制动管路压力控制装置外文翻译资料

5.3 制动管路压力控制装置

由于当减速度增加时后桥的正常力减小，所需压力，相对小的制动管路压力需要作用在后方制动上在前轮抱死之前使后轮制动抱死。此外，在轻负载和满负载的不同负荷分布情况下需要不同的制动力矩平衡空载或满载的车辆。不同的阀值设计是用来影响制动力的前后分配的（ref5.11）。

p[N/cm2l = 0.6894p[psi]

限制阀

斜率减小阀

负载传感阀

图5-10. 后制动管路压力值性质

5.3.1 制动管路压力极限值

一个典型的限压阀压力曲线如图5-10所示。在本例中选择的310 N/cm2（450 PSI）制动管路压力上，前后制动器受到相等的压力。对于制动管路压力超出310 N /平方厘米（450磅）时，后制动管路压力保持在一个恒定的3l0 N /平方厘米（450PSI），而前面的制动管路压力将会逐渐增大。因此，当前轮抱死时，任何进一步的踏板力的增加将不会使汽车减速因为后制动管路压力将不能超过限制值。

一个限压阀原理图如图5-22所示。主缸压力在A处到达限制值。弹簧力（5）保持阀（2）开启，主缸压力可以通过阀门到达出口B和后制动器。随着活塞顶部的压力增大，压力克服弹簧力（5），关闭不会再发生压力增加的阀（2），从而限制在后方管路的压力。如果制动液量增加后导致管路衬片磨损或膨胀，然后B处的压力将会减少；阀（2）将会打开允许轻微的压力增加至后方，直到气门（2）再次关闭。

当踏板力缓慢或完全释放时，在B的压力比A处的压力更大，然后阀座（6）将会抵消弹簧力（6），释放压力，从而使阀（2）返回到其释放位置，允许从入口A到出口的B的自由液体流动。

图5-11. 限压阀

随着更多的重量被放置在车上，更多的制动力可由后方制动在抱死之前利用。这个后制动管路压力的增加通过负载传感器或悬挂高度传感器阀门完成。为了一

给定的阀结构，弹簧力（5）决定了从1:1斜坡到限制条件的开关点。在负载传感器阀值的设计中，弹簧力通过凸轮和杠杆作用增加，从而使悬浮偏转为更多的加在汽车上的重量。增加弹簧力使在图5-10中的拐点从A点转换到B点。在例子的选择中，后制动管路压力目前仅限于414 N/cm2（600 psi），即超过轻负载103 N /平方厘米（150磅）的情况下。

5.3.2 制动管路压力减小阀

对于减压阀，也叫比例阀来说，后制动管路压力等于前制动管路压力到拐点之间的压力。对于更高的压力来说，后制动管路压力对比前制动器以较低的数值增加，如图5-10所示。减压阀对比与限制阀的优点包括可以在前轮抱死后增加后轮的制动力，和可以调节前后制动管路的压力接近最佳值。

图5-12. 制动管路压力减小阀

一个典型的减压阀示意图如图5-12所示。主缸压力在A点进入制动管路到达后方制动空间（2，3，5）并通过出口B，因为弹簧力（7）推动区别活塞（6）移动到左边，从而打开阀（4）。活塞（6）的压力表面区别将会反作用于弹簧力（7）。当到达转换点压力时，活塞向右移动直到阀（4）关闭。当阀（4）关闭时，没有进一步的压力在空间B处增加，直到在活塞（6）右面的压力再次增加并推动活塞略向左侧移动使阀（4）再次打开，让制动管路压力在B处再次增加。活塞来回震动，允许增加到后方制动的压力可以直接关联到环区域和全区域的压力的比值。当制动器被释放时，B处更高的压力打开气门（4）冲击小气门弹簧，活塞（6）返回到它被释放的位置。

制动系统与前后双液压分离器一般有一个传递特征的比例阀在前端管路故障的时候。在这些条件下，后制动器在任何等级的制动管路压力下都会接受完全的主缸压力因为阀的减小压力功能已经被抱死了。

当弹簧力推的差动活塞被当设计成一个增加汽车携带重量的活塞时，开关点或拐点可以移动到更高的压力等级。这些可变的拐点作为负荷或高度敏感的比例阀门被人们所熟知。

高度敏感的比例阀（hspv）被用在许多汽车，轻型卡车，和面包车上。从80年代初期到80年代后期，国内大多数厂家在皮卡和货车上采用HSPVs。在许多轻型卡车上的hspv被添加到正常的组合阀系统，它将在汽车轻负载时进一步降低后制动管路的压力和拐点压力，但是在满载时效果并不明显。许多外国制造商在较小的前轮驱动车如大众高尔夫上使用HSPVs。随着ABS制动系统的引入，制动高度敏感的制动器在许多车辆上被拆除。

