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在非工作的状态下,控制阀推杆回位弹簧将控制阀推杆推到右边的锁片锁定位置, 真空阀口处于开启状态,控制阀弹簧使控制阀皮碗与空气阀座紧密接触,从而关闭了空气阀口。此时助力器的真空气室和应用气室分别通过活塞体的真空气室通道与应用气室通道经控制阀腔处相通,并与外界大气相隔绝。发动机启动后, 发动机的进气歧管处的真空度(发动机的负压)将上升至-0.0667MPA(即气压值为0.0333MPA,与大气压的气压差为0.0667MPA)。随之,助力器的真空、应用气室的真空度均上升至-0.0667MPA,并处于随时工作的准备状态。 当进行制动时,制动踏板被踏下,踏板力经杠杆放大后作用在控制阀推杆上。首先, 控制阀推杆回位弹簧被压缩,控制阀推杆连同空气阀柱前移。当控制阀推杆前移到控制阀皮碗与真空阀座相接触的位置时,真空阀口关闭。此时,助力器的真空、应用气室被隔开。此时,空气阀柱端部刚好与反作用盘的表面相接触。随着控制阀推杆的继续前移,空气阀口将开启。外界空气经过滤气后通过打开的空气阀口及通往应用气室的通道,进入到助力器的应用气室(右气室),伺服力产生。由于反作用盘的材质(橡胶件)有受力表面各处的单位压强相等的物理属性要求,使得伺服力随着控制阀推杆输入力的逐渐增加而成固定比例(伺服力比)增长。由于伺服力资源的有限性,当达到最大伺服力时,即应用气室的真空度为零时(即一个标准大气压),伺服力将成为一个常量,不再发生变化。此时,助力器的输入力与输出力将等量增长;取消制动时,随着输入力的减小,控制阀推杆后移。当达到最大助力点时,真空阀口开启后,助力器的真空、应用气室相通,应用气室的真空度将下降,伺服力减小,活塞体后移。就这样随着输入力的逐渐减小,伺服力也将成固定比例(伺服力比)的减少,直至制动被完全解除。 真空助力器的核心尺寸链 在助力器的设计中,核心尺寸链的设计是保证助力器工作性能的关键,其中最为关键的尺寸配合是空气阀柱长度 与真空阀座到反馈盘主面的距离 (对于双膜片的助力器来说, 是指真空阀口到活塞体凸台上端面的距离与轴套同凸台相接触的端面到轴套同反馈盘表面相接触的端面距离之和)和控制阀的真空阀口处的形变量 之间的配合关系。 在上述的理想状态工作过程的叙述中,我们可以注意到在理想的工作状态下的当空气阀口到达打开的瞬间位置时,空气阀柱端部应刚好与反作用盘接触,可以看出在理论上成立的状态在现实中是不可能实现的。第一,每个零件的尺寸是有它的尺寸公差带;第二,大量部件的生产是符合统计规律的,实际的尺寸区间是一个公差带,而理想的位置只是在公差带上的一个点而已。那么,在实际设计中,是如何处理这个矛盾的。其核心的尺寸链的配合采取的是间隙配合。也就是说,当空气阀口打开的时候,空气阀柱的端部没有到达反作用盘的接触面上,存在一定的间隙。在实际设计中,为取得良好的始动力和释放力等技术参数,采用了间隙配合。 真空助力器的三个重要的工作原理 目前关于真空助力器的文献中,都只是提到了真空助力器的三个工作状态,即应用状态、维持状态、释放状态。并指出在这三种状态下,真空阀口和空气阀口的处于开或合的状态。 除了在上述提到的基本原理以外, 又发现了在国内文献中未曾提及的几个重要原理, 即, 三个平衡位置的原理、平衡位置的动态转换的原理和反作用盘的核心作用。 