SAE-ChinaJ0302-2011汽车制动主缸带真空助力器总成性能试验装置技术规范

1、中国汽车工程学会技术规范SAE-China J03022011汽车液压制动主缸带真空助力器总成性能试验装置技术规范Technical specifications for requirements for vacuum booster and master cylinder assembly of automobile(报批稿)2011-xx-xx发布 2011-xx-xx实施中国汽车工程学会 发布SAE-China J03022011前言本规范按照GB/T 1.12009给出的规则起草。请注意本规范的某些内容可能涉及专利。本规范的发布机构不承担识别这些专利的责任。本规范由中国汽车工程学会提出

2、并归口。本规范起草单位：中国汽车工程研究院股份有限公司。本规范主要起草人：梅宗信、欧家福、雷洪木。本规范为首次发布。ISAE-China J03022011汽车液压制动主缸带真空助力器总成性能试验装置技术规范1 范围本规范规定了汽车液压制动主缸带真空助力器总成性能试验装置的功能、主要组成系统及其功能、建议的汽车液压制动主缸带真空助力器总成性能试验装置及其设计基本要点。本规范适用于各种类型的汽车液压制动主缸带真空助力器总成性能试验装置（以下简称性能试验装置）。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新

3、版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 1.12009 标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写GB 37662001 液压系统通用技术条件GB 79352005 液压元件 通用技术条件GB/T 164392009 交流伺服系统通用技术条件GB/T 175441998 信息技术 软件包 质量要求和测试GB/T 182682000 测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求SAE-China J03012011 汽车液压制动主缸带真空助力器总成性能要求及台架试验规范SAE J11182002 汽车制动系液压阀试验规程3 性能试验装置的功能性能试验装置应能够按SAE-China J030

4、12011的试验方法，进行汽车液压制动主缸带真空助力器总成（以下简称样件）的功能特性、初始建压行程、密封性、反应时间、无负载回程时间、常温输入输出特性、低温输入输出特性、高温输入输出特性、液压制动主缸排量、压差性能、固定螺栓联接强度、压力冲击强度等试验（或由供需双方商定），能够进行数据的存储、自动处理、查阅和打印。4 性能试验装置的主要组成系统及其功能4.1 性能试验装置的主要组成系统性能试验装置的主要组成系统见图1。4.2 各系统的组成4.2.1 驱动机构驱动机构包含了能够实现往复运动的直线运动装置、限制直线运动装置运动行程的限位装置、使样件真空助力器输入推杆在任意位置锁止的锁止装置、测量样

5、件真空助力器的输入推杆推力的拉压传感器、测量样件真空助力器输入推杆行程的位移传感器、测量样件静强度的位移传感器。25486137说明：1驱动机构；2高低温试验箱；3样件及样件固定装置；4液压系统；5气压系统；6真空系统；7电器控制系统；8计算机硬件及软件。图1 性能试验装置主要组成系统4.2.2 高低温试验箱高低温试验箱包括高低温环境试验箱、固定性能试验装置的机构。4.2.3 样件及样件固定装置样件就是要进行性能试验的试验样品，样件固定装置包含了能够将样件固定在性能试验装置上的支架、连接或密封机构。4.2.4 液压系统液压系统包含了能够给样件液压制动主缸提供制动液的油路系统和机构、能够给样件液

6、压制动主缸提供负载的油路系统和机构、能够排出样件液压制动主缸内的制动液的油路系统和机构、能够将样件液压制动主缸内及与其联接的油路系统的制动液换成其它牌号制动液的油路系统和机构、测量样件液压制动主缸两个制动腔液压的压力传感器和压力表、测量样件排量的测量装置、对样件的负载进行调节的排量吸收装置等。4.2.5 气压系统为可选系统，可根据具体的性能试验装置进行选用。气压系统包含了可以对样件真空助力器的输入推杆进行控制的系统（如对驱动力和回程力进行控制的系统、对样件真空助力器输入推杆往复运动速率进行控制的系统、对样件真空助力器输入推杆进行锁止的控制系统）、可以对液压系统提供辅助控制的系统（如对样件液压制

