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制动主缸在线气密性能检测装置的研究与应用
作者: 马朝永 张海峰 来源: 商用汽车杂志 日期: 2006年第06期

概述

制动主缸(以下简称主缸)是汽车液压制动系统中的重要部件之一。国家行业标准QC/T311《汽车制动主缸技术条件》中,规定了许多检测项目。国内外研究的重点主要集中在对汽车制动主缸缸体缺陷的实验室检测上,采用的检测方法主要有渗透法、磁粉探伤、超声及声频检测、射线检测、涡流检测等,对主缸总成的检测方法包括液试法和冒泡法。这些检测方法的优点是检测精度高,缺点是耗时、费力、经济性差,不适用于生产线。特别是液试法,检测项目主要是基于液压检测,仅适用于试验室单件和现场抽检形式的检验,不适合实际生产中大规模生产线的在线检测使用。液试法检测主要有2个缺点:一是检测效率低,难以实现自动装夹,检测前制动液的填充和检测后制动液的清理非常不方便。目前大部分汽车主机厂釆用真空注油的方式给汽车制动系统加注制动液,而真空注油机在给汽车制动系统抽真空时,会吸入主缸中残留的制动液,被吸人真空注油机内的制动液容易损坏真空注油机。由于制动液具有较强的腐蚀性,残存的制动液长时间停留在存放的主缸内会锈蚀主缸,因此,制动液的清理成为各汽车制动配件厂家的难题。二是用液压方式进行检测只能检测高压密封性能,而主缸的静放漏油等问题难以检测出来。而“气试法”相对于“油试法”则具有操作简单、检测灵敏度高、效率高、不污染环境、工件检测后不需处理、检测费用低等优点。

本文提出的一些检测方法,是笔者在数年研究和实践的基础上总结的,具有较强的可行性,并且已在许多企业得到推广应用。实践证明,用正确的气试检测方法和合理的判定标准检测主缸,对某些检测项目其测试效果高于油试方法,甚至用油试力•法难以实现。下面就几个检测项目的检测原理及方法予以简要介绍。

动密封及全行程检测

1.动密封检测

动密封检测是对主缸内部密封状况的检测,是对主缸缸体内孔壁及活塞皮碗缺陷的检测。检测时使活塞像工作时一样运动,在运动过程中检测皮碗唇部两侧腔体的相互密封(泄漏)状况。动密封检测不合格将严重影响主缸工作时的建压性能。动密封检测是重要的不可缺少的检测项目。

如图1所示,做动密封检测时,应使皮碗由原始位置沿工作方向运动至刚刚越过补偿孔的A位置,由此位置开始做动密封检测。动密封检测曲线大致可分为a、b、c 3种情况,当然它们也可组合发生(图1d所示)。通过动密封检测,不但可以检测出其动密封泄漏值,而且可以大致判断其泄漏的性质及原因,甚至可判断出缸孔缺陷的位置L(图1c)。做动密封测试时,要求检测装置应具有使活塞稳定的、均匀的运动机构,同时要求应具有相应配套的软件支持。

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2.全行程检测

全行程检测既是对主缸活塞全行程值是否满足设计要求的检测,也是对缸体孔根部状况的检测。如图2所示,如果孔根部空刀槽宽度过大而超过主皮碗行程结束位置,或根部孔表面太粗糙,将会严重影响活塞工作时运动到孔根部时的主缸的工作性能。此外,全行程检测还可检测出由于缸孔加工过深而使活塞运动至全行程时副皮碗有可能越过供油孔的主缸的缺陷。

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空行程检测

按行业标准QC/T311《汽车液压制动主缸技术条件》,检测空行程应采用气泡方法,但这种方法具有以下2个缺点:一是操作复杂、检测效率低;二是检测精度受距离检测精度、气泡逸出点距水面的深度、补偿孔表面状况及环境温度等的影响。而采用“压力突变”法测试空行程,不但快捷,而且可获得较高的测试精度。此外,用该方法可对双腔的空行程同时检测。

检测方法如图3所示,A为建压(主)皮碗原始位置,B为建压皮碗封堵补偿孔的临界位置。当皮碗由A沿图示方向运动,在达到B位置之前,C与D2处压力是相通的,此时PC=PD当皮碗运动至B位置时,C与D突然隔断而使PC≠PD,可用压力传感器监视压力突变,用位移传感器测出此时的位置,B位置与A位置的差值即为空行程值So为精确的测量出空行程程序的算法设计是非常关键的。

静密封件测

静密封件测是对主缸内部与外部密封状况的检测,通常在主缸全部装配完毕后进行。此项检测的重要性往往容易被忽视。与真空助力器密封性检测相比,由于真空助力器的泄漏往往规范在一个使用循环的时间内,而主缸内的制动液需长期保持不外泄。对明显的常规泄漏的检测是很容易的(图4),但对细微的弥散性泄漏,用气试方法可以轻易地检测出,而使用油试方法则存在困难。图5为弥散性泄漏检测示意图,图5b为弥散性泄漏的细微泄漏通道示意图。对细微的弥散性泄漏除需高灵敏度的传感器外,在软件设计时还需考虑气体沿细微泄漏通道流过的时间t1(图5a)。

过油压力检测

该项检测主要对建压皮碗的硬度,也对建压皮碗与缸体孔壁是否满足设计配合要求的检测项目。众所周知,皮碗过硬会影响回程时的补油,过软则影响建压效果。气试的检测方法是,首先使主皮碗越过补偿孔(图6),在A腔加压,用传感器测出其压力的剩余值,以此值即可判断皮碗的硬度状况等。

出油压力检测

对装有残压阀的主缸,该项检测不可缺少,往往也是主机厂要求的必检项目。气试的检测方法如图7所示,活塞保持在原位,在B腔加压,用传感器测出其压力的剩余值,该剩余值即为出油压力。出油压力过大将影响主缸的出油效果。

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结论

综上所述,对于制动主缸主要性能的检测,气试检测方法有着很多优点,而且具有较高的实用性,是一种很好的方法,应予以推广。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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