理论减速拐点压力点PK可以从一个在差动活塞上的基本的力学分析所确定：

D=大活塞直径，厘米（英寸）

F=弹簧力，牛（磅）

SL=减小斜率

理论减小斜率SL通过面积或直径平方比表达：

d=小活塞直径，厘米

D=大活塞直径，厘米

必须认识到，制造公差和摩擦因数会影响阀门的性能。此外，表现性能随着压力的增加会与在压力释放过程中所取得的表现性能有所不同。

减小阀特性在图5-10中被指出，对于在拐点以上的压力制动管路压力pR由以下公式决定：

Pk=拐点压力，牛每平方厘米

Pmc=主缸压力，牛每平方厘米

SL=减小斜率

在某些设计中，比例阀的蓄能器和电磁阀通过使用从后方制动传来的ABS信号调整后制动管道压力值使其更接近最佳值。

5.3 组合阀

在过去，两个或三个不同的功能组合成一个阀，通常称其为组合阀。它的功能包括比例阀、计量阀和压差开关，一种在双重制动管路中当液体泄露时被激活的开关。

计量阀是用来提高在低摩擦系数的表面上制动时前后轮制动平衡的，即在低制动管道压力的时候。该计量阀可防止前盘式制动器的应用压力高于51.7到93 牛/平方厘米。在这种压力增加的时候，虽然前轮制动器不制动，但后制动弹簧力被克服，这时后制动接触制动鼓与前制动盘接触转子表面几乎在同一时间。计量阀主要被使用于后轮驱动的车辆，使用前盘/后鼓制动系统。在许多情况下，前轮驱动的车辆不使用计量阀，因为发动机利用惯性打开前转子需要制动管道压力在前轮抱死之前与后制动内联。

5.3.4 减速传感减速阀

这种阀门的设计是在后制动接受到一个逐渐减小的制动压力时制动管道压力可以为汽车提供减速功能。压力开关点是用来计算踏板力应用率，基础制动系统的特征，和在任何后制动管路的残余空气量的重要数据。

基本设计涉及一个特定的，根据制动惯性改变的质量。在迪克斯的设计中，钢球的质量水平地相对于预紧弹簧移动。只要克服弹簧力，差动活塞就会开始它的降压作用。相应的减速等级在开关点处大约是0.7克。惯性质量被放置在一个小弹簧/活塞系统当中，以消除任何“减速噪声”的影响，大约为0.7克。

在格林的设计中，基本的示意图如图5-13所示。钢球在斜坡上滚动，根据作用在球上的制动时的惯性力作用，在切换减速点已经达到的时候，向上运动的球将会关闭通向后管路的通道。然后，制动管路压力从主缸的管路压力中增加，从而导致差动活塞功能的降低。

1 球

2 支撑表面

3 控制开关

4 制动液

5 后制动

6 差动活塞

图5-13 格林G阀门

一个典型的减速传感阀制动管道压力性能图表如图5-14所示。制动管道压力等量地增长直到到达开关点A。这时球已经关闭了通往后制动器的管道，在后制动上并没有进一步的制动管道压力增加。作为从主缸压力增加的制动管路压力，在阀门的进口和对面差动活塞的一小面区域，差动活塞开始远离球体，允许少量制动液进入后制动回路，从而在后制动产生相应的压力。然而，球再次关闭了通向后制动的道路，同时差动活塞降低了出口制动管路的压力，公式为：

d=小差动活塞直径，厘米

D=大差动活塞直径，厘米

图5-14中在转换点到达A点处，减速度a公式为：

车辆水平基线的安装角

G阀在某种程度上可以容纳制动。例如，当在下坡路制动时，在较低的减速度下G阀将会到达转换点。

在某些设计中，比例阀采用来自后制动器的ABS锁定信号降低后制动管道压力使其更接近最佳状态。这是通过电磁阀和将蓄电池纳入比例阀来完成的。

1.1到1.2克

优化性

基础点a

垂直比例（活塞移动）

阀门关闭

图5-14 G阀制动力

5.3.5 阶梯孔主缸

前面讨论的制动管道压力阀安装在主缸出口和后制动轮缸之间。与标准的双重或串联主缸设计常用的，两个活塞都有相同的直径。因此，同等水平的压力将会产生在主活塞和第二活塞管路上。

台阶孔主缸，如图5-15所示，就像一个正常的双缸，但在主缸的首级和次级部分拥有不同的孔尺寸。因为两个活塞都是用相同的力推动的，拥有小孔的活塞将会产生更大的制动管路压力。

