汽車制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)

目 錄二 制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)22.1制動(dòng)主缸的結(jié)構(gòu)形式22.2制動(dòng)主缸的主要參數(shù)設(shè)計(jì)32.2.1制動(dòng)主缸直徑的確定32.2.2出油孔型式及出油孔螺紋的規(guī)定42.2.3裝彈性擋圈孔的規(guī)定52.2.4補(bǔ)償孔尺寸及公差62.2.5制動(dòng)主缸的行程62.3 主缸缸體毛坯材料的選擇62.4 主缸缸體材料的校核62.4.1出油口螺紋聯(lián)結(jié)強(qiáng)度62.4.2缸體法蘭盤強(qiáng)度72.4.3缸體壁厚的校核72.4.4缸體底部應(yīng)力校核82.5 制動(dòng)主缸活塞彈簧的設(shè)計(jì)92.6 彈簧抗力的確定102.7 彈簧的設(shè)計(jì)與校核102.7.1設(shè)計(jì)計(jì)算所用符號(hào)的意義：112.7.2彈簧設(shè)計(jì)所用基本公式122.7.3彈簧的技術(shù)要求：142.8制動(dòng)主缸橡膠皮碗的設(shè)計(jì)152.8.1橡膠皮碗同缸體的過盈量設(shè)計(jì)152.8.2橡膠皮碗材料的選取162.8.3皮碗截形的設(shè)計(jì)162.9制動(dòng)主缸活塞的設(shè)計(jì)172.9.1活塞外圓同缸體內(nèi)孔間隙值設(shè)計(jì)172.9.2活塞材料及零件的表面處理172.10 制動(dòng)主缸的尺寸鏈分析182.11 有兩個(gè)補(bǔ)償孔的串聯(lián)主缸產(chǎn)品技術(shù)條件19二 制動(dòng)主缸的設(shè)計(jì)2.1制動(dòng)主缸的結(jié)構(gòu)形式 制動(dòng)主缸的作用是接受制動(dòng)踏板的制動(dòng)力，推動(dòng)主缸活塞使主缸系統(tǒng)內(nèi)建立液壓，以推動(dòng)輪缸活塞，使制動(dòng)器工作，實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。制動(dòng)主缸結(jié)構(gòu)類型較多，按其結(jié)構(gòu)的不同，可分為以下幾種類型：按工作腔區(qū)分 按工作腔區(qū)分，可分為單腔制動(dòng)主缸和雙腔制動(dòng)主缸。單腔制動(dòng)主缸只有一個(gè)工作腔，由這一個(gè)工作腔輸出液壓，然后分別送到各個(gè)車輪輪缸內(nèi)，供各車輪制動(dòng)器使用。這種主缸的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但當(dāng)這一工作腔失效時(shí)，則整車制動(dòng)功能全部失效。現(xiàn)已經(jīng)正在被雙腔主缸所替代。 雙腔制動(dòng)主缸最常用的是串列雙腔制動(dòng)主缸。工作腔為雙腔，當(dāng)一腔失效時(shí)，另一腔能獨(dú)立地工作，只是踏板行程加長。按補(bǔ)償孔型式區(qū)分 按補(bǔ)償孔型式可分為帶補(bǔ)償孔式制動(dòng)主缸和不帶補(bǔ)償孔式制動(dòng)主缸。帶補(bǔ)償孔式制動(dòng)主缸工作時(shí)，推桿推動(dòng)主缸活塞，活塞前的主皮碗經(jīng)過補(bǔ)償孔，使主缸工作腔成為封閉腔，再繼續(xù)推動(dòng)活塞，則主缸開始建壓。 不帶補(bǔ)償孔的制動(dòng)主缸，現(xiàn)在最常用的是中心閥式制動(dòng)主缸。中心閥式制動(dòng)主缸取消了補(bǔ)償孔。在活塞的前端設(shè)計(jì)了一個(gè)單向閥門，替代了補(bǔ)償孔的作用。這種主缸目前僅配套于帶ABS的制動(dòng)系統(tǒng)。這種制動(dòng)主缸工作時(shí)，工作頻率較高， 若使用帶補(bǔ)償孔式的制動(dòng)主缸，主缸的主皮碗要經(jīng)常經(jīng)過補(bǔ)償孔，長時(shí)間的工作將會(huì)對(duì)主皮碗造成損傷。使用中心閥式的制動(dòng)主缸就避免了這種不足。按與貯液罐連接方式區(qū)分 制動(dòng)主缸同貯液罐的連接，一種是通過連接套直按連接，制動(dòng)主缸同貯液罐成為一體。另一種是制動(dòng)主缸本身不帶貯液罐，而是在制動(dòng)主缸上帶進(jìn)油管接頭，由進(jìn)油管接頭再通過軟管同貯液罐連接。