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Pバルブ(proportioning valve)

以下の文章で(   )に当てはまるものとして、適切なものは次のうちどれか。

マスタ・シリンダ側の油圧が規定値に達すると、油圧がプランジャに作用する 面積(受圧面積)は(イ)側より(ロ)側の方が大きいのでプランジャは(ハ)に押され、マスタ・シリンダ側からホイール・シリンダ側への油路は(ニ)。

Pバルブ

(イ) (ロ) (ハ) (ニ)
ホイール・シリンダ マスタ・シリンダ 上に 開かれる
ホイール・シリンダ マスタ・シリンダ 下に 閉じられる
マスタ・シリンダ ホイール・シリンダ 上に 開かれる
マスタ・シリンダ ホイール・シリンダ 下に 閉じられる




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解説

選択肢(4)が適切です。

マスタ・シリンダ側の油圧が規定値に達すると、油圧がプランジャに作用する 面積(受圧面積)は(イ:マスタ・シリンダ)側より(ロ:ホイール・シリンダ)側の方が大きいのでプランジャは(ハ:下に)に押され、マスタ・シリンダ側からホイール・シリンダ側への油路は(ニ:閉じられる)。

作動は、問題文の説明の通りです。


圧力の定義は次の式で表される。

P F
S

P : 圧力[Pa]

F : 力[N]

S : ピストン面積[m2]


次に力の釣り合いを考えるために、力と圧力の関係は次のように形を変えます。



F = S×P [N]



 

上の定義によりプランジャに働く上向きの力をF1、プランジャの下向きの力をF2とします。

プランジャの面積を次のようにAとBとします。

プランジャの上向きに押されるときの受圧面積は、B面積からA面積を差し引いたB-Aとなります。

したがって、

F1 = (B-A) × P1

F2 = B×P2

となります。


P1: マスタ・シリンダ側の油圧
P2: リヤ・ホイール・シリンダ側の油圧


Pバルブ


F1=F2のとき、

(B-A)×P1=B×P2

となりますが、スプリングのばね力が上向きに働いていますので、これをFSとすると上の式は、


(B-A)×P1+FS=B×P2

となります。

結局、知りたいP1とP2の関係は、次の式になります。


P2 FS+(B-A)×P1
B
FS
B
B-A
B
×P1

‥…(1)


計算例

A面積   :6cm2(0.0006m2)
B面積   :9cm2(0.0009m2)
(B-A)面積:3cm2(0.0003m2)
スプリングのばね力:60N


マスタ・シリンダの油圧 F1[N] 不等号 F2[N] 油路 プランジャ 油圧
80kPaのとき 84 72 開く 静止 P1=P2
100kPaのとき 90 90 開く 静止 P1=P2
140kPaのとき 102 126 閉じる 下方移動 P1>P2

マスタ・シリンダの油圧が140kPaのとき、F1[N]<F2[N]となり、プランジャは下に移動する。

そして、リップ・シールに接触し、油路を閉じます。

したがって、リヤ・ホイール・シリンダ側の油圧はマスタ・シリンダ側と同圧になる前に油路を閉じてしますので、式(1)より113kPaとなり、リヤ側の油圧は低く制御されます。


【参考図】



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