汽車制動(dòng)系統(tǒng)真空助力制動(dòng)總成測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)

1、<p>　　汽車制動(dòng)系統(tǒng)真空助力制動(dòng)總成 測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　真空助力器和制動(dòng)主缸是現(xiàn)代汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件。合格的真空助力器和制動(dòng)主缸是汽車行車安全的保障。各國(guó)均制定了標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其性能進(jìn)行規(guī)定。</p><p>　　本文在分析汽車真空助力器和制

2、動(dòng)主缸的原理的基礎(chǔ)上，研制出一臺(tái)汽車真空助力器制動(dòng)系統(tǒng)總成測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，它能完成中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的全部測(cè)試項(xiàng)目和部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試項(xiàng)目。</p><p>　　該試驗(yàn)臺(tái)的研制成功將為真空助力器制動(dòng)系統(tǒng)總成性能的試驗(yàn)、檢測(cè)提供了手段，通過(guò)對(duì)密封性、反應(yīng)時(shí)間、釋放時(shí)間、輸入—輸出特性等測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，能夠提高真空助力器、制動(dòng)主缸的生產(chǎn)質(zhì)量。</p><p>　　本文提出了汽車真空

3、助力器制動(dòng)系統(tǒng)總成的綜合測(cè)試項(xiàng)目采用機(jī)電氣液一體化的原理方法，研制出了總成綜合性能測(cè)試系統(tǒng)，詳細(xì)論述了測(cè)試系統(tǒng)各組成部分，并對(duì)部分結(jié)構(gòu)和組件進(jìn)行計(jì)算。該系統(tǒng)測(cè)試方法合理，功能齊全，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。</p><p>　　關(guān)鍵詞　真空助力器；制動(dòng)主缸；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；測(cè)試裝置；試驗(yàn)臺(tái)</p><p>　　???????????????????????????????????????????????

4、???????????????????</p><p><b>　　????????</b></p><p>　　Vacuum strengthener and brake master cylinder are important parts in Hydraulic brake system of modern cars. Eligible vacuum stre

5、ngthener and brake master cylinder are a guarantee for traveling safety. Every country establishes a standard to prescribe their capability.</p><p>　　An automobile vacuum strengthener and brake master cylind

6、er's test-table is developed in this paper, based on analyzing structure and theory of automobile vacuum strengthener and brake master cylinder. It can finish all the test items specified in the People's Republic

7、 of China Industry Standard and some test items specified in the enterprise standard.</p><p>　　The successful development of this test board not only offers means of testing and experimenting vacuum strength

8、ener and brake master cylinder, but also improves the quality of vacuum strengthener and brake master cylinder, according to analyzing the date of feedback time , release time, encapsulation and the characteristic of inp

9、ut-output.</p><p>　　According to the technical condition and testing approach of vacuum strengthener with brake master cylinder, the test equipment and the control system for the performance were designed, m

10、oreover it was made calculation of some structure and subassembly The each composition and its function were introduced in detail.</p><p>　　Keywords： Vacuum Strengthener; Brake Master Cylinder; Configuration

11、 Design; Testing Device; Test-bed</p><p>　　不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>

12、<b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.1.1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的歷史1</p><p>　　1.1.2 我國(guó)汽車制動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)狀4</p><p>　　1.1.3 測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀6</p><p>　　1.2 選題目的和意義6<

13、/p><p>　　1.2.1 課題的意義6</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題7</p><p>　　第2章 真空助力器特性8</p><p>　　2.1 真空助力器的工作原理8</p><p>　　2.1.1 概述8</p><p>　　2.1.2 真空助力器的工作原理9&l

14、t;/p><p>　　2.1.3 真空助力器在使用過(guò)程中的狀態(tài)9</p><p>　　2.2 助力器的性能指標(biāo)11</p><p>　　2.2.1 密封性11</p><p>　　2.2.2 反應(yīng)時(shí)間和釋放時(shí)間11</p><p>　　2.2.3 輸入—輸出特性11</p><p>　　2

15、.3 本章小結(jié)13</p><p>　　第3章 試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1 測(cè)試目標(biāo)的分析14</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理15</p><p>　　3.3 測(cè)試方法設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.3.1 真空助力器測(cè)試項(xiàng)目15</p><p&

16、gt;　　3.3.2 制動(dòng)主缸測(cè)試項(xiàng)目17</p><p>　　3.4 本章小結(jié)18</p><p>　　第4章 測(cè)試系統(tǒng)各主要組成部件的選擇19</p><p>　　4.1 推動(dòng)部件的選擇19</p><p>　　4.1.1 電動(dòng)缸的選擇19</p><p>　　4.2 真空發(fā)生設(shè)備的選擇和計(jì)算19<

17、;/p><p>　　4.2.1 真空泵的選擇19</p><p>　　4.2.2 真空罐容積的確定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.2.3 真空罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.3 力傳感器的選擇錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.4 位移傳感器的選擇錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。&l

18、t;/p><p>　　4.5 液壓回路電磁換向閥的選擇錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.6 夾具的選擇及校核計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.6.1 夾緊形式的確定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.6.2 夾具校核計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.7 本章小結(jié)錯(cuò)誤!

19、未定義書(shū)簽。</p><p>　　結(jié)論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　附錄錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，

20、不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　課題背景</b></p><p><b>　　汽車制動(dòng)系統(tǒng)的歷史</b></p><p>　　從汽車誕生之日起，人們一方面使汽車跑的更快、更穩(wěn)當(dāng);另一方面努

21、力使行駛的汽車能迅速可靠的停下來(lái)。</p><p>　　汽車制動(dòng)最初使用由馬拉貨車制動(dòng)器演變而來(lái)的外部鼓式制動(dòng)器，柔性制動(dòng)帶包在汽車后輪轂上，踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)帶收縮，箍緊輪毅，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。車速為 ?????km/h時(shí)的制動(dòng)距離為?????m。由于存在著發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的優(yōu)勢(shì).其制動(dòng)距離較馬拉貨車要短得多。</p><p>　　外部鼓式制動(dòng)器的缺點(diǎn)是:</p><p>

22、;　　(1)在坡道上制動(dòng)時(shí)易打滑，會(huì)造成車輛失控；</p><p>　　(2)制動(dòng)帶和輪轂易粘灰塵，磨損嚴(yán)重；</p><p>　　(3)制動(dòng)帶使用壽命短，一般使用壽命僅為50km。</p><p>　　為克服上述缺點(diǎn)，漲閘式制動(dòng)器誕生了，其大修里程上升到 1500km以上，這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，但其基本原理一直沿用至今，演變?yōu)楫?dāng)代的鼓式制動(dòng)器。</p>