按殘留閥型式區(qū)分 某些制動(dòng)主缸出油口帶有殘留閥裝置，制動(dòng)解除后，制動(dòng)管路中相對(duì)大氣壓保持一定的壓力，防止制動(dòng)管路系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入氣體。帶殘留閥式制動(dòng)主缸一般用于鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)。盤式制動(dòng)器的制動(dòng)系統(tǒng)一般使用不帶殘留閥式制動(dòng)主缸，因?yàn)楸P式制動(dòng)器制動(dòng)間隙較小，制動(dòng)解除后，蹄片回位依靠輪缸活塞內(nèi)橡膠密封圈的彈性變形力來進(jìn)行。2.2制動(dòng)主缸的主要參數(shù)設(shè)計(jì)制動(dòng)主缸的主要參數(shù)包括:1) 制動(dòng)主缸的直徑2) 制動(dòng)主缸的行程2.2.1制動(dòng)主缸直徑的確定 制動(dòng)主缸內(nèi)孔直徑應(yīng)能在額定的輸入力的作用下，產(chǎn)生制動(dòng)系統(tǒng)所需要的制動(dòng)液壓。制動(dòng)主缸缸體內(nèi)孔直徑按其大小已經(jīng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系列化。設(shè)計(jì)制動(dòng)主缸時(shí)，主缸體的內(nèi)孔直徑應(yīng)在按標(biāo)準(zhǔn)系列值內(nèi)選取。具體內(nèi)容見下表規(guī)定：主缸直徑(mm)15.8719.0520.6422.2023.8125.4026.99(in) 5/83/413/167/815/16117/16極限偏差 +0.04 ; +0主缸直徑(mm)28.5731.7534.9338.1041.345.45(in)9/85/411/83/213/87/4極限偏差 +0.053 ; +0 圖 1 制動(dòng)主缸的結(jié)構(gòu)簡圖2.2.2出油孔型式及出油孔螺紋的規(guī)定制動(dòng)主缸內(nèi)孔加工后, 表面粗糙度應(yīng)在R0.4以上。主缸的出油孔應(yīng)位于主缸工作狀態(tài)的上端，以利于排氣。主缸出油孔螺紋一般為M10X1，裝配擰緊力矩為14.717.7N.M。出油口的一般結(jié)構(gòu)形式如下: 圖 2 用錐面密封的出油口 圖 3 配密封塞的出油口 圖 4 配殘留閥的出油口2.2.3裝彈性擋圈孔的規(guī)定主缸缸體裝彈性擋圈孔位置無特殊要求時(shí)，可按下表選擇：D (mm) 20 22 24 26 28 30 32D1(mm) 20+0.2 22+0.2 24+0.2 26+0.2 28+0.2 30+0.2 32+0.2D2(mm) 21+0.2 23+0.2 25+0.2 27+0.229.4+0.231.4+0.233.6+0.2 T (mm)1.1+0.1 1.1+0.1 1.3+0.1 1.3+0.1 1.3+0.11.3+0.11.3+0.1D (mm) 34 35 36 38 40 42 46D1(mm) 34+0.235.1+0.236.1+0.238.1+0.240.2+0.242.2+0.246.2+0.2D2(mm)35.8+0.2 37+0.2 38+0.2 40+0.2 43+0.2 45+0.2 49+0.2 T (mm)1.6+0.1 1.6+0.1 1.6+0.1 1.6+0.1 1.6+0.11.6+0.11.6+0.1 圖 5 彈性擋圈結(jié)構(gòu)尺寸簡圖2.2.4補(bǔ)償孔尺寸及公差 補(bǔ)償孔起到一個(gè)平衡制動(dòng)主缸及制動(dòng)管路中制動(dòng)液體積和壓力的作用。為使制動(dòng)液通暢流過，補(bǔ)償孔需要一定的流通面積，一般規(guī)定為0.60.7(mm)，孔徑的極限偏差為+0.25(mm)?？椎纳疃纫话銥?.81.2(mm)。2.2.5制動(dòng)主缸的行程 制動(dòng)主缸的行程， 應(yīng)保證理論計(jì)算排液量大于分泵的使用量及制動(dòng)管路的體積膨脹量之和。 且主缸的行程應(yīng)小于與其相配的制動(dòng)真空助力器的行程2(mm）。 