正在加载图片...
74 北京科技大学学报 第29卷 供液的蓄能器工况下，尽管制动压力下降迅速，连续 根据单回路工况实验结果，在进行系统与元件 制动三次后仍可达到额定压力的70以上，可满足 设计时应考虑将上下制动阀芯直径调整到最佳值， GB8532-87对系统的要求.由蓄能器工况实验结 以保证各工况时制动性能的稳定 果也可看出，随着蓄能器输出压力的降低，尽管踏板 此外，为分析各种工况耦合对系统响应特性的 力相同，但制动压力出现滞后，其相位差△t与蓄能 影响，还分别进行了蓄能器与单回路工况组合、蓄能 器输出压力降成正比 器工况下各种制动方式、单回路工况下各种制动方 单回路工况下，双回路制动阀独立性能测试结 式等实验，耦合工况实验结果表明，制动工况间的 果如图11所示.在系统供液压力(14MPa)相同，两 相互耦合对制动系统响应特性的影响是变化的，能 回路的输入与输出回路分别断开的情况下，各剩余 够通过适当的调整将影响程度降低，这就需要在系 单独回路制动速度迅速，制动压力与踏板力呈正比， 统与元件设计时进行综合优化分析，以保持系统性 踏板力与制动压力之间无相位差，满足双回路制动 能的稳定 阀各回路可同时工作，又互不影响的性能要求 5 0.24 结论 新开上回路轮缸 新开上回 0.16 路压力 (1)仿真与实验结果证明，所建立的全动力液 0.08 压制动系统数学模型是正确的，可用于分析研究制 动阀结构参数变化对系统特性的影响：对制动系统 14.0 10.5 进行的动态特性实验有助于全面分析制动阀的结构 7.00 参数、使用条件等对系统特性的影响，可为工程车辆 3.50 全动力液压制动系统的设计与性能改进提供重要参 0.5 1.0 1.500.51.0 1.5 2.0 考依据 时间，s (2)对系统响应特性影响较大的制动阀结构参 图11双回路制动阀的独立性能 数为阀芯直径、回位弹簧刚度及预压缩量，尤其是上 Fig.11 Independence properties of the double-circuit brake valve 下阀芯直径及配合造成的影响最大；轮缸容积及其 等效体积弹性模量对系统响应特性影响也较大，应 图12为分别断开下回路输入压力与制动轮缸 注意系统与制动器的匹配并充分考虑制动衬片磨损 时对上回路的影响情况实验结果.尽管断开输入压 对制动性能的影响 力会造成上回路制动压力幅值下降，但与断开轮缸 (3)制动压力响应特性与制动方式有关，响应 相比，踏板力相同时的制动压力增大，而当分别断 速度与踏板力速度及系统压力成正比；不同的单回 开上回路输入压力与制动轮缸时，根据对下回路的 路工况对系统响应特性的影响不同，断开轮缸与断 影响实验结果，断开输入压力会造成下回路制动压 开压力相比制动响应特性会发生相应变化：对于蓄 力幅值下降，与断开轮缸相比，踏板力相同时的制动 能器工况，如果增大蓄能器容量，则能减小输入压力 压力相差较大，情况与图12所示结果正相反 降，减弱压力滞后现象；耦合工况实验结果表明，不 16.1 确定因素间的相互耦合对制动系统响应特性的影响 13.4 1一断开压力 eaW/d 10.7 2一断开轮缸 是变化的，能够通过适当的调整将影响程度降低 8.01 (4)仿真与实验结果应用于轮式装载机全动力 5.34 2.67 液压制动系统与元件的设计研制，经鉴定及工业性 应用，系统与元件性能稳定，达到国际标准要求 0.20 参考文献 [1]Keyser D E.Hogan K.Hydraulic brake systems and components 时间.s for off-highway vehicles and equipment.Fluid Power Association Technical Paper 192-1.4.1992 图12单回路工况时上回路响应曲线 [2]Keyser D E.Middendorf R P.Reverse modulating brake valves, Fig12 Response curves of the upper circuit under the condition of circuit design considerations and applications.SAE Paper 920908. single circuit means 1998供液的蓄能器工况下尽管制动压力下降迅速连续 制动三次后仍可达到额定压力的70％以上可满足 GB8532—87对系统的要求．