周 俊

(安徽理工大学 机械工程学院， 安徽 淮南 232001)

气压制动系统成本低、节能环保，常用在大中型客货车上[1]。了解半挂车制动气室的整体构造，选择气压元件库搭建AMESim模块，研究制动气室在气压制动系统中的影响很有意义[2]。周佳玮等[3]对弹簧制动气室进行了动态分析，但未进行影响因素分析。邵瑜[4]对膜片式制动气室进行了研究，但未考虑驻车情况。何江李[5]对弹簧制动气室进行建模，但未验证其模型的准确性及参数影响。Lu等[6]为了验证系统的精度，建立了多参数动态仿真模型，并基于AMESim对制动室进行了设计。本文在AMESim中建立模型，验证模型建立的正确性，分析制动气室的影响因素，为后续整车的气压制动系统提供参考依据。

1 弹簧制动气室的工作原理及数学建模

1.1 工作原理

在CATIA中建立制动气室结构如图1所示，其内部结构如图2所示。当驾驶员踩下制动踏板时，气体经过ABS调压阀从进气口进入气室内，快速充满气室，压缩弹簧，带动推杆将力矩传给盘式制动器进行行车制动。同时，气体进入左气室，压缩储能活塞，进一步压缩储能弹簧进行能量储存。当卡车停下或进行紧急制动时，储能弹簧里面的能量，通过储能活塞释放，推动推杆，完成驻车制动。

图1 制动气室的外部结构 图2 制动气室的内部结构

1.2 数学模型的建立

制动气室的数学模型[8]：

式中：m为推杆质量；x为推杆位移；P1为进气压力；P2为前气腔压力；SC为膜片承压面积；k为弹簧刚度；F为反作用力。

2 AMESim模型的建立及参数选定

2.1 仿真模型建立

在分析制动气室的物理结构以及数学模型后，合理选取AMESim软件中的气压元件以及机械元件建立模型如图3所示。……