23、;<p>　　盤(pán)式制動(dòng)器早在上個(gè)世紀(jì)末便誕生了，但在汽車上的廣泛使用則是本世紀(jì)中期的事，盤(pán)式制動(dòng)器較鼓式制動(dòng)器有如下優(yōu)點(diǎn):</p><p>　　(1)盤(pán)式制動(dòng)器無(wú)增勢(shì)作用，摩擦表面壓力分布均勻，制動(dòng)盤(pán)軸向熱膨脹極小，徑向膨脹對(duì)制動(dòng)性能根本無(wú)影響，因而不存在熱衰退，熱穩(wěn)定性好。</p><p>　　(2)摩擦表面壓力分布均勻且受高壓作用，易于將水?dāng)D出。制動(dòng)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下

24、易將水甩出。</p><p>　　(3)由于盤(pán)式制動(dòng)器熱穩(wěn)定性好，故制動(dòng)間隙小，這就使制動(dòng)間隙調(diào)整問(wèn)題大為簡(jiǎn)化，易于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)間隙自動(dòng)調(diào)整。</p><p>　　(4)由于制動(dòng)盤(pán)兩側(cè)表面均可作為摩擦面，故與鼓式制動(dòng)器相比，在輸出制動(dòng)力矩相同的條件下，其尺寸、質(zhì)量均要小的多，有結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)勢(shì)。制動(dòng)塊的更換較鼓式制動(dòng)器襯片的更換亦要方便的多，加之制動(dòng)間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化等使盤(pán)式制動(dòng)器的保養(yǎng)修理

25、簡(jiǎn)化了。</p><p><b>　　(5)易于排污。</b></p><p><b>　　(6)易于散熱。</b></p><p>　　盤(pán)式制動(dòng)器也有許多缺點(diǎn)，如要用其兼作駐車制動(dòng)器，則需附加的機(jī)構(gòu)較復(fù)雜;要防止塵污，就要增加專用裝置;因無(wú)增勢(shì)作用，故制動(dòng)管路壓力高，對(duì)液壓系統(tǒng)的密封性要求高等。</p>&

26、lt;p>　　空氣制動(dòng)也是一種有效的高速制動(dòng)方式，當(dāng)代主要用于賽車上。其作用原理有二:</p><p>　　(1)利用高速時(shí)空氣阻力大的原理，增大汽車正投影面積的方法 (如使用轉(zhuǎn)動(dòng)的翼極、降落傘等)實(shí)現(xiàn)高速制動(dòng)。</p><p>　　(2)增大制動(dòng)時(shí)的軸荷，以增大地面附著力，改善制動(dòng)性能，利用空氣動(dòng)力學(xué)的原理，制動(dòng)時(shí)在汽車上增加向下的空氣作用力，以增大軸荷。制動(dòng)器的操縱機(jī)構(gòu)，最初為機(jī)

27、械式，其最大優(yōu)點(diǎn)是可靠性較高，故直到現(xiàn)在還用在賽車上，但由于操縱力大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工、安裝量大且難于布局，故誕生了氣壓制動(dòng)系統(tǒng)、液壓制動(dòng)系統(tǒng)及汽液混合制動(dòng)系統(tǒng)等操縱機(jī)構(gòu)。</p><p>　　在本世紀(jì)初，汽車制動(dòng)器僅布置在后軸上，一是擔(dān)心汽車制動(dòng)時(shí)汽車傾翻，二是為減少設(shè)計(jì)和加工制造工作.當(dāng)時(shí)的車速低，僅后軸布置制動(dòng)器就能滿足制動(dòng)要求。隨著車速的提高，人們探求前軸安裝制動(dòng)器的可能性，二十年代確認(rèn)前軸安裝制動(dòng)器有利于

28、提高制動(dòng)性能，當(dāng)代制動(dòng)器的布局方式方得以確認(rèn)，但制動(dòng)力分配系數(shù) (前制動(dòng)器制動(dòng)力與前后制動(dòng)器制動(dòng)力之和的比值)較低，隨著汽車速度的提高，后軸在制動(dòng)時(shí)側(cè)滑這一不穩(wěn)定制動(dòng)工況的危害越來(lái)越大，因此制動(dòng)力分配系數(shù)及同步附著系數(shù)有不斷增大的趨勢(shì)。</p><p>　　汽車制動(dòng)時(shí)，前軸抱死滑移，雖是穩(wěn)定工況，但汽車僅能直線行駛，喪失轉(zhuǎn)向能力;后軸抱死滑移，是一不穩(wěn)定工況，車速越高，危害越大。</p><p

29、>　　汽車制動(dòng)時(shí)，車輪拖死滑移，不能充分利用道路潛在的附著性能，制動(dòng)效能受到影響，為適應(yīng)高速公路網(wǎng)的不斷延伸，汽車工業(yè)飛速發(fā)展，汽車行駛速度越來(lái)越高的現(xiàn)狀，汽車制動(dòng)時(shí)后軸不能先于前輪拖死滑移，以防止汽車不穩(wěn)定工況的發(fā)生、在本世紀(jì)20年代誕生了制動(dòng)防抱死 (ABS)技術(shù)，該技術(shù)不僅可以提高汽車制動(dòng)時(shí)的同步附著系數(shù)，而且可以保證汽車制動(dòng)時(shí)有良好的操縱穩(wěn)定性。汽車防抱死系統(tǒng)最初是由Werner在1932年發(fā)明的，它最早于1948年用于飛

30、機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)上，隨著電子技術(shù)的發(fā)展和公路運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要，防抱死裝置的可靠性大大提高，成本大幅度降低，為制動(dòng)防抱死技術(shù)的推廣使用創(chuàng)造了良好的時(shí)機(jī)。目前，ABS技術(shù)已日趨成熟，制造成本不斷降低，在1990年美國(guó)僅有2%— 5%的轎車和輕型貨車裝備了ABS，到 1995年就己普及到95%。專家們預(yù)測(cè)，到2000年時(shí)，全世界將有90%以上的汽車裝備ABS。</p><p>　　由于轎車的日漸普及，人們不但對(duì)制動(dòng)的安

31、全性和穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求，而由于汽車駕駛?cè)藛T組成的多樣化也對(duì)制動(dòng)時(shí)踏板力提出了更高的要求。以較小的制動(dòng)踏板力來(lái)獲取較大的制動(dòng)減速度，提高制動(dòng)的安全性和制動(dòng)效率，是提高輕型汽車制動(dòng)水平的重要內(nèi)容之一。減小踏板力的主要方法是依靠制動(dòng)助力裝置。利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管產(chǎn)生的真空為動(dòng)力源的各種真空助力 (增壓)器，彌補(bǔ)了人力制動(dòng)的不足。而機(jī)械直動(dòng)式真空助力器 (簡(jiǎn)稱真空助力器或助力器)以其制動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，便于實(shí)現(xiàn)雙回路控制，在失去