2.3 主缸缸體毛坯材料的選擇 主缸缸體的材料一般為 HT 250 GB 9439 - 89 鑄造方法要求金屬模鑄造, 合金狀態(tài)為鑄態(tài) ZL 107 GB 1173 - 86 鑄造方法要求金屬模鑄造, 合金狀態(tài)為 T6 處理. (固溶處理加完全人工時(shí)效) 鑄鐵缸體要求表面噴漆, 漆膜應(yīng)能耐制動(dòng)液, 缸體毛坯表面應(yīng)有用于毛坯測量、加工時(shí)的測量基準(zhǔn).2.4主缸缸體材料的校核 2.4.1出油口螺紋聯(lián)結(jié)強(qiáng)度 按 <<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(機(jī)械工業(yè)出版社91年版)第3分冊(cè)第21篇第2章進(jìn)行. F0=T/K.d . (2.1) F0/S< ( 合格條件) . (2.2) S=(D2-d2)./4 . (2.3) 安全系數(shù)取 n=1.25 F0:預(yù)緊力 N T:擰緊力矩 N.mm K:擰緊力矩系數(shù) d:螺紋公稱直徑 mm ds:螺紋小徑 mm D:出油口毛坯外徑 mm S:有效受力截面積 mm2 n:安全系數(shù) :許用應(yīng)力 Mp 2.4.2缸體法蘭盤強(qiáng)度按 <<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(機(jī)械工業(yè)出版社91年版)第1分冊(cè)第4篇第6章進(jìn)行. max = MMAX/W < . (2.4) = b/n . (2.5) max:實(shí)際計(jì)算最大應(yīng)力 Mpa b: 材料抗拉強(qiáng)度極限 Mpa Mmax: 最大工作彎矩 W: 抗彎截面模量 2.4.3缸體壁厚的校核 按 <<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(機(jī)械工業(yè)出版社91年版)第1分冊(cè)第4篇第12章進(jìn)行. K = R0 /RI .(2.6) k = r / RI (2.7) 徑向應(yīng)力 r = (K2 /k2 -1) Pi /(K2 - 1) .(2.8) 周向應(yīng)力 = (K2 /k2 +1) Pi /(K2 - 1) .(2.9) 軸向應(yīng)力 z = Pi /(K2 - 1) .(2.10) 當(dāng)r = Ri 即k = 1時(shí), 三種應(yīng)力分別最大 最大徑向應(yīng)力 rmax = Pi 最大周向應(yīng)力 max = (K2+1). Pi/(K2 - 1) 最大軸向應(yīng)力 Zmax = Pi/(K2 - 1) 比較三種應(yīng)力, 取最大應(yīng)力作為校核應(yīng)力 = b /n 安全系數(shù)取n = 2.5 r:徑向應(yīng)力 Mpa :周向應(yīng)力 Mpa z : 軸向應(yīng)力 Mpa R I: 內(nèi)孔半徑 mm R0: 外園半徑 mm r :所求點(diǎn)半徑 mm Pi: 主缸高使用壓力 Mpa 2.4.4缸體底部應(yīng)力校核 按 <<機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)>>(機(jī)械工業(yè)出版社89年版)第4篇第4章進(jìn)行. h = 0.433D(Pi /1/2 (2.11) h:缸底壁厚 mm D:缸體內(nèi)孔直徑 mm PI:主缸最高使用壓力 Mpa 2.5制動(dòng)主缸活塞彈簧的設(shè)計(jì) 彈簧在制動(dòng)主缸中所起的作用是：限定活塞及其它零件在主缸體內(nèi)的相對(duì)位置，并保證在制動(dòng)主缸制動(dòng)解除時(shí)，使第一、二活塞迅速回位。 在第一、二活塞彈簧設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 1.彈簧的外徑同主缸缸體內(nèi)孔具有一定的間隙值，保證活塞在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 彈簧外壁不劃傷缸體內(nèi)孔， 其值應(yīng)保證單邊間隙值不小于0.8mm。2.彈簧的穩(wěn)定性是其設(shè)計(jì)中最重要的指標(biāo)之一。除彈簧兩端需要并緊磨平外，對(duì)彈簧還要有垂直度的要求，以保證彈簧在主缸中正常工作時(shí)，不發(fā)生偏斜。具體標(biāo)注可按GB 123976規(guī)定執(zhí)行。 3.