制動主缸的設(shè)計計算

1、2022-7-51制動主缸制動主缸貯液罐貯液罐2022-7-52l設(shè)計條件設(shè)計條件 1 1、整車參數(shù)已確定、整車參數(shù)已確定 2 2、制動系統(tǒng)參數(shù)中的制動器參數(shù)、踏板參數(shù)已確定。、制動系統(tǒng)參數(shù)中的制動器參數(shù)、踏板參數(shù)已確定。 3 3、制動系統(tǒng)的工作壓力已確定、制動系統(tǒng)的工作壓力已確定l設(shè)計依據(jù)：設(shè)計依據(jù)：GB12676GB12676、GB7258GB7258l已知條件：已知條件： 1 1、標準規(guī)定：踏板力：、標準規(guī)定：踏板力： 踏板行程：設(shè)計踏板行程：設(shè)計2 2 120mm120mm，要求，要求 150mm150mm 無真空時的踏板力：無真空時的踏板力： 2 2、制動分泵的直徑和行程、制動分泵的

2、直徑和行程 3 3、制動踏板的踏板比：、制動踏板的踏板比： 4 4、發(fā)動機提供的真空度：、發(fā)動機提供的真空度：l計算方法計算方法 1 1、由分泵的直徑和行程、標準規(guī)定的踏板行程，確定制動主缸的缸徑和行程、由分泵的直徑和行程、標準規(guī)定的踏板行程，確定制動主缸的缸徑和行程 2 2、由工作壓力、制動主缸直徑、踏板力，確定真空助力器的有效作用面積：、由工作壓力、制動主缸直徑、踏板力，確定真空助力器的有效作用面積： 3 3、確定真空助力器采用的形式、選擇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。、確定真空助力器采用的形式、選擇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 4 4、對于有補償孔的串聯(lián)制動主缸，輪制動器的排量應(yīng)足夠，以保證在壓力小于、對于有補償孔的串聯(lián)制動

3、主缸，輪制動器的排量應(yīng)足夠，以保證在壓力小于1MPa1MPa情情況下況下, ,第一活塞上的主皮碗能完全移過補償孔。第一活塞上的主皮碗能完全移過補償孔。l復(fù)核復(fù)核 細化計算，確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)。細化計算，確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)。2022-7-53l能量的轉(zhuǎn)換裝置力轉(zhuǎn)換為液壓的裝置l安裝于駕駛室（或其附近），由制動踏板（或真空助力器的頂桿）控制活塞，將制動踏板和真空助力器產(chǎn)生的力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的油壓,以一定的壓力壓入制動輪缸，從而產(chǎn)生制動動作的制動力。l在主缸的內(nèi)部有兩個活塞、在主缸的內(nèi)部有兩個活塞、兩個彈簧、兩個主皮碗、兩個彈簧、兩個主皮碗、兩個副皮碗等。兩個副皮碗等。l當踏動制動踏板，通過

4、連當踏動制動踏板，通過連接機構(gòu)推動第一活塞，制接機構(gòu)推動第一活塞，制動主缸開始工作。進一步動主缸開始工作。進一步壓下制動踏板，在制動主壓下制動踏板，在制動主缸和管路中建立壓力。作缸和管路中建立壓力。作用在第一活塞和第二活塞用在第一活塞和第二活塞上產(chǎn)生的力，第二活塞其上產(chǎn)生的力，第二活塞其回路中的制動液，同樣在回路中的制動液，同樣在兩個回路中建立起相同的兩個回路中建立起相同的制動壓力。制動壓力。l如果有一個回路泄漏如果有一個回路泄漏,回路將回路將不能提供制動壓力，可以看不能提供制動壓力，可以看到發(fā)生泄漏的情況。到發(fā)生泄漏的情況。l當?shù)谝换芈沸孤r，由于第當?shù)谝换芈沸孤r，由于第一回路的第二回路相

5、互關(guān)聯(lián)，一回路的第二回路相互關(guān)聯(lián)，將喪失第一將喪失第一 和第二回路的制和第二回路的制動壓力。動壓力。l而現(xiàn)在的主缸就象只有一個而現(xiàn)在的主缸就象只有一個活塞一樣，第二回路將正?；钊粯?，第二回路將正常工作，當然，也只有兩個車工作，當然，也只有兩個車輪有制動力。輪有制動力。l制動能量將急劇降低。制動能量將急劇降低。l當?shù)诙芈沸孤r，也會產(chǎn)當?shù)诙芈沸孤r，也會產(chǎn)生同樣的效應(yīng)。生同樣的效應(yīng)。Master cylinder with leakl汽車上使用的制動主汽車上使用的制動主缸一般是雙腔串聯(lián)式缸一般是雙腔串聯(lián)式主缸。當推動第一活主缸。當推動第一活塞前進時，把補償孔塞前進時，把補償孔或閥口關(guān)閉，在

