基于AMESim的汽车制动集能系统建模与仿真
基于Amesim传统汽车整车能量流的仿真分析
基于Amesim传统汽车整车能量流的仿真分析[摘要]为了减少传统燃油汽车的燃油消耗量，本文对传统汽车各系统及部件的能量消耗进行了研究。
研究整车在行驶过程中能量流的变化，可进一步完善整车的综合能量流管理。
以提高整车经济性为目标，提出了基于Amesim软件整车能量流的仿真分析方法，分别建立了发动机、冷却系统、润滑系统、传动系统以及驾驶系统模型，并对各子系统进行了耦合，建立了整车能量流分析模型，从能量流角度 ，分析了在NEDC工况下整车的总能量和各系统的能量需求。
提出了降低系统能量消耗、验证系统优化方案的分析与验证方法。
[关键词] 传统汽车能量流 经济性 仿真 优化Energy Flow Simulation and Analysis of Traditional Vehiclebase on Amesim SoftwareABSTRACT – In order to reduce the fuel consumption of the traditional fuel vehicles, the energy consumption of the system and the components of the traditional vehicle is studied in this paper. The research on the energy flow of the whole vehicle during the driving process can further improve the integrated energy flow management of the vehicle. Regard the improvement of the fuel economy as the goal, the method of simulation and analysis of vehicle energy flow is proposed based on the Amesim software. The engine, cooling system, lubricating system, transmission system and driving system model are established respectively, and the subsystems are coupled, and then, the vehicle energy flow analysis model is established. From the perspective of energy flow, the energy demand of whole vehicle and the subsystems is analyzed base on NEDC. The analysis and verification methods for reducing energy consumption and verifying system optimization are proposed.KEYWORDS – Traditional Vehicle, Energy Flow, Economy, Simulation, Analysis1前言近年来，我国经济持续快速发展汽车销量快速增长，同时也带来了燃油消耗和环境污染等问题，汽车节能化发展成为汽车行业的迫切需求。
基于AMESim的汽车制动系统仿真研究
数、积分系数和比例系数这三个基本控制参数，而在具
的高压制动液，使其向储液罐回流，这一阶段轮缸液压
体使用时，通常可基于试验方法或理论方法，在查阅相
控制压力充分得到释放，这一控制过程即为“汽车液压
关文献资料基础上确定上述三大系数，在此基础上进行
制动控制的减压过程”。当驾驶员未对汽车的制动踏板
实验仿真数值的验证分析。
车，由此大大缩短制动时间，提高汽车制动效率，缩短汽
罐，从而为下一次液压制动控制提供准备［4］。
车制动距离，保证了汽车行进过程中的平稳制动和稳定
24 汽车液压制动子系统之液压控制单元
操作。通常情况下，汽车轮胎的滑移率最大区间范围是
汽车液压制动子系统之液压控制单元包含了传感
器模块，主控制器模块和系统液压制动所需的各关键零
车制动系统复合制动性能和效果尤为重要。在传统制动技术下，液压制动系统虽能满足汽车制动要求，
但无法在汽车行进过程中实时调节制动压力。相比技术较为完备的电机制动，液压制动技术有待改进。
基于此，本研究搭建 AMESim 仿真试验模型，就电子液压制动系统采用 PID 算法控制器进行复合制动试
验仿真分析。通过利用实验室电机台架相关参数进行仿真，试验结果表明，该仿真模型在引入 PID 控制
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2023 年第 07 期
总第 314 期
子系统中的液压压力发生较大变化；当电磁阀彻底被关
直线行驶时的受力情况，由此基于车辆动力学公式构建
闭时，此时 PWM 处于低电平状态，在此过程中，汽车液
双轮模型，轮速模型和车速模型等。本研究选取的受试
制动蓄能器工作运行时的蓄能器压力不足时，蓄能器将
基于AMESim的架控制动系统电空阀建模与仿真分析
