輕型載貨汽車制動液貯液罐設(shè)計

李同占，封萬程,劉永傳

(中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長春 130011)

輕型載貨汽車制動液貯液罐設(shè)計

李同占，封萬程,劉永傳

(中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長春 130011)

對采用雙回路液壓制動輕型載貨汽車貯液罐的單腔容積、MIN容積、報警容積和MAX容積影響因素進(jìn)行分析，并給出其設(shè)計方法。該方法可作為貯液罐的設(shè)計參考。

輕型載貨汽車；貯液罐；容積設(shè)計

0 引言

貯液罐容積設(shè)計主要與制動主缸、制動輪缸的排量，制動間隙和制動蹄片的磨損量等參數(shù)有關(guān)，其中貯液罐的主要參數(shù)包括總?cè)莘e、MAX線容積、MIN線容積、液面報警容積、單腔容積等，如圖1所示。

圖1 貯液罐容積說明

1 單腔容積(V1腔、V2腔)設(shè)計

為了提高行車安全性和制動系統(tǒng)可靠性，主缸多采用雙腔串聯(lián)式主缸；為了保證液壓制動系統(tǒng)雙回路的獨(dú)立性，貯液罐采用分腔式，分腔容積應(yīng)滿足式(1)和式(2)，每腔容積應(yīng)不小于主缸總行程排量。

(1)

(2)

式中:V1腔、V2腔為每腔容積；D為主缸直徑；L為主缸行程。

2 MIN線容積(VL)設(shè)計

對于輕型載貨汽車，貯液罐多安置于駕駛室內(nèi)，因此設(shè)計貯液罐MIN容積時應(yīng)考慮水平路面貯液罐MIN容積和駕駛室翻轉(zhuǎn)貯液罐MIN容積。

2.1 水平路面貯液罐MIN線容積

在進(jìn)行水平路面貯液罐MIN線容積設(shè)計時需要充分考慮制動系統(tǒng)損耗。其中制動系統(tǒng)損耗主要包括：制動間隙的消除、制動系統(tǒng)剛度和制動軟管膨脹量等。

(1)車輛制動時，制動蹄與制動鼓(或制動盤)貼合，導(dǎo)致回路中增加的容積為V間隙。

(2)前后輪均抱死時制動系統(tǒng)的壓力值為最大有效壓力值，用于試驗(yàn)或有限元分析可得由于制動系統(tǒng)剛度導(dǎo)致回路中增加的容積為V變。

(3)制動軟管膨脹導(dǎo)致回路增加容積為V脹。軟管膨脹系數(shù)可由試驗(yàn)獲得，加載的壓力為制動系統(tǒng)最大有效壓力，用軟管膨脹系數(shù)乘以制動系統(tǒng)中軟管總長即可獲得V脹。

換算成水平路面上的液面高度為

式中:S為貯液罐截面面積。

2.2 駕駛室翻轉(zhuǎn)貯液罐MIN線容積

圖2為駕駛室翻轉(zhuǎn)時貯液罐液面高度示意圖，假設(shè)駕駛室翻轉(zhuǎn)α角度，為保證駕駛室翻轉(zhuǎn)時不能有氣體進(jìn)入制動管路，駕駛室翻轉(zhuǎn)后制動液液面不得低于貯液罐上出液口邊緣，如圖2所示。此時貯液罐對應(yīng)的容積為

(3)

式中:k為貯液罐寬度。

圖2 駕駛室翻轉(zhuǎn)貯液罐工況

(4)

3 報警容積(VW)設(shè)計

報警指示線應(yīng)高于MIN線容積(VL)所對應(yīng)的液面高度HMIN，同時還要考慮下20%坡度時液面的傾斜不會導(dǎo)致報警燈亮起。圖3為車輛下坡時儲液罐液面高度示意圖，下20%坡度時所對應(yīng)的角度β≈11.3°。

圖3 車輛下坡時儲液罐液面高度示意圖

報警容積

由此可確定報警傳感器安裝高度

4 MAX線容積(VL+V0)設(shè)計

在設(shè)計MAX線容積時，首先需考慮制動系統(tǒng)中摩擦片和制動鼓(或制動盤)磨損導(dǎo)致回路增加的需液量，同時還要考慮工作容量比。

(5)

式中：30 mL為制動液在使用過程中的揮發(fā)量。

(2)工作容量比應(yīng)不小于0.25，即

(6)

(7)

5 貯液罐總?cè)莘e(VL+V0+VU)設(shè)計

貯液罐總?cè)莘e應(yīng)滿足制動液液面處于MAX線翻轉(zhuǎn)車輛駕駛室時，制動液未溢出貯液罐加注口,如圖4所示。

圖4 液面處于MAX線駕駛室翻轉(zhuǎn)

貯液罐最大容積:

(8)

6 結(jié)論

對貯液罐各容積的影響因素進(jìn)行了分析，給出了貯液罐單腔容積、MIN線容積、報警容積、MAX線容積和貯液罐總?cè)莘e的設(shè)計方法，得出以下結(jié)論：

(1)計算輕型載貨汽車貯液罐MIN線容積時應(yīng)考慮水平路面貯液罐MIN線容積和駕駛室翻轉(zhuǎn)貯液罐MIN線容積。

(2)報警指示線應(yīng)高于MIN容線積(VL)所對應(yīng)的液面高度HMIN，同時還要考慮下20%坡度時液面的傾斜不會導(dǎo)致報警燈亮起。

(3)在設(shè)計MAX線容積時，首先需考慮制動系統(tǒng)中摩擦片和制動鼓(或制動盤)磨損導(dǎo)致回路增加的需液量，同時還要考慮工作容量比。

(4)貯液罐總?cè)莘e應(yīng)滿足制動液液面處于MAX線翻轉(zhuǎn)車輛駕駛室時，制動液未溢出貯液罐加注口。

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[2]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

DesignofLiquidStorageTankforBrakeFluidofLightTruck

LI Tongzhan,FENG Wancheng，LIU Yongchuan

(Research amp; Development Center,China FAW Co.,Ltd.,Changchun Jilin 130011,China)

The single cavity volume, MIN volume, warning volume and MAX volume of light truck’s liquid storage tank with dual circuit hydraulic brake were analyzed,and the design methods were presented.This method can be used as a reference for liquid storage tanks design.

Light truck; Liquid storage tank; Volume design

U469.21

B

1674-1986(2017)11-050-03

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.11.012

2017-07-14

李同占(1986—)，碩士，工程師，從事汽車底盤設(shè)計。E-mail:litongzhan@rdc.faw.com.cn。