6、第一或閥口關(guān)閉，在第一制動腔內(nèi)產(chǎn)生壓力，制動腔內(nèi)產(chǎn)生壓力，同時通過浮動的第二同時通過浮動的第二活塞在第二制動腔內(nèi)活塞在第二制動腔內(nèi)產(chǎn)生壓力。如果其中產(chǎn)生壓力。如果其中的某一腔失效，在另的某一腔失效，在另一腔仍產(chǎn)生壓力。一腔仍產(chǎn)生壓力。2022-7-57補償孔串聯(lián)式雙腔制動主缸補償孔串聯(lián)式雙腔制動主缸 特點： 1、結(jié)構(gòu)簡單； 2、工作時主皮碗每次都必須經(jīng)過補償孔，會減少主皮碗的使用壽命。 2022-7-581）工作原理 ABS對制動器壓力通常以每秒鐘15次的頻率進行調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)制動器的壓力變化，保持輪胎與路面之間的摩擦力，實現(xiàn)可控制的停車。裝有ABS的車輛的制動踏板與傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的踏板有不同感

7、覺。在ABS起作用時，踏板快速脈動而呈現(xiàn)出對腳的持續(xù)不斷沖擊，直至停車或ABS關(guān)閉為止。這種脈動是對制動器調(diào)節(jié)壓力的反映，不同車型的ABS，其脈動的強弱是不同的，這是由于在壓力調(diào)節(jié)裝置內(nèi)采用了阻尼閥的緣故。2）耐高壓 由于ABS系統(tǒng)中液壓泵的作用，使制動系統(tǒng)的制動液壓發(fā)生波動，正是這種作用使制動主缸內(nèi)的液壓產(chǎn)生波動，且活塞同時發(fā)生相對移動，其液壓的變化頻率可達每秒15次左右，液壓可達20Mpa高壓，對于補償孔式主缸，當活塞相對缸體移動時，由于高壓的作用，在補償孔和回油孔處就會發(fā)生密封皮碗的過度磨損或切削現(xiàn)象，這樣就會造成制動主缸失效，從而造成制動失效，3）裝配有ABS/ESP的車輛，制動系統(tǒng)中

8、應(yīng)采用中心閥式制動主缸，克服了以上不足，從而提高了制動系統(tǒng)的安全可靠性，所以在ABS系統(tǒng)中不應(yīng)配用補償孔式主缸。4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，可靠性較補償孔式要高。中心閥式雙腔制動主缸中心閥式雙腔制動主缸 2022-7-59中心閥式雙腔制動主缸中心閥式雙腔制動主缸 l決定制動主缸行程的因素決定制動主缸行程的因素1、制動管路的布置、制動管路的布置 H型、型、X型型2、調(diào)節(jié)裝置的種類、調(diào)節(jié)裝置的種類 1）無調(diào)節(jié)裝置）無調(diào)節(jié)裝置 2）有調(diào)節(jié)裝置）有調(diào)節(jié)裝置踏板比踏板的設(shè)計行程制動主缸設(shè)計行程空行程制動主缸行程積拭制動系統(tǒng)所需制動容制動主缸設(shè)計直徑踏板比踏板力踏板提供的制動力4制動主缸直徑工作液壓制動所需的力

9、踏板提供的力制動所需的力力真空助力器的伺服力4真空度真空助力器的伺服力真空助力器的伺服直徑制動主缸的參數(shù)是由制動系統(tǒng)的參數(shù)確定的。要滿足制動踏板的踏板制動主缸的參數(shù)是由制動系統(tǒng)的參數(shù)確定的。要滿足制動踏板的踏板力、踏板行程的要求。力、踏板行程的要求。l制動主缸的行程計算：制動主缸的行程計算：制動主缸的行程要滿足踏板行程制動主缸的行程要滿足踏板行程 (120mm)的要求的要求,由由踏板比計算出由由踏板比計算出踏板、助力器與制動主缸的總行程，并由工作間隙，確定出制動主缸的行踏板、助力器與制動主缸的總行程，并由工作間隙，確定出制動主缸的行程。程。l制動主缸直徑的計算：制動主缸直徑的計算：在踏板力在踏