图5-15阶梯孔主缸

台阶孔截面一般会连接到汽车的前制动盘。该阶梯孔的主缸只可用于前向后方的双分裂系统。

5.3.6 步进可调孔主缸

可调主缸是从基本的阶梯孔主缸发展而来的，如图5-16所示。主缸是串联设计的或者用三分之一活塞双管路设计的从而代替浮动活塞。一个磁力阀控制器用来连接第三活塞和浮动活塞之间的空间，或者连接制动液存储器，或者直接连接推杆和第三活塞之间的空间。当连接到制动液存储器时，第三活塞将会传送抵抗浮动活塞的力。在其他情况下，第三活塞的功能将会被消除，只会发生液压传力。

一个典型的制动管路压力图如图5-17所示。双坡制动压力分布与单线分布相比提供了更好的制动平衡，如图5-10所示，主要被用在今天的轿车和轻型卡车中。

磁力阀

后轴

浮动活塞

推杆活塞

中心活塞

图5-16 可调性主缸

当空间3没有连接到存储器时，在空间1中的压力pl是由以下公式决定的：

Amc1= 主缸空间1横截面积， 平方厘米

Fpr=推杆活塞力，牛

前制动管路压力

普通的

转换后的（负载）

后制动管理压力

图5-17 可调性主缸制动管路压力

此外，在浮动活塞空间2处的压力与在推杆活塞空间1处的压力是相同的，由计算公式（5-14）可以算出。

在其他情况下，空间3是连接到存储器的，将会在空间3造成气压。第三活塞将会机械地传输力F3：

在浮动活塞中，浮动活塞空间2产生的压力为：

=空间2横截面积，平方厘米

=空间3横截面积，平方厘米

只作为正常的阶梯孔的主缸，可调步孔主缸只能用于前后双分系统，常见在许多中型和大型后轮驱动轿车当中。

可调式主缸被用于与一些早期轿车的四轮ABS制动连接。当电磁阀通电时，分配到后轮制动的制动力增加（如果车辆满载的话），提升了后轮制动的制动效率。ABS可以防止任何潜在的后轮制动抱死。在ABS失灵的情况下，主缸阀将会被断电，导致主缸体转换成更陡的斜率。最后前轮将会优先抱死，在抱死情况下提供一个稳定的制动动作。

5.3.7 制动管路阀的比较

在第一章的讨论中我们知道，一个对设计部分的考虑因素是系统的简单性。复杂性的增加会影响可靠性和修复性。然而，更重要的是汽车制动时的方向稳定性，在某些车轮抱死的时候。对于某些车辆的配置，特别是前轮驱动的轿车，相对较低的静态后桥负载可能需要使用后制动管路压力降低阀。如果可能的话，如果过早的后制动抱死可以在所有可预见的操作条件下被防止，单拐点减压阀或比例阀应当被使用。如果这些还不够的话，也可以考虑使用减速传感阀。负载传感阀需要连杆和杠杆，这些原件在使用时间久了之后可能由于弹簧下垂，市场悬挂组件的安装，或简单的元件损坏而无法被调试。

在负载敏感装置和调整机构的设计中，必须注意，由路面不平度或铁道轨道交叉引起的悬架挠度不会改变阀门的基本拐点设置。

可调主缸在组合车辆中是一个重要的安全贡献。在这些条件下，通过相同的光管路，使其激活磁力控制阀，可增加牵引车辆的后制动力。

制动工程师必须不依赖于ABS来修复基本的制动系统设计的弊病。在ABS故障的时候，基本制动系统必须使车辆方向稳定，即使制动全部抱死。

5.4 制动液体积分析

5.4.1 基本理论

检验公式（5-3）显示，车辆减速会增加制动管路压力。检验方程（5-1）和（5-5）表明，制动管路压力随主缸的横截面面积的减小而增加，反过来，增加轮缸的截面积也将增加车辆的减速度。然而，降低主缸横截面积会减少制动液体积的传输，同时轮缸大小的增加将增加车轮制动器所需的制动液的体积。

在制动液体积分析中，由主缸传输的最小制动液体积是已经决定的所以所有使用制动液工作的系统都可以很好的工作，同时踏板行程也不会超过安全值。

液压制动器在整个制动过程中使用等压工作原理。这一原理示意图如图5-18所示。左边的活塞用一个给定的力加压流体。这个力由驾驶员踩踏踏板所输入。右面的八个活塞代表车轮缸活塞。如果他们与左边的活塞有相同的横截面面积，每个活塞将会载重445 N（100磅），或3558牛的总力（800磅）。当左边的单活塞位移时，例如，位移203毫米（8英寸），八个活塞将位移25.4毫米（

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