真空助力器的阀口的三个平衡位置的原理 汽车真空助力器在工作过程中存在着三个平衡位置,在加载时(或制动时)空气阀口处于若即若离状态,此时控制阀在空气阀口处无形变,而真空阀口处于关闭状态,控制阀在真空阀口处有形变;在卸载时(或取消制动时)真空阀口处于若即若离的状态,此时控制阀在真空阀口处无形变,而空气阀口处于关闭状态,控制阀在空气阀口处有形变;当制动稳定在某一时刻,输入力不再变化时(即助力器处于无运动趋势的状态),空气阀口和真空阀口均处关闭状态,控制阀在真空阀口处和空气阀口处均有形变。这就是助力器在工作状态下的三个平衡位置。 真空助力器平衡位置的动态转换的原理 助力器在工作过程中的平衡位置的动态转换的原理。这是一个极容易被忽视的原理,也是在结构和工艺设计时必须考虑到的重要原理。当加载结束的瞬间,助力器将由加载平衡位置向制动稳定态平衡位置转换,即控制阀在空气阀口由无形变向有形变转换。此时,空气阀口的结构设计及加工质量是否能够保证密封性的要求将受到严格的考验;当卸载开始的瞬间,助力器将由制动稳定态平衡位置向卸载平衡位置转换,即控制阀在真空阀口由有形变向无形变转换。此时,真空阀口的结构设计及加工质量是否能够保证密封性的要求将受到严格的考验。 实际的真空助力器的工作过程 由上述的阐述可以看到,实际的工作过程与理想的工作过程是有所不同的。在核心尺寸链为间隙配合的条件下,结合工作状态的三个平衡位置的理论。真空助力器的实际的工作过程是:制动时,制动踏板被踏下。踏板力经过杠杆的放大后作用在控制阀推杆上。首先,推杆回位弹簧被压缩,控制阀推杆连同空气阀柱前移。当控制阀推杆前移到控制阀皮碗与真空阀座相接触的位置时,真空阀口关闭,控制阀的真空阀口处从刚刚接触直到产生形变。此时,真空、应用气室被隔开,控制阀推杆继续前移使得空气阀口处于即将开启状态。此时,控制阀的空气阀口处已经没有形变。此处是助力器升压时的平衡位置,此时空气阀柱端部还没有与反作用盘的主面相接触。随着控制阀推杆的继续前移,空气阀将开启。外界空气经过滤气后通过打开的空气阀口及通过到应用气室的通道,进入到助力器的应用气室(右气室),伺服力产生。由于反作用盘的主面没有与控制阀的端部接触,因此,助力器还没有达到平衡。而空气进入到应用气室产生的伺服力使得反作用盘的副面受力,于是反作用盘的主面隆起,直到副面上产生的伺服力的大小使得主面隆起的高度达到与控制阀的端面接触时,助力器初始平衡位置建立。然后,随控制阀推杆输入力的逐渐增加而伺服力成固定比例(伺服力比)增长。由于伺服力资源的有限性,当达到最大伺服力时,即应用气室的真空度为零时(应用气室气压为一个大气压),伺服力将不再发生变化。此时助力器的输入力与输出力将等量增长,隆起的主面将在控制阀力的作用下,逐渐减小隆起的高度,当达到足够到的输入力时,反作用盘的主面甚至开始下凹,此时的空气阀口处打开的间隙越来越大,助力器的应用气室与外界空气完全相通;取消制动时,随着输入力的减小,控制阀推杆后移,伺服力仍然是个固定值,控制阀口开启的间隙越来越小直到退后到空气阀口刚好关闭并随之产生形变。注意此处的位置并不是降压过程的平衡位置。随着输入力的继续减小,真空阀口将处于即将开启的状态,此时的真空助力器的控制阀才处于降压过程中的平衡位置。我们注意到升压时的平衡位置与降压时的平衡位置存在一个的差值,这个差值就是控制阀在真空阀口和空气阀口处的两个形变值的和,即 。由于核心尺寸链是间隙配合,此差值使得反作用盘在助力器降压过程中需要更大隆起高度来实现平衡。真空阀口开启后,助力器的真空、应用气室相通,应用气室的真空度将下降,伺服力减小,活塞体后移。