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汽車制動系統之真空助力器
汽車制動系統之真空助力器【1】
關鍵詞:汽車 真空助力器 制動系統
汽車真空助力器是一個氣動部件,由許多不同材質的零件組合而成,除金屬件外,活塞體是電木材質,而膜片和密封件及反作用盤都是橡膠件,所以,其工作原理、設計結構和相關技術難度可想而知。
我國對汽車真空助力器的研制和生產始于上世紀八十年代,并且于1987年制定了我國第一部關于汽車真空助力器的汽車行業標準,即ZB/T24003-1987《真空助力器技術條件》和ZB/T24004-1987《真空助力器實驗方法》(現均已被替代),這兩個行業標準的出版,有利的刺激了我國汽車真空助力器行業的發展,填補了我國在這項領域的空白,由此,我國汽車真空助力器行業進入了一個新紀元。
可是,由于我國工業基礎較為落后,理論基礎能力有限,一些重要的學術期刊在上世紀九十年代才出現,而其他大多數還維持在維修和加工工藝層面上的論述和探討,所以,客觀的說,我國現在關于這方面的理論水平和成果以及產品質量,同先進的西方國家相比還相差甚遠。
近年來,我國汽車工業科技人員在真空助力器的研發上做了一些大膽的嘗試和創新,也取得了一些成績,但總體說來,我國具有自主知識產權和實用意義比較顯著的產品的創新還有待進一步的探索和提高,在學術領域內,對汽車真空助力器進行系統研究的資料很少見,特別是深層次的研究成果更少,這種現狀對我國國產真空助力器的生產企業和整個汽車行業都是不利的因素。
評價一輛汽車好與壞,是否優越,是否舒適,外觀是否精美,是必不可少的,但也不能說明這輛車的優良,而是要考慮車的安全系統才是最為關鍵的指標,那就是制動系統的控制,真空助力器正是汽車制動系統的執行單元。
事實證明,現代人們在購車時,首現考慮的就是安全性,進而選擇款式,但這就同我國落后的技術和局部領域的空白,勢必影響到我國汽車行業的發展。
俗話說,有利就有弊,雖然這個領域我們的技術及人才不多,可是,這也給我們留下了廣闊的發展空間和培養更高尖的技術人員的機會,所以,研究和發展汽車真空助力器的相關技術迫在眉睫,并且也具有深遠意義。
現如今,我國已經有很多生產汽車真空助力器的廠家,而且也有很多國內知名的企業,但具有自主知識產權的產品不多,研發能力也很弱,所以,還處于多而不精,大而不強的狀態。
今天,汽車真空助力器行業已經是一項關鍵項目,增強工業基礎,發展相關科技已經是刻不容緩,尤其對我國這個汽車工業落后而需求過多更應該是如此。
在世界大發展中,我們似乎更應該支持國產化。
事實上,汽車制動系統的研發中,真空助力器仍然是制動系統的執行元件,可在國內尚且沒有一部完整的汽車真空助力器的設計手冊及系統而深入的相關理論,部分重要的原理被忽視或未被發現,缺乏設計依據和理論基礎,這些方方面面的問題,嚴重的制約和影響著我國關于這方面的行業的研制和設計能力,而現有的助力器更是缺少質量保障。
由此可見,只有全面了解真空助力器工作原理和掌握細節構造,才能更有效的讓我們在汽車制動系統,即真空助力器這方面有作為,這時我們不妨謙虛向西方發達國家學習或借鑒。
在國外,對真空助力器相關理論進行研究的學者們已經對其進行了細致的研究與探討,相關的文獻及作品也被其他學者所引用。
在其后的進一步研究、修正和補充中,在這方面的很多領域,取得了豐富的研究成果,同時,也為現代汽車制動理論和提高奠定了良好的基礎,這不失為提供給我們的第一手好資料,通過學習、借鑒,我們可以對這塊領域彌補自身的不足與空白。
同時,國家也可以出臺一些政策對策來解決當前形勢,就我個人愚見,建議如下:
1.將這項技術科研納入為國家產業政策,大力倡導全民創造,提出產品的科研分析報告,并實行鼓勵制度,將其轉化為現實意義。
2.國家出資,對國內現已掌握的技術繼續深化發掘,使更好更快的推出同類型新產品的研發力度。
3.引進國外先進技術,結合我國汽車產業現狀,盡快提出適合本國產品的新路線,創新自主品牌和意識。
總之,汽車真空助力器行業的發展前景非常好,不僅可以增加我國人口的就業率,還可以大幅增加我國汽車行業的收入,更重要的是,為我國汽車行業在世界之林處于不敗地位奠定了更加豐厚而牢不可摧的堅實基礎。
汽車真空助力器的使用與維修【2】