7、动主缸提供负载支持的辅助控制系统、对样件液压制动主缸提供制动液的辅助支持系统、能够排尽测量回路中制动液的辅助支持系统）、可以进行气密封性测量的系统等。4.2.6 真空系统真空系统包含了真空源、真空度的调节系统、真空度的测量系统、可以对样件及测量回路的制动液进行真空加注的控制系统、排尽测量回路中制动液的辅助控制系统。4.2.7 测量系统测量系统包含了各种拉压传感器、压力传感器、位移传感器、真空度传感器、气压表、真空表、样件排量的测量装置、扭力扳手等。4.2.8 电器控制系统电器控制系统包含了电源、各种控制电路、板卡、操作柜等。4.2.9 计算机硬件及软件计算机硬件包含了计算机主机、显示器、键盘、

8、鼠标、打印机等，计算机软件包含了操作系统软件、文字处理软件、图形处理软件、操作控制软件、数据库软件等。4.3 主要系统的功能4.3.1 驱动机构的功能4.3.1.1 直线运动装置的机构能够让样件真空助力器的输入推杆以1mm/s4mm/s的速率向前移动和向后移动，其控制误差不应超过±0.1mm/s。4.3.1.2 直线运动装置的机构能够让样件真空助力器的输入推杆以不小于3×104 Ns的速率向前移动，然后不受阻碍的退回。4.3.1.3 直线运动装置的机构能够让样件真空助力器的输入推杆以900次/h1100次/h的运动频率往复运动，运动的行程可在样件的全行程内任意设定，行程的设

9、定误差不应超过±0.5mm。4.3.1.4 限位装置应能够在预先设定的位置上强迫限制直线运动装置的前进运动，当直线运动装置向前的推力较大并超过预先设定的拉压传感器的限值时，通过其它系统的控制，能够自动停止试验，计算机的显示器显示停止试验的原因。4.3.1.5 锁止装置能够将样件真空助力器的输入推杆在任何位置锁止和松开。4.3.1.6 拉压传感器的量程应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS。4.3.1.7 用于测量样件真空助力器的输入推杆行程的位移传感器的量程为050mm，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过

10、7;0.3%FS；用于测量样件静强度的位移传感器的量程为03mm，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS。4.3.2 高低温试验箱的功能试验箱的可调温度范围为45130，实际温度与设定温度的误差不应超过±2；应有连接真空管、液压管、气管、驱动机构与样件真空助力器输入推杆的联接装置、可能的测量和控制电路等的通道；应有容纳样件、样件固定装置和辅助机构的空间；应有固定性能试验装置的机构；应有隔热、隔湿的密封措施。4.3.3 液压系统的功能4.3.3.1 能够提供样件液压制动主缸所需的制动液，并建议另有一套真空加注制动液的系统。4.3.3.2 能够给样件液压制动主

11、缸进行加载，加载压力为0.1MPa32.5MPa，实测值的加载压力误差不应超过设定值的5%，建议压力采用不同的压力传感器分段进行测量；给样件液压制动主缸进行加载时，应考虑按SAE-China J03012011的试验方法和驱动机构进行联合控制（不同样件真空助力器的输入推杆行程下的加载、不同样件真空助力器的输入推杆推动速率下的加载）；进行负载调节的排量吸收装置可参照SAE J1118中的有关规定。4.3.3.3 能够排出样件液压制动主缸内的制动液。4.3.3.4 能够对与样件液压制动主缸供液孔和排液孔相联的液压回路进行可能的制动液牌号更换。4.3.3.5 液压系统中用于截断某个回路的液压阀应可靠

12、截止，在其工作压力范围内的任何压力下，保压30s应无泄漏。4.3.3.6 按SAE-China J03012011进行功能特性、初始建压行程、密封性中的液压制动主缸的液压密封性、反应时间、无负载回程时间、压差性能试验时，应保证样件液压制动主缸每个排液孔一侧的有效管路容积为135cm3150cm3或根据要求进行调整。4.3.3.7 排量吸收装置能够调整液压系统内有效测量容积的大小；对应于每个样件液压制动主缸的制动腔，建议其有效测量容积的调整量不低于15cm3。4.3.3.8 用于测量样件压力的各个压力传感器的量程应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过

13、77;0.3%FS，不重复性、迟滞不应超过±0.3%FS，零点温度系数不应超过5×104/·FS。4.3.3.9 测量样件排量的测量装置的分辨率不应低于0.1cm3。4.3.4 气压系统的功能4.3.4.1 若气压系统包含了对样件真空助力器的输入推杆进行控制的系统，则其应满足4.3.1.14.3.1.5的要求。4.3.4.2 若气压系统包含了对液压系统提供辅助控制的系统，则其应满足4.3.3.14.3.3.4的要求。4.3.4.3 若气压系统包含了对气密封性测量的系统，则该气压系统中用于截断某个回路的方向阀应可靠截止，在其工作压力范围内的任何压力下，保压30s应无