彈簧的總?cè)?shù)最好不要設(shè)計(jì)成整圈數(shù)，因?yàn)檫@樣彈簧兩端鋼絲的切斷點(diǎn)在一個(gè)方向，當(dāng)彈簧壓縮時(shí)，彈簧容易向一個(gè)方向側(cè)偏，造成主缸的運(yùn)動(dòng)靈活性不好。 彈簧總?cè)?shù)一般可選取1/4、1/2、3/4等非整數(shù)圈，使彈簧兩端切斷頭錯(cuò)開，以提高彈簧的穩(wěn)定性。 4.彈簧鋼絲材料一般選取組碳素彈簧鋼絲，例如： 碳素彈簧鋼絲 2.0-h11-GB342-82 D-GB4357-89 對(duì)于性能稍高的彈簧還可以選用G2組65Mn琴鋼絲，例如： 琴鋼絲 2.0-10-GB342-82 65Mn-G2-GB4357-895. 雙腔串聯(lián)式制動(dòng)主缸第一活塞彈簧裝配抗力要比第二活塞彈簧裝配抗力高出20n左右，保證活塞開始向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，主缸兩腔建壓前，第二活塞彈簧先被壓縮，使制動(dòng)主缸的兩個(gè)活塞同時(shí)移動(dòng), 以保證產(chǎn)品性能。2.6 彈簧抗力的確定 1 第一彈簧抗力的確定： 第一彈簧的裝配抗力應(yīng)不大于制動(dòng)主缸的最大輸入力的 3%。 2 第二彈簧抗力的確定： 第二彈簧的裝配抗力應(yīng)小于第一彈簧裝配抗力20N左右。 3 彈簧裝配抗力點(diǎn)的測定： 第一抗力測定點(diǎn)為裝配抗力?？沽顬榭沽χ档?0%20%。 第二抗力測定點(diǎn)為彈簧工作行程的 60%70% 范圍內(nèi)。 4 彈簧抗力的穩(wěn)定性 彈簧還應(yīng)在彈簧壓縮到最大工作行程10次以后,仍能滿足抗力要求。 5制動(dòng)主缸彈簧設(shè)計(jì)型式一般設(shè)計(jì)成圓柱彈簧，特殊情況下也可以設(shè)計(jì)成圓柱加圓錐的組合式彈簧。 彈簧旋向一般為右旋。也可以設(shè)計(jì)為左旋。但當(dāng)某一腔的彈簧選用雙彈簧時(shí)，那么兩個(gè)彈簧必須一個(gè)是左旋，一個(gè)是右旋。 6 彈簧的表面處理一般選擇氧化處理，也可以采用鍍鋅處理，鍍鋅處理采用薄層處理，例如鍍層為 4。2.7彈簧的設(shè)計(jì)與校核 彈簧的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（機(jī)械工業(yè)出版社1991年版）第4分冊(cè)第30篇第2章進(jìn)行。 2.7.1設(shè)計(jì)計(jì)算所用符號(hào)的意義： d：彈簧鋼絲直徑 mm D2：彈簧中徑 mm P：彈簧的工作載荷 N F1：彈簧在駐室狀態(tài)下的工作載荷 N F2：彈簧在全壓縮狀態(tài)下的工作載荷 N F3：彈簧在75%全行程狀態(tài)下的工作載荷 N H：彈簧的全高 mm H1：彈簧的駐室高度 mm H2：彈簧在全行程狀態(tài)下的高度 mm H3：彈簧在75%全行程狀態(tài)下的高度 mm Hb：彈簧的壓并高度 mm F：工作載荷作用下的變形量 mm f1：彈簧在駐室狀態(tài)下的變形量 mm f2：彈簧在全行程狀態(tài)下的變形量 mm f3：彈簧在75%全行程狀態(tài)下的變形量 mm ：彈簧剛度系數(shù)N/mm C ：旋繞比(彈簧指數(shù))C = D2/d tg= t (2.12) .D2 D2:彈簧中徑 d:材料直徑 t:彈簧節(jié)距 材料直徑 0.451 1.12.2 2.36 旋繞比 512 510 49 K ：曲度系數(shù)， P: 彈簧剛度 n ：彈簧的有效圈數(shù) n1：彈簧的總?cè)?shù) G ：切變模量 Mpa b ：高徑比 ：工作載荷下的切應(yīng)力 Mpa 0：彈簧材料的脈動(dòng)疲勞極限 Mpa 1：F1作用下的切應(yīng)力 Mpa 2：F2作用下的切應(yīng)力 Mpa 3：F3作用下的切應(yīng)力 Mpa p：許用切應(yīng)力 Mpa b：彈簧鋼絲的抗拉極限強(qiáng)度 Mpa S ：疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) SP：許用安全系數(shù) 2.7.2彈簧設(shè)計(jì)所用基本公式 螺旋壓縮彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)：預(yù)載抗力P1（kg f） 工作抗力P2 （kg f） 工作行程S （mm） 1.