基于AMESim的架控制动系统电空阀建模与仿真分析温从溪（中车唐山机车车辆有限公司，唐山 063000）摘要：电空阀是架控制动系统的关键部件之一，对列车的制动性能有重要的影响，本文在深入分析架控制动系统开关型电空阀工作原理的基础上，采用AMESim 软件建立了开关型电空阀的仿真模型和控制逻辑，对架控制动单元进行研究。
通过仿真结果可以看出模型的正确性和控制逻辑的有效性，同时为实际架控制动系统的应用提供了思路。
关键词：架控制动系统；开关型电空阀；AMESim软件Modeling and Simulation of Electro-pneumatic Valve for Bogie-controlledBraking System Based on AMESimWen Congxi(CRRC Tangshan Co., Ltd., Tangshan China 063000)Abstract: Electro-pneumatic valve is one of the key components of the brake control system, which has an important influence on the braking performance of the train. Based on the analysis of the principle of the switch type electro-pneumatic valve for bogie-controlled braking system, the simulation model and the control logic of the switch type electro-pneumatic valve are established with AMESim software to study bogie-controlled braking unit. The simulation results verify the correctness of the model and the effectiveness of the control logic. Meanwhile a reference is provided for the application of the actual brake control system.Key words: bogie-controlled braking system; switch type electro-pneumatic valve; AMESim software0引言目前架控制动系统中所采用的电空阀主要是开关型电空阀，运用两个高速电磁阀、两个气动阀和压力传感器等组合而成[1]，控制器通过把目标值与压力传感器的值进行比较，发出不同的控制信号来控制电磁阀达到充风、排风和保持的目的。
基于Amesim传统汽车整车能量流的仿真分析
基于Amesim传统汽车整车能量流的仿真分析[摘要]为了减少传统燃油汽车的燃油消耗量，本文对传统汽车各系统及部件的能量消耗进行了研究。
研究整车在行驶过程中能量流的变化，可进一步完善整车的综合能量流管理。
以提高整车经济性为目标，提出了基于Amesim软件整车能量流的仿真分析方法，分别建立了发动机、冷却系统、润滑系统、传动系统以及驾驶系统模型，并对各子系统进行了耦合，建立了整车能量流分析模型，从能量流角度 ，分析了在NEDC工况下整车的总能量和各系统的能量需求。
提出了降低系统能量消耗、验证系统优化方案的分析与验证方法。
[关键词] 传统汽车能量流 经济性 仿真 优化Energy Flow Simulation and Analysis of Traditional Vehiclebase on Amesim SoftwareABSTRACT – In order to reduce the fuel consumption of the traditional fuel vehicles, the energy consumption of the system and the components of the traditional vehicle is studied in this paper. The research on the energy flow of the whole vehicle during the driving process can further improve the integrated energy flow management of the vehicle. Regard the improvement of the fuel economy as the goal, the method of simulation and analysis of vehicle energy flow is proposed based on the Amesim software. The engine, cooling system, lubricating system, transmission system and driving system model are established respectively, and the subsystems are coupled, and then, the vehicle energy flow analysis model is established. From the perspective of energy flow, the energy demand of whole vehicle and the subsystems is analyzed base on NEDC. The analysis and verification methods for reducing energy consumption and verifying system optimization are proposed.KEYWORDS – Traditional Vehicle, Energy Flow, Economy, Simulation, Analysis1前言近年来，我国经济持续快速发展汽车销量快速增长，同时也带来了燃油消耗和环境污染等问题，汽车节能化发展成为汽车行业的迫切需求。
