液力缓速器用气动比例压力阀设计及其关键技术研究

摘要

车辆液力缓速器是用于重型汽车的一种辅助制动系统。液力缓速器采用非摩擦式制动原理，可有效避免传统制动器的磨耗，防止刹车制动失灵，因而已在国外广泛采用。气动比例压力阀是液力缓速器的核心控制元件，用于根据信号控制缓速器的制动力，其性能直接影响缓速器的制动效果。本文主要对比例压力阀结构及其关键技术进行系统研究，主要研究内容如下:
　　首先，在充分研究气动比例压力阀组成结构和工作原理的基础上，设计一种新型高精度、快速响应的气动比例压力阀，该阀由比例电磁铁模块、自反馈压力模块、快速充排气模块和安全溢流模块组成。采用模块化设计，该阀具备良好的制造和装配工艺性。
　　系统分析气动比例压力阀的动力学特性，建立压力阀的数学模型，并利用AMESim分析软件及其PCD模块分别建立了各组成模块的仿真模型，并对比例阀的稳态压力特性和阶跃特性等工作进行仿真分析。
　　利用所建仿真模型对比例压力阀进行敏度分析，研究阀结构参数、比例电磁铁、压力源等因素对阀工作特性的影响，明确影响比例压力阀工作特性的关键因素，以响应速度、控制精度等为目标对阀结构进行优化，确定最优结构参数组合。
　　搭建比例压力阀多功能测试平台，设计比例压力阀测控软件系统，可实现比例压力阀电流—压力特性、压力阶跃特性、密封性、耐久性等试验。通过试验测试比例压力阀的各项性能，验证优化后比例压力阀具有良好的静动态特性，并具备长寿命和良好可靠性。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 气动比例压力阀研究现状

1．2．1 国外比例压力阀研究现状

1．2．2 国内比例压力阀研究现状

1．3 主要研究内容

2 比例压力阀结构设计

2．1 比例压力阀设计目标

2．2 比例压力阀结构及工作原理

2．2．1 减压阀工作原理

2．2．2 比例压力阀工作原理

2．2．3 比例压力阀结构设计

2．3 比例压力阀建模

2．3．1 比例阀建模的理论基础

2．3．2 阀芯的力平衡方程

2．3．3 各阀口质量流量方程

2．3．4 腔体质量流量连续性方程

2．4 基于AMESim的气动比例压力阀建模

2．4．1 AMESim概述

2．4．2 比例阀PCD模型建模

2．4．3 比例阀模型参数设置

2．4．4 模型仿真

2．5 小结

3 比例压力阀敏度分析及性能优化

3．1 比例压力阀敏度分析

3．1．1 比例电磁铁的影响

3．1．2 阀结构参数的影响

3．1．3 进口压力的影响

3．1．4 负载流量的影响

3．2 比例阀性能优化

3．2．1 优化设计模型

3．2．2 优化方法选择

3．2．3 基于AMESim的优化设计

3．3 小结

4 比例压力阀性能测试试验系统开发

4．1 试验系统总体方案设计

4．2 电气控制模块设计

4．3 试验气路模块设计

4．4 试验系统软件结构设计

4．4．1 NI LabVIEW介绍

4．4．2 基于LabVIEW的系统软件结构设计

4．5 小结

5 比例压力阀试验研究

5．1 测试指标

5．2 试验方法

5．3 小结

6 总结与展望

6．1 研究工作总结

6．2 技术展望

参考文献

作者简介及在学期间所取得的科研成果