彈簧剛度 P=（P2 - P1）/ S . (2.13 )預(yù)選鋼絲直徑： D (mm)預(yù)選彈簧中徑： D2 (mm) 2.旋繞比 C = D2 / D (2.14 ) 3.曲度系數(shù) K= (4C-1) / (4C-4)+ 0.615 / C (2.15 ) 4.極限負(fù)荷 P3 = .D3. . (2.16 )8.K . D2 碳素鋼絲 = 100 (kg f/ mm2) 琴鋼絲 = 130 (kg f/ mm2) 5.工作圈數(shù)： N = G.D4 / 8.D23 . P . (2.17 ) G= 8000 kg f / mm2 對(duì)于銅絲G= 4000 kg f / mm2 6.總?cè)?shù)： N1 = N + 2 (2.18 ) 7.單圈變形量：F3 = P3 / P . N (2.19 ) 8.極限變形量：F3A= P3 / P (2.20 ) 9.節(jié) 距：T = D + F3 . (2.21 ) 10.螺旋升角： tg= T / D2 .(2.22 ) 11.展開長： L = . D2 . N1 . (2.23 ) cos 12.自由高度： H = F3 . N + (N1 0.5 ) . D (2.24 ) 13.穩(wěn)定性： B = H / D2 (2.25 ) 14.預(yù)載變形量：F1 = P1 / P .(2.26 ) 15.工作變形量：F2 = P2 / P (2.27 ) 16.預(yù)載高度： H1 = H F1 (2.28 ) 17.工作高度： H2 = H F2 (2.29 ) 18.壓死高度： H3 = H F3A .(2.30 ) 對(duì)于1類彈簧，其抗力公差可取其抗力的5% 對(duì)于2類彈簧，其抗力公差可取其抗力的10% 對(duì)于3類彈簧，其抗力公差可取其抗力的15%制動(dòng)主缸彈簧有關(guān)的允差按下表選擇彈簧外徑(或內(nèi)徑)的允許偏差(GB 123976) 精度等級(jí) 旋 繞 比最小偏差值 4-8 8-16 允許偏差 10.01D20.015D20.2 20.015D20.02D20.3 30.02D20.03D20.4 壓縮彈簧軸線與兩端面的垂直度公差點(diǎn)（GB 123976）精度等級(jí) 細(xì) 長 比最小公差值 3 3-5 公 差 10017H00.025H0 0.5 20.025H00.04H0 1 30.04H00.06H0 1.5 壓縮彈簧的軸線直線度公差，按GB123976的規(guī)定，為兩端面對(duì)軸線垂直度公差的一半。 彈簧幾何尺寸的公差，一般應(yīng)根據(jù)GB1239-7的規(guī)定選取。當(dāng)圖紙規(guī)定有指定高度下兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上載荷時(shí)，自由高度H0不應(yīng)有公差要求，彈簧的內(nèi)徑和外徑不可同時(shí)標(biāo)注公差。 2.7.3彈簧的技術(shù)要求： 1.外觀要求 表面應(yīng)光滑, 不允許有裂紋、 氧化皮、 銹蝕等缺陷. 不允許有深度超過材料直徑公差之半的個(gè)別壓痕和劃傷。 2.旋向 3.有效圈數(shù) 4.總?cè)?shù) 5.工作極限應(yīng)力 6.噴丸處理 7.氧化處理 8.兩端拼緊磨平, 去毛剌和銳邊. 圖 6 彈簧典型工作圖2.8制動(dòng)主缸橡膠皮碗的設(shè)計(jì) 2.8.1橡膠皮碗同缸體的過盈量設(shè)計(jì) 橡膠皮碗同制動(dòng)主缸缸體內(nèi)孔的過盈量是主缸設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的參數(shù)。過大的過盈量，影響皮碗在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)的靈活性，可能造成活塞在主缸體內(nèi)返程阻力太大，返程困難，甚至活塞不能完全回位；過小的過盈量，使主缸建壓時(shí)，皮碗密封不可靠，隨著主缸使用時(shí)間的加長，皮碗磨損越加劇，因而降低制動(dòng)主缸的使用壽命。過盈量值的選取同缸體內(nèi)孔大小有關(guān)，承受高壓的主皮碗和承受低壓的副皮碗同缸體之間的過盈量值也不相同，一般為0.30.5毫米。 2.8.2橡膠皮碗材料的選取 橡膠皮碗在制動(dòng)主缸中的工作條件較差，對(duì)其材料的要求也非常嚴(yán)格，除要求一定抗拉強(qiáng)度、硬度、延伸率等物理性能外，還要規(guī)定其耐制動(dòng)液、高低溫性能、空氣老化等化學(xué)性能，為滿足這些要求，主缸中皮碗的材料一般選用黑色三元乙丙橡膠(EPDM)。