32、真空的情況下，還可以直接制動(dòng)等特點(diǎn)，越來(lái)越引起了人們的關(guān)注。日本早在 50年代就己開(kāi)始了真空助力器的研究，到 60年代中期已在輕型汽車上廣泛應(yīng)用。在改革開(kāi)放的大潮中，我國(guó)的汽車工業(yè)水平有了極大的提高。在 80年代初，以引進(jìn)日本 “五十鈴”P(pán)系列輕型汽車為先導(dǎo)開(kāi)始了真空助力器的研究和應(yīng)用，主要采用單膜片結(jié)構(gòu)，近年來(lái)，制動(dòng)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方面是追求較小的踏板力，產(chǎn)生 0.62g(重力加速度)減速度時(shí)所需踏板力在15N以下已極為普遍。因此，在某

33、些需要使用大容量真空助力器，且徑向空間又比較窄小的汽車上，雙膜片真空助力器得到了應(yīng)</p><p>　　現(xiàn)代的汽車制動(dòng)系典型結(jié)構(gòu)是真空助力式雙回路液壓制動(dòng)系，前軸采用盤(pán)式制動(dòng)器，后軸則采用鼓式制動(dòng)器，前后管路彼此獨(dú)立，同時(shí)，為了提高制動(dòng)穩(wěn)定性，提高附著系數(shù)的利用率，安裝ABS防抱裝置。而ABS或者其他制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)則是根據(jù)每個(gè)制動(dòng)器的需要對(duì)油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是成本較高。后來(lái)，凱西-海斯(K-H)公司在一輛實(shí)驗(yàn)車上

34、安裝了一種電-液(EU)制動(dòng)系統(tǒng)，向完全電路制動(dòng)的方向邁出了重要的一步。而B(niǎo)BW（Break-By-Wire）也是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車輛及軍用技術(shù)的發(fā)展，車輛制動(dòng)有了新的突破，液壓制動(dòng)是繼機(jī)械制動(dòng)后的又一重大革新。Duesenberg Eight車率先使用了轎車液壓制動(dòng)器?？巳R斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于1924年問(wèn)世。通用和福特分別于193

35、4年和1939年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。到20世紀(jì)50年代，液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。 20世紀(jì)80年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，世界汽車技術(shù)領(lǐng)域最顯著的成就就是防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的實(shí)用和推廣。ABS集微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動(dòng)安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計(jì)算機(jī))與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如車輪角速度、角加速度、車速

36、等傳送給控制裝置，控制裝置進(jìn)行計(jì)算并與規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令?！　?936年，博世公司申請(qǐng)一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專利促進(jìn)了防抱制動(dòng)系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動(dòng)器；1971年，克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限，可靠</p><p>　　我國(guó)汽車制動(dòng)系統(tǒng)現(xiàn)狀</p><p>　　現(xiàn)代汽車制動(dòng)器的發(fā)展

37、起源于原始的機(jī)械控制裝置，最原始的制動(dòng)控制只是駕駛員操縱一組簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置向制動(dòng)器施加作用力，那時(shí)的汽車重量比較小，速度比較低，機(jī)械制動(dòng)已經(jīng)能夠滿足汽車制動(dòng)的需要，但隨著汽車自身重量的增加，助力裝置對(duì)機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)越來(lái)越顯得非常重要。從而開(kāi)始出現(xiàn)了真空助力裝置。</p><p>　　1932年生產(chǎn)重量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動(dòng)器，并有制動(dòng)踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也

38、于1932年推出V12轎車，該車采用通過(guò)四根軟索控制真空助力器的鼓式制動(dòng)器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車輛及軍用技術(shù)的發(fā)展，車輛制動(dòng)有了新的突破，液壓制動(dòng)是繼機(jī)械制動(dòng)后的又一重大革新。</p><p>　　DuesenbergEight車率先使用了轎車液壓制動(dòng)器，克萊斯勒的四輪液壓制動(dòng)器于1924年問(wèn)世，美國(guó)通用汽車公司和福特汽車公司分別于1934年和1939年采用了液壓制動(dòng)技術(shù)。到20世紀(jì)5

39、0年代，液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。經(jīng)過(guò)80多年的發(fā)展，液壓制動(dòng)技術(shù)是如今最成熟、最經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)技術(shù)，并應(yīng)用在當(dāng)前絕大多數(shù)乘用車上。</p><p>　　汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)可以分為行車制動(dòng)、輔助制動(dòng)、伺服制動(dòng)等，主要制動(dòng)部件包括制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)、真空助力器、制動(dòng)主缸、制動(dòng)軟管、比例閥、制動(dòng)器和制動(dòng)警示燈等。在制動(dòng)系統(tǒng)，真空助力器、制動(dòng)主缸和剎車制動(dòng)器是最為重要的部分，另外，汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）也已經(jīng)成為電子制動(dòng)的標(biāo)

40、準(zhǔn)配置。</p><p>　　到了今天，雖然關(guān)于汽車制動(dòng)控制的新理論和方法不斷被提出，新技術(shù)不斷被實(shí)踐。但是在我國(guó)，由于復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性的原因，真空助力器配合制動(dòng)主缸的液壓操縱方式仍然是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的制動(dòng)方式，也是中低檔汽車的主要制動(dòng)方式。</p><p>　　這種廣泛應(yīng)用的伺服助力式液壓制動(dòng)方式的工作原理如圖1.1,1.2所示。</p><p>　　踩下制動(dòng)踏板之

41、前，隔膜左右氣室的壓強(qiáng)相等，都等于進(jìn)氣管中的空氣壓強(qiáng)；當(dāng)踩下制動(dòng)踏板以后，隔膜右邊的氣室與大氣相通，此時(shí)右氣室的壓強(qiáng)與大氣相同。這就使左右氣室產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。這個(gè)壓強(qiáng)作用在隔膜上，就產(chǎn)生了對(duì)中心推桿的推力。在真空泵的幫助下，人力作用于制動(dòng)踏板的力被放大了很多倍。</p><p>　　真空制動(dòng)器放大后的機(jī)械力是由制動(dòng)主缸轉(zhuǎn)化為液壓力的：真空助力泵通過(guò)推桿推動(dòng)主動(dòng)活塞向左前進(jìn)，活塞推動(dòng)主缸里面的液壓油，通過(guò)液壓油把制動(dòng)

42、力傳到制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分泵活塞，由于分泵活塞的直徑比主泵活塞大，所以制動(dòng)力又能放大數(shù)倍。我們從圖1.2可以看出，液壓主泵有兩個(gè)獨(dú)立的液壓系統(tǒng)，在主活塞的推動(dòng)下，從動(dòng)活塞也能向左移動(dòng)。主動(dòng)活塞和從動(dòng)活塞各負(fù)責(zé)一組車輪的制動(dòng)。具體負(fù)責(zé)哪一組要看制動(dòng)系統(tǒng)的配管方式，如果是前后獨(dú)立方式配管，兩液壓室就分別負(fù)責(zé)前輪和后輪。如果是X配管方式，那么一個(gè)液壓室負(fù)責(zé)左前右后輪，另一個(gè)液壓室負(fù)責(zé)右前左后輪。這樣設(shè)計(jì)的目的，就是一但有某個(gè)車輪的液壓管路漏液，也

