摘 要

Abstract II

1 绪论 1

1.1 论文的研究背景 1

1.2 论文研究的目的和意义 1

1.3 论文的主要研究内容 2

2 车辆气压制动气室结构与工作原理 3

2.1 车辆气压制动气室的结构 3

2.2 车辆制动气室的工作原理 4

2.3 车辆制动气室的压力特性 4

3 车辆制动气室的建模与仿真 6

3.1 车辆制动气室充气过程的数学模型 6

3.1.1 制动气室充气过程回路简化 6

3.1.2 气室气体入口和继动阀的数学模型 6

3.2 制动气室各腔室的数学模型 7

3.3 车辆制动气室放气过程的数学模型 10

3.4 车辆气压制动气室压力特性的仿真模型 11

4 车辆制动气室压力特性的实验研究 13

4.1 车辆气压制动气室压力特性实验方案设计 13

4.1.1 气路部分 13

4.1.2 电路部分 15

4.1.3 实验原理图 16

4.2 车辆气压制动气室压力特性的实验台 16

4.3 车辆气压制动气室压力特性的实验结果 16

4.4 车辆气压制动气室压力特性的实验与仿真结果对比分析 17

5 总结 19

5.1 论文总结 19

5.2 工作小结 19

参考文献 21

致 谢 22

摘 要

在车辆行驶过程中，制动系统起到了极其重要的安全保障作用，而大型商用车广泛采用气压制动系统。近年来，国内外众多研究者针对汽车气压制动气室进行了研究，建立了各种汽车气压制动气室输出压力特性的模型。本文通过研究分析气压制动气室的压力特性，为汽车制动气室的结构优化设计提供了理论依据。

本文针对大型商用车气压制动气室，首先研究其基本构造与工作原理，进而分析出影响气压制动气室的参数。采用理论和实验相结合的研究思路，利用Simulink建立气压制动气室压力响应的简化模型，得到压力随时间的变化曲线。利用气动元件，搭建实验验证平台，测试实际的制动气室压力响应曲线，对比仿真结果，验证模型的精确性。

本文的研究工作主要包括以下几个部分：

（1）通过研究分析制动气室的结构和工作原理，建立气压制动气室的理论模型并分析影响气压制动气室压力特性的影响参数；

（2）建立制动气室的数学模型，使用Simulink进行模拟仿真；

（3）搭建试验台对仿真结果进行验证。

本文通过对气压制动气室压力特性的分析与实验仿真，得到了较为准确的制动气室压力响应曲线。利用所建模型可以对气压制动气室压力特性的影响参数进行分析，为进一步优化设计气压制动气室提供理论依据。

关键词：制动气室；压力特性；建模仿真；实验验证

Abstract

In vehicle running process, brake system plays a very important role in security，and pneumatic brake system is widely applied in the Large-scale commercial vehicles. In recent years, many domestic and foreign researchers have studied the automobile pneumatic brake chamber and established various model of the automobile pneumatic braking system pressure characteristics. In this paper, through researching and analyzing the pressure characteristics of the pneumatic brake chamber, theoretical basis for the fault detection of the automobile braking system was provided.

First, working principle and basic structure of large commercial vehicle pneumatic brake chamber are studied. Then, the impact of air pressure brake chamber parameters is analyzed. Based on the combination of theory and experiment, a simplified model for pressure response of air brake chamber was established by Simulink and the curve of pressure was obtained. Using the existing device, the experimental verification platform was set up to test the actual pressure response curve of the brake chamber. And the accuracy of the model was verified by comparing with simulation results.

The research work of this paper mainly includes the following parts:

(1) Through researching and analyzing the structure and working principle of the brake chamber, the theoretical model of the air brake chamber was established and the influence parameters of the Pneumatic brake chamber pressure was analyzed.

(2) The mathematic model of the brake chamber was established and Simulink was used for simulation;

(3) Build a test bench to verify the simulation results.

In this paper, the pressure response curve of the brake chamber was obtained by the analysis and experimental simulation of the pneumatic brake chamber pressure characteristics. The influence of the model on the pressure characteristics of the pneumatic brake chamber can be analyzed. And the theoretical basis for further optimization of the pneumatic brake chamber design is provided.

Key words: brake chamber; pressure characteristics; modeling and simulation;experimental verification

1 绪论

进入到信息化时代之后，使用软件进行模拟仿真成为了工程领域很实用的一种方法。本文使用的Simulink仿真，是MATLAB软件中非常重要的一个组件。它是一个能够进行动态仿真、综合分析的平台。它具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点。因此被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。近年来，安全驾驶已经成为许多研究者的焦点。本文旨在通过Simulink仿真，对制动气室进行建模，得出较为准确的仿真数据，通过仿真模型对气压制动气室影响参数的分析，为进一步优化设计制动气室提供理论依据。

1.1 论文的研究背景

在科技不断进步的今天，汽车的普及程度非常之高。而车辆行驶中的安全问题日益被关注。在车辆行驶中，由于制动问题导致的交通事故所占的比例一直居高不下。尤其是大型商用车在高速行驶的过程中，一旦发生制动系统的故障，所造成的后果不堪设想。