在连续的降压过程中,控制阀的空气阀口处始终有形变,而控制阀的真空阀口一直处于无形变(即若即若离的状态)。直到反作用盘的主面作用力接近为零。此时,助力器达到了最后的平衡位置。如果控制阀推杆继续后退,助力器的平衡被打破,恢复到初始的状态。 这就是真空助力器的一次密封检验(或者说,一次常规的制动过程)中真空助力器工作的详细过程,了解这个过程对于理解真空助力器的特性曲线的各性能参数的理解是至关重要的。在第3章的真空助力器的性能参数的计算中,就是依据此过程来得到的。而没有使用间隙配合的真空助力器的性能参数的计算和曲线以及产生的后果将在第4章中作详细的讨论。 应该特别注意的两个概念是:在一台设计合理的真空助力器实际工作过程中,应该存在初始平衡位置和最后平衡位置这两个概念。在输入力-输出力的特性曲线中,两个平衡位置的力学关系的体现分别对应的是始动力和释放力处跳跃值变化的过程。 真空助力器两个平衡位置的概念 初始平衡位置的概念:在升压过程中,空气阀口开启的同时,空气阀柱端部未能触到反作用盘上,即合理的间隙配合。这样空气阀口打开,应用气室进气,伺服力产生。于是,反作用盘的副面受力,反作用盘发生形变,主面将隆起,直到隆起的主面与空气阀端部接触,才达到一个稳定的平衡。在此过程中由于伺服力的增大,使输出力(或液压)在输入力不变的情况下增加。 最后平衡位置的概念:在降压过程的末期,随着输入力的降低,当反作用盘主面的受力几乎为零时,助力器的输出力完全是由伺服力产生的。这个伺服力同时又保证着反作用盘的形变。此时,如果控制阀推杆继续后移,由于制动主缸不能产生足够的抗力与残留的伺服力相平衡,使反作用盘不能产生足够的起补偿作用的形变量,以保持助力器的平衡,则助力器将失去平衡状态。其后,真空阀口将被打开,伺服力被释放,反作用盘上的形变消失,助力器恢复到起始状态。由于加载时和卸载时的控制阀阀口的平衡位置转变,可以知道,助力器释放力处的跳跃值应该大于始动力时的跳跃值。 反作用盘的核心作用和性能要求 在真空助力器的工作过程中,反作用盘起着极其重要的作用。真空助力器的工作原理要求,当空气阀口开启的瞬间,空气阀柱端面要刚好触到反作用盘的主面上。又由于反作用盘的材质有要求受力表面各处压强相等的特性,使得伺服力随着控制阀推杆输入力的逐渐变化而成固定比例(伺服力比)关系变化。反作用盘的主面与副面同时受力,且受力的大小与主面和副面的面积成正比。此时,助力器的随动性最好,反作用盘的使用寿命长。但是,这种理想状态在现实中是很难实现的。设计合理的助力器(间隙配合)的反作用盘又起到了补偿作用。当空气阀口开启的瞬间,空气阀柱端面没能触到反作用盘的主面上,它们之间还有一定的间隙。这时空气阀口开启,助力器的应用气室进气,产生伺服力,反作用盘的副面受力,主面将隆起。当主面隆起的高度能够补偿了空气阀柱与反作用盘主面之间的间隙时,助力器达到了平衡状态。反之,设计不合理助力器当空气阀柱端面触到反作用盘主面上时, 空气阀未能开启,这时反作用盘的主面由于受力而凹下,而副面相对隆起,直到反作用盘的副面隆起的高度能够使空气阀口开启时, 助力器才达到平衡状态。 反作用盘材质具有的这种即要求受力表面各处压强相等又能够产生形变的材质特征是真空助力器工作原理的核心原理之一。 因此,对反作用盘的性能要求如下:①良好的密封性。反作用盘的过盈量要适当,过盈量太小不能保证密封性;过盈量太大,反作用盘侧面的摩擦力加大,影响助力器的工作性能。②良好的形变能力。反作用盘的材质和形状要有利于反作用盘的形变。