摘 要:當汽車在行駛一定里程后,制動系統中的某些部件會出現問題。
其中真空助力器因為頻繁使用容易出現故障,該文以真空助力器的組成、原理為基礎,對其檢查、調整和維修方面進行了闡述。
關鍵詞:真空助力器 檢查 調整 維修
真空助力器主要用于汽車制動,真空助力泵將制動踏板產生的輸出力放大后產生制動主缸的輸入力。
制動主缸又將真空助力器的輸入力轉化為液壓輸出到制動管路,將機械力轉化為液壓力。
1 真空助力器的組成
見圖1。
2 真空助力器的工作原理
真空助力器是一個直徑較大的腔體,內部有一個中部裝有推桿的膜片(或活塞),將腔體隔成兩部份,一部分與大氣相通,另一部分通過管道與發動機進氣管相連。
它是利用發動機工作時吸入空氣這一原理,使助力器的一側真空,相對于另一側正常空氣壓力的壓力差,利用這壓力差來加強制動推力。
即使膜片兩邊只有很小的壓力差,由于膜片的面積很大,仍可以產生很大的推力推動膜片向壓力小的一端運動。
真空助力系統是在制動的時候也同時控制真空助力器的真空使膜片移動,并通過聯運裝置利用膜片上的推桿協助人力去踩動和推動制動踏板。
汽車真空助力器在工作過程中存在著三個平衡位置,在加載時(或制動時)空氣閥口處于若即若離狀態,此時控制在空氣閥口處無形變,而真空閥口處于關閉狀態,控制閥在真空閥口處有形變在卸載時(或取消制動時)真空閥口處若即若離的狀態,此時控制閥在真空閥口處無形變,而空氣閥口處于關閉狀態,控制閥在空氣閥口處有形變;當制動穩定在某一時刻,輸入力不再變化時(即助力器處于無運動趨勢的狀態),空氣閥口和真空閥口均處關閉狀態,控制閥在真空閥口處和空氣閥口處均有形變。
這就是真空助力器在工作狀態下的三個平衡位置。
3 真空助力器的常規檢修
可以用真空表檢查發動機進氣歧管真空度,當發動機怠速運轉時真空度達到46.7 kPa,中速運轉到53.3~66.7 kPa.說明真空度正常。
如果沒有真空表,可用下述方法檢查。
拆下助力氣室的真空管,用手堵住管口后啟動發動機1~2 min,若手感吸力甚微,可能是軟管破裂或接頭處漏氣;若感到吸力大,說明真空度足夠。
真空度不足可能是接頭孔堵塞或進氣支管有裂紋,支管固定螺絲松動,支管襯墊沖壞,氣門或氣缸嚴重漏氣,應及時維修。
(1)啟動發動機運轉1~2 min后熄火,踩制動踏板幾次,踩下的行程逐次縮小,說明助力器工作良好,否則表明密封不良有故障。
(2)在發動機不啟動的情況下(有較長時間發動機沒有啟動),用同樣的力踩下制動踏板數次,確定踏板行程每次無變化,然后將踏板保持在踩下位置,啟動發動機,如踏板稍有下降,表示真空助力器工作良好,否則有故障。
(3)在發動機工作時踩下制動踏板,然后熄火,保持半分鐘看踏板高度是否有變化,如果踏板有回升現象,說明有故障。
(4)拆卸分解真空助力器前,應在前后殼體上做好記號,防止裝復錯誤導致漏氣。
(5)將分解的零件依次放好,橡膠密封件應避免油污,并防止膜片座的損傷。
檢查各零件有無變形、損傷,發現損傷和變形應修復或更換。
4 故障案例分析
故障現象:一輛13款比亞迪思銳1.5T手動豪華版汽車,在行駛過程中踩下制動踏板,感到踏板過硬且制動無力;緊急制動時,車輛雖有“點頭”現象,但無制動印痕,并且制動距離較長。
故障檢查:根據故障現象,檢查車輛制動系統,真空助力器、制動主泵、制動分泵、制動蹄片、制動鼓、制動盤及制動管路等均無故障。
在拔下真空助力器氣管檢查時,發現連接進氣歧管上的氣管真空吸力不大,擰下氣管接頭,發現氣管接頭內腔已堵塞。
故障分析:真空助力器氣室前腔經真空單向閥與發動機進氣管相通,在發動機工作時,真空單向閥被吸開,使氣室左、右腔都產生一定的真空度,真空助力器發揮作用。
當真空助力器氣管接頭堵塞時,真空助力器前腔的真空度減小,吸力也相應減小,所以真空助力器就無法正常工作,導致制動效果不良。
故障排除:清除氣管接頭內部臟污,按要求裝復后試車,故障現象消失。
綜上所述,真空助力器在汽車上的應用非常重要,它的的損壞大多是裝配上失誤造成的,多半表現為真空度不足,漏氣等。
因此在裝配和維修及維護中要切記真空助力器的裝配要領,切勿裝反或密封不嚴,保持真空助力器的密封性尤為重要。
在駕駛過程中正確使用真空助力器也是極其重要的,正確的使用方法可以延長真空助力器的使用壽命。
參考文獻
[1] 王霄峰.汽車底盤設計[M].北京:清華大學出版社,2010.
