郝云峰

（榆林市道路運輸管理處，陜西 榆林 719000)

真空助力器帶制動主缸總成，作為制動系統(tǒng)的一部分，在汽車制動過程中起著關鍵作用。其性能的好壞，將直接影響車輛的制動效果[1～2]。真空助力器的輸入、輸出特性，根據(jù)主缸的類型不同，其計算方法也不同[3]。

1 輸入/輸出特性

真空助力器的輸入/輸出特性，根據(jù)主缸的類型不同，其計算方法也不同。主缸一般分為兩種類型，即短型和普通型[4]。

1.1 與短型配套的特征計算

當踩下制動踏板推動助力器，打開大氣閥前，輸出為零。但要克服閥回位彈力和閥座彈簧力。當打開大氣閥時，輸出力突然從零值升到一定的值，此值稱為跳躍值（如圖1所示）。此跳躍力的計算公式為

式（1）中

SV1——閥座彈簧力（N）；

SV2——閥回位彈簧力（N）；

P0——真空壓力；

a3——大氣閥面積（m2）；

PV——真空度。

當大氣閥打開后，真空助力器開始工作。當助力最大時的作用力F2（滿負荷工作狀態(tài)）時，其計算公式如下表示。

式（2）中

A——膜片有效面積（m2）；

Dm——主缸直徑（m）；

SP——回位彈簧力（N）；

f——柱塞閥滑動阻力（N）；

J——跳躍力（N），由試驗而定的常數(shù)；

K——助力比。

助力比K的定義為：作用于主缸活塞上的推桿力，與輸入到真空助力器的踏板力之比，也就是真空助力器的輸出力與輸入力之比，即K=W/F。

輸出力W的計算方法如下：

（1）當P0＞0時（有真空度時）。

（2）當P0=0時（無真空度時）。

1.2 與普通型配套的特性計算

跳躍值F1的計算公式相同。最大助力時的作用力F2的計算公式為

式中，α5——推桿截面的面積（m2）。

其中符號與短型主缸計算公式中的符號意義相同。不同之處在于普通型主缸配套時，用推桿推主缸；短型主缸配套時，直接推主缸。

輸出力的計算方法如下：

（1）當P0＞0時（有真空度時）。

（2）當P0=0時（無真空度時）。

圖1 短型主缸踏板力/液壓特性

圖2 普通型主缸踏板力/液壓特性

在已知制動助力器的輸入輸出特性條件下，把助力裝置輸出力換算成液壓值，輸入力換算成踏板力，可以得到踏板力—液壓輸出特性曲線，如圖1及圖2所示。

首先，把助力器裝置的輸入力F換算成踏板力T，其計算公式為

式中，

T——踏板力（N）；

F——助力裝置的輸入力（N）；

λ——踏板的傳動比；

ηr——踏板的傳動效率。

其次，把助力裝置的輸出力W換算成液壓值，其計算公式為

式中，

P——壓力值（Pa）；

W——裝置的輸出力（N）；

Dm——主缸直徑（m）；

ηz——助力器的轉(zhuǎn)換效率。

以上的計算公式，根據(jù)助力器的形式不同，應采用不同的計算方法。

2 助力器為短型(M INI)

（1）當真空助力器正常工作（有真空度）P0＞0時。根據(jù)圖1得知：

當 F=F1時，則 W=J，此時

踏板力F＞SP+f

當 F1＜ F ＜ F2時，則 W=K（F-F1）+J，此時

式（23）中的符號意義同上。

（2）當真空助力器不正常工作時（沒有真空度）P0=0時。根據(jù)圖1得知：

當F≤SP+f時，則W=0；

當 F ＞SP+f時，則 W=F-（SP+f），此時

把以上幾種工作狀態(tài)分別進行描述，就得到如圖1所示的短型主缸踏板力—液壓輸出的特征曲線。

3 主缸為普通型(CONVER)

（1）真空助力器正常工作(有真空度)時。

當 F=F1時，則 W=J時，此時

液壓值F叟F2

當F叟 F2時，則有W=F+P0( A- α5)-（SP+f），此時

（2）當真空助力器處于不正常工作（即沒有真空度）狀態(tài)時。根據(jù)圖1得知：

當 F 叟SP+f時，則有 W=F-（SP+f），此時

把以上幾種工作狀態(tài)分別進行描述，得到如圖2所示的普通型主缸踏板力—液壓輸出特性曲線。

4 結束語

主要分析了真空助力器帶主缸總成的基本輸入/輸出特性。按照與助力器配套的主缸類型不同，對助力器的輸入、輸出特性進行了理論上的計算，最后得出了輸入力或踏板力與輸出液壓之間的數(shù)學關系，為總成試驗臺試驗方法和試驗數(shù)據(jù)的理論分析，提供了重要依據(jù)。

[1]萬永龍.汽車制動理論與設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.

[2]王維，劉建農(nóng)，何光理.汽車制動性檢測[M].北京：人民交通出版社，2005.

[3]Minoru Tamura.Research on a brake assist system with a preview function[J].SAE 2001World Congress，2001，（5）：43-47.

[4]楊維和.制動真空助力器特性曲線的綜合評價[J].汽車技術，1999，(9)：11-14.