DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi
Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1417 - 1430 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.558356 İndeks Tarihi: 10-11-2022
DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi
Öz: Elektro-pnömatik fren valf sistemlerinde kullanılan oransal solenoidler ile belli bir çalışma bölgesinde akışın oransallığı sağlanabilmektedir. Akışkan güç sistemleriyle ilgili uygulamalarda bu valflere göre daha basit yapılı, ucuz ve üretimi kolay olan aç-kapa tipi solenoid yapılı valflerin Darbe Genişlik Modülasyon (DGM) tekniği gibi yöntemlerle sürülmesiyle de oransal çıkış elde edilebilmektedir. Bu çalışmada elektro-pnömatik fren valfinde kullanılan oransal solenoid yerine aç-kapa tipi solenoid yapısının kullanılabilirliği teorik olarak incelenmiştir. Tasarlanan solenoidin dinamik karakteristikleri sonlu elemanlar ve model tabanlı tasarım yöntemleri kullanılarak modellenmiş ve her iki yöntemle elde edilen sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Aç-kapa tipi solenoidin kullanıldığı elektro-pnömatik fren valfi MATLAB/Simulink ortamında model tabanlı tasarım yöntemiyle modellenmiştir. Solenoidin açma, kapama zamanları dikkate alınarak belirlenen çeşitli frekanslarda DGM tekniği uygulanmış ve sistemin oransal çalışma davranışı incelenmiştir. Tasarlanan yapının DGM sinyaliyle sürülmesi sonucunda elektro-pnömatik fren valfi çıkışından oransal çıkış elde edilebildiği görülmüştür.
Anahtar Kelime: Modeling and analysis of an electro-pneumatic brake valve with on-off type solenoid driven by PWM technique
Öz: In an electro-pneumatic brake valve system, the proportional flow can be provided with the proportional solenoid in a certain working area. In applications related to fluid power systems, the proportional output can also be obtained by using on-off type solenoid driven with methods such as Pulse Width Modulation (PWM) technique. In this study, the usability of the on-off type solenoid structure instead of the proportional solenoid in the electro-pneumatic brake valve was theoretically investigated. The dynamic characteristics of the designed solenoid have been modeled using finite elements and model-based design methods, and the results obtained with both methods have been found to be compatible with each other. The electro-pneumatic brake valve using an on-off type solenoid was modeled by a model-based design method in MATLAB/Simulink environment. PWM technique was applied at various frequencies determined by considering the opening and closing times of the solenoid and the proportional operating behavior of the system was examined. As a result of driving the designed structure with the PWM signal, it was seen that proportional output can be obtained from the electro-pneumatic brake valve output.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Han J., Weiqiang Z., Zong C., Zheng H., Research on characteristics of proportional relay valve for commercial vehicle pneumatic EBS, SAE Technical Paper, 2013-01-2795, 2013.
- 2. Patil J.N., Palanivelu S., Aswar V., Sharma V., Mathematical model to evaluate and optimize the dynamic performance of pneumatic brake system, SAE Technical Paper, 2015-26-0082, 2015
- 3. Kaminski Z. Mathematical modelling of the trailer brake control valve for simulation of the air brake system of farm tractors equipped with hydraulically actuated brakes, Maintenance and Reliability, 16 (4), 637-643, 2014.
- 4. Çetinkaya S. Taşıt Mekaniği. Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmalık Ticaret Ltd.Şti., Ankara, 2015.
- 5. Acarman T., Özguner U., Hatipoglu C., Lgusky A., Pneumatic brake system modeling for systems analysis, SAE Technical Paper, 2000-01-3414, 2000.
- 6. Mithun S., Mariappa S., Gayakwad S., Modeling and simulation of pneumatic brake system used in heavy commercial vehicle, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), 11 (1), 01-09, 2014.
- 7. Weigiang Z., Zong C., Zheng H., Wang H., Yang S., Integrated HIL test and development for pneumatic ABS/EBS ECU of commercial vehicles, SAE Technical Paper 2012-01-2031, 1-13, 2012.
- 8. Han, J. Changfu, Z., Weiqiang, Z., Development of a control strategy and HIL validation of electronic braking system for commercial vehicle, SAE Technical Paper 2014-01-0076, 1-13, 2014.
- 9. Wabco. EBS–Electronically controlled braking system basic training. http: //inform .wabco-auto.com /intl/pdf/815/00/57/8150100573-22.pdf. Yayın tarihi 2004. Erişim tarihi Nisan 20, 2018.
- 10. Wan Y., Zhang D., Weiqiang Z., Zong C., Han J. Development of simulation platform and control strategy of electronic braking system for commercial vehicles, SAE Technical Paper 2014-01-2286, 1-10, 2014.
- 11. Lin Z., Zhang T., Xie Q., Wei Q., Intelligent Electro- pneumatic position tracking system using improved mode-switching sliding control with fuzzy nonlinear gain, IEEE Access, 6, 34462-34476, 2018.
- 12. Fathi M., Najafi F., Improved tracking accuracy of a pneumatic actuator on entire piston stroke by a modified fuzzy-PWM controller, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 39 (3), 879- 893, 2017.
- 13. Taghizadeh M., Ghaffari A., Najafi F., Modeling and identification of a solenoid valve for PWM control applications, Comptes Rendus Mecanique, 337 (3), 131- 140, 2009.
