amesim的汽车制动系统的性能分析(附件)【字数：10043】
摘 要制动安全性是车辆首要的安全性能，一个可靠的制动系统是车辆的关键系统。全液压制动系统制动力大，制动可靠，本课题对全液压制动系统进行分析，具体工作如下本课题分析了全液压制动系统的优点，并结合全液压制动系统的工作特点，基于流体动力学设计出一款适用于低速电动汽车的全液压制动系统。同时为了进一步提升系统制动安全性，前轴和后轴制动器各分设一个制动回路，构成II型全液压制动系统。为验证制动系统的可靠性，采用流体动力学软件AMESim对车辆制动系统进行建模仿真，通过模型库里的元件来模拟关键部件如前后制动器、制动阀等，分析参数变化如踏板信号、蓄能器体积、油管直径等对汽车制动性的影响，通过仿真对比分析得到最优参数，从而改进制动性能。仿真结果显示，全液压制动系统中蓄能器充液特性与实际工作特点相符，整个系统制动器制动力大，响应及时。同时在一条制动回路失效时，另一条正常工作的回路仍能提供比较大的制动力，有较高的制动安全性。本课题采用的II型全液压制动系统以液压油为唯一介质，制动平稳可靠，抗外界干扰能力强，经过参数优化后，可以进一步提升制动安全性。
目 录
第一章 绪论 5
1.1课题研究背景 5
1.2制动系统发展现状 5
1.3本文的工作内容 6
第二章 系统建模仿真理论基础 7
2.1液压流体力学基本理论 7
2.1.1液体的压力 7
2.1.2液体流经薄壁孔流量 7
2.1.3液压元件的计算 8
2.2AMESIM仿真软件 9
2.2.1 AMESIM模型库简介 10
2.2.2 AMESIM操作简介 10
2.3本章小结 12
第三章 全液压制动系统建模 13
3.1全液压制动系统主要元件建模 13
3.1.1供能部分 13
3.1.2蓄能器部分 13
3.1.3制动阀部分 14
3.1.4制动器部分 15
3.2全液压制动系统模型 15
3.3模型选定和参数设置 16
3.4本章小结 18
第四章 全液压制动系统仿真 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.1储能器充液特性仿真 20
4.1.1前后桥蓄能器出口压力仿真分析 20
4.1.2液压泵出口压力仿真分析 21
4.1.3前后桥蓄能器流量特性仿真分析 22
4.2 前后桥制动器制动过程仿真 23
4.2.1制动器制动压力仿真分析 23
4.2.2延迟制动时间仿真分析 24
4.2.3单回路起作用仿真分析 25
4.3 蓄能器容积批处理仿真 26
4.4 本章小结 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1课题研究背景
随着国内经济迅猛发展，汽车行业也发展迅速。消费者在购车的时候，对于汽车的一些基本性能要求越来越高，特别是当汽车生产商由于刹车制动问题召回车辆的现象越来越频繁，人们更加注重制动安全性能[1]。一个可靠的制动系统是良好制动性能的重要保障[2]。因此，开发出一款高性能制动系统具有重要的现实意义。
气压制动系统虽然操纵轻便、工作可靠，但是气动系统输出力小，同时有排气噪声污染；气顶液制动系统是气压制动和液压制动的组合，无需另外增设装置进行润滑，但是它的结构非常复杂。因而，一款既能取代气压制动系统又能避免其缺点，同时结构原理简单的全液压制动系统，将拥有巨大的研究价值和市场价值。
设计的全液压制动系统需要一些检测手段去检验它的可靠性和合理性，传统试验方法不易改变影响因数的参数，检验结果存在偶然性，并且投入的人力物力大，但是随着计算机仿真技术的发展，利用仿真模拟软件对汽车制动系统进行优化分析已经成为主流。用户可以通过建立制动系统的模型，赋予元件特定的参数，就能模拟制动系统工作过程，更好地分析与优化汽车的制动性能[3]。相比于其他仿真软件，AMESIM软件的模型数据库更加完善，用户操作也更加方便，因此在工程、液压仿真等领域得到广泛地应用。
