程仿真分析

在開始仿真前需要對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，如表1 所示。

表1 行車制動(dòng)設(shè)定參數(shù)

3.1.1 雙路制動(dòng)閥輸出口壓力特性分析

當(dāng)給踏板施加一個(gè)由0～200.5N 的線性力，然后再緩慢的釋放踏板，仿真出的曲線結(jié)果如圖3 所示，可以看出，雙路制動(dòng)閥輸出壓力與踏板力增加曲線大致相吻合，說明所設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)是符合制動(dòng)過程的。從圖還可以得出，前橋制動(dòng)器輸出壓力略低于后橋制動(dòng)器，這是因?yàn)殡p路制動(dòng)閥中回位彈簧對(duì)下滑閥相作用，下滑閥向下的合力比上滑閥向下的合力較小，因此有一定的延遲。該曲線能夠反映出車輛行駛過程中表現(xiàn)平穩(wěn)。

圖3 雙路制動(dòng)閥腳踏板力- 輸出口壓力動(dòng)態(tài)

3.1.2 雙回路行車制動(dòng)協(xié)調(diào)特性分析

經(jīng)過仿真得出曲線為圖4、圖5 所示。首先進(jìn)行快剎實(shí)驗(yàn)，設(shè)定0.3s 壓力達(dá)到最大值，其次進(jìn)行慢剎實(shí)驗(yàn)，設(shè)定3s 壓力達(dá)到最大值，踏板壓力曲線如圖4 所示，圖5 是反映兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)制動(dòng)器、蓄能器以及制動(dòng)活塞位移變化曲線，可以得出當(dāng)給踏板有一定的壓力信號(hào)時(shí)，制動(dòng)器、蓄能器和制動(dòng)活塞位移能夠迅速的變化相應(yīng)，大約有0.2S 的延遲，這都在誤差范圍內(nèi)。

圖4 雙路制動(dòng)閥腳踏板受壓信號(hào)

圖5 雙回路行車制動(dòng)協(xié)調(diào)特性仿真

3.2 駐車制動(dòng)過程仿真分析

制動(dòng)系統(tǒng)不僅要保證行車過程制動(dòng)平穩(wěn)，也要能夠滿足駐車制動(dòng)的要求，駐車制動(dòng)是指將制動(dòng)器中的高壓油液進(jìn)行內(nèi)泄，回流油箱，制動(dòng)彈簧恢復(fù)變形，進(jìn)而實(shí)施制動(dòng)，設(shè)定本系統(tǒng)中的蓄能器已經(jīng)完成充滿高壓油液，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多次駐車制動(dòng)的仿真。駐車制動(dòng)設(shè)定的參數(shù)如表2 所示。

表2 駐車制動(dòng)設(shè)定參數(shù)

從仿真曲線可以得出，經(jīng)過多次的駐車制動(dòng)試驗(yàn)，蓄能器的壓力值在不斷地減小，并且前后橋制動(dòng)器的壓力值變化幾乎同步。從圖6 中也可以看出，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)經(jīng)過連續(xù)的6 次駐車制動(dòng)試驗(yàn)后，蓄能器的壓力值仍然處于3MPa，得出該系統(tǒng)完全能夠滿足駐車系統(tǒng)的要求。

圖6 駐車制動(dòng)仿真分析

4 結(jié)論

本論文設(shè)計(jì)的無軌膠輪車液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)通過AMESim完成建模后，對(duì)行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，表明設(shè)計(jì)的無軌膠輪車液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)的合理性，為無軌膠輪車的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。