制动真空助力器特性曲线解折分折

制动真空助力器特性曲线解析分析Brake Vacuum booster performance curve analytics

杨维和

2008.9

制动真空助力器特性曲线解析分析

对于制动真空助力器特性曲线，我们再熟悉不过了，它是制动真空助力器在工作时输入力与输出力之间的关系曲线的描绘。我们可以用计算的方法将其描绘出来，再用试验的方法进行修正①，这个过程是比较复杂的，如果我们采用解析作图的方法来描绘就会简单得多。而且对于真空助力器的各主要参数的确定也会更直观些。

一、助力器特性曲线的解析建立

1、理论伺服力曲线的建立

我们所说的理论伺服力曲线的建立，是指在标准真空度（-66.7KPa ）下，与所选定的真空助力器的活塞盘的面积所产生的实际伺服力（N）。在计算时应取其最小值（-65.4Kpa）首先建立特性曲线的坐标系，并且使(Y=2X)在坐标系的输入力轴线上确定理想的始动力点。在标准中要求始动值不大于110N，理想的始动值应在70~85N左右，我们就确定在80N。在输出力坐标上找到实际伺服力的坐标与始动值线的交点为原点，画出一条与水平成22.5度的钭线，此线就是理论伺服力曲线。

图1 理论伺服力曲线图

2、助力曲线的建立

助力曲线就是助力器的输入力与输出力沿着助力比而增加的曲线。它的原点应在跳跃值与始动值线的交点上。在标准中一般跳跃值规定为≤300N，我们就确定为250N。如果用户有特殊要求，就按用户要求执行。其助力曲线与理论伺服力曲线的交点就是该助力器的全负荷作用点。

图2 助力器特性曲线图

二、从解析作图中给我们的启发：

1、关于真空度

在真空助力器选用时，我们首先考虑的就是真空度。虽然我们在行业标准中规定了真空度为-66.7±1.3(Kpa)，那只是一个人为设定的条件，以便对各种条件下的助力器进行检测用。在实际现场中并非如此。尤其是现在发动机多种多样，即便是同一发动机，在不同工况条件下，其产生的真空度也不同。有的发动机其平均真空度，使用者也不清楚。所以就产生了一种现象，同一助力器在换了发动机以后，制动效果就发生了改变。

为了能够达到理想的制动效果，最好应先确定发动机在不同的工况下的真空度范

围，再来确定制动真空助力器的工作真空度。在特定的制动真空助力器标准曲线中，应以实际使用的真空度来描绘助力器的曲线。可以是-60Kpa，也可以是-72Kpa，-80Kpa，这样的助力器特性曲线中所提供的数据才是实际的数据，可供我们分析、判断。

从解析作图中，我们也得到一个结论，真空度越高，越能发挥助力器的作用。

现在有一种制动真空辅助装置，可以为真空度不稳定、真空度低，或无法产生真空的汽车提供稳定的真空源。它是单独存在的电动真空源，不受发动机的影响，可以任意设定不同的稳定的真空度。

2、关于助力比

因为助力比等于伺服比加1，所以助力比实际上就是伺服力与输入力的比。如何分配伺服力与输入力的关系，就是助力比的确定。由于伺服力在一定的真空度下，是一个定值，因此，助力比越大，其输入力越小，实际的输出力反而越小，在助力比的选择时，应该首先确定助力器的最大输出力。其方法是：按汽车最大制动管路压力，来确定制动主缸活塞所需的最大推力（N）。在特性曲线的输出坐标上找到这一点，以该点画一直线，其与伺服力线的交点，即为全负荷作用点。以全负荷作用点向跳跃值点的联线即为助力曲线，该线的钭率就是需要的助力比。如下图。

图3 助力比的确定图

这在解析作图中，可以非常直观的看出来。从同一个原点出发，助力比增大的助力曲线和助力比理想的助力曲线与伺服特性线的交点，助力比增大的明显比助力比理想的低了许多。下表是日本企业推荐的不同规格的助力器所采用的助力比。

图4 助力比增大、跳跃值增大对输出力的影响

3、关于跳跃值

在行业标准中，跳跃值规定为≤300N，（或供需商定）。在原日本的标准中没有涉及而在美国、德国的标准中标识出276N，（DIN 7186），这和真空度的确定一样，也一个人为的确定。跳跃值的大小，与使用习惯有关，跳跃值小的助力器，使用起来比较柔和给人一种制动发软的感觉，而跳跃值比较大的助力器，使用起来比较粗暴，给人一种非常明显的制动效果。但是对于一个特定的助力器，跳跃值越大其输出力越小，这在解析作图中也可以明显地看出来。等于将助力曲线的原点沿着始动线向上提，其与伺服力线的交点的值就会比原来的输出力要小一些。输入力也相应的减少一些。

三、应注意的三个问题

目前在制动真空助力器的选择和使用上应注意的问题：

1、不符合实际的特性曲线；

主要是实际的使用特性曲线与图纸上的特性曲线不符，无法判断助力器的作用。

2、类比套用的现象比较严重；

为数不少的汽车在选用助力器时，不是进行必要的分析、计算，而是有类比套用的现象

3、助力比的选用不合理；

大多数助力器的助力比的选择没有依据，甚至盲目加大助力比现象也时有存在。

希望本文能对上述现象的纠正有所帮助。