10、板力400N時，根據(jù)制動時的工作壓力（滿載時，根據(jù)制動時的工作壓力（滿載810MPa）的要求，）的要求，由制動主缸的行程、制動系統(tǒng)所需的制動液容量來確定的。由制動主缸的行程、制動系統(tǒng)所需的制動液容量來確定的。l制動系統(tǒng)的容量制動系統(tǒng)的容量制動系統(tǒng)的容量由分泵工作所需的容量、制動油管的在高壓下的膨脹制動系統(tǒng)的容量由分泵工作所需的容量、制動油管的在高壓下的膨脹量、制動液的高壓下的壓縮量、內(nèi)部氣穴的容量、制動器的變形量以及貯量、制動液的高壓下的壓縮量、內(nèi)部氣穴的容量、制動器的變形量以及貯備量組成。備量組成。制動系統(tǒng)容量計算l決定制動主缸行程的因素決定制動主缸行程的因素1、主缸空行程、全行程、主缸空行

11、程、全行程2、主缸的剛度、主缸的剛度3、前、后輪制動器的剛度、前、后輪制動器的剛度4、各種調(diào)節(jié)裝置的剛度、各種調(diào)節(jié)裝置的剛度5、制動蹄的間隙、制動蹄的間隙6、制動軟管的剛度、制動軟管的剛度7、空氣混入系統(tǒng)的損失、空氣混入系統(tǒng)的損失8、制動防抱系統(tǒng)的剛度、制動防抱系統(tǒng)的剛度9、盤式制動器因敲打、碰撞引起的行程、盤式制動器因敲打、碰撞引起的行程l決定制動主缸第一、第二彈簧抗力的決定制動主缸第一、第二彈簧抗力的因素因素1、真空加注時的真空；、真空加注時的真空；2、主缸的效率、釋放阻力；、主缸的效率、釋放阻力；3、制動主缸的工作直徑；、制動主缸的工作直徑；4、與制動主缸內(nèi)孔的配合關(guān)系。、與制動主缸內(nèi)孔

12、的配合關(guān)系。l第一彈簧和第二彈簧之間的裝配抗力第一彈簧和第二彈簧之間的裝配抗力差為差為25Nmin,并隨著主缸直徑的增大而并隨著主缸直徑的增大而增大。在全行程狀態(tài)下，其抗力越接增大。在全行程狀態(tài)下，其抗力越接近越好。近越好。l第一彈簧和第二彈簧的抗力差要滿足第一彈簧和第二彈簧的抗力差要滿足兩腔壓力差的要求。一般不大于兩腔壓力差的要求。一般不大于0.4MPa。l第一彈簧的最小彈簧抗力第一彈簧的最小彈簧抗力FP0真空加注壓力。一般取真空加注壓力。一般取P=0.1MPaD 制動主缸的缸孔直徑制動主缸的缸孔直徑02PD4Fl按日本按日本MAZDA的標準：的標準：l活塞阻力應(yīng)該滿足下面的標準值或比活塞阻

13、力應(yīng)該滿足下面的標準值或比之更少之更少 主缸孔徑D（mm英寸）活塞滑動阻力的標準值（Nkgf）無真空排放有真空排放理論計算值17.4611/16646.5-24N19.053/4747.511311.528.5N20.6413/16747.5-33.5N22.227/87881181239N23.8115/16-14214.544.5N25.4114715-51N26.991 1/1614715-57N28.581 1/814715-64N30.161 3/1614715-72Nl制動主缸的行程制動主缸的行程/排量是根據(jù)車輛制動系統(tǒng)的整排量是根據(jù)車輛制動系統(tǒng)的整車參數(shù)確定。車參數(shù)確定。l在設(shè)計

14、制動主缸的行程在設(shè)計制動主缸的行程/排量時應(yīng)考慮：排量時應(yīng)考慮：1、制動器所需的容量；、制動器所需的容量；2、制動液在高壓作用下的壓縮量；、制動液在高壓作用下的壓縮量；3、制動管路在高壓下的膨脹量；、制動管路在高壓下的膨脹量；4、制動器、橡膠件等零件在高壓下的變形量；、制動器、橡膠件等零件在高壓下的變形量；5、制動系統(tǒng)工作時的貯備量；、制動系統(tǒng)工作時的貯備量；6、制動系統(tǒng)的管路布置形式；、制動系統(tǒng)的管路布置形式；7、制動主缸的空行程等等。、制動主缸的空行程等等。l按相關(guān)資料介紹，制動主缸的排量是制動器工按相關(guān)資料介紹，制動主缸的排量是制動器工作容量的作容量的1.3倍。倍。l制動主缸的行程要滿足

