【摘要】：氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是客車、載貨汽車常用的制動(dòng)方式之一,其優(yōu)良的性能保障了車輛的行車安全和制動(dòng)穩(wěn)定,其中,制動(dòng)系統(tǒng)的壓力響應(yīng)時(shí)間是車輛行駛安全的重要指標(biāo)。管路作為氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分,是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)壓力響應(yīng)時(shí)間的重要影響因素,因此精確分析和計(jì)算管路的壓力響應(yīng)時(shí)間具有重要意義。本文采用理論解析、仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)氣動(dòng)管路的壓力響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)深入地研究。論文的主要研究工作如下:(1)針對(duì)氣動(dòng)管路,引入立方插值擬質(zhì)點(diǎn)法(Cubic Interpolated Profile,CIP)求解氣動(dòng)管路理論模型,考慮交錯(cuò)網(wǎng)格,得到氣動(dòng)管路壓力響應(yīng)的離散方程;參考?xì)鈩?dòng)管路的應(yīng)用背景,設(shè)置單管路充放氣、分流管路速度分配的邊界條件;采用MATLAB仿真計(jì)算,得到氣動(dòng)管路的壓力響應(yīng)曲線。(2)結(jié)合理論解析,采用模糊灰色關(guān)聯(lián)度的分析方法,分析管長、管徑、入口音速流導(dǎo)、初始?jí)毫凸鈮毫?duì)管路壓力響應(yīng)時(shí)間的影響規(guī)律;應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法中的響應(yīng)面法,設(shè)計(jì)氣動(dòng)管路壓力響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案;采用多參數(shù)分析方法,分析實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)管路壓力響應(yīng)時(shí)間的影響規(guī)律,為計(jì)算公式的推導(dǎo)提供實(shí)驗(yàn)支撐。(3)基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),應(yīng)用響應(yīng)面法擬合得到多項(xiàng)式形式的壓力響應(yīng)時(shí)間計(jì)算公式,并基于參數(shù)影響規(guī)律優(yōu)化計(jì)算公式;采用量綱法推導(dǎo)計(jì)算公式形式,應(yīng)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定公式中的待定系數(shù),并通過改變待定系數(shù)優(yōu)化計(jì)算公式。(4)參考國家標(biāo)準(zhǔn),設(shè)置儲(chǔ)氣罐、制動(dòng)氣室充氣的邊界條件,得到帶有容器的氣動(dòng)管路壓力響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算方法,采用某型商用車氣壓制動(dòng)回路的測試平臺(tái)驗(yàn)證該方法的有效性。本文以壓力響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算公式為最終目標(biāo),對(duì)影響氣動(dòng)管路壓力響應(yīng)時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析,并面向工程推導(dǎo)氣動(dòng)管路壓力響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算公式,為氣動(dòng)管路的選型提供理論依據(jù),為氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論參考。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.2
【圖文】：

由于經(jīng)驗(yàn)無法明確壓力響應(yīng)時(shí)間的具體數(shù)值，當(dāng)氣動(dòng)管路的壓力響應(yīng)時(shí)間范圍間隔在幾十毫秒，以及車輛的行駛速度為 60km/h 時(shí)，車輛的實(shí)際停車距離將比理論距離多出 1 米左右。車速越高時(shí)，該距離越大，對(duì)車輛的行駛安全造成了很大威脅。數(shù)據(jù)表明[5]，高速公路發(fā)生事故的次數(shù)占一般道路的 30%-51%，因交通事故而死亡的人數(shù)占 43%-76%。其中車速高、反映時(shí)間不足是造成事故的主要原因，在時(shí)速 90-120km/h 時(shí)，車輛的制動(dòng)距離為 60-80m，加上駕駛員的反映時(shí)間，實(shí)際的制動(dòng)距離在 100m 左右。由此可知，明確制動(dòng)系統(tǒng)的壓力響應(yīng)時(shí)間對(duì)保證車輛的行駛安全具有重要意義，而明確氣動(dòng)管路的壓力響應(yīng)時(shí)間有助于制動(dòng)系統(tǒng)壓力響應(yīng)時(shí)間的確定。因此，氣動(dòng)管路的壓力響應(yīng)時(shí)間是保證車輛制動(dòng)穩(wěn)定和行車安全的重要影響因素。1.1.2 論文的研究對(duì)象綜上所述，本文的研究對(duì)象為氣動(dòng)管路，即制動(dòng)系統(tǒng)中用于連接制動(dòng)元件、傳輸氣體的管路。

管路在氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的位置和功能，將氣動(dòng)管-1 所示。表 1-1 氣動(dòng)管路的種類管路種類 功能 位置供能管路 供給壓縮空氣空壓機(jī)與儲(chǔ)氣罐之間儲(chǔ)氣罐與繼動(dòng)閥之間控制管路 控制氣路開閉踏板閥與繼動(dòng)閥之間手控閥與繼動(dòng)閥之間促動(dòng)管路 促動(dòng)裝置供氣 繼動(dòng)閥與制動(dòng)氣室之間明，氣動(dòng)管路在氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中分為供能管路、控氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中四分之一回路的示意圖，表示了從路，其中三種類型的氣動(dòng)管路分別于圖中展示。

并具有一階求解精度。隨著工程對(duì)象越來越復(fù)雜，越來越高，高精度的離散求解方法得到了廣泛關(guān)注。插值擬質(zhì)點(diǎn)法（Cubic Interpolated Profile，CIP），是針對(duì)求解而發(fā)展的一種數(shù)值方法，由 Takewaki 在 20 世紀(jì) 80 年代提出IP 方法的基本原理是基于空間網(wǎng)格點(diǎn)的變量值及其空間導(dǎo)數(shù)值進(jìn)行插值近似，得到具有三階精度的顯示格式[23]，如圖 2-1 所，該方法被廣泛應(yīng)用于解決復(fù)雜移動(dòng)邊界問題，并被證明在流遞以及等離子體動(dòng)力學(xué)方面具有精度高、顯示穩(wěn)定、適合并行u Δt u3 i1x ixi1x+ i2xi2+x i3x i1x ixi1x+ i2x

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本文編號(hào)：2772124