14、泄漏；用于压力测量的压力传感器的量程应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS；与被测量样件联接管路的有效管路容积应为450cm3500cm3或根据要求进行调整。4.3.5 真空系统的功能4.3.5.1 真空源应能提供绝对压力为150Pa的真空，应能够提供真空度为85kPa的真空。4.3.5.2 真空度的调节系统应保证当绝对压力为150Pa250Pa时，测量值与设定值的误差不应超过±20Pa；当真空度为60kPa80kPa时，测量值与设定值的误差不应超过±1.3kPa。4.3.5.3 真空度的测量系统中，用于截断某个回路的方向阀应可靠截止，在其工作压力范

15、围内的任何压力下，保压30s应无泄漏；用于真空测量的真空传感器的量程应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS，不重复性、迟滞不应超过±0.3%FS，零点温度系数不应超过5×104/·FS；进行真空密封性试验时，与被测量样件联接管路的有效管路容积应为450cm3500cm3或根据要求进行调整。4.3.5.4 若真空系统包含了对样件及测量回路的制动液进行真空加注的控制系统，则在计算机、电器控制系统、驱动机构、液压系统、气压系统等的配合下能够实现对样件及测量回路的制动液的加注。4.3.5.5 若真空系统包含了

16、排尽测量回路中制动液的辅助控制系统，则在计算机、电器控制系统、驱动机构、液压系统、气压系统等的配合下能够实现排尽测量回路中的制动液。4.3.6 测量系统的功能4.3.6.1 测量系统中，各种拉压传感器、压力传感器、位移传感器、真空度传感器、气压表、真空表、样件排量的测量装置等的的量程、测量精度、分辨率等应分别满足驱动机构、液压系统、气压系统、真空系统的相应规定。4.3.6.2 扭力扳手的量程为040N·m，分辨率不应低于0.5N·m。4.3.7 电器控制系统的功能4.3.7.1 电源能够提供驱动机构、液压系统、气压系统、真空系统、测量系统、计算机等进行正常工作的电压和电流，

17、停电后应有应急电源提供必要的电源支持。4.3.7.2 控制电路能够按SAE-China J03012011的试验方法，通过计算机提供对驱动机构、液压系统、气压系统、真空系统、测量系统等的有效控制，并实现性能试验装置的功能。4.3.7.3 板卡能够满足对试验数据的采集、传输和处理，并满足快速响应的频率要求。4.3.7.4 能够实现手动控制和自动控制的功能。4.3.8 计算机硬件及软件的功能4.3.8.1 能够保证计算机运行的安全、可靠。4.3.8.2 能够满足试验中快速响应的频率要求。4.3.8.3 能够满足试验数据的存储要求。4.3.8.4 能够按SAE-China J03012011进行样件

18、的性能部分试验。4.3.8.5 能够实现手动控制和计算机自动控制的功能。4.3.8.6 能够设定各种试验参数。4.3.8.7 软件能够实时记录各种传感器的输出信号，能够绘制力、压力、位移、时间等的关系曲线，并尽可能按SAE-China J03012011的要求自动处理输出信号和曲线，若自动处理试验数据有一定困难时（如最大助力点的确定），可采用人工进行处理，自动处理的数据应能够校准。4.3.8.8 能够对试验过程中的升压速率、运动速率等有速率要求的控制参数进行控制的功能，控制误差不应超过±3%。4.3.8.9 能动态存储正在进行的试验数据和曲线。4.3.8.10 数据库中的信息可按日期

19、、企业名称、样件编号、产品型号等进行查询、编辑和打印。4.3.8.11 能够对液压系统、气压系统、真空系统中的各个元器件进行密封性的自校检查。4.3.8.12 能够保证有顺序动作的机构或装置按规定的顺序动作，该部分电路或元器件出现故障时应能自动中断试验程序，并能从计算机显示屏上显示出故障点。4.3.8.13 当试验过程中拉压传感器的推力超过设定的安全值，位移传感器的行程超过设定的安全值，装置或机构的电流、电压超过设定的安全值时，应自动停止试验并显示停机的原因。5 建议的性能试验装置5.1 性能试验装置原理图建议的性能试验装置原理图见图2。5.2 设计基本要点5.2.1 驱动机构5.2.1.1