15、踏板行程的標準要求。制動主缸的行程要滿足踏板行程的標準要求。l制動主缸的行程在一定的范圍內(nèi)是可以調(diào)整的，制動主缸的行程在一定的范圍內(nèi)是可以調(diào)整的，因此應(yīng)盡可能采用標準化、平臺化、模塊化設(shè)因此應(yīng)盡可能采用標準化、平臺化、模塊化設(shè)計，以降低成本，節(jié)約能源，提高進度、質(zhì)量、計，以降低成本，節(jié)約能源，提高進度、質(zhì)量、可靠性?？煽啃?。l制動主缸的空行程的確定是由：制動主缸的空行程的確定是由：1、制動主缸的結(jié)構(gòu)；、制動主缸的結(jié)構(gòu)；2、制動液的粘度；、制動液的粘度；3、標準的要求，如最大行程為、標準的要求，如最大行程為3mm等；等；4、制動主缸內(nèi)部零件的變形量，如橡膠件在制動液、制動主缸內(nèi)部零件的變形量，如

16、橡膠件在制動液中的的膨脹和變形量；中的的膨脹和變形量；l制動主缸的空行程可以由設(shè)計進行確定。制動主缸的空行程可以由設(shè)計進行確定。l對于有補償孔的串聯(lián)制動主缸，輪制動器的排量對于有補償孔的串聯(lián)制動主缸，輪制動器的排量應(yīng)足夠，以保證在壓力小于應(yīng)足夠，以保證在壓力小于1MPa情況下情況下,第一活第一活塞上的主皮碗能完全移過補償孔。塞上的主皮碗能完全移過補償孔。l制動主缸的效率與：制動主缸的效率與：1、彈簧的抗力；、彈簧的抗力；2、橡膠件的結(jié)構(gòu)形式和過盈量；、橡膠件的結(jié)構(gòu)形式和過盈量；3、主缸體內(nèi)孔的粗糙度；、主缸體內(nèi)孔的粗糙度；4、工作中的建壓速度；、工作中的建壓速度；5、制動液；、制動液；6、缸體

17、內(nèi)孔與活塞的配合間隙；、缸體內(nèi)孔與活塞的配合間隙；7、制動主缸的結(jié)構(gòu)形式；、制動主缸的結(jié)構(gòu)形式；8、制動系統(tǒng)的參數(shù)、效率等等。、制動系統(tǒng)的參數(shù)、效率等等。l在圖中，塑料罐是制動液貯液罐，是在圖中，塑料罐是制動液貯液罐，是制動主缸的制動液源，電線是連接制制動主缸的制動液源，電線是連接制動液京變低時觸發(fā)報警燈的傳感器動液京變低時觸發(fā)報警燈的傳感器2022-7-517l存放制動液的容器 l產(chǎn)品設(shè)計主要與制動主缸的排量、制動分泵的直徑和行程、制動蹄片的磨損量等參數(shù)有關(guān)。l儲液罐的主要參數(shù)： 最大容量、MAX容量、MIN容量、液面報警容量、單腔容量、承壓強度、結(jié)構(gòu)形式等。l關(guān)注：接口形式（用戶、主缸、線

18、束）l容量要求：1、總?cè)萘繎?yīng)大于制動器所需的容量；2、每個獨立部分的容量應(yīng)大于主缸總行程排量；3、報警燈亮時所剩下的容量應(yīng)大于共用部分總?cè)萘康?/4。2022-7-518l計算項目計算項目貯液罐的耐壓強度貯液罐的耐壓強度計算計算:根據(jù)材料的強度、貯液罐的承壓面積、最高壓根據(jù)材料的強度、貯液罐的承壓面積、最高壓力、材料的系數(shù)（試驗確定）力、材料的系數(shù)（試驗確定）貯液罐的各單腔容量貯液罐的各單腔容量貯液罐的最大容量貯液罐的最大容量貯液罐的最小容量貯液罐的最小容量AFPAPFP爆破壓力A貯液罐承壓面積F在P作用下，A上產(chǎn)生的力S安全系數(shù)2022-7-519制動液制動液能量的傳遞和轉(zhuǎn)換能量的傳遞和轉(zhuǎn)換 制動液是一種不可壓縮的液體，制動總泵以制動液為介質(zhì)將制動踏板力傳遞到四個車輪上。在制動液位低于要求的高度時儀表板上的警告燈會點亮報警。 制動液使用過久會由于吸潮而導(dǎo)致制動效能下降，制動強度過高時還可能導(dǎo)致“失效”（例如在山路上行駛）。建議定期檢查、更換制動液（每兩年或每60000公里更換一次制動液）。制動液的選用：一定要與橡膠件等做相