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空助力器是制动系统的重要部件,其性能的好坏及零部件的损坏会直接影响汽车的行车安全。因此,应及时检测真空助力器的性能及故障,对检修或更换的真空助力器应进行合理调整。为便于弄通其检查及调整方法,应先了解真空助力器的结构及原理。1 真空助力器的结构及原理主要由活塞、膜片、回位弹簧、推杆与操纵杆、单向阀、空气阀及柱塞(真空阀)等组成,其型式为单膜片真空悬浮式。真空助力器安装在制动踏板推杆和制动总泵之间,其作用是为汽车制动提供助力。不制动时,助力器中的膜片悬浮在真空中,依靠A、B 腔的真空及回位弹簧保持平衡。驾驶员踩制动踏板时,制动踏板操纵杆推动柱塞向左移动,同时空气阀在弹簧推力下也向左移动,使膜片A、B 腔通道关闭,空气阀打开。此时,膜片左侧的A 腔仍为真空,膜片右侧的B腔通大气,膜片两侧产生压力差,迫使膜片活塞左移,并通过推杆将加大的力作用在制动总泵活塞上,对于驾驶员来说,这起到了助力作用。解除制动时,制动踏板力消失,回位弹簧将膜片压回平衡位置,操纵杆向右运动,此时空气阀关闭,真空阀开启,A、B 腔通道连通,膜片两侧再次具有相同的真空度。2 真空助力器的检查进气歧管真空不足、真空管路泄漏或破损、膜片漏气、空气阀关闭不严,都将导致真空助力器工作不良。而制动踏板费力通常是真空助力器完全损坏的重要信号。真空助力器是否正常工作,可用下列方法进行检查。2. 1 密封性能检查密封性能的检查方法有两种:1)起动发动机,在怠速运转1~2 min后关闭发动机。以常用制动踏板力踩制动踏板若干次,每次踩踏板的间隔时间应在5s以上,其制动踏板高度若一次比一次逐渐提高,则表明真空助力器密封性能良好。否则,应检查发动机真空供给情况,若发动机运转时提供的真空度正常,则表明真空助力器密封不良,应检修。2) 起动发动机,使发动机在怠速运转1~2 min后,踏下制动踏板数次,并在踏板处于最低位置、保持踏板力不变的情况下,停止发动机运转。若发动机提供的真空度正常,且踏板高度在30 s内无变化,则说明真空助力器密封性能良好。如制动踏板有明显的回升现象,则真空助力器有漏气故障。2. 2 助力功能检查在发动机熄火时,以相同的踏板力踏制动踏板若干次,以消除真空助力器的全部残余真空,并确认踏板高度无变化后,踏住踏板不动,然后起动发动机。此时若制动踏板略为下沉,则说明真空助力器助力功能正常;如踏板不动,则助力器无助力作用,应首先检查真空源是否提供了一定的真空度,然后检查真空管路、单向阀及真空助力器。2. 3 真空供给检查如果制动时真空助力器助力功能丧失或助力作用微弱,除需检查真空助力器外,更应重点检查给助力器提供真空的真空源及其真空管路。检查时,拔下真空助力器的真空接头,起动发动机使其在怠速运转,用拇指迅速将真空管口堵住。此时若感到有强烈的吸力,则表明发动机提供的真空度足够及真空管路正常;若无强烈的吸力或根本无吸力,则应关掉发动机,检查真空管路是否损坏、卷曲、松动或堵塞。若真空管路损坏,则应予以更换;若真空管路正常,则应用真空表检查发动机怠速时进气歧管的真空度,发动机正常时,其真空表读数应在40~67 kPa 范围内。若真空兜缁褒小,表明提供真空源的发动机有问题。真空源提供真空兜缁褒小的故障往往容易被人忽视,导致对真空助力器的错误诊断,甚至导致更换真空助力器,这应引起注意。2. 4 真空单向阀的检查真空单向阀位于发动机进气歧管和真空助力器之间。