標(biāo)致206反饋盤式真空助力器工作原理及性能計(jì)算

1、標(biāo)致206反饋盤式真空助力器工作原理及性能計(jì)算性能計(jì)算1.反饋盤式真空助力器的力平衡方程式根據(jù)上述的理論分析，可列出當(dāng)助力器工作時(shí)處于“雙閥關(guān)閉”的平衡狀態(tài)時(shí)的力平衡等式為：FP=FR+PO（A1 A2）+P（A2 A3）+（P P0）A4 F1            （1）式（1）中FP助力器的輸出力；FR閥桿輸入力；PO真空腔與大氣腔間的壓力差；A1助力器有效作用面積；A2閥體柄部截面積；A3主缸推桿柄部截面積；A4空氣閥座密封面截面積；P真空腔的真空度；F1回位簧抗力。式（1）可

2、轉(zhuǎn)化為：FP=FR+POA1+（P P0） （A2 A4） PA3 F1                            （2）由（2）式可以看出當(dāng)壓力差PO增加至最大即（PO=P），閥桿輸入力FR不再增加時(shí)，助力器輸出力FP達(dá)到最大助力點(diǎn)（見圖3特性曲線1），此時(shí)的回位簧抗力為F1，則助力器在最大助力點(diǎn)時(shí)的力平衡等式為：

3、FP=FR+P（A1 A3） F1        （3）當(dāng)真空腔的真空度P為80kPa時(shí),則真空腔與大氣腔的氣壓差為（080）kPa。因此，隨著大氣腔的真空度的下降，大氣壓力作用于空氣閥座產(chǎn)生的輸入力Fk=（P Po）A4與閥體柄部所影響的輸入力也越來越小直至下降為零達(dá)到最大助力點(diǎn)，其二者變化規(guī)律均為減函數(shù)?；匚换桑?）抗力隨著閥體前移而逐漸增加，其變化規(guī)律為增函數(shù)。為此在達(dá)到助力點(diǎn)之前，如果將上述互為反函數(shù)的變化值視為近似相等時(shí)，則回位簧抗力F1可視為定值。助力器的伺服力Fv=P（A1   &

4、#160; A3）              （4）在閥桿輸入力FR中，一部分輸入力用來克服閥桿回動(dòng)簧的抗力F2，則有效輸入力為FRY為：FRY=FRF（5）伺服力產(chǎn)生的助力除部分用來克服回位簧（9）的抗力F1外，還要承受閥桿回動(dòng)簧的抗力F2之后才作用在反饋盤（10）上，為此作用在反饋盤（10）上的有效伺服力FVY為：Fvy=P（A1 A3） F1+ F2（6）將式（5）、（6）帶入式（3）得：Fp= FRY+ FVY    

5、                               （7）根據(jù)平衡狀態(tài)（見圖4中的受力圖2）時(shí)的受力分析，反饋盤（10）的內(nèi)圈所承受的有效輸入力FRY的壓強(qiáng)與外圈所受的有效伺服力FVY的壓強(qiáng)相等時(shí)，助力器處于“雙閥關(guān)閉”的平衡狀態(tài)，可列如下等式：   

6、0;                                      （8）2.真空助力器的伺服比計(jì)算助力器的伺服比IV是指有效伺服力FVY與有效輸入力FRY的比值，可通過等式（8）轉(zhuǎn)換表示：  &#

7、160;                                                 &#

8、160;                  （9）3.真空助力器的助力比計(jì)算助力器的助力比It為助力器的輸出力Fp與有效輸入力FRY的比值，根據(jù)等式（7）和（9）可得出：                     

9、0;                  （10）4.真空助力器的特性曲線方程考慮到助力器在實(shí)際工作過程中，由于相關(guān)零部件的摩擦阻力的存在。為此，通常助力器的工作效率為=0.850.95,所以式（2）變化為：FpFR+P0A1+( A2+A4 ) ( P Po ) PA3 F1×（11）式（3）變化為：FpFR+P ( A1 A3 ) F1×（12）當(dāng)助力器的輸出力超過最大助力點(diǎn)時(shí)，由于真空度P為定

10、值，則P ( A1 A3 )為常數(shù)，輸出力FP與輸入力FR為線性遞增變化。因此式（12）可用來計(jì)算最大助力點(diǎn)之后的輸出力的值。由等式（7）考慮助力器效率可得：Fp( FRY+ FVY)×      （13）由等式（9）可得：FVYFRY IV                         

11、;          （14）由等式（10）、（5）可得：FpFRY It= ( FR   F2+Fk)It    （15）式（15）表明，當(dāng)輸入力FRF2    Fk時(shí)才能產(chǎn)生輸出力。因此，最小輸入力（始動(dòng)力）Fa的等式為：FaF2    Fk               &#

12、160;               （16）當(dāng)助力器處于非工作狀態(tài)時(shí)，真空腔與大氣腔的氣壓差P0為零，由式（11）可得：FpFR+P ( A2+A4 A3 ) F1×= 0                       