全液压制动系统，制动响应及时，制动力大，有效地改善制动性能[4]，本文基于II型全液压制动系统的优势[5],利用仿真软件AMESIM对车辆制动系统进行模型分析，对蓄能器充液特性和前后桥制动器制动过程进行仿真[6]，分析不同工况的制动性能，并对系统进行单制动回路分析。
1.2制动系统发展现状
回顾汽车的整个发展历程，根据传动介质的不同，可以将制动系统分为气压式，气液式和全液压式三大类[7]。
气压制动的传动介质为压缩气体，整个系统直接由发动机驱动，是最为常见的制动方式。一方面气压制动由于技术成熟可靠，介质来源方便，得以被广泛普及；另一方面气压制动结构复杂，制动响应较慢，同时气动系统排气有较大噪声，因而在整车整备质量较大的乗用车上应用更多一些。
气液制动器是在气动系统的基础上开发的。相比于气动系统，气液制动器增设了液压系统，无需另加装置进行润滑，同时也大大减少了排气噪声。气液制动系统由于制动性能以及制动响应相比于气压制动得到很大改善，已被市场广泛应用[8]。但气液制动器也存在着一定缺点，如由于气压传递和液压传递两种类型，制动系统结构复杂，整车整备质量大，成本高[9]。
全液压制动系统不设置气压回路，液压油是唯一的传动介质。这套系统不再由发动机直接驱动，而是将一部分发动机动力输出转化为液压泵压力，并利用蓄能器辅助充液，制动性能进一步加强。
HBS就是英文Hydraulic Braking System的缩写，即全液压制动系统。全液压制动系统是基于气液制动系统开发的，整个液压制动系统由供能部分、蓄能器部分、控制阀部分以及制动器部分组成[10]。供能部分为系统提供液压能，制动器部分输出系统制动力，控制阀部分是核心，可以实现对元件的信号控制、油压控制等，系统中再设置辅助装置用于保压、密封和过滤等作用。
1.3本文的工作内容
本课题针对全液压制动系统，基于AMESIM仿真软件对车辆制动系统进行建模仿真，通过模型库里的元件来模拟关键部件如前后制动器、制动阀等，分析不同参数如踏板信号、蓄能器体积、油管直径等对汽车制动性的影响，通过仿真对比分析为改进制动性能提供理论依据。主要研究内容如下：
（1）掌握制动系统工作原理，结合II型全液压制动系统，设计出一款适用于低速电动汽车的液压制动系统；
目 录
第一章 绪论 5
1.1课题研究背景 5
1.2制动系统发展现状 5
1.3本文的工作内容 6
第二章 系统建模仿真理论基础 7
2.1液压流体力学基本理论 7
2.1.1液体的压力 7
2.1.2液体流经薄壁孔流量 7
2.1.3液压元件的计算 8
2.2AMESIM仿真软件 9
2.2.1 AMESIM模型库简介 10
2.2.2 AMESIM操作简介 10
2.3本章小结 12
第三章 全液压制动系统建模 13
3.1全液压制动系统主要元件建模 13
3.1.1供能部分 13
3.1.2蓄能器部分 13
3.1.3制动阀部分 14
3.1.4制动器部分 15
3.2全液压制动系统模型 15
3.3模型选定和参数设置 16
3.4本章小结 18
第四章 全液压制动系统仿真 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.1储能器充液特性仿真 20
4.1.1前后桥蓄能器出口压力仿真分析 20
4.1.2液压泵出口压力仿真分析 21
4.1.3前后桥蓄能器流量特性仿真分析 22
4.2 前后桥制动器制动过程仿真 23
4.2.1制动器制动压力仿真分析 23
4.2.2延迟制动时间仿真分析 24
4.2.3单回路起作用仿真分析 25
4.3 蓄能器容积批处理仿真 26