20、驱动机构的部件固定在驱动部分连接底板3上并调整好以后，步进电机1的轴心线、快进气缸5的轴心线、中间支承12的导向轴套的轴心线应重合。5.2.1.2 螺旋机构4和步进电机1的匹配应保证能够在液压系统中建立起130的最高工作液压和最低1mm/s的推进速率。5.2.1.3 快进气缸5的缸径不应小于160mm，双端活塞杆。5.2.1.4 中间支承12的滑动轴承可选直线轴承一类的低滑阻轴承。5.2.1.5 中间支承12装配好以后，驱动推杆10在其内运动时的推动力不应超过2N。说明：1步进电机；2步进电机支架；3驱动部分连接底板；4螺旋机构；5快进气缸；6快进气缸支架；7强制限位装置；8输入拉压传感器；9

21、输入位移传感器；10驱动推杆；11锁止气缸；12中间支承；13样件固定部分连接底板；14真空助力器（试验样件）；15真空助力器支架；16位移传感器（或百分表）；17位移传感器支架（或百分表座）；18液压制动主缸排液孔自动对接装置；19液压制动主缸（试验样件）；20高低温试验箱；21、27油箱；22液位计；23、40两位三通球阀；24、28、41、44压力传感器；25、26、29、31、33、34、39、42、43、45、47、49、51两位两通球阀；30、46排量测量装置；32、48排量吸收装置；35、38、50手动球阀；36过滤器；37加油油罐；52气液转换器；53真空泵（或真空发生器）；5

22、4、58、63真空表；55、59真空罐；56、60、61两位两通换向阀；57真空比例阀（或真空调节器）；62真空传感器；64气源；65气源三联件；66、69、73、77、80、85、90、94气压表（或气压传感器）；67、81气罐；68、72、76、79、84、89、93调压阀；70、74两位三通换向阀；71单向阀；75、83、87、95两位两通换向阀；78、91两位五通换向阀；82比例流量阀（或比例压力阀）；86可调节流阀；88三位五通换向阀；92样件夹紧气缸。图2 建议的性能试验装置原理图5.2.1.6 输入拉压传感器8的量程应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS，

23、非线性不应超过±0.3%FS。5.2.1.7 输入位移传感器9的量程为050mm，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS。5.2.1.8 保证锁止气缸11能在任何位置将驱动推杆10可靠锁住。5.2.1.9 当要记录驱动推杆10的推力、液压系统的压力、驱动推杆10的位移等测量值的变化曲线时，建议用快进气缸5来驱动。5.2.1.10 满足GB/T 16439的有关规定。5.2.1.11 可采用其它更优化的驱动装置代替图2中的驱动机构。5.2.2 样件固定装置5.2.2.1 样件固定装置固定在样件固定部分连接底板13上并调整好以后，样件真空助力器14的推杆轴心线

24、与5.2.1中驱动机构的轴心线应重合；当驱动机构给样件真空助力器14的推杆提供7kN推力时，两个轴心线的夹角不应超过2°。5.2.2.2 液压制动主缸排液孔自动对接装置18应尽可能设计成对中好、密封可靠、操作方便安全的浮动机构。5.2.2.3 位移传感器16的量程为03mm，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS。5.2.2.4 样件固定装置应考虑制动液的回收处理。5.2.2.5 可采用其它更优化的固定装置代替图2中的样件固定装置。5.2.3 液压系统5.2.3.1 液压系统元件和连接管内孔通径除两位两通球阀39的为4mm6mm外，其余为2.5mm4mm。

25、5.2.3.2 整个液压系统的连接管尽可能用硬管。5.2.3.3 所有球阀均能可靠截止。5.2.3.4 排量吸收装置32、48的设计参照SAE J1118中的加载装置。5.2.3.5 气液转换器52的选择应满足试验样件的压力行程的要求。5.2.3.6 压力传感器24、28、41、44的量程（24、41用于高压测量，28、44用于低压测量）应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS，不重复性、迟滞不应超过±0.3%FS，零点温度系数不应超过5×104/·FS。5.2.3.7 排量测量装置30、46的连接管要