由蓄能器工况实验结 果也可看出随着蓄能器输出压力的降低尽管踏板 力相同但制动压力出现滞后其相位差Δt 与蓄能 器输出压力降成正比． 单回路工况下双回路制动阀独立性能测试结 果如图11所示．在系统供液压力（14MPa）相同两 回路的输入与输出回路分别断开的情况下各剩余 单独回路制动速度迅速制动压力与踏板力呈正比 踏板力与制动压力之间无相位差满足双回路制动 阀各回路可同时工作又互不影响的性能要求． 图11 双回路制动阀的独立性能 Fig．11 Independence properties of the double-circuit brake valve 图12为分别断开下回路输入压力与制动轮缸 时对上回路的影响情况实验结果．尽管断开输入压 力会造成上回路制动压力幅值下降但与断开轮缸 相比踏板力相同时的制动压力增大．而当分别断 开上回路输入压力与制动轮缸时根据对下回路的 影响实验结果断开输入压力会造成下回路制动压 力幅值下降与断开轮缸相比踏板力相同时的制动 压力相差较大情况与图12所示结果正相反． 图12 单回路工况时上回路响应曲线 Fig．12 Response curves of the upper circuit under the condition of single circuit means 根据单回路工况实验结果在进行系统与元件 设计时应考虑将上下制动阀芯直径调整到最佳值 以保证各工况时制动性能的稳定． 此外为分析各种工况耦合对系统响应特性的 影响还分别进行了蓄能器与单回路工况组合、蓄能 器工况下各种制动方式、单回路工况下各种制动方 式等实验．耦合工况实验结果表明制动工况间的 相互耦合对制动系统响应特性的影响是变化的能 够通过适当的调整将影响程度降低这就需要在系 统与元件设计时进行综合优化分析以保持系统性 能的稳定． 5 结论 （1） 仿真与实验结果证明所建立的全动力液 压制动系统数学模型是正确的可用于分析研究制 动阀结构参数变化对系统特性的影响；对制动系统 进行的动态特性实验有助于全面分析制动阀的结构 参数、使用条件等对系统特性的影响可为工程车辆 全动力液压制动系统的设计与性能改进提供重要参 考依据． （2） 对系统响应特性影响较大的制动阀结构参 数为阀芯直径、回位弹簧刚度及预压缩量尤其是上 下阀芯直径及配合造成的影响最大；轮缸容积及其 等效体积弹性模量对系统响应特性影响也较大应 注意系统与制动器的匹配并充分考虑制动衬片磨损 对制动性能的影响． （3） 制动压力响应特性与制动方式有关响应 速度与踏板力速度及系统压力成正比；不同的单回 路工况对系统响应特性的影响不同断开轮缸与断 开压力相比制动响应特性会发生相应变化；对于蓄 能器工况如果增大蓄能器容量则能减小输入压力 降减弱压力滞后现象；耦合工况实验结果表明不 确定因素间的相互耦合对制动系统响应特性的影响 是变化的能够通过适当的调整将影响程度降低． （4） 仿真与实验结果应用于轮式装载机全动力 液压制动系统与元件的设计研制经鉴定及工业性 应用系统与元件性能稳定达到国际标准要求． 参 考 文 献 ［1］ Keyser D EHogan K．Hydraulic brake systems and components for off-highway vehicles and equipment．Fluid Power Association Technical Paper I92—1∙41992 ［2］ Keyser D EMiddendorf R P．Reverse modulating brake valves circuit design considerations and applications．SAE Paper920908 1998 ·74· 北 京 科 技 大 学 学 报 第29卷