無軌膠輪車液壓制動系統(tǒng)仿真分析

劉暢

（西安航空學院，陜西 西安 710077）

基于較強的爬坡能力、轉(zhuǎn)向靈活、操縱快捷等優(yōu)點，無軌膠輪車在礦井運輸業(yè)得到了廣泛的應用。論文對某型號無軌膠輪車濕式制動器液壓系統(tǒng)進行設計，并對無軌膠輪車液壓制動系統(tǒng)中行車制動過程、駐車制動過程進行研究，利用液壓仿真技術，進行建模和分析，為類似液壓制動系統(tǒng)的設計，提供了有效的參考方法[1-3]。

1 液壓制動控制系統(tǒng)總體設計

無軌膠輪車設計的液壓制動控制系統(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、雙路制動閥、蓄能器、手柄閥、多功能型濕式制動器以及液壓油源等[4-5]。

圖1 液壓制動控制系統(tǒng)原理圖

2 建立液壓制動控制系統(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)所設計的液壓制動控制系統(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 行車制動過程仿真分析

在開始仿真前需要對部分參數(shù)進行設定，如表1 所示。

表1 行車制動設定參數(shù)

3.1.1 雙路制動閥輸出口壓力特性分析

當給踏板施加一個由0～200.5N 的線性力，然后再緩慢的釋放踏板，仿真出的曲線結果如圖3 所示，可以看出，雙路制動閥輸出壓力與踏板力增加曲線大致相吻合，說明所設計的制動系統(tǒng)是符合制動過程的。從圖還可以得出，前橋制動器輸出壓力略低于后橋制動器，這是因為雙路制動閥中回位彈簧對下滑閥相作用，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 雙路制動閥腳踏板力- 輸出口壓力動態(tài)

3.1.2 雙回路行車制動協(xié)調(diào)特性分析

經(jīng)過仿真得出曲線為圖4、圖5 所示。首先進行快剎實驗，設定0.3s 壓力達到最大值，其次進行慢剎實驗，設定3s 壓力達到最大值，踏板壓力曲線如圖4 所示，圖5 是反映兩次實驗時制動器、蓄能器以及制動活塞位移變化曲線，可以得出當給踏板有一定的壓力信號時，制動器、蓄能器和制動活塞位移能夠迅速的變化相應，大約有0.2S 的延遲，這都在誤差范圍內(nèi)。

圖4 雙路制動閥腳踏板受壓信號

圖5 雙回路行車制動協(xié)調(diào)特性仿真

3.2 駐車制動過程仿真分析

制動系統(tǒng)不僅要保證行車過程制動平穩(wěn)，也要能夠滿足駐車制動的要求，駐車制動是指將制動器中的高壓油液進行內(nèi)泄，回流油箱，制動彈簧恢復變形，進而實施制動，設定本系統(tǒng)中的蓄能器已經(jīng)完成充滿高壓油液，對系統(tǒng)進行多次駐車制動的仿真。駐車制動設定的參數(shù)如表2 所示。

表2 駐車制動設定參數(shù)

從仿真曲線可以得出，經(jīng)過多次的駐車制動試驗，蓄能器的壓力值在不斷地減小，并且前后橋制動器的壓力值變化幾乎同步。從圖6 中也可以看出，所設計的液壓系統(tǒng)經(jīng)過連續(xù)的6 次駐車制動試驗后，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 駐車制動仿真分析

4 結論

本論文設計的無軌膠輪車液壓制動控制系統(tǒng)通過AMESim完成建模后，對行車制動和駐車制動進行仿真實驗，得出相關數(shù)據(jù)，表明設計的無軌膠輪車液壓制動控制系統(tǒng)的合理性，為無軌膠輪車的設計提供了參考依據(jù)。