26、尽可能短，其内孔通径应尽可能与样件液压制动主缸19的排液孔通径相同，并且其测量口尽可能与油箱21的液面高度相同（不能比油箱21的液面高度低）。5.2.3.8 油箱21和加油油罐37处在最高即第一高度的位置，液位计22处在次高即第二高度的位置，两位三通球阀23、40处在第三高度的位置，样件液压制动主缸19处在第四高度的位置，两位两通球阀25、26、29、42、43、45处在第五高度的位置，两位两通球阀31、47处在第六高度的位置，排量吸收装置32、48和两位两通球阀39处在第七高度的位置，两位两通球阀33、34、49、51处在第八高度的位置，气液转换器52在整个液压系统最低即第九高度的位置；油箱

27、27的位置比油箱21的位置低，比两位两通球阀25、42的位置略高。5.2.3.9 保证液压制动主缸排液孔一侧到两位两通球阀31（或47）、26（或43）、29（或45）之间的有效管路容积为135cm3150cm3；保证液压制动主缸排液孔一侧到两位两通球阀31（或47）之间的有效管路容积为135cm3150cm3；保证液压制动主缸排液孔一侧到两位两通球阀33（或49）之间的有效管路容积为135cm3150cm3；或根据要求进行调整。5.2.3.10 除两位两通球阀26、29、43、45（工作压力可以低于10MPa）外，其余液压系统的方向控制阀能够在25MPa的液压下正常工作，并且能够承受短暂32

28、.5MPa的液压冲击或根据要求进行调整。5.2.3.11 满足GB 3766、GB 7935的有关规定。5.2.3.12 可采用其它更优化的液压系统代替图2中的液压系统。5.2.4 气压系统5.2.4.1 气罐81比例流量阀82两位两通换向阀83三位五通换向阀88快进气缸5之间的管路和气压元件的通径均为G1/2G3/4，其余管路和气压元件的通径均为G3/8G1/2。5.2.4.2 两位两通换向阀75、83、87、95均能可靠截止。5.2.4.3 气罐81的有效容积应保证快进气缸5连续全行程往返动作二十一次所需的气源容量。5.2.4.4 比例流量阀82的控制误差不应超过0.5FS，非线性不应超过

29、±0.3%FS，若采用比例压力阀，则气压系统应作相应的调整。5.2.4.5 可用其它相同或相近的调速装置代替比例流量阀82。5.2.4.6 整个气压系统能够在0.8MPa的气压下正常工作，并且能够承受短暂1.05MPa的气压冲击。5.2.4.7 进行可能的气密性试验时，保证两位两通球阀95到样件进口之间的有效管路容积为450cm3500cm3或根据要求进行调整。5.2.4.8 可采用其它更优化的气压系统代替图2中的气压系统。5.2.5 真空系统5.2.5.1 整个真空系统的连接管内孔通径为4mm6mm。5.2.5.2 两位两通换向阀56、60、61均能可靠截止。5.2.5.3 真空罐

30、59的有效容积应保证真空助力器14连续全行程往返动作二十一次所需的真空容量。5.2.5.4 真空传感器62的量程应保证测量值在其量程的1/32/3，测量精度不应低于0.5FS，非线性不应超过±0.3%FS，不重复性、迟滞不应超过±0.3%FS，零点温度系数不应超过5×104/·FS。5.2.5.5 保证样件真空助力器真空阀接口到两位两通换向阀60、61之间的有效管路容积为450cm3500cm3或根据要求进行调整。5.2.5.6 可采用其它更优化的真空系统代替图2中的真空系统。5.2.6 高低温试验箱5.2.6.1 试验箱的温度调节范围至少为45130。

31、5.2.6.2 试验箱内温度的不均匀度不应超过±2。5.2.6.3 试验箱内温度的波动度不应超过±0.5。5.2.6.4 试验箱内温度偏差不应超过±2。5.2.6.5 试验箱的有效容积不应低于0.5m3。5.2.6.6 试验箱应有连接真空管、气管、液压管、驱动装置的通道，并且这些通道要具备隔热的密封措施。5.2.6.7 试验箱内有可靠固定样件固定装置的连接底板，并且该连接底板上的污物便于清理。5.2.6.8 试验箱内有专门的盛接液体的装置，便于收集从试验样件和管路中泄漏出来的液体，并且这些收集起来的液体便于排出试验箱。5.2.6.9 试验箱内的材料具有防腐蚀性能，特别要具有耐制动液腐蚀的功能。5.2.6.10 具有保证试验箱内已固定好的试验样件的轴心线与试验箱外的驱动机构的轴心线的夹角不超过±2°的机构。5.2.7 电器控制系统5.2.7.1 尽可能地消除外部工频、高频电流对性能试验装置的影响。5.2.7.2 保证有顺序动作的电机、方