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1、金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理1浙江金峰制动真空助力器设计2003 年 3 月 16 日金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理2目 录一、 制动真空助力器的设计 .31.1 制动真空助力器的参数设计 .31.1.1 助力比的确定 .31.1.2 伺服膜片直径的确定: .51.1.3 回位弹簧抗力的确定: .51.2 制动真空助力器的特性(曲线)计算 .61.2.1 启动值 Fa的确定 .71.2.2 跳增值 JP的确定 .71.2.3 最大助力点的计算 .71.2.4 残留值 Fa1的确定 .81.2.5 返程曲线的描绘
2、.91.3 装配尺寸链的计算 .91.4 锥簧刚度的计算 .91.4.1 锥簧半径每圈增量 .101.4.2 锥簧大圈压死时抗力 f2 .101.4.3 锥簧小圈压死时抗力 f1 .101.4.4 锥簧大圈压死后, 抗力与变形之间有下列关系: .111.5 制动真空助力器的橡胶制品材料及过盈量的确定: .111.6 部件铆接的要求及强度计算 .121.6.1 控制阀杆与空气阀座的铆接 .121.6.2 螺栓与壳体的铆接: .121.6.3 前、后壳体收口，或旋合的连接强度 .121.6.4 护圈与助力盘的铆接 .131.7 零部件强度的校核 .131.7.1 静载荷时单个螺栓强度的计算： .1
3、31.7.2 螺栓的疲劳强度计算: .141.7.3 阀杆部件的强度校验 .151.7.4 控制阀体的强度校核: .151.8 制动真空助力器特性曲线的综合评价 .151.8.1 启动值 Fa的一般要求及其性能含意 .161.8.2 最大助力点 E .161.8.3 升压曲线与降压曲线 .161.8.4 关于制动真空助力器标准曲线的形成 .181.8.5 有关试验条件的说明 .191.8.6 改变制动真空助力器的助力比对助力器性能的影响 .201.8.7 助力器的密封性 .21金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理3一、制动真空助力器的设计1.1 制动真空助力器
4、的参数设计制动真空助力器的参数设计包括以下内容:A.助力比的确定;B.伺服膜片直径的确定;C.回位弹簧抗力的确定;D.与制动主缸相匹配后输出压力的关系.1.1.1 助力比的确定制动真空助力器的助力比是指助力器的输出力与输入力之比。图 1 双膜片制动真空助力器结构简图制动真空助力器的助力比与制动系统中的踏板力、杠杆比、制动主缸直径、制动所需最大液压之间存在下列关系：P = F.I.IT 1 (1.1)/ 4 D 2 2 P-最大液压(MPa)F-踏板力(N)金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理4I-踏板杠杆It-助力比D-制动主缸直径(mm) 1-助力器效率(0
5、.95) 2-制动主缸效率(0.96)则助力器的助力比可以用下式计算：IT =/4D 2P/ 2 FI 1 (1.2)其中:踏板力推荐值 F500N(见 FMVSS135-4.13)当采用真空助力器时，应按下列选取轿车 200-250(N)货车 300-350(N)最大450(N)例 某轻型车的制动系统的主要参数为：最大液压: 9MPa. 主缸直径:20.64mm杠杆比:4.05 如加装助力器请计算其助力比 I T= ?IT =/420.64 29/0.96 = 3.262504.050.95 该助力器的助力比应为 IT=3.26根据 ECE法规，当制动强度为 0.3时，制动真空助力器失效(即
6、助力比为 1)，该时的踏板力不得大于 500N。当助力器失效时的踏板力为:F = /4D2P0/ 2(1.3)I 1 其中:P 0是当制动强度为 0.3时的制动液压。P0值的选取可参考下列公式近似计算。P0 = P/0.3P-制动管路最大液压(Mpa)-设计的最大同步附着系数承上例金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理5试计算该制动系统，当制动强度为 0.3时的管路压力，及当助力器失效时的制动踏板力：P0 = 9/0.750.3 = 3.6(Mpa)则当助力器失效时的踏板力为:F = /420.64 23.6/0.96 = 326 (N)4.050.95 1.1
7、.2 伺服膜片直径的确定:助力器的伺服膜片的直径与使用的真空度、助力比、踏板力之间存在下列之间关系:DS2 = (IT-1)4F (1.4)P0 DS -伺服膜片直径 (mm)P0 -使用的真空度承上例 P 0 = 0.0667 (Mpa)试计算使用该助力器的伺服膜片的直径：伺服膜片直径为:DS = (3.26-1)42504.05 = 209 (mm)0.0667 伺服膜片直径的计算结果应按下表系列化来确定mm 153 165 205 228 267 305in 6 6.5 8 9 10.5 12按表确定为 228(mm) 助力器1.1.3 回位弹簧抗力的确定: 制动真空助力器的回位弹簧的主
8、要作用是保证控制阀体的迅速回位。因此，其抗力值应尽可能取较大值，以提高返程时间的指标。但由于其抗力值直接影响助力器的输出效率(0.95)，因此制动真空助力器回位弹簧的抗力(F1) 与助力器的最大输出力(F)存在下列关系:F = FItI金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理6F1 = F 0.05 (1.5)承上例 计算该助力器的回位弹簧的抗力：F1 = 2504.053.260.05 = 165(N)回位弹簧的预装抗力应为: F1 d时, 簧圈最终将被压在一个平面上。1.4.2 锥簧大圈压死时抗力 f2：f2 = Gd4（H0 - H3） (1.15)金峰设计
9、资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理1132n.r22 (r2+r1)H0-锥簧的自由高度(mm)H3-锥簧全压缩高度(mm)当 K d时:f2 = Gd4. (1.16)32 r22 - 锥簧螺旋角= H0 - d (1.17) n.(r 2+r1) 1.4.3 锥簧小圈压死时抗力 f1f1 = Gd4（H 0 - H3） (1.18)32n.r12 (r2+r1)当 K d时:f1 = Gd4. (1.19)32 r12 1.4.4 锥簧大圈压死后, 抗力与变形之间有下列关系:K d时:= H0 - d 2- f2 - ( r1 )4 - f (1.20)21-(
10、r1/r2)2 f r2 f2f 锥簧的最大负荷 (N)K 18000 40 8 1.7.4 控制阀体的强度校核:控制阀体是助力器总成的主要零件, 为保证其工作的安全性,应对其强度进行校核, 试验内容按下表:阀体材料 *装反馈盘部位 容胀方法(N) 压力剪切(N)聚对苯二甲酸丁二脂28.7214000 14000酚醛塑料 30 14000 5000酚醛塑料 25 7000金峰设计资料（制动真空助力器-1） 技术-密 2/12/2005 整理161.8 制动真空助力器特性曲线的综合评价近 几 年 来 ， 随 着 我 国 汽 车 工 业 的 迅 速 发 展 ， 尤 其 是 引 进 车 型 的 国 产 化 ， 极 大 地促 进 了 汽 车 零 部 件 工 业 及 其 零 部 件 制 造 技 术 的 提 高 。 制 动 真 空 助 力 器 就 是 目 前 汽 车 液压 制 动 系 统 中 应 用 非 常 广 泛 的 制 动 部 件 之 一 。由 于 制 动 真 空 助 力 器 目 前 尚 无 有 效 的 国 际 标 准 可 依 ， 而 国 内 目 前 所 采 用 的 制 动真 空 助 力 器 产 品 又 来 自 不 同 的 国 家 ； 因 此 其 结 构 和 技 术 条 件 也 不 一 致 。 目 前 ，
