郭福祥
南京依维柯汽车有限公司
[摘要] 感载比例阀作为重要的后管路压力调节部件,它的动、静输出特性分析与计算相当重要,是整车制动性能理论计算的基础和难点。文章详细介绍了感载比例阀动、静特性的区别以及在制动系统设计中的运用。
[主题词] 制动系 汽车 计算
3 感载比例阀的动特性分析与计算
感载阀的动特性是车辆在制动过程中感载阀的输出与输入特性关系,与感载阀的静特性相对。感载阀的动、静特性之所以不同是因为车辆制动时轴荷会发生转移,后轴变轻,弹性机构(如扭杆)作用在活塞上的推力变小,从而导致感载阀输出特性发生变化,使得车辆在静止和制动时感载阀的输出压力有所不同,从而改变了后管路的压力。
如果将空、满载车辆静止时的前、后管路压力输出特性曲线与理想的管路压力曲线绘制在同—张图上进行比较二者的拟合程度,结果如图6。
这样的结果似乎非常理想,但是根据前面的分析结果,这样的拟合并不是真实的感载阀工作状态,即不能用车辆静止时的实际管路压力曲线来拟合理想的管路压力曲线,而应该用车辆动态时的前、后轴管路压力去拟合理想的压力曲线。
在计算车辆动态时的前、后轴管路压力时,需要分两种情况。
⑴ 车辆静止时(空载或满载),感载阀活塞受到的推力FT = 0,后管路的压力将满足感载阀的原始静特性曲线。图7是某车型在空载时的例子,这种情况比较简单,不在赘述。因该车辆满载时FT ≠0,所以没有画出满载时的实际压力曲线。
⑵ 车辆静止时(空载或满载),感载阀活塞受到的推力FT ≠0,后管路的压力不再符合感载阀原始静特性曲线,计算方法的关键是要找到该载荷下感载阀的调整压力Ps,当管路压力小于调整压力Ps时,前后轴的管路压力相等,即Pf = Pr,实际压力曲线将是一条45°线;当管路压力大于调整压力Ps时,后轴的管路压力将不再变化,即实际
车辆在制动过程中,感载阀的活塞受到4个力的作用:
内部弹簧力,方向向右,大小是一个定值;进油口液体推动活塞的力,方向向右,大小为子π/4(D2-d2)P1;D为活塞大端直径,d为小端直径;出油口液体推动活塞的力,方向向左,大小为子π/4D2P2;
弹性机构作用在活塞上的推力,方向向右,大小与后轴动态轴荷有关。
当感载阀的输入压力等于感载阀调整压力Ps时,活塞受到的两个方向的力大小相等,方向相反,故活塞处于不稳定的平衡状态。一旦感载阀的输入压力继续增加,车辆减速度增大,后轴轴荷变得更小,弹性元件作用在活塞上的力变小;虽然进油口压力升高使得推动活塞向右的也在增加,但是增加的量小于弹性元件减少的量,因此活塞就会向左移动,感载阀内部的通路就会被彻底关闭,因此后轴制动器的输入压力就不再增加。这种情况下的特性曲线类似于感载限压阀。
4 结语
计算感载阀动、静特性的过程,就是求解实际前、后管路动态压力的过程,当完成了这个过程,设计者就可以将理想与实际的前后轴管路压力画在同一张图上来进行比较二者的接近性,依此结果判断制动系统是否与整车匹配,也可以进一步计算出整车的制动性能各项指标。