43、不會(huì)喪失整車的制動(dòng)能力。</p><p>　　當(dāng)考慮基本的制動(dòng)功能量，液壓操縱仍然是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方法。即使增加了防抱制動(dòng)(ABS)功能后，傳統(tǒng)的“油液制動(dòng)系統(tǒng)”仍然占有優(yōu)勢(shì)地位。但是就復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性而言，增加的牽引力控制、車輛穩(wěn)定性控制和一些正在考慮用于“智能汽車”的新技術(shù)使基本的制動(dòng)器顯得微不足道。</p><p>　　傳統(tǒng)的制動(dòng)控制系統(tǒng)只做一樣事情，即均勻分配油液壓力。當(dāng)制動(dòng)踏板踏

44、下時(shí)，主缸就將等量的油液送到通往每個(gè)制動(dòng)器的管路，并通過(guò)一個(gè)比例閥使前后平衡。而ABS或其他一種制動(dòng)干預(yù)系統(tǒng)則按照每個(gè)制動(dòng)器的需要時(shí)對(duì)油液壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　目前，車輛防抱制動(dòng)控制系統(tǒng)(ABS)已發(fā)展成為成熟的產(chǎn)品，并在各種車輛上得到了廣泛的應(yīng)用，但是這些產(chǎn)品基本都是基于車輪加、減速門(mén)限及參考滑移率方法設(shè)計(jì)的。方法雖然簡(jiǎn)單實(shí)用，但是其調(diào)試比較困難，不同的車輛需要不同的匹配技術(shù)，在許多不同的道路上加

45、以驗(yàn)證；從理論上來(lái)說(shuō)，整個(gè)控制過(guò)程車輪滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未達(dá)到最佳的制動(dòng)效果。</p><p>　　圖1-1 真空助力器工作原理示意圖</p><p>　　圖1-2 制動(dòng)主缸工作原理示意圖</p><p><b>　　測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀</b></p><p>　　北京工業(yè)大學(xué)汽車制動(dòng)測(cè)控技術(shù)研究所，天津大學(xué)機(jī)械

46、工程學(xué)院以及一些汽車零配件相關(guān)單位的工程技術(shù)人員對(duì)測(cè)試檢測(cè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。其中，北京工業(yè)大學(xué)汽車制動(dòng)測(cè)控技術(shù)研究所對(duì)制動(dòng)主缸和真空助力器分別進(jìn)行設(shè)計(jì)了測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)真空助力器和制動(dòng)主缸進(jìn)行分別測(cè)試，天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院側(cè)重于對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)進(jìn)行了研究?！禥C/T307-1999》和《QC/T311-1999》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試項(xiàng)目較多，但是從汽車實(shí)際工作狀態(tài)和參考價(jià)值角度考慮，真空助力器基本性能要求和汽車制動(dòng)主缸常溫性能

47、要求是必須滿足也最具參考性的技術(shù)指標(biāo)，各研究單位的實(shí)驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)項(xiàng)目也圍繞著真空助力器的基本性能要求和汽車制動(dòng)主缸的常溫性能要求所展開(kāi)。</p><p><b>　　選題目的和意義</b></p><p><b>　　課題的意義</b></p><p>　　作為我國(guó)常用的汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部件，真空助力器制動(dòng)系統(tǒng)總成的性能

48、優(yōu)良與否，直接影響到汽車制動(dòng)性能的好壞。因此，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)顯得尤其必要。對(duì)于液壓制動(dòng)主缸和真空助力器的技術(shù)性能，我國(guó)分別制訂了《汽車液壓制動(dòng)主缸技術(shù)條件 QC/T311-1999》和《真空助力器技術(shù)條件 QC/T307-1999》作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了制動(dòng)主缸和真空助力器的性能要求，試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則。</p><p>　　對(duì)汽車真空助力器，《真空助力器技術(shù)條件 QC/T307-1999》規(guī)定了一般要求，

49、基本性能要求，和可靠性要求。而基本性能要求包括密封性、空行程、反應(yīng)時(shí)間、釋放時(shí)間、輸入—輸出特性等。對(duì)汽車制動(dòng)主缸，《汽車液壓制動(dòng)主缸技術(shù)條件 QC/T311-1999》規(guī)定了基本要求、性能要求，而性能要求有包括常溫性能要求、低溫性能要求、高溫性能要求。其中常溫性能要求主要包括殘留閥性能要求、空行程要求、輸出功能要求、排量要求、回程時(shí)間要求、密封性能要求、耐壓性能要求等。</p><p>　　滿足這些技術(shù)性能要求

50、的制動(dòng)部件才是合格產(chǎn)品，對(duì)于這些技術(shù)要求和性能要求，必須通過(guò)專門(mén)的儀器進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)試。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題</b></p><p>　　雙擊上一行的“1”“2”試試，(本行不會(huì)被打印，請(qǐng)自行刪除)</p><p>　　根據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和汽車配件生產(chǎn)廠家實(shí)際需求，確定了以下幾個(gè)測(cè)試項(xiàng)目：對(duì)真空助力器的密封性測(cè)試、空行程測(cè)

51、試、反應(yīng)時(shí)間測(cè)試、釋放時(shí)間測(cè)試、輸入輸出特性測(cè)試；對(duì)制動(dòng)主缸的密封性能測(cè)試、耐壓性能測(cè)試、輸出功能（單腔失效）測(cè)試。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)就是，根據(jù)確定的測(cè)試項(xiàng)目及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)該項(xiàng)目所規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)原理設(shè)計(jì)。并根據(jù)所設(shè)計(jì)測(cè)試原理及技術(shù)指標(biāo)要求選定各組成零部件，進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)力爭(zhēng)使經(jīng)濟(jì)性、可操作性實(shí)現(xiàn)最佳效果。在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證試驗(yàn)裝置的功能齊全性

52、、測(cè)試精確性、測(cè)試準(zhǔn)確性，并力爭(zhēng)將試驗(yàn)臺(tái)經(jīng)濟(jì)性、測(cè)試穩(wěn)定性、可操作性實(shí)現(xiàn)最佳效果。</p><p><b>　　真空助力器特性</b></p><p>　　真空助力器的工作原理</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　裝有真空助力器的汽車制動(dòng)系統(tǒng)如圖2-1所示。</p&g

53、t;<p>　　1-盤(pán)式制動(dòng)器 2-制動(dòng)主缸 3-制動(dòng)軟管 4-儲(chǔ)油罐</p><p>　　5-真空單向閥 6-制動(dòng)真空助力器 7-制動(dòng)踏板 8-鼓式制動(dòng)器</p><p>　　圖2-1 裝有真空助力器的汽車制動(dòng)系示意圖</p><p>　　真空助力制動(dòng)器利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管真空或輔助真空泵產(chǎn)生的真空幫助駕駛員減輕用于制動(dòng)的力。真空用來(lái)驅(qū)動(dòng)助力膜片總成。