材料及零件的理化性能可參考GB 7425制動(dòng)系橡膠皮碗技術(shù)條件中的規(guī)定。 皮碗硬度是一個(gè)非常重要的參數(shù)，其數(shù)值的規(guī)定同許多因素有關(guān)，例如，主缸體內(nèi)孔的大小，彈簧的硬度，皮碗本身的結(jié)構(gòu)形式等等。皮碗硬度值的選取可參考其它已設(shè)計(jì)產(chǎn)品的規(guī)定。 2.8.3皮碗截形的設(shè)計(jì)皮碗截形設(shè)計(jì)直接影響皮碗密封效果及皮碗的使用壽命，密封唇邊設(shè)計(jì)不合理，會(huì)造成皮碗密封不可靠，唇邊磨損加快，使用壽命降低；皮碗的結(jié)構(gòu)形式不合理，會(huì)造成皮碗的強(qiáng)度低，容易損壞。皮碗結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)一般都要進(jìn)行大量的試驗(yàn)，以驗(yàn)證其結(jié)構(gòu)的合理性及使用壽命，下面形式皮碗的設(shè)計(jì)是通過實(shí)踐驗(yàn)證可行的，可供設(shè)計(jì)者直接選用。 圖 7 制動(dòng)主缸主皮碗截形的設(shè)計(jì) 2.9制動(dòng)主缸活塞的設(shè)計(jì) 2.9.1活塞外圓同缸體內(nèi)孔間隙值設(shè)計(jì) 主缸正常工作時(shí)，活塞在主缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，活塞外圓同缸體內(nèi)孔表面經(jīng)常處于輕微的接觸狀態(tài)，活塞外圓對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)起到一個(gè)附著、支撐、導(dǎo)向的作用?；钊鈭A同缸體內(nèi)孔間隙值選擇的是否合理，會(huì)造成活塞在主缸體內(nèi)犯卡，損傷活塞外圓或主缸體內(nèi)孔表面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使活塞運(yùn)動(dòng)不回位，主缸無法正常工作。因此，活塞同缸體內(nèi)孔間隙值規(guī)定是否合理，直接影響到主缸的性能和使用壽命。主缸設(shè)計(jì)沒有特殊要求時(shí)可確定為 0.050.12 (mm) 主缸活塞的公差一般可以設(shè)計(jì)為 -0.052-0.077(mm) 2.9.2活塞材料及零件的表面處理 一般鑄鋁缸體選用易切鋼材料的活塞，材料為: 易切鋼 11-27-GB905-82 Y15-GB8731-88 鑄鐵缸體選用鍛鋁材料的活塞，活塞材料選用 鍛鋁 LD30 CS-GB3190-82 22-GB10572-89活塞的表面處理一般有兩個(gè)主要目的。一方面起到表面防腐作用，另一方面起到提高活塞表面硬度的作用。易切鋼材料的活塞表面一般采用氧化處理；鍛鋁材料的活塞表面一般采用低溫或常溫氧化處理，即起到了表面防腐作用，又起到了提高表面硬度的作用。 活塞粗糙度、形位公差、外圓棱邊規(guī)定標(biāo)注示例如下： 圖 8 主缸第一活塞標(biāo)注示例 圖 9 主缸第二活塞標(biāo)注示例 2.10 制動(dòng)主缸的尺寸鏈分析 制動(dòng)主缸的尺寸鏈要求比較嚴(yán)格。其中第一活塞行程X1，第二活塞行程X2 必須按主缸性能要求設(shè)計(jì)，而且應(yīng)稍大一些。第一活塞的空行程X3，第二活塞的空行程X4 應(yīng)相等，并保證在0.752.2(mm)之間。而第一主缸的主皮碗至第一出油口的距離X5，必須大于制動(dòng)主缸的總行程（X1+X2）。第二主缸的主皮碗至第二出油口的距離X6應(yīng)大于第二活塞的行程X2，其尺寸鏈標(biāo)示如下： 圖10 制動(dòng)主缸尺寸鏈分析簡圖 2.11 有兩個(gè)補(bǔ)償孔的串聯(lián)主缸產(chǎn)品技術(shù)條件1 總則1.1 本產(chǎn)品技術(shù)條件適用于灰口鑄鐵和鋁缸體，以及陽極氧化的鋁活塞、EPDM皮碗和內(nèi)個(gè)補(bǔ)償孔組成的串聯(lián)主缸。該種串聯(lián)主缸用于汽車制動(dòng)系統(tǒng)，是汽車的安全部件。