[发明专利]一种中央式气动离合器执行机构模拟装置及模拟方法

权利要求书

1.一种中央式气动离合器执行机构模拟装置，其特征在于，电磁阀组件和供压装置，供压装置的输出端连接电磁阀组件；电磁阀组件为四个两位两通电磁阀，分别为快开阀(11)、慢开阀(12)、快关阀(13)和慢关阀(14)，供压装置连接快开阀(11)和慢开阀(12)的进气口，快开阀(11)和慢开阀(12)的出气口分别连接快关阀(13)和慢关阀(14)，快关阀(13)和慢关阀(14)的排气口连接排气管道。

2.根据权利要求1所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟装置，其特征在于，供压装置包括气缸(2)和活塞(3)，活塞(3)设置在气缸(2)内，气缸(2)通过管路连接电磁阀组件。

3.根据权利要求2所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟装置，其特征在于，活塞(3)上设置有位移传感器(4)。

4.根据权利要求2所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟装置，其特征在于，活塞外部连接有回位弹簧(5)。

5.一种中央式气动离合器执行机构模拟方法，其特征在于，基于权利要求1至4任意一项所述的中央式气动离合器执行机构模拟装置，包括以下步骤：

将活塞的位移x和气缸内的压力p作为变量，对活塞进行受力分析，得到气压产生的压力F_p，回位弹簧产生的弹簧力F_sp，摩擦力F_f；

将弹簧力F_sp简化为和位移成线性关系的力：摩擦力简化为和速度成正比的力；

在Simulink仿真平台里搭建的模型，求出变量x和p。

6.根据权利要求5所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟方法，其特征在于，压力p的变化由两部分组成，一个是气缸内体积的变化引起的压力变化，一个是流入或流出气缸的空气质量流量变化引起的压力变化。

7.根据权利要求5所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟方法，其特征在于，质量流量q_m根据流体力学相关公式得到，分为空气流入气缸和流出气缸两种情况，如公式所示：

u_vk_v0，空气流入气缸：

u_vk_v0，空气流出气缸：

式中：u_v＝[u₁u₂u₃u₄]，u₁u₂u₃u₄分别表示快开阀、慢开阀、快关阀和慢关阀的PWM信号，k_v＝[k_v1k_v2k_v3k_v4]^T，k_v1k_v2k_v3k_v4分别表示快开阀、慢开阀、快关阀和慢关阀的开口面积系数，A_v表示阀的最大开口面积，表示最大空气流量系数，p_s表示供气压力。

8.根据权利要求5所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟方法，其特征在于，位移和压力计算

式中：x表示活塞位移，v表示活塞速度，p表示气缸压力，F_p表示压力，F_sp表示弹簧力，F_f表示摩擦力，m表示活塞质量，A表示活塞面积，V₀表示气缸死区的体积,k表示空气的比热比，R表示气体常数，T表示热力学温度，q_m表示质量流量。

9.根据权利要求5所述的一种中央式气动离合器执行机构模拟方法，其特征在于，压力和摩擦力计算

F_p＝A(p-p₀) (4)

F_f＝k_fv (5)

式中：p₀表示环境压力，k_f表示动摩擦系数。