[2] 劉惟信.汽車制動系的結構分析與設計計算[M].北京:清華大學出版社.2004.
[3] 劉彬.汽車制動系統維修200問[M].化學工業出版社,2013.
離合器助力器綜合性能檢測系統設計【3】
【摘要】 根據“ZQ2005型離合器助力器裝配、實驗規范”的企業標準,研究了離合器助力器的綜合測試性能,并進行了氣壓密封性、液壓密封性和輸入-輸出工作性能的檢測,設計了基于數據采集卡、運動控制卡、油壓增壓器、電氣比例閥和電磁閥等元器件的綜合測試系統,基于MFC開發了檢測系統的數據采集和數據處理模塊。
最后,設計了利用檢測儀對離合器助力器進行性能測試的實驗流程,并對1608ZB7C-010的天龍離合器助力器進行綜合測試實驗 ,對比于國外儀器所測得的測試數據和曲線,本檢測系統達到了測試要求,結果正確。
【關鍵詞】 離合器助力器密封性比例閥
1-二聯件;2-大儲氣罐;3、7-電氣比例閥;4-小儲氣罐;5、6、13-電磁閥;8-液壓傳感器;9-油壓增壓器;10-調壓閥;11-油杯;12-零泄漏閥;14-進氣口;15-進油口;16-力傳感器;17-位移傳感器;18-伺服電機
離合器助力器是汽車安全性能的關鍵部件[1]。
離合器助力器部件的產品質量的優劣性直接影響到汽車的傳動性能和安全性能,所以開發研制離合器助力器綜合性能檢測系統,不僅滿足了該部件大批量檢測的需要,而且保證了該部件在上前線前的產品質量[2]。
目前我國對離合器助力器的測試還沒有統一的行業技術標準,各個廠家根據多年生產的經驗或根據國內幾個大的廠家的企業標準進行測試,因而測試系統的設計千差萬別,很多企業把設計的離合器助力器綜合性能檢測系統作為企業的保密資料,并未發表過。
本文設計的離合器助力器檢測系統采用更高精度的傳感器,對其性能測試方式展開深入研究,融入計算機控制和機電一體化技術,保證檢驗的精確性和監測數據的準確性,完善離合器助力器綜合性能,可選擇性地針對其密封性和輸入-輸出工作性能進行測試。
1 測試項目分析
離合器助力器的工作原理圖[3]如圖1所示。
圖中為離合器處于接合狀態,即離合器踏板處在放松位置,離合器主缸3內無油壓。
此時,助力器控制部分的排氣閥16打開,進氣閥17關閉,助力缸2內高壓空氣排出。
整個活塞桿上無推力輸出,離合器不可能分離。
當踩下離合器踏板時,主缸中產生油壓,油分兩路,一路到分缸可直接推動分離撥叉6,另一路到助力器的控制部分,克服彈簧阻力推動柱塞10向右移動,關閉排氣閥門16,打開進氣閥門17,此時由儲氣筒19來的壓縮空氣通過進氣閥17進入加力氣缸2,推動氣缸活塞1向右,由氣缸活塞推力加上前一路分缸油壓直接產生的推力一起推動分離撥叉6,使離合器分離。
“ZQ2005型離合器助力器裝配、試驗規范”要求進行工作開始點試驗、全負荷工作試驗、全行程試驗、壽命試驗以及和輸入-輸出工作性能等多項測試,考慮到儀器設計、經濟成本等各方面因素,所有測試項目同時在一臺儀器上實現的難度有點大,要求技術太高。
相對比較之下,分開設計各種項目測試的系統從各方面上來說比較劃算。
本論文所設計的測試項目是離合器助力器的密封性和輸入-輸出工作性能測試。
1.1 氣壓密封性測試
離合器助力器的氣壓密封性測試分為關閉態、平衡態和全開態氣密性測試[4]。
當進油口不輸入液壓,由計算機輸出控制信號,通過電氣比例閥向離合器助力器進氣口輸入設定的氣壓,電磁開關閥截止氣路,保壓設定的時間,由氣壓傳感器測試壓力降低,并通計算機顯示壓力降曲線,記錄壓力降數值,此過程為關閉態氣密性測試;而平衡態氣密性的測試是在其他條件不變的情況下只改變進油口的液壓為0.8-1.0MPa;全開態氣密性測試則在其他條件不變的情況下改變進油口的液壓為2-4MPa。
1.2 液壓密封性測試
測試液壓范圍為1-16MPa,可由用戶通過計算機軟件