发动机进气歧管的真空通过真空单向阀到达真空助力器,但真空助力器的真空不能通过该阀回流。因此,真空单向阀的作用是保证发动机停转后,真空助力器内的真空能维持一定的时间,保持一次有效的助力制动。检查时,先将发动机怠速,然后关闭发动机并等待5 min,再踩踏板施加制动,至少在一个踏板行程中应有助力作用。如果在第一次踩踏板时没有助力作用,则单向阀存在泄漏故障。进一步检查,将单向阀拆下,用嘴向单向阀进气歧管一端吹气,气流应一点都不能通过。真空单向阀反向泄漏时,应予以更换。另外,真空单向阀有开闭受阻或卡住的现象也应予以更换。2. 5 真空助力器空气阀检查真空助力器空气阀若存在漏气故障,汽车无制动行驶时,部分空气进入B 腔而使膜片两侧B、A腔产生压差,导致助力器自动工作,使车轮行驶阻滞力较大。这种故障具有很大的隐蔽性,导致汽车的动力性、经济性严重下降。据调查,许多轿车发生这种故障时,驾驶员竟然不知道,有的虽知道车轮行驶阻滞力过大,轮毂发热严重,但找故障原因时往往为是制动器调整不当,很少怀疑是真空助力器问题。可用下面两种方法进行检查。1) 通过进行制动器阻滞试验来检查真空助力器空气阀,方法如下: ① 把从动轴车轮升离地面悬空; ②踩制动踏板数次,以便清除真空助力器内的残余真空; ③松开制动踏板,用手转动车轮,注意其阻力的大小; ④起动发动机,并在怠速运转1 min,然后关闭发动机; ⑤再次用手转动其车轮,如果阻力增加,则说明真空助力器空气阀存在漏气故障,其原因是真空助力器解除制动后,空气进入了真空助力器B 腔。2) 直接检查空气阀的密封性能。方法是:放松制动踏板,发动机怠速运转时,悬一小束棉纱或纸条于空气阀进气口前面,如被吸入,说明空气阀密封不良,有漏气故障;如此时未被吸入,而当制动踏板刚一踏下时它便被吸入,则说明空气阀良好,无漏气故障。上述真空助力器的检查方法,也适应于其它未装备真空储能器的轿车真空助力器。3 真空助力器的调整当真空助力器出现壳体破损或有裂纹、推杆损坏、漏气、失去助力功能时,应更换真空助力器。在更换或调试真空助力器时,要检查推杆左端头至制动总泵安装面的尺寸.若该尺寸过大,则制动反应迟缓;若该尺寸过小,则易将制动总泵活塞顶死,产生制动发咬现象。真空助力器推杆与制动总泵活塞间有2~3 mm 的自由间隙。这样在制动踏板力消失时,可以使制动总泵活塞完全回位,彻底解除制动。因此当该尺寸不符合要求时, 应进行调整。
内容有点多~!希望你看得清楚
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通过2113进行制动器阻滞试验来检查真空助5261力器空气阀,方法如下: ① 把从动轴4102车轮升离地面悬空; ②踩制动踏板数次,以便1653清除真空助力器内的残余真空; ③松开制动踏板,用手转动车轮,注意其阻力的大小; ④起动发动机,并在怠速运转1 min,然后关闭发动机; ⑤再次用手转动其车轮,如果阻力增加,则说明真空助力器空气阀存在漏气故障,其原因是真空助力器解除制动后,空气进入了真空助力器B 腔。2) 直接检查空气阀的密封性能。方法是:放松制动踏板,发动机怠速运转时,悬一小束棉纱或纸条于空气阀进气口前面,如被吸入,说明空气阀密封不良,有漏气故障;如此时未被吸入,而当制动踏板刚一踏下时它便被吸入,则说明空气阀良好,无漏气故障。上述真空助力器的检查方法,也适应于其它未装备真空储能器的轿车真空助力器。
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