2 引用標(biāo)準(zhǔn) ATE N 553 11.5 sh200 制動(dòng)液 ATE N 543 80 制動(dòng)部件內(nèi)部清潔度3 制造商的責(zé)任 制造商應(yīng)對(duì)其產(chǎn)品，全部材料的質(zhì)量負(fù)責(zé)。 因?yàn)槠囍苿?dòng)系統(tǒng)部件為安全件,所以必須嚴(yán)格符合技術(shù)文件，并具有專門的質(zhì)保措施，所有部件必須符合設(shè)計(jì)圖紙、標(biāo)準(zhǔn)(產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、ATE標(biāo)準(zhǔn)、DIN標(biāo)準(zhǔn)等)規(guī)定的技術(shù)要求，只有通過設(shè)計(jì)部門首批樣件認(rèn)可后方可供貨。 涉及材料(原材料、半成品材料)及其處理方法、組成、工藝、產(chǎn)地、性能、標(biāo)志和包裝方面的更換之前，制造商必須盡早書面通知設(shè)計(jì)部門，如果需要以便允許下一輪首批樣件測試，即使更改后仍在規(guī)定公差范圍內(nèi)的更改(如改變公差帶,平均值)也要通知設(shè)計(jì)部門。 僅憑更改通知不能就改后的產(chǎn)品進(jìn)行供貨。 明確責(zé)任后，制造商必須達(dá)到上面規(guī)定的全部供貨技術(shù)條件。4 產(chǎn)品說明4.1 用途 液壓制動(dòng)系中的串聯(lián)主缸用來把踏板力轉(zhuǎn)化為壓力，來補(bǔ)償壓力下降和體積的變化。4.2 圖紙技術(shù)條件 形狀、尺寸、材料、重量、標(biāo)志和表面處理必須達(dá)到圖紙要求,除非另有說明，所有壓力應(yīng)理解為表壓(超過大氣壓)。4.3 表面處理(性能和裝配要求)必須在裝配過程中(如注油)根據(jù)圖紙和工藝進(jìn)行，部件必須清潔。4.4 擰緊力矩按圖紙規(guī)定執(zhí)行。4.5 實(shí)驗(yàn)中不許出現(xiàn)噪音。4.6 100bar壓力下，效率應(yīng)達(dá)到常規(guī)水平約90%。4.7 最大操作壓力:205bar。 溫度范圍為:-40-1004.8 除非另有說明，制動(dòng)液為ATE制動(dòng)液DOT3/DOT4，符合ATE N553 11.5。4.9 內(nèi)部清潔度的測試方法和極限值按ATE N 543 80標(biāo)準(zhǔn)。5 要求 輪缸上制動(dòng)液的體積排量應(yīng)足夠大，保證在壓力小于10bar的條件下，主副腔活塞主皮碗完全移過補(bǔ)償孔。5.1 穩(wěn)定性要求(常溫)5.1.1 爆破壓力要求 把裝配后的主缸所有油口配上法蘭和螺帽，模擬正常生產(chǎn)條件，或者把密封錐上的同一孔密封。 把主缸注滿制動(dòng)液，排氣后固定到助力器（或殼體）上。 實(shí)驗(yàn)位置 1:第二活塞接觸缸底。 實(shí)驗(yàn)位置 2:第一、二活塞主皮碗移過補(bǔ)償孔45mm。 通過第一活塞施加作用力，要求在最低350bar壓力或者最小15,000N力，持續(xù)10秒鐘，整個(gè)串聯(lián)主缸不得損壞或出現(xiàn)裂紋。在實(shí)驗(yàn)位置1和2必須達(dá)到此項(xiàng)要求。5.1.2 出油口穩(wěn)定性要求 用VP防腐劑潤濕帶凸緣管和螺帽，擰到圖紙規(guī)定最大擰緊力矩5次，第6次試圖增大力矩直到斷裂。 螺紋脫落力矩:min 30Nm； 擰緊速度:約3周/分。5.1.3 主缸內(nèi)部零件允許載荷 主缸裝配后，未注入制動(dòng)液時(shí)，通過第一活塞施加10,000N力， 所有主缸內(nèi)部零件的永久長度變形不得超過max 0.1mm。主缸的性能不應(yīng)受到損害。5.1.4 彈簧擋圈允許載荷 所有出油孔關(guān)閉，通過儲(chǔ)液罐圓孔在min10秒鐘內(nèi)建起15bar1bar壓力。 零件上不許出現(xiàn)斷裂或裂紋現(xiàn)象。5.1.5 儲(chǔ)液罐拔出力 把儲(chǔ)液罐沿軸線方向從連接套內(nèi)拔出所需的力為min200N，拆卸壓力 min 6.5bar。5.2 性能要求(室溫條件)5.2.1 補(bǔ)償孔打開性能 與助力器連接后補(bǔ)償孔應(yīng)100%打開。5.2.2 供油孔打開性能 與助力器連接后，在有真空作用在副皮碗和柱塞上,2.5mm的油孔應(yīng)100打開。5.2.3 除非圖紙上另有說明，所有部件都可無損壞裝配/拆卸裝，尤其是皮碗。