13、        （17）根據(jù)式（17）可得出：FRF1  P ( A2+A4 A3 )  （18）因?yàn)镕R 0所以F1 P ( A2+A4 A3 )（19）根據(jù)式（19）可知，回位簧（9）裝配抗力與真空腔的真空度、閥體柄部截面積A2、主缸推桿柄部截面積A3和空氣閥座密封面截面積A4有關(guān)。只有當(dāng)式（19）成立時(shí)，助力器才不會(huì)出現(xiàn)自放大的失效模式即輸入力為0時(shí)產(chǎn)生輸出力，閥體才能壓緊鎖片（12）并靠在助力器的后殼體鉚接部件（2）上。當(dāng)助力器在無真空狀態(tài)下工作時(shí)，PP0 =  0，式（11）變化為：F

14、p( FR F1 )× （20）根據(jù)式（20）可知，無真空時(shí)所需最小輸入力（始動(dòng)力）Fb的等式為：FbF1                             （21）5.特性曲線的跳躍值三角區(qū)真空助力器的輸入輸出特性曲線如圖7所示。圖7  真空助力器的輸入輸出特性曲線由圖7可見，由輸入力的最小

15、始動(dòng)值Fa1與最大始動(dòng)值Fa2為起點(diǎn)的特性曲線L1、L2構(gòu)成的區(qū)間，是助力器的特性允許范圍。當(dāng)輸入力由0增至最小始動(dòng)值Fa1之前，輸出力Fp為0，而當(dāng)輸入力增至最小始動(dòng)值Fa1時(shí)，輸出力則出現(xiàn)跳躍值。由FP T 1、FP T 2、Fa1、Fa2所圍成的三角區(qū)即稱為跳躍值三角區(qū)。特性曲線的起始點(diǎn)越靠近Fa1，其跳躍值越大。越靠近Fa2，其跳躍值越小?？筛鶕?jù)不同的產(chǎn)品及客戶要求，通過調(diào)整壓塊與反饋盤的間隙來調(diào)整跳躍值的大小。但過大的跳躍值會(huì)使助力器內(nèi)部零件過早地磨損，使用壽命大大降低。6.特性曲線的偏移由于助力器的輸入輸出特性曲線不是從零點(diǎn)開始的，而且其延長線也不一定通過坐標(biāo)原點(diǎn)，因此特性曲線出現(xiàn)

16、了偏移。根據(jù)式（5）、（15）可得：FPFRY It = FR It ( F2 Fk ) It               （22）式（22）的斜率為：K = It截距為：b =    ( F2    Fk) It最大助力點(diǎn)后輸出力等式（12）可變化為：FpFR+P(A1A3)F1=FR+P(A1A3)F1         &#

17、160;   （23）式（23）的斜率為：K1   截距為：b1 P  ( A1 A3 ) F1     根據(jù)式（22）、（23）繪制特性曲線如圖8所示，兩條曲線的交點(diǎn)為最大助力點(diǎn)。圖8  特性曲線圖由于在輸入力為Fa1時(shí)輸出力具有最大跳躍值FPT1，則輸出力為FP1：Fp1FR1It1 Fa1It1  +FPT1             

18、0;                 （24）Fp1是在真空度為允許值的最上限、效率為最大值1時(shí)的特性曲線偏移后的最大助力點(diǎn)時(shí)的輸出力，與其對應(yīng)的FR1輸入力是偏移后的輸入力，如圖7中L1所示。當(dāng)輸入力為最大始動(dòng)力Fa 2時(shí)輸出力具有最小跳躍值FPT 2，則輸出力FP2為： Fp2FR2It2 Fa2It2+FPT2 （25）Fp2是在真空度為允許值的最下限、效率為最小值2時(shí)的特性曲線偏移后的最大助力點(diǎn)時(shí)的輸出力，與其對應(yīng)的F

19、R2輸入力是偏移后的輸入力如圖7中L2所示。以東風(fēng)標(biāo)致206反饋盤式真空助力器為實(shí)例，我們可以繪制其特性曲線。1、助力器的結(jié)構(gòu)尺寸（1）助力器有效作用直徑：224.45+0.2 mm；（2）閥體柄部直徑：400mm；（3）主缸推桿柄部直徑：90mm；（4）空氣閥座密封面直徑：21.3+0.05 mm；（5）主缸推桿與反饋盤的最大作用直徑：25.950 mm；（6）壓塊與反饋盤的最大作用直徑：10.90 mm。2.助力器的相關(guān)參數(shù)（1）真空腔的真空度：P=（0.08±0.001）MPa；（2）回位簧裝配抗力：F1=（145±15）N；（3）閥桿回動(dòng)簧裝配抗力：F2=116.3+6.5  N；（4）伺服比：IV=4.7±0.05；（5）助力比：It=5.7±0.05；（6）伺服力作用面積：A1 A3=（383±1）cm2；（7）伺服力：FV=P（A1 A3）= （3064.1±46.3）N；（8）有效伺服力：FVY=P（A1 A3） F1+F2= （3035.1±67.3）