54、這種真空助力制動(dòng)器通常稱為助力器。助力膜片總成位于機(jī)艙隔熱板上的主缸后面。真空助力器裝在制動(dòng)踏板推桿與主缸之間，當(dāng)進(jìn)氣歧管真空用作助力器的動(dòng)力時(shí)，從進(jìn)氣歧管到膜片組件用軟管連接起來(lái)。</p><p>　　真空助力器是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的伺服裝置，它能減輕踏板力，縮短踏板行程，提高管路壓力，有效地補(bǔ)償人力制動(dòng)時(shí)的不足，使司機(jī)操縱輕便并得到滿意的制動(dòng)效果。按動(dòng)力源的不同，助力器可分為真空助力器、氣壓助力器、液壓助力器，真空

55、液壓串聯(lián)助力器，在各種型式的助力器中，應(yīng)用最廣的是真空助力器，真空助力器主要用于轎車、輕型車和小型客車上，規(guī)格在6～12寸之間，一般直接利用發(fā)動(dòng)機(jī)的真空作為動(dòng)力源。為了滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求，增加的各種凈化裝置和燃油噴射系統(tǒng)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)真空度下降，于是人們又大量采用雙膜片真空助力器來(lái)彌補(bǔ)真空度的不足，利用有限的空間，增大有效助力面積，提高輸出力。</p><p>　　真空助力器的工作原理</p>

56、<p>　　如圖2-2所示真空助力器的特性主要由膜片閥體總成7、控制閥總成1及反力盤(pán)6的性質(zhì)決定。膜片將兩腔壓差轉(zhuǎn)化為機(jī)械推力，帶動(dòng)閥體在助力器內(nèi)浮動(dòng)，膜片的有效直徑就是助力器的規(guī)格尺寸。閥體即膜片轂，支承膜片，并與控制閥總成中的橡膠閥門(mén)6構(gòu)成真空閥口A，溝通膜片前后兩腔。</p><p>　　在控制閥總成中，控制閥桿2的外端與踏板相連，另一端與控制活塞5鉸在一起，橡膠閥門(mén)與控制活塞構(gòu)成空氣閥口B。當(dāng)

57、踏板處于放松位置時(shí)，在閥門(mén)回位彈簧3的作用下，閥口A常開(kāi)，閥口B常閉，真空在真空腔和大氣腔內(nèi)建立，助力器不起作用。</p><p>　　踩下制動(dòng)踏板，控制閥桿帶動(dòng)控制活塞向左移動(dòng)，橡膠閥門(mén)在閥門(mén)彈簧10的作用下，關(guān)閉閥口A，再打開(kāi)閥口B，空氣經(jīng)閥口B進(jìn)入大氣腔，在兩腔間產(chǎn)生壓差，推動(dòng)閥體左移，達(dá)到真空助力的目的。</p><p>　　制動(dòng)過(guò)程中，反力盤(pán)完全承受助力器的推力和主缸反力。反力盤(pán)

58、由橡膠制成，受力后產(chǎn)生變形與控制活塞接觸。當(dāng)反力盤(pán)與控制活塞相互作用達(dá)到平衡時(shí)，閥口A、B同時(shí)關(guān)閉，助力器處于平衡狀態(tài)。另外，管路中的任何壓力變化均通過(guò)反力盤(pán)反饋到制動(dòng)踏板，司機(jī)由此得到柔和舒適的腳感，然后合理調(diào)節(jié)踏板力直到滿意為止。</p><p>　　當(dāng)踏板力大到一定程度后，閥口B全開(kāi)，此時(shí)兩腔壓差最大，有效助力達(dá)到最大值。繼續(xù)增大的踏板力直接作用于主缸，不再按助力比放大。</p><p&

59、gt;　　放松踏板，控制閥桿的作用力降為零，使控制活塞失去平衡向右移動(dòng)，關(guān)閉閥口B，打開(kāi)閥口A，大氣腔的空氣被真空腔吸入，兩腔壓差重新變?yōu)榱?。閥體在回位彈簧8的作用下回到初始位置，制動(dòng)解除。</p><p>　　真空助力器在使用過(guò)程中的狀態(tài)</p><p><b>　　1.不工作狀態(tài)</b></p><p>　　前后兩腔接通都處于真空狀態(tài)，這時(shí)

60、既無(wú)力的輸入，也無(wú)力的輸出，膜片回位彈簧將膜片推到助力器的最右端緊靠右殼體。</p><p>　　2.工作狀態(tài)及平衡狀態(tài)</p><p>　　當(dāng)從控制閥推桿2輸入大于控制閥推桿回位彈簧3的反力的推力時(shí)，推動(dòng)控制活塞5向前移動(dòng)，此時(shí)橡膠閥門(mén)6受橡膠閥座及壓力差的作用下，真空通道被關(guān)閉，前后腔被隔開(kāi)，隨著控制閥推桿繼續(xù)前進(jìn)，控制活塞離開(kāi)橡膠閥座，外界大氣經(jīng)控制閥腔和通道B充入助力器右腔，這樣后

61、腔氣室的真空度下降，膜片兩側(cè)形成壓力差，由該壓力差所產(chǎn)生的作用力，除一部分用來(lái)平衡彈簧8的作用力外，其余大部分經(jīng)控制活塞作用在反力盤(pán)6的外圈，反力盤(pán)的作用與液壓油的作用類似，當(dāng)其內(nèi)圈受到控制閥座推力，外界大氣進(jìn)入后腔時(shí)，由于反力盤(pán)左面受到的壓力相等而右面內(nèi)外兩圈受到的壓力不相等，使得反力盤(pán)產(chǎn)生變形，內(nèi)圈右側(cè)形成一個(gè)饅頭樣的小凸起，空氣通道因此能繼續(xù)開(kāi)啟，隨著外界大氣不斷進(jìn)入后腔，反力盤(pán)承受的壓力越來(lái)越大，小凸起也越來(lái)越大，于是該凸起開(kāi)始

62、頂著控制閥座向右移動(dòng)，最后進(jìn)氣通道被關(guān)閉，助力器進(jìn)入平衡狀態(tài)。</p><p><b>　　3.助力最大狀態(tài)</b></p><p>　　空氣閥座輸入力越大，反力盤(pán)承受的壓力也越大，達(dá)到平衡狀態(tài)所需的真空助力也越大，進(jìn)入后腔的空氣也越多，待后腔的氣壓等于外界的大氣壓力時(shí)，助力達(dá)到最大值，即輸入力增加多少，輸出力隨之增加多少，助力器失去放大作用。</p>