5.2.4 壓力差 制動(dòng)主缸產(chǎn)生液壓100bar后，在活塞停下時(shí)，第一腔、第二腔壓力差最大為6bar。5.2.5 壓力補(bǔ)充時(shí)間、返程力、返程時(shí)間 室溫下任一壓力腔壓力補(bǔ)充時(shí)間max 1s，殘留的返程力min 5N,活塞應(yīng)在0.2秒內(nèi)復(fù)位， 壓力減少到零。皮碗唇部不應(yīng)粘連彈簧座、活塞或皮碗體，并且能恢復(fù)原來位置（即唇部靠近缸壁）。5.2.6 排量和最大行程按圖紙要求.5.2.7 排氣性能要求 1) 通過踏板排氣，最多踏動(dòng)踏板10次(在max 0.3mm內(nèi)，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)空行程)。 2) 加壓排氣，施加2-3bar壓力，超過40秒(在0.3mm內(nèi)，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)空行程)。 3) 自身排氣，自身排氣由安裝到汽車上的位置來保證或限制。5.2.8 空行程 空行程是指第一活塞由起始位置運(yùn)動(dòng)到兩腔無壓力補(bǔ)償或剛好經(jīng)過兩個(gè)補(bǔ)償孔時(shí)的行程。(主皮碗靠在活塞上)5.2.9 活塞同步運(yùn)動(dòng)性能 不論所有彈簧在公差范圍內(nèi)如何，第一和第二活塞工作時(shí)應(yīng)同時(shí)運(yùn)動(dòng)。5.2.10 密封性能要求(常溫)5.2.10.1 高壓密封性(液壓) 主缸充滿制動(dòng)液，第二腔活塞行程為121mm，在2005bar壓力下，壓力穩(wěn)定10秒和30秒后，壓力降不應(yīng)超過max. 5bar。5.2.10.2 真空密封性(氣壓) 關(guān)閉出液孔,真空由儲(chǔ)液罐孔輸入.5.2.10.2.1 a) 加真空度23mbar(絕對(duì))。真空泵運(yùn)行的靜置時(shí)間60300s。 b) 關(guān)閉真空管道（在0.5秒內(nèi)），測量壓力變化量（從起始?jí)毫?mbar開始，20秒后P2mbar，絕對(duì)）。 測量容積:500cm350cm3（整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)）5.2.10.2.2 副皮碗的真空密封性 測量體積為15025cm3，穩(wěn)定真空0.60.1bar時(shí)，活塞在3秒鐘運(yùn)動(dòng)3次，行程121mm，與起始位置的真空降不超過0.1bar。5.2.10.3 低壓密封性(氣壓) 把串聯(lián)主缸浸于6:1測試液中(3.9902-0106.1)。不對(duì)密封圈施加壓力（主缸有兩個(gè)密封圈）。施加0.3bar0.1bar和5bar0.2bar氣壓時(shí)，無氣泡出現(xiàn)。 對(duì)單個(gè)密封圈施加作用力， 施加0.3bar0.1bar和5bar0.2bar。氣壓時(shí)，無氣泡出現(xiàn)。 主皮碗: 活塞在3秒鐘運(yùn)動(dòng)3次， 行程約為121mm； 施加0.30.1bar和5.00.2bar氣壓時(shí)，無氣泡出現(xiàn)， 應(yīng)停止壓力補(bǔ)償. 副皮碗: 活塞在3秒內(nèi)至少運(yùn)動(dòng)3次，行程約為121mm；當(dāng)施加0.30.1bar和5bar0.2bar氣壓時(shí)，無氣泡出現(xiàn)。5.3 強(qiáng)度要求 通過第一腔儲(chǔ)液孔向串聯(lián)主缸加壓，(該步驟不測第一腔主皮碗)，副皮碗的所有零件應(yīng)能承受min 138 bar壓力30秒鐘。 同樣對(duì)第一腔供液孔中壓進(jìn)的鋼珠施加力，該鋼珠應(yīng)嚴(yán)格密封缸體，即使在120條件下，也能承受要求的壓力。6 耐久性試驗(yàn)要求 與助力器一起進(jìn)行耐久試驗(yàn)，助力器真空度0.8bar。次序次數(shù)行程溫 度動(dòng)作頻率行程=752%1105 000+2351000100（主缸正常行程2150 000+12031000100參見附頁壓力曲線345 000-403600504200 000+235100050 允許泄漏1cm3/100,000次,不超過0.2cm3/10,000次。與助力器一起進(jìn)行的耐久實(shí)驗(yàn)可以在正常的加工控制過程中進(jìn)行。耐久性試驗(yàn)完成后， 仍需達(dá)到5節(jié)要求(5.2.10.2.1除外)。24