- 14. Pipan, M., Herakovic, N., Volume flow characterization of PWM-controlled fast-switching pneumatic valves, Strojniski Vestnik- Journal of Mechanical Engineering, 62 (9), 543-550, 2016.
- 15. Düzgün E., Ağır taşıt elektro-pnömatik fren valfi için oransal solenoid tasarımı ve analizi, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 2015.
- 16. Meng F., Chen H., Liu H., Han B., Nie X., The optimization of a proportional solenoid valve design for heavy vehicle active suspension system, International Journal of Vehicle Design, 68 (1/2/3), 180-200, 2015.
- 17. Yun S., Ham Y., Park J., New Approach to Design Control Cone for Electro-magnetic Proportional Solenoid Actuator, The 2012 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Kaohsiung, Taiwan, 11-14 Temmuz 2012.
- 18. Wang Z., Zhou X., Yang C., Chen Z., Wu X., An experimental study on hysteresis characteristics of a pneumatic braking system for a multi-axle heavy vehicle in emergency braking situations, Applied Sciences, 7(8):799, 2017.
- 19. He R., Xu C., Prediction and Control of Response Time of the Semitrailer Air Braking System, SAE International Journal of Commercial Vehicles, 12 (2), 139-150, 2019
- 20. Güleryüz İ.C., Başer Ö., Computer aided calculation and experimental verification of response time of pneumatic brake system for 4x4 heavy duty vehicles, Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 24 (8), 1409-1417, 2018.
- 21. Bali E., Aç-kapa solenoid valf kumandalı elektro- pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi, Yüksek Lisans Tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa, 2017.
- 22. Bali E., Erzan Topçu E., Design of on-off type solenoid valve for electropneumatic brake systems and investigation of its static characteristics, International Journal of Advances on Automotive and Technology, 2 (3), 175-184, 2018.
- 23. Kurnaz Araz, H., Yılmaz M., Design procedure and implementation of a high-efficiency PMSM with reduced magnetmass and torque-ripple for electric vehicles, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (2), 1110-1089, 2019.
- 24. Çabuk A.S., Sağlam S., Üstün Ö., Investigation on efficiency of in-wheel BLDC motors for different winding structures, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (4), 1986-1975, 2019.
- 25. Demir U., Aküner M.C., Design and optimization of in- wheel asynchronous motor for electric vehicle, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (4), 1530-1517, 2018.
- 26. Soygenç O., Ergene L., Geometric optimization of PMSM using Halbach array and PSO algorithm, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (4), 2045-2060, 2020.
- 27. Kurnaz Araz H., Yı̇lmaz M., Design procedure and implementation of a high-efficiency PMSM with reduced magnetmass and torque-ripple for electric vehicles, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (2), 1089-1110, 2019.
- 28. Roters H.C., Electromagnetic Devices, John Wiley and Sons Inc., New York, A.B.D,. 1941.
- 29. Erzan Topçu E., Yüksel İ., Kamış Z., Development of electro-pneumatic fast switching valve and investigation of its characteristics, Mechatronics, 16 (6), 365-378, 2006.
- 30. McCloy D., Martin H.R., Control of Fluid Power: Analysis and Design, Ellis Horwood Ltd., 1980.
- 31. Ye N., Scavarda S., Betemps M., Jutard A., Models of a pneumatic PWM solenoid valve for engineering applications, Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, 114 (4), 680-688, 1992.
- 32. ECE Regulation No.13, Uniform Provisions Concerning the Approval of Vehicles of Categories M, N and O with Regard to Braking. UN, 2011.
- 33. Wang J., Yang B., Li S., Zhang D., Li K., Pneumatic electronic braking assistance system using high-speed valves, Proceedings of 2010 IEEE International Conference on Vehicular Electronics and Safety, Qing Dao, China, 59-64, 2010.
| APA | TOPÇU E, Bali E (2021). DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. , 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| Chicago | TOPÇU Elif ERZAN,Bali Ersel DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. (2021): 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| MLA | TOPÇU Elif ERZAN,Bali Ersel DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. , 2021, ss.1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| AMA | TOPÇU E,Bali E DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. . 2021; 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| Vancouver | TOPÇU E,Bali E DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. . 2021; 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| IEEE | TOPÇU E,Bali E "DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi." , ss.1417 - 1430, 2021. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| ISNAD | TOPÇU, Elif ERZAN - Bali, Ersel. "DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi". (2021), 1417-1430. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.558356 |
| APA | TOPÇU E, Bali E (2021). DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(3), 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| Chicago | TOPÇU Elif ERZAN,Bali Ersel DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, no.3 (2021): 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| MLA | TOPÇU Elif ERZAN,Bali Ersel DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.36, no.3, 2021, ss.1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| AMA | TOPÇU E,Bali E DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(3): 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| Vancouver | TOPÇU E,Bali E DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(3): 1417 - 1430. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| IEEE | TOPÇU E,Bali E "DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36, ss.1417 - 1430, 2021. 10.17341/gazimmfd.558356 |
| ISNAD | TOPÇU, Elif ERZAN - Bali, Ersel. "DGM tekniği ile sürülen aç-kapa tipi solenoid yapılı elektro-pnömatik fren valfinin modellenmesi ve analizi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/3 (2021), 1417-1430. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.558356 |
