一種制動液容器容積設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及容器設計技術領域，尤其涉及一種制動液容器容積設計方法。
【背景技術】
[0002]制動液容器一般有制動油壺、離合油壺、制動離合油壺等，是現代汽車和工程車輛、設備上必備的制動液存儲設備，其容積的合理設定對系統的正常工作、特殊工況工作、緊急工況工作及工作狀態的反饋乃至耗材成本都具有極其重要的影響。對于一個不同車型系統而言，制動液容器因為與之匹配的制動、離合等系統的部件參數差異以及管路布置方式不同而完全不同，但目前現有的已知文獻中未對制動液容器容積的設計有全面的描述和定義；一般都是在參考一些對比車型的相關變動部分的系統參數變化比例，輔以一個安全系數后在原型基礎上進行容積調整。由于不能從特定車輛設計本身的角度出發對制動液容器進行正向的設計校核，導致制動液容器存在安全風險，使系統內進入空氣，致使安全隱患或事故發生。
[0003]因此，本領域技術人員亟需發展一種制動液容器容積的設計方法，以解決現有技術中存在的上述問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種制動液容器容積設計設計方法，可根據特定車型上的制動、離合等系統的部件參數對制動液容器容積進行合理的設計，以使得各個車型上的制動液容器均具有可靠的工作性能。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供了如下的技術方案:
[0006]一種制動液容器容積設計方法，其特征在于，包括以下設計步驟:
[0007]S1:對制動液容器容積進行物理區域及功能區域劃分，其中，所述物理區域包括在容器底部依次并排設置的制動第一腔、制動第二腔及離合腔；所述功能區域緊鄰所述物理區域的上方邊緣設置，且由下至上依次包括公共腔、報警范圍和損耗腔；
[0008]S2:計算制動第一腔容積，采用以下公式(I)獲得所述制動第一腔的容積:Vzl= k JT/4* (S1+AS1)/1000 (I)
[0009]式中屯為第一安全系數，其取值為2?3，D為制動主缸主孔直徑，S:為制動主缸第一腔行程，Λ S1為制動主缸第一腔行程公差；
[0010]S3:計算制動第二腔容積，采用以下公式(2)獲得所述制動第二腔的容積:Vz2= k2*D2* 3τ /4* (S2+ Δ S2)/1000 (2)
[0011]式中屯為第二安全系數，其取值為2?3，S 2為制動主缸第二腔行程，Δ S 2為制動主缸第二腔行程公差；
[0012]S4:計算離合腔容積，采用以下公式(3)獲得所述離合腔的容積..V1= k3*Dlz2*3i/4* (Slz+Λ Slz)/1000 (3)
[0013]式中:k3為第三安全系數，其取值為2?3，D lz為離合總栗直徑，S lz為離合總栗全行程，Λ Slz為離合總栗行程公差；
[0014]S5:計算公共腔容積，采用以下公式⑷獲得所述公共腔的容積:Vg= Vzl+Vz2= (k!+k2) * [D2* 31 /4* (S1+ Δ S^S2+ Δ S2) ] /1000 (4)
[0015]S6:計算損耗腔容積，采用以下公式(5)獲得所述損耗腔的容積:VS= 2*[Dδ 工* (T1+ Δ !+M1) +D22*n2* δ 2* (T2+ Δ 2+Μ2) ] * π /4/1000 (5)
[0016]式中=D1S前制動器活塞直徑，η 前制動器活塞數目，T 1前制動器摩擦片厚度，A1為前制動器摩擦片與制動盤(鼓)單側間隙，M1為前制動盤(鼓)單側允許極限磨損量，δ 前制動器計算系數，D 2為后制動器活塞直徑，η 2為后制動器活塞數目，T 2后制動器摩擦片厚度，Δ 2為后制動器摩擦片與制動盤(鼓)單側間隙，M2為后制動盤(鼓)單側允許極限磨損量，S2為后制動器計算系數；當為盤式制動器時δ δ 2均取2，當為鼓式制動器時，δ δ 2均取4 ;
[0017]S7:確定報警范圍，所述報警范圍的容積大于或等于所述損耗腔容積的四分之一，即
[0018]Vj^ Vs/4 (6)；
[0019]S8:確定制動液容器的最小容積和最大容積，其中最小容積為
[0020]V_= Vzl+Vz2+Vl+Vg ⑵；
[0021]最大容積為:
[0022]Vmx=VnJVVj (8) ο
[0023]優選地，還包括步驟S9:確定空氣腔的容積，所述空氣腔屬于所述功能區域，緊鄰所述損耗腔并位于所述損耗腔的上方，所述空氣腔的容積通過以下公式(9)獲得:
[0024]Vk^ Vnax^lO% (9)0
[0025]優選地，還包括步驟SlO:確定報警刻度線，所述報警刻度線位于所述公共腔的底端與所述報警范圍的頂端之間。
[0026]優選地，所述報警刻度線的位置根據以下公式(10)確定:
[0027]Vbj= V ^+V/2 (10)，