63、<p>　　1-控制閥總成 2-控制閥推桿3-閥門(mén)回位彈簧4-控制閥座 5-控制活塞</p><p>　　6-反力盤(pán) 7-膜片閥體總成 8-回位彈簧 9-輸出推桿 10-閥門(mén)彈簧</p><p>　　圖2-2真空助力器工作原理圖</p><p><b>　　4．回復(fù)狀態(tài)</b></p><p>　　當(dāng)真空閥輸入

64、力減少時(shí)，反力盤(pán)的變形得到一點(diǎn)回復(fù)，空氣閥座向右移動(dòng)，空氣通道關(guān)閉，真空通道打開(kāi)。后腔的部分空氣經(jīng)通道A被抽走，待反力盤(pán)內(nèi)外圈壓強(qiáng)相等后，空氣閥座向前移動(dòng)，真空通道關(guān)閉，助力器達(dá)到新的平衡。若空氣閥座輸入力減小到零，后腔的空氣全部經(jīng)真空通道進(jìn)入真空源，前后腔都處于真空狀態(tài)，助力器回復(fù)到不工作狀態(tài)。</p><p><b>　　5.無(wú)真空狀態(tài)</b></p><p>　

65、　此時(shí)踏板力通過(guò)控制閥推桿，空氣閥座，反力盤(pán)，主缸頂桿，克服膜片彈簧反力，傳遞給制動(dòng)主缸活塞，在制動(dòng)主缸建立起汽車制動(dòng)所需的油壓。</p><p><b>　　助力器的性能指標(biāo)</b></p><p><b>　　密封性</b></p><p>　　密封性是真空助力器的基本性能。它分為非工作狀態(tài)密封、最大助力點(diǎn)以下密封和最

66、大助力點(diǎn)以上密封三項(xiàng)測(cè)試。非工作狀態(tài)密封是真空助力器在規(guī)定的真空度下，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)測(cè)量真空助力器的真空泄露;最大助力點(diǎn)以下密封和最大助力點(diǎn)以上密封兩項(xiàng)測(cè)試均是在真空助力器達(dá)到一定的行程后，在輸入力推桿上施加一個(gè)規(guī)定的負(fù)荷，切斷真空源并在規(guī)定的時(shí)間里測(cè)量真空的泄露。</p><p><b>　　反應(yīng)時(shí)間和釋放時(shí)間</b></p><p>　　反應(yīng)時(shí)間和釋放時(shí)間是檢測(cè)

67、真空助力器的工作靈敏性。反應(yīng)時(shí)間這一靈敏性要求主要考核真空助力器的入力推桿在一定速度、一定位移、一定負(fù)荷條件下動(dòng)作的靈敏性。釋放時(shí)間是體現(xiàn)真空助力器在解除工作狀態(tài)時(shí)入力推桿的復(fù)位速度，也是防止制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)解除制動(dòng)時(shí)的滯后現(xiàn)象的重要性能指標(biāo)。</p><p><b>　　輸入—輸出特性</b></p><p>　　輸入—輸出特性是評(píng)價(jià)汽車真空助力器基本性能的主要指標(biāo)，它

68、反映了在汽車制動(dòng)過(guò)程中腳踏力和制動(dòng)力之間的關(guān)系。理想的輸入—輸出特性曲線如圖2-3所示，橫坐標(biāo)為輸入力，縱坐標(biāo)為輸出力。</p><p><b>　　1.始動(dòng)力Fa</b></p><p>　　始動(dòng)力是當(dāng)制動(dòng)真空助力器產(chǎn)生輸出力時(shí)的最小輸入力的值。影響該值的主要因素是助力器結(jié)構(gòu)中的閥門(mén)彈簧和推桿回動(dòng)彈簧。檢測(cè)該值的目的是:保證助力器在進(jìn)入工作狀態(tài)是有一個(gè)門(mén)限。如果該值

69、過(guò)小，則稍有輸入力時(shí)，助力器就有輸出，司機(jī)將失去明顯的腳感，同時(shí)也是為了避免由于踏板的重量、振動(dòng)、或司機(jī)的誤動(dòng)作，而產(chǎn)生誤制動(dòng)，這也是為了保證助力器的控制推桿能可靠迅速的回位而要求的。如果該值過(guò)大，則踏板力將增加，降低助力器的靈敏度和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。一般該值的要求為Fa< 110N。</p><p><b>　　2.最大助力點(diǎn)E</b></p><p>　　最大助

70、力點(diǎn)E，是在規(guī)定的真空度條件下測(cè)得的。在該點(diǎn)處真空助力器的輸入力和輸出力的值是制動(dòng)真空助力器的主要性能指標(biāo)。該點(diǎn)的輸入力將影響制動(dòng)系統(tǒng)的踏板力，而輸出力將用來(lái)使制動(dòng)主缸產(chǎn)生制動(dòng)液壓。</p><p>　　3.加載曲線和卸載曲線</p><p>　　由Fa—E—Z所形成的曲線是在輸入力不斷增加的情況下測(cè)得的，一般稱為加載曲線;而Z—F—Fs所形成的曲線是在輸入力不斷減少，輸出力也隨之下降的情

71、況下測(cè)得的，一般稱為卸載曲線。</p><p>　　Fa—E—Z加載曲線，Z—F—Fs 卸載曲線，</p><p>　　E最大助力點(diǎn)，JP跳躍值，F(xiàn)a始動(dòng)力, F釋放力</p><p>　　圖2-3 輸入—輸出特性</p><p><b>　　4.跳躍值JP</b></p><p>　　在制動(dòng)真

72、空助力器的加載曲線測(cè)試中，存在一種現(xiàn)象。即當(dāng)助力器在產(chǎn)生輸出力時(shí)，助力器的輸入力不變，而輸出力呈直線上升的一直線段。該直線段稱為跳躍值。跳躍值的存在是由助力器的結(jié)構(gòu)尺寸所決定的。其產(chǎn)生的主要原因是:當(dāng)在助力器的控制推桿上施加推力，而使控制閥口動(dòng)作，進(jìn)而使控制閥體產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，控制閥體是由靜摩擦轉(zhuǎn)為動(dòng)摩擦的過(guò)程。由于其摩擦系數(shù)的轉(zhuǎn)換及運(yùn)動(dòng)慣量的原因而產(chǎn)生跳躍值。跳躍值的大小主要取決于空氣閥座與反力盤(pán)之間的間隙。間隙越大，跳躍值越大，反之則越

73、小。同時(shí)也與助力器的空氣閥口的間隙及空氣閥座與反力盤(pán)的間隙之間的匹配合理型有關(guān)。</p><p>　　檢查真空助力器的跳躍值的目的在于檢查助力器的設(shè)計(jì)合理性與裝配的正確性。跳躍值過(guò)大將破壞助力器的隨動(dòng)性，產(chǎn)生脈沖制動(dòng)現(xiàn)象。同時(shí)也將使助力器的耐久性急劇下降。助力器的跳躍值一般應(yīng)控制在300N以下，其依據(jù)的原則是:與助力器相匹配的制動(dòng)主缸，在其產(chǎn)生的跳躍值作用下，制動(dòng)主缸所產(chǎn)生的液壓必須小于0.6MPa。制動(dòng)主缸的直