4.4 本章小结 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1课题研究背景
随着国内经济迅猛发展，汽车行业也发展迅速。消费者在购车的时候，对于汽车的一些基本性能要求越来越高，特别是当汽车生产商由于刹车制动问题召回车辆的现象越来越频繁，人们更加注重制动安全性能[1]。一个可靠的制动系统是良好制动性能的重要保障[2]。因此，开发出一款高性能制动系统具有重要的现实意义。
气压制动系统虽然操纵轻便、工作可靠，但是气动系统输出力小，同时有排气噪声污染；气顶液制动系统是气压制动和液压制动的组合，无需另外增设装置进行润滑，但是它的结构非常复杂。因而，一款既能取代气压制动系统又能避免其缺点，同时结构原理简单的全液压制动系统，将拥有巨大的研究价值和市场价值。
设计的全液压制动系统需要一些检测手段去检验它的可靠性和合理性，传统试验方法不易改变影响因数的参数，检验结果存在偶然性，并且投入的人力物力大，但是随着计算机仿真技术的发展，利用仿真模拟软件对汽车制动系统进行优化分析已经成为主流。用户可以通过建立制动系统的模型，赋予元件特定的参数，就能模拟制动系统工作过程，更好地分析与优化汽车的制动性能[3]。相比于其他仿真软件，AMESIM软件的模型数据库更加完善，用户操作也更加方便，因此在工程、液压仿真等领域得到广泛地应用。
全液压制动系统，制动响应及时，制动力大，有效地改善制动性能[4]，本文基于II型全液压制动系统的优势[5],利用仿真软件AMESIM对车辆制动系统进行模型分析，对蓄能器充液特性和前后桥制动器制动过程进行仿真[6]，分析不同工况的制动性能，并对系统进行单制动回路分析。
1.2制动系统发展现状
回顾汽车的整个发展历程，根据传动介质的不同，可以将制动系统分为气压式，气液式和全液压式三大类[7]。
气压制动的传动介质为压缩气体，整个系统直接由发动机驱动，是最为常见的制动方式。一方面气压制动由于技术成熟可靠，介质来源方便，得以被广泛普及；另一方面气压制动结构复杂，制动响应较慢，同时气动系统排气有较大噪声，因而在整车整备质量较大的乗用车上应用更多一些。
气液制动器是在气动系统的基础上开发的。相比于气动系统，气液制动器增设了液压系统，无需另加装置进行润滑，同时也大大减少了排气噪声。气液制动系统由于制动性能以及制动响应相比于气压制动得到很大改善，已被市场广泛应用[8]。但气液制动器也存在着一定缺点，如由于气压传递和液压传递两种类型，制动系统结构复杂，整车整备质量大，成本高[9]。
全液压制动系统不设置气压回路，液压油是唯一的传动介质。这套系统不再由发动机直接驱动，而是将一部分发动机动力输出转化为液压泵压力，并利用蓄能器辅助充液，制动性能进一步加强。
HBS就是英文Hydraulic Braking System的缩写，即全液压制动系统。全液压制动系统是基于气液制动系统开发的，整个液压制动系统由供能部分、蓄能器部分、控制阀部分以及制动器部分组成[10]。供能部分为系统提供液压能，制动器部分输出系统制动力，控制阀部分是核心，可以实现对元件的信号控制、油压控制等，系统中再设置辅助装置用于保压、密封和过滤等作用。
1.3本文的工作内容
本课题针对全液压制动系统，基于AMESIM仿真软件对车辆制动系统进行建模仿真，通过模型库里的元件来模拟关键部件如前后制动器、制动阀等，分析不同参数如踏板信号、蓄能器体积、油管直径等对汽车制动性的影响，通过仿真对比分析为改进制动性能提供理论依据。主要研究内容如下：
（1）掌握制动系统工作原理，结合II型全液压制动系统，设计出一款适用于低速电动汽车的液压制动系统；
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