[0028]從制動液容器的底面算起，溶液體積達到Vb]時，溶液液面所在刻線即為報警刻度線。
[0029]優選地，所述報警范圍的容積等于所述損耗腔容積的四分之一。
[0030]優選地，所述第一安全系數Ic1、所述第二安全系數k2和所述第三安全系數k 3均為2。
[0031]本發明提供的制動液容器容積的設計方法，通過對制動液容積進行物理分區和功能分區，并根據制動、離合等系統的部件參數分別對每個區域的容積進行設計計算，從而得到整個制動液容器的容積。這種設計方法有效的解決了制動液容器容積確定的合理性、安全性和實用性；可以有效的幫助開發人員提升設計的精確度，同時對制動系統的安全性起到了保障作用；另外，也可以規避無效放大制動液容器所帶來的制動液浪費，是一種低成本、高可靠性、高經濟性的設計方法。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，并將結合附圖對本發明的具體實施例作進一步的詳細說明，其中
[0033]圖1為本發明實施例中制動液容器容積區域劃分示意圖。
[0034]其中上述附圖中的標號說明如下:
[0035]a-制動第一腔，b-制動第二腔，C-離合腔，d_公共腔，e_報警范圍，損耗腔，g-最小容積刻度線，h-最大容積刻度線，1-空氣腔，j-報警位置刻度線，k-容器蓋。
【具體實施方式】
[0036]為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合具體實施例對本方案作進一步的詳細介紹。
[0037]目前，法規要求制動系統制動回路中必須包括至少兩個單獨的回路，以確保其中一個失效時，另一個回路還具有一定的剩余制動效能，因此，與此對應，本發明實施例在對制動液容器進行設計時，設有分開設置的制動第一腔a和制動第二腔b，參考圖1，其中，所述制動第一腔a與制動系統中第一回路連接，所述制動第二腔b與制動系統中第二回路連接，當離合系統與制動系統共用一個制動液容器時，為了規避離合回路失效時對制動帶來的影響，制動液容器中還設有單獨的離合腔C，所述離合腔c與離合回路相連，上述三個腔體是從物理上分隔開來的。
[0038]本發明實施例提供的制動液容器容積設計方法，包括以下步驟，
[0039]其中第一步SI即對制動液容器容積進行物理區域及功能區域劃分，其中，所述物理區域劃分即為對所述制動第一腔、所述制動第二腔及所述離合腔的劃分，三個腔體容器底部依次并排設置；除此之外，在本實施例中還對制動液容器進行功能區域劃分，所述功能區域是為了方便整個容器容積的設計而人為設定的，在物理空間上并沒有隔開，所述功能區域緊鄰所述物理區域的上方邊緣設置，且由下至上依次包括公共腔d、報警范圍e和損耗腔f ;其中，所述公共腔d是考慮當離合回路泄露時，可對制動系統的安全需求進行一個短期安全緩沖的容積，所述報警范圍e是考慮報警器工作范圍、誤差及實際使用時存在晃動等，為了報警器能正常工作而劃分的，而所述損耗腔f是考慮摩擦片及制動盤(鼓)的磨損造成的容積增量劃分的。
[0040]S2:計算制動第一腔容積，采用以下公式(I)獲得所述制動第一腔的容積:
[0041]Vzl = k JT /4* (S1+ Δ S1) /1000 (I)
[0042]式中屯為第一安全系數，其取值為2?3，D為制動主缸主孔直徑，S:為制動主缸第一腔行程，Λ S1為制動主缸第一腔行程公差；
[0043]通過上述公式(I)獲得的制動第一腔的容積，可確保在另一回路失效時，能夠滿足與所述制動第一腔a連接的回路的制動液補償需求；在單次制動過程中制動系統會因為間隙、變形、壓縮及部件的P-V曲線關系等消耗一定量的制動液，制動第一腔a的作用就是補償這些消耗的制動液。而實際上在制動主缸的匹配設計過程中已經充分考慮了這些損耗，而且實際使用過程中制動主缸是不會達到全行程的，因此本實施例中設定制動第一腔容積至少滿足主缸第一腔全行程所需制動液容積。同時考慮到車輛在坡道上又發生泄漏同時報警也失效的極限工況，設定一個安全系數I^k1 一般取2?3，且k i優選2，此時已經可以覆蓋等截面積油壺在45%以下的坡度，可滿足車輛正常行駛需求。
[0044]S3:計算制動第二腔容積，采用以下公式(2)獲得所述制動第二腔的容積:
[0045]Vz2= k 2*D2* JT /4* (S2+ Δ S2)/1000 (2)
[0046]式中:k2為第二安全系數，其取值為2?3，S 2為制動主缸第二腔行程，Δ S 2為制動主缸第二腔行程公差；
[0047]所述制動第二腔b的容積與所述制動第一腔a的容積設計思想相同，這里不再贅述，其中，第二安全系數匕一般取2?3，優選為2。
[0048]S4:計算離合腔容積，采用以下公式⑶獲得所述離合腔的容積..V1= k3*Dlz2*3i/4* (Slz+Λ Slz)/1000 (3)
[0049]式中:k3為第三安全系數，其取值為2?