基于AMESim的气控全盘式刹车制动特性协同仿真_王瑜
引言
绞车刹车系统是石油、地质钻机或修井机的重 要组成部分 [ 1- 2] , 它担负着控制大钩载荷的起升、下 放、停止及控制大钩载荷下放速度的重任, 是钻机安 全 [ 3] 、省时、经济、合理起下钻和正常钻进的重要保 证 [ 4- 5] 。机械式刹车制动系统主要有蹄式、盘式与 带式三种 [ 6] 。气控全盘式刹车具有结构紧凑、散热 性好和抗热衰退性较高的优点, 其气动控制方式安 全性高, 适用于易燃易爆的工作环境, 但在现场使 用中, 由于配置和使用不合理, 出现了伊顿刹车易 损件磨损过快 [ 7] 、刹车水腔漏水 [ 8 ] 、刹车性能恶化等 一系列问题。
V o.l 31 N o. 4 A ug. 2009
基于 AMES im的气控全盘式刹车制动特性协同仿真*
王 瑜, 林 立, 姜建胜
( 中国石油大学机电工程学院, 北京 102249)
摘 要: 针对气控全盘式刹车现场使用的一些问题, 通过分析气控全盘式刹车系统的结构与工作原理, 建立其制动过 程的数学模型, 并在 AM ES im 环境下, 实现了刹车系统的气动控制与机械系统的动力学协同仿真。在所建立的多机耦 合模型基础上, 详细分析了气控全盘式刹车系统 的刹车力 矩特性 和刹车 速度特 性, 讨论了制 动气压、摩 擦系数、复位 弹簧刚度等主要参数对制动系统的影 响。分析 结果表 明, 气控全 盘式刹 车系统的 制动响 应快, 制动 过程中存 在气压 冲击与振荡等现象, 为该新型刹车的设计及技术改造提供 了理论 依据; 同时, AM ESim 建模为 气控盘 式刹车的 研究提 供了一种行之有效的新方法 。 关键词: 气控全盘式刹车; 制动特性; 协同仿真; AM ES im; 石油钻机 中图分类号: TE928 文献标识码: A DO I: 10. 3863 / .j issn. 1674- 5086. 2009. 04. 035
基于amesim的装载机刹车能量回收系统仿真
设备管理·基于AMEsim的装载机刹车能量回收系统仿真doi:10.16648/ki.1005-2917.2019.04.132基于AMEsim的装载机刹车能量回收系统仿真东鑫渊 魏秀岭（西安思源学院工学院，陕西西安 710038）摘要：本文在综合仿真平台AMESim软件中建立了装载机整机模型以及能量回收模型，对装载机的刹车性能、驱动能力、启停能力以及影响因素等进行了仿真分析，旨在验证液压回收系统设计方案的可行性。
关键词：AMEsim；刹车能；系统仿真基金项目：西安思源学院科研资助项目（XASY-B1911）由于装载机特定的作业环境和作业程序，需要完成频繁的前进、倒退、转向、刹车等运动，造成能量损失严重，如果能将这部分能量回收再利用，必将节省大量的能量[1]。
本文采用综合仿真平台AMEsim软件对安装有刹车能回收系统的轮式装载机进行车辆整体建模，包括传动系统的建模和能量回收系统的建模，并在不同的工作模式下分别进行仿真分析，验证所设计的刹车能回收系统的效果。
1. 装载机行走系统系统建模及仿真1.1 ZL50装载机行走系统建模图1 装载机行走系统模型1.2 装载机作业时刹车性能仿真分析装载机在一个循环作业中包括：驶向料堆，刹车减速，铲装完毕，后退，减速停止，掉转方向，驶向运载车，刹车停止，卸货，后退到原来位置，完成一个作业循环，设定刹车时间为5秒，在刹车时，离合器断开，发动机不在为装载机提供动力。
图2 装载机位移变化曲线由图2可知，在作业情况下，特别是刹车过程中，加速度变化不稳定，振动幅度较大，这是由于装载机整机质量比较大，而在刹车过程中，突然施加制动力矩造成的，整个过程需要刹车时间比较短，刹车后位移变化幅度比较小。
2. 刹车能量回收系统建模首先利用AMEsim软件建立刹车能回收系统的液压元件模型，包括二次元件，变速箱，各种阀和蓄能器[2]。
然后将刹车能回收系统并联到轮式装载机传动系统中，耦合器采用齿轮系统来模拟，可以得到轮式装载机刹车能回收仿真图。
基于amesim的汽车制动踏板感觉仿真及优化
基于 AMESim 的汽车制动踏板感觉仿真及优化*
熊自远 1 魏翼鹰 1,2 代展威 1 白帆 3 陈志军 2
（1.武汉理工大学，机电工程学院，武汉 430070；2.武汉理工大学，智能交通系统研究中心，武汉 430070； 3.上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545000）
parameters, i.e. brake pedal level ratio, brake equivalent spring stiffness, etc..