離合器助力器是汽車安全性能的關鍵部件[1]。
離合器助力器部件的產品質量的優劣性直接影響到汽車的傳動性能和安全性能,所以開發研制離合器助力器綜合性能檢測系統,不僅滿足了該部件大批量檢測的需要,而且保證了該部件在上前線前的產品質量[2]。
目前我國對離合器助力器的測試還沒有統一的行業技術標準,各個廠家根據多年生產的經驗或根據國內幾個大的廠家的企業標準進行測試,因而測試系統的設計千差萬別,很多企業把設計的離合器助力器綜合性能檢測系統作為企業的保密資料,并未發表過。
本文設計的離合器助力器檢測系統采用更高精度的傳感器,對其性能測試方式展開深入研究,融入計算機控制和機電一體化技術,保證檢驗的精確性和監測數據的準確性,完善離合器助力器綜合性能,可選擇性地針對其密封性和輸入-輸出工作性能進行測試。
1 測試項目分析
離合器助力器的工作原理圖[3]如圖1所示。
圖中為離合器處于接合狀態,即離合器踏板處在放松位置,離合器主缸3內無油壓。
此時,助力器控制部分的排氣閥16打開,進氣閥17關閉,助力缸2內高壓空氣排出。
整個活塞桿上無推力輸出,離合器不可能分離。
當踩下離合器踏板時,主缸中產生油壓,油分兩路,一路到分缸可直接推動分離撥叉6,另一路到助力器的控制部分,克服彈簧阻力推動柱塞10向右移動,關閉排氣閥門16,打開進氣閥門17,此時由儲氣筒19來的壓縮空氣通過進氣閥17進入加力氣缸2,推動氣缸活塞1向右,由氣缸活塞推力加上前一路分缸油壓直接產生的推力一起推動分離撥叉6,使離合器分離。
“ZQ2005型離合器助力器裝配、試驗規范”要求進行工作開始點試驗、全負荷工作試驗、全行程試驗、壽命試驗以及和輸入-輸出工作性能等多項測試,考慮到儀器設計、經濟成本等各方面因素,所有測試項目同時在一臺儀器上實現的難度有點大,要求技術太高。
相對比較之下,分開設計各種項目測試的系統從各方面上來說比較劃算。
本論文所設計的測試項目是離合器助力器的密封性和輸入-輸出工作性能測試。
1.1 氣壓密封性測試
離合器助力器的氣壓密封性測試分為關閉態、平衡態和全開態氣密性測試[4]。
當進油口不輸入液壓,由計算機輸出控制信號,通過電氣比例閥向離合器助力器進氣口輸入設定的氣壓,電磁開關閥截止氣路,保壓設定的時間,由氣壓傳感器測試壓力降低,并通計算機顯示壓力降曲線,記錄壓力降數值,此過程為關閉態氣密性測試;而平衡態氣密性的測試是在其他條件不變的情況下只改變進油口的液壓為0.8-1.0MPa;全開態氣密性測試則在其他條件不變的情況下改變進油口的液壓為2-4MPa。
1.2 液壓密封性測試
測試液壓范圍為1-16MPa,可由用戶通過計算機軟件
統報警與錯誤顯示。
3 測試實驗與數據分析
針對1608ZB7C-010的天龍離合器助力器進行綜合測試,主要包括密封性和輸入-輸出工作性能測試,每項測試進行10次測試,分別取10組數據進行分析。
3.1 氣壓密封性的實驗流程設計
測量氣壓密封性時,首先通過計算機控制伺服電機頂緊離合器助力器,關閉態氣壓密封性的測試時是打開電氣比例閥3和電磁閥5,關閉電氣比例閥7,向離合器助力器的進氣口輸入600KPa的氣壓,進油口不輸入液壓,關閉電磁閥5,設定保壓時間為15S,由氣壓傳感器讀出壓力值。
平衡態密封性的測試時打開電氣比例閥7和電磁閥13,通過油壓增壓器向離合器助力器進油口輸入0.6MPa的液壓,氣壓控制回路向離合器助力器進氣口輸入設定的氣壓600KPa,電磁閥13和零泄漏閥14關閉,保壓時間為15S,由氣壓傳感器讀出壓力值。
最后的全開態密封性測試是在平衡態測量的條件上,只改變液壓的值為6MPa,由氣壓傳感器讀出壓力值。
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