74、徑越小，要求控制值的跳躍值也越小。設(shè)計(jì)較好而裝配也正確的助力器，其跳躍值很小，形成一圓滑曲線過(guò)渡。即提高了助力器的隨動(dòng)性，也使其耐久性有所提高。</p><p><b>　　5.釋放力Fs</b></p><p>　　當(dāng)真空助力器的卸載曲線中的輸出力降為零時(shí)，顯示出助力器內(nèi)部仍存有一個(gè)輸入力即Fs，稱為釋放力。釋放力Fs值的大小與始動(dòng)力Fa值的大小的原因是一樣的。檢查

75、釋放力的目的是保證即使助力器的控制推桿有一定的裝配預(yù)緊推力，也能保證助力器的輸出力降為零。釋放力一般控制在Fs>30N。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對(duì)真空助力器的工作原理及其性能指標(biāo)作了介紹，為測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試原理設(shè)計(jì)作了準(zhǔn)備。</p><p><b>　　試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理設(shè)計(jì)</b

76、></p><p><b>　　測(cè)試目標(biāo)的分析</b></p><p>　　設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)如表3-1。</p><p>　　表3-1 試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　試驗(yàn)中需要測(cè)試項(xiàng)目如表3-2。</p><p>　　表3-2 試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試項(xiàng)目</p><p

77、>　　從測(cè)試項(xiàng)目可以看出，需要對(duì)壓強(qiáng)、長(zhǎng)度、力等物理量進(jìn)行測(cè)量，需要位移傳感器，力傳感器、真空計(jì)等測(cè)量元件。并根據(jù)文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2]中關(guān)于試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則的相關(guān)規(guī)定，應(yīng)采用換向閥、真空發(fā)生設(shè)備、推力發(fā)生設(shè)備等組成部件。</p><p>　　對(duì)于真空發(fā)生設(shè)備，目前常用的有真空泵和利用壓縮空氣形成真空的真空發(fā)生器兩種。真空泵的極限真空度和抽吸流量均能達(dá)到較大，真空發(fā)生器二者僅能得到其一；真空泵消耗功率較小

78、，真空發(fā)生器消耗功率較大；真空泵安裝不便，不便于維修；真空發(fā)生器安裝方便，維修簡(jiǎn)單；真空泵主要應(yīng)用場(chǎng)合連續(xù)、間歇工作均可，適合集中使用；而真空發(fā)生器有壓縮空氣，宜間歇工作，容量不大，適合分散使用；真空泵價(jià)格較低，真空發(fā)生器價(jià)格較高。</p><p>　　經(jīng)綜合考慮比較，真空發(fā)生系統(tǒng)采用真空泵配合真空罐的真空發(fā)生方式。真空泵進(jìn)行抽氣，真空罐用于穩(wěn)定壓強(qiáng)。真空室和泵之間用開(kāi)關(guān)閥門(mén)隔開(kāi)，當(dāng)不工作時(shí)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，工作

79、時(shí)閥開(kāi)啟。</p><p>　　對(duì)于推進(jìn)系統(tǒng)，目前常用的有汽缸推動(dòng)，液壓缸推動(dòng)和電動(dòng)缸推動(dòng)三種方式。在精密機(jī)床供給系統(tǒng)、測(cè)試臺(tái)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，常利用電動(dòng)缸同各種不同的附件一起使用，執(zhí)行各種各樣的功能。</p><p>　　電動(dòng)缸與油缸和氣缸相比，電動(dòng)缸可替代油缸或氣缸實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)與計(jì)算機(jī)配套使用時(shí)，可以進(jìn)行編程驅(qū)動(dòng)，按工藝指令實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或集中控制。適用于高精度加載和危險(xiǎn)區(qū)無(wú)距離操縱

80、。與油缸、氣缸相比總造價(jià)低于后者數(shù)倍或數(shù)十倍，并可省去管道、閥門(mén)等零部件。動(dòng)作時(shí)間快，無(wú)運(yùn)動(dòng)慣性。執(zhí)行時(shí)間由幾秒至幾十秒，而且只在執(zhí)行時(shí)間內(nèi)耗用電力，待執(zhí)行時(shí)間不耗費(fèi)能源，運(yùn)行中無(wú)環(huán)境污染。具有結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，使用可靠，維修簡(jiǎn)單，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　電動(dòng)缸具有上述優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合本次畢業(yè)設(shè)計(jì)考慮，設(shè)計(jì)中需要推進(jìn)系統(tǒng)推動(dòng)真空助力器。電動(dòng)缸是使用高質(zhì)量的滾珠絲杠傳動(dòng)，在全部速度范圍內(nèi)可以提供平穩(wěn)運(yùn)行。

81、而且由于電動(dòng)缸不存在粘滯打滑，可以實(shí)現(xiàn)非常短的位移，所以本次設(shè)計(jì)采用電動(dòng)缸作為推進(jìn)系統(tǒng)推力發(fā)生裝置。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理</b></p><p>　　根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目及其測(cè)試方法，設(shè)計(jì)出試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理圖如圖3-1所示。</p><p><b>　　測(cè)試方法設(shè)計(jì)</b></p><

82、p><b>　　真空助力器測(cè)試項(xiàng)目</b></p><p><b>　　1.密封性測(cè)試</b></p><p><b>　　a 非工作密封性</b></p><p>　　將真空助力器與真空源連接，輸入推桿處于原始位置的狀態(tài)下，當(dāng)真空度達(dá)到66.7kPa±1.3kPa時(shí)，切斷真空源，系統(tǒng)

83、壓力穩(wěn)定后，檢測(cè)時(shí)間為15s時(shí)的真空度下降值。真空度值下降不大于3.3kPa。</p><p>　　b 助力點(diǎn)以下密封性</p><p>　　將真空助力器與真空源連接，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，其輸入推桿行程為全行程的70％～80％后，電磁球閥12、13通電，繼續(xù)推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，檢測(cè)力傳感器，保證真空助力器輸入力為最大助力點(diǎn)的50％～70％，當(dāng)真空度達(dá)到66.