Key words: Braking system, Pedal feel, AMESim simulation, Brake Feeling Index (BFI)
*基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFB0102500）。
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架，并制定了台架试验评价方法，研究了关键因素对制动 踏板感觉的影响[4]。这些研究表明，在制动过程中，制动 踏板感觉主要由驾驶者施加的踏板力、踏板行程和汽车 反馈的制动加速度之间的动态特性构成。在车辆制动过 程中，制动踏板的运动状况是驾驶员感知车辆制动情况 的主要途径，直接关系到车辆的制动安全。因此，智能汽 车制动过程中，驾驶员所获得的踏板感觉与传统制动过 程中的踏板感觉相差无几是十分必要的。
踏板杠杆比、制动器等效弹簧刚度等制动系统参数能够显著提升车辆的制动踏板感觉。
主题词：制动系统 踏板感觉 AMESim 仿真 制动踏板感觉指数
中图分类号：U461
文献标识码：A
DOI: 10.19620/ki.1000-3703.20190749
Simulation and Optimization of Automobile Brake Pedal Feel Based
基于AMESim与Simulink／Stateflow的汽车ABS联合建模与仿真研究
基于AMESim与Simulink／Stateflow的汽车ABS联合建模与仿真研究汽车ABS系统是现代汽车安全性能的重要组成部分，它能够在紧急刹车时避免车轮打滑和打滑过度，保证驾驶员和乘客的人身安全。
为了更好地研究汽车ABS系统，需要进行建模与仿真研究。
本文将介绍一种基于AMESim与Simulink/Stateflow联合建模的汽车ABS系统研究方法。
首先，我们需要了解AMESim和Simulink/Stateflow的基本概念。
AMESim是一种以物理原理为基础的多领域仿真软件，可用于建立液压、气动、热流等系统的数学模型，并通过仿真来对其性能进行分析。
Simulink是一种用于建立和仿真动态系统的可视化建模工具，Stateflow则是用于建立和仿真离散事件动态系统的建模工具，它们可以相互集成，进行联合建模和仿真。
接下来，本文将介绍联合建模和仿真ABS系统的过程。
首先，需要建立车辆动力学模型，包括车轮、刹车系统和悬挂系统。
然后，需要将车轮动力学模型与刹车系统模型相结合，建立汽车ABS系统模型。
在此基础上，还需要建立控制器模型，用于确保系统能够在各种情况下正常运行。
对于车轮模型，可借助AMESim进行建模。
首先将轮胎和车轮组合在一起，导入力学特性和减震特性，建立轮胎和车轮的物理特征模型。
然后，将车轮与刹车系统相结合，建立刹车系统的物理模型。
在刹车系统中，我们需要考虑刹车片接触和离开刹车盘时的特性，以及刹车盘的温度变化等因素。
对于控制器模型，可以利用Simulink/Stateflow进行建模。
首先，需要将在汽车ABS系统中充当传感器的各种设备模型输入到模型中。
然后，需要建立控制系统模型，包括基于压力、时间和速度等因素的控制器模型和驾驶员刹车工况判断模型。
最后，需要将控制系统模型与车轮模型和刹车系统模型相结合，建立完整的汽车ABS系统模型。
完成ABS联合建模后，我们可以通过仿真来测试汽车ABS系统的性能。
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基于AMESim的汽车制动集能系统建模与仿真摘要：汽车制动集能够提高经济性并降低排放。
以amesim为平台，对某公共汽车制动集能系统进行设计与建模。
以一定的初速度制动，分别对其制动集能过程和起步放能过程进行仿真，仿真算例表明制动集能能有效提高汽车燃油经济性，所建立的汽车制动集能系统模型能够便捷地用于汽车制动集能系统。
