ABS液压系统仿真与电磁阀优化

１３６农业工程学报２０１０焦
１．加压髑
２．减压阀
３．蓄能器
４．回流泵
注：１７一—输入电压；卜＿阀体内压力；Ｃｈ一联结处容积；Ｍｏ卜一电机
图２ＡＢＳ液压调节器模型
Ｆｉｇ．２
ＭｏｄｅｌｏｆＡＢＳ（ａｎｔｉ—ｌｏｃｋｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）ｈｙｄｒａｕｌｉｃ
ｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ
２．Ｉ．１电磁阀模型
电磁阀是液压系统中受力最复杂的元件，由加压阀和减压阀构成，其中加压阀主要由动铁、阀芯、静铁、回位弹簧、隔磁管、阀座等零件组成，如图３ａ所示，图３ｂ是阀Ｕ的局部放大图。

ａ．加压阀的结构ｂ．加压阀阀口结构
注：玉一节流孔直径；如——球头直径；如一阀芯推杆直径；ｐｌ——进油孔油压；Ｐ广出油孔油压
图３ＡＢＳ加压阀模型与阀口示意图
Ｆｉｇ．３ＭｏｄｅｌｏｆＡＢＳｓｏｌｅｎｏｉｄｖａｌｖｅａｎｄｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃ
ｏｆｐｏｐｐｅｔｖａｌｖｅ
动铁和阀芯受电磁力、弹簧力、液压力、冲击力和黏滞力等作用，二者同步运动，其最大位移０．３ｉｎｌｎ，加压阀不通电时，动铁和阀芯在同位弹簧的作用下上移，打开进油口；反之，则会在电磁力的作用下下移，关闭进油口，加压阀是常开阀。

加压阀动铁和阀芯的动力学方程为
式中：Ⅻ——动铁的位移：ｆ——时间；’，——动铁的速度；胁——动铁和阔芯的质量和；凡——电磁力；ｊ——线幽电流；ｋ叫１位弹簧刚度：ｒ回位弹簧预压缩量；Ｅ广一液压力；Ｅ——冲击力；ｃ——黏滞系数。

其中，电磁力的大小随动铁位移而变化，为了实时准确计算电磁力的大小，利用有限元法仿真在不同的动铁位移址下，电流ｉ和电磁力Ｒ的关系，得到ｆ＿粕ｆ－矗关系表【川，如图４所示，在ＡＭＥＳｉｍ仿真中调用。

图４电流．动铁位移一电磁力关系图
Ｆｉｇ．４Ｒｅｌａｔｉｏｎｓａｍｏｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
ａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅ
线圈电流ｉ的微分方程为
，．Ｕ－ｉ．Ｒ－ｉ．ｖ．—ａＬ（ｘ—ａｆ，ｉ）
坐：亟（２）
一＝－＿＿＿－－＿＿＿＿’＿＿＿＿＿＿＿－・＿＿－—＿＿－—＿＝－———－－一ｔ，，
ｄｔＬ（ｈ，ｆ）＋ｆ．攀望“’式中：（卜线圈电压；尺——线圈电阻；三——线圈电感。

液压力Ｒ主要作用于阀芯阀Ｅｌ处，阀ＩＳＩ结构如图３ｂ所示。

计算时以阀芯球头球心和阀口边沿的连线为边界，边界出口侧的压力值都等于出Ｅｌ压力Ｐ２，边界入口侧的压力值都等于入１３压力Ｐｌ，液压力的计算式为
‘＿ｐｌ・三・（ｄ，２－‰２ｈ：・署・以２（３）式中：ｃｆａｌ２有效作用面积的半径。

冲击力的计算如下式
巧＝２・ｃ日・ａ・ｄ・ｃｏｓＯ（４）式中：ｃｑ——流量系数；口——过流面积；靠一阀口出入口压差；卜流向角；“Ｉ＿一阀芯推杆直径。

ｃｏ。

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