84、7kPa±1.3kPa時(shí)，切斷真空源，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后，檢測(cè)時(shí)間為15s時(shí)的真空度下降值。真空度值下降不大于6.6kPa。</p><p>　　c 助力點(diǎn)以上密封性</p><p>　　將真空助力器與真空源連接，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，其輸入推桿行程為全行程的70％～80％后，電磁球閥12、13通電，繼續(xù)推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，檢測(cè)力傳感器，保證真空助力器輸

85、入力為最大助力點(diǎn)的120％～140％，當(dāng)真空度達(dá)到66.7kPa±1.3kPa時(shí)，切斷真空源，系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后，檢測(cè)時(shí)間為15s時(shí)的真空度下降值。真空度值下降不大于3.3kPa。</p><p>　　1-電動(dòng)缸；2、6-力傳感器；3、5-位移傳感器；4-真空助力器；</p><p>　　7-制動(dòng)主缸；8、9-液壓傳感器；10、11-快換接頭；12、13、16、17-電磁換向閥；14

86、、15-制動(dòng)輪缸；18-截止閥；19-真空泵；</p><p>　　20-氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥；21-真空罐；22-氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥；23-真空計(jì)</p><p>　　圖3-1 試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理圖</p><p><b>　　2.空行程測(cè)試</b></p><p>　　將真空助力器與真空源連接，真空度達(dá)到66.7kPa土1.3kPa時(shí)，通

87、過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠在助力器的輸入推桿，當(dāng)助力器輸出桿產(chǎn)生位移時(shí)，檢測(cè)助力器輸入推桿的行程，應(yīng)不大于2mm。（檢測(cè)安裝在真空助力器兩端的位移傳感器的值）</p><p><b>　　3.反應(yīng)時(shí)間測(cè)試</b></p><p>　　將真空助力器與真空源連接，并保持真空度為66.7kPa± 1.3kPa，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，其輸入推桿行

88、程為全行程的50％～65％后，電磁球閥12、13通電，繼續(xù)推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，檢測(cè)力傳感器，保證真空助力器輸入力為最大助力點(diǎn)的130％，同時(shí)保證真空助力器輸入桿作用力上升速率為(4萬(wàn)～4.6萬(wàn))N／s，，保持最少2s。測(cè)定從加力到最大助力點(diǎn)的97％時(shí)的時(shí)間，應(yīng)不大于0.6s。</p><p><b>　　4.釋放時(shí)間測(cè)試</b></p><p>　　反應(yīng)時(shí)間測(cè)試

89、后，步進(jìn)電機(jī)高速返回以迅速解除推桿上的力，測(cè)定輸出力降到其10％的時(shí)間，應(yīng)不大于0.3s。</p><p>　　5.輸入輸出特性測(cè)試</p><p>　　將真空助力器與真空源連接，保持真空度為66.7kPa±1.3kPa，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，其輸入推桿行程為全行程的75％以上，保證真空助力器輸入力為最大助力點(diǎn)的130％以上，調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證助力器

90、的輸入推桿以150 N～300 N／s的速率連續(xù)加載到最大助力點(diǎn)的130％以上，然后以100N～250 N／g的速率連續(xù)卸荷，測(cè)定加載和卸荷時(shí)相應(yīng)的輸入—輸出力，描繪其特性曲線，并測(cè)出或計(jì)算下列值；</p><p>　　a 始動(dòng)力（≤ 110N）</p><p>　　b 釋放力（≥ 30N）</p><p>　　c 跳躍值（待定，按圖紙要求）</p>

91、<p>　　d 最大助力點(diǎn) （應(yīng)在理論值的±10%范圍內(nèi)）</p><p>　　e 助力點(diǎn)的30%（應(yīng)在理論值的±10%范圍內(nèi)）</p><p>　　f 助力點(diǎn)的80%（應(yīng)在理論值的±10%范圍內(nèi)）</p><p>　　g 助力比（理論設(shè)計(jì)值的95%以上）</p><p><b>　　制動(dòng)主缸

92、測(cè)試項(xiàng)目</b></p><p><b>　　1.密封性測(cè)試</b></p><p>　　電磁換向閥16和17交替通電，并使制動(dòng)主缸反復(fù)處于推進(jìn)的制動(dòng)狀態(tài)和制動(dòng)解除狀態(tài)（次數(shù)在試驗(yàn)中確定），使其充滿制動(dòng)液，然后步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，最終在制動(dòng)腔中建立起最高工作液壓15MPa，穩(wěn)壓后保持推桿位置不變，30s后記錄液壓壓力下降值，應(yīng)不大

93、于0.3MPa。</p><p><b>　　2.耐壓性測(cè)試</b></p><p>　　電磁換向閥16和17交替通電，并使制動(dòng)主缸反復(fù)處于推進(jìn)的制動(dòng)狀態(tài)和制動(dòng)解除狀態(tài)（次數(shù)在試驗(yàn)中確定），使其充滿制動(dòng)液，然后步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)真空助力器的輸入推桿，調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)保證15s土5s在制動(dòng)腔中建立起最高工作液壓20MPa，穩(wěn)壓后保持推桿位置不變，5s后記錄液壓

94、壓力下降值，應(yīng)不大于0.3MPa。</p><p>　　3.輸出功能測(cè)試（單腔失效）</p><p>　　電磁換向閥16和17交替通電，并使制動(dòng)主缸反復(fù)處于推進(jìn)的制動(dòng)狀態(tài)和制動(dòng)解除狀態(tài)（次數(shù)在試驗(yàn)中確定），使其充滿制動(dòng)液，然后使電磁球閥16（17）通電，使得第一（第二）制動(dòng)腔與儲(chǔ)油罐相通，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)加載，加載過(guò)程與密封性能測(cè)試相同，第二（第一）制動(dòng)腔中應(yīng)能建立起最高工作液壓15MPa&l

95、t;/p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　本章通過(guò)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試原理做了總體上的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的系統(tǒng)原理圖，為接下來(lái)對(duì)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)做了必要的準(zhǔn)備工作。</p><p>　　測(cè)試系統(tǒng)各主要組成部件的選擇</p><p><b>　　推動(dòng)部件的選擇</b></p

96、><p><b>　　電動(dòng)缸的選擇</b></p><p><b>　　電動(dòng)缸的總載荷：</b></p><p>　　=× （4-1）</p><p>　　式中：——最大載荷(N)；</p><p>　　——使用系數(shù)，本試驗(yàn)臺(tái)

97、屬于輕微沖擊載荷，慣性中等，取=1.3；</p><p><b>　　計(jì)算最大載荷</b></p><p>　　= （4-2）</p><p>　　式中：——真空助力器的助力比，取4；</p><p>　　——真空助力器推動(dòng)制動(dòng)主缸的力(N)；</p><p>

98、;　　==20××=9817(N)</p><p>　　所以有==2454（N）</p><p><b>　　計(jì)算總載荷：</b></p><p>　　=×=3191（N）</p><p>　　采用Parker Automation 的ET80-M10LA型電動(dòng)缸。其可提供最大推力8300N

99、，導(dǎo)程為10mm，馬達(dá)零負(fù)載扭矩為0.6N·m，推力系數(shù)為656N/Nm，當(dāng)行程為50～300mm時(shí)，最大允許速度為800mm/s。</p><p>　　真空發(fā)生設(shè)備的選擇和計(jì)算</p><p><b>　　真空泵的選擇</b></p><p>　　最常見(jiàn)常用的真空泵是油封式旋轉(zhuǎn)機(jī)械真空泵。其中，定片式真空泵已經(jīng)淘汰，我國(guó)對(duì)于旋片式、