设计，能够增强研发速度，节省成本。
关键词：制动能量回收液压蓄能器 amesim
中图分类号：th86 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0092-01
汽车作为一种新的交通运输工具给人类社会带来了深远影响，但也给世界带来能源危机、环境问题，安全问题[1]。
制动集能，又叫制动能量再生或制动能量回收，在制动时通过与驱动桥相连的能量转换装置将汽车的部分机械能转换为其他形式的能量，并储存在能量储存装置中，提高了整车燃油经济型，减少了污染物的排放[2～4]。
本文以amesim为平台，对某公共汽车制动集能系统进行设计与建模对集能系统的研发具有促进意义。
1 并联式液压制动集能系统amesim模型的建立
模型由机械、液压、信号控制三部分组成：机械部分包括：离合器、变速器、传动轴、平动/转动转换器、车身质量块、踏板力传感器。
液压部分包括：单向定量液压泵/马达、二位三通换向阀、液压蓄能器、溢流阀、单向阀、压力传感器、液压管路、过滤器、
油箱。
信号控制部分：x/y比较环节、离合器控制信号、换向阀控制函数。
系统工作原理如下：首先以braking force处的k值模拟制动踏板力，经力传感器测定后与x/y比较环节处的k（设为0）进行比较，这里可以将制动踏板的受力情况简化为两种情形，即一种是踏板受力（此时k0）；另一种情形是踏板不受力（此时k=0）。
当踏板受力时，离合器1结合，换向阀pa口通、t口止，表征系统开始制动集能，右边的机械部分可以设置汽车的制动初速度、质量等参数，这样系统便具有了初始动能，这部分能量以转矩的形式传递到液压泵的泵轴上，泵开始从油箱经换向阀的p、a口向蓄能器中泵油，储存在蓄能器中的氮气被压缩，车身的机械能转换为液压能在蓄能器中得以储存，其能量传递路线为：车身传动轴变速器离合器1液压泵单向阀换向阀p、a口液压蓄能器。
2 仿真算例及结果分析
由于常年行驶在城市的公共汽车大多数时候是以较低的车速运行的，所以本设计以45km/h为制动初速度对公交车进行制动集能仿真。
仿真参数采用某企业的公交车物理参数。
该车制动时，设置braking force处的k值为正值（比如10），body of vehicle处的速度为45km/h，运行时间15s，此时离合器1结合，换向阀pa口通、t口止，在制动初速度为45km/h时，车身质量为18000kg的城市公共汽车在仅使用制动集能系统进行制动时，制动距离为43m，制动时间10s，蓄能器气体压力在前3s上升迅速，而后增速变慢，
并在第6s时达到定值21.6039mpa，这是由于制动一段时间后车身速度逐渐下降，泵轴转动的转速和转矩下降，当泵轴转动所造成的油压不足以克服蓄能器的预充压力时，蓄能器的储能过程结束。
蓄能器的气体体积与气体压力之间满足波义耳定律，故其变化趋势与蓄能器气体压力相反。
车身动能随着时间的推移而逐渐减小，蓄能器储存的能量则越来越多，最终达到一个定值。
车身具有的初始动能为2.36×108j，蓄能器最终储存的能量为1.6×108j，能量回收率大约68%，造成能量损失的地方主要有汽车的行驶阻力损失（包括滚动阻力和坡度阻力）、机械传动系统的能量损失、液压泵的能量损失等。
3 结语
本文基于amesim软件对某公共汽车制动集能系统进行设计与建模分析。
仿真算例表明制动集能能得到了较大的能量回收率，有效提高汽车燃油经济性，所建立的汽车制动集能系统模型能便捷地用于汽车制动集能系统设计，节省成本。
参考文献
[1] 吴正乾.汽车再生制动能量回收系统综述[j].理论科学，2010.
[2] 张子英，张保成.车辆制动能量回收再利用技术研究[j].节能技术，2010，28（3）.
[3] 张维刚，朱小林.液压技术在混合动力汽车节能方面的应用[j].机床与液压，2006（6）：144-146.
[4] 郗建国，高振萍，陈杰，等.基于amesim的制动能量再生系统建模[j].机械设计与制造，2010（9）.。