真空助力器是利用真空(負(fù)壓)來(lái)增加駕駛員施加于踏板上力的部件。
一般位于制動(dòng)踏板與制動(dòng)主缸之間,為便于安裝,通常與主缸合成一個(gè)組件,主缸的一部分深入到真空助力器殼體內(nèi)。
真空助力器主要由真空伺服氣室和控制閥組成。
真空助力器不工作時(shí),空氣閥和控制閥推桿在控制閥推桿彈簧的作用下,離開(kāi)橡膠反作用盤(pán),處于右端極限位置,并使真空閥離開(kāi)膜片座上的閥座,即真空閥處于開(kāi)啟狀態(tài)。而真空閥又被閥門(mén)彈簧壓緊在空氣閥上,即空氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)伺服氣室的前后兩腔相互連通,并與大氣隔絕。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),前后兩腔內(nèi)都能產(chǎn)生一定的真空度。
真空伺服氣室由前、后殼體和組成,兩者之間夾裝有伺服氣室膜片,將伺服氣室分成前、后兩腔。前腔經(jīng)真空單向閥通向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管(即真空源),外界空氣經(jīng)過(guò)濾環(huán)和毛氈過(guò)濾環(huán)濾清后進(jìn)入伺服氣室后腔。后腔膜片座的轂筒中裝有控制閥??刂崎y由空氣閥和真空閥組成,其結(jié)構(gòu)圖部分放大后,空氣閥與控制閥推桿固裝在一起,控制閥推桿借調(diào)整叉與制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)連接。伺服氣室膜片座上有通道,通道用于連通伺服氣室前腔和控制閥,通道用于連通伺服氣室后腔和控制閥。真空伺服氣室工作時(shí)產(chǎn)生的推力,同踏板力一樣,直接作用在制動(dòng)主缸推桿上。
制動(dòng)時(shí),踩下制動(dòng)踏板,來(lái)自踏板機(jī)構(gòu)的控制力推動(dòng)控制閥推桿和控制閥柱塞向前移動(dòng),在消除柱塞與橡膠反作用盤(pán)之間的間隙后,再繼續(xù)推動(dòng)制動(dòng)主缸推桿,主缸內(nèi)的制動(dòng)液以一定壓力流入制動(dòng)輪缸,此力為制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)所給。與此同時(shí),在閥門(mén)彈簧的作用下,真空閥 也隨之向前移動(dòng),直到壓靠在膜片座的閥座上,從而使通道隔絕,即伺服氣室的前腔和后腔隔絕,進(jìn)而空氣閥離開(kāi)真空閥而開(kāi)啟,空氣經(jīng)過(guò)濾環(huán)毛氈過(guò)濾環(huán)空氣閥的開(kāi)口和通道充入伺服氣室后腔。隨著空氣的充入,在伺服氣室膜片的兩側(cè)出現(xiàn)壓力差而產(chǎn)生推力,此推力通過(guò)膜片座、橡膠反作用盤(pán)7推動(dòng)制動(dòng)主缸推桿向前移動(dòng),此力為壓力差所給。此時(shí),制動(dòng)主缸推桿上的作用力為踏板力和伺服氣室反作用盤(pán)推力的總和,使制動(dòng)主缸輸出的壓力成倍增長(zhǎng)。
解除制動(dòng)時(shí),控制閥推桿彈簧使控制閥推桿和空氣閥向右移動(dòng),真空閥離開(kāi)膜片座上的閥座而開(kāi)啟。伺服氣室的前后兩腔相通,且均為真空狀態(tài)。膜片座和膜片在膜片回位彈簧的作用下回位,制動(dòng)主缸解除制動(dòng)作用。
若真空助力器失效或真空管路無(wú)真空度時(shí),控制閥推桿將通過(guò)空氣閥直接推動(dòng)膜片座和制動(dòng)主缸推桿移動(dòng),使制動(dòng)主缸產(chǎn)生制動(dòng)壓力,但作用在踏板上的力要增大。
汽車真空助力器的輸入輸出特性。對(duì)應(yīng)于不同真空度的每根曲線上都有一個(gè)拐點(diǎn),稱為最大助力點(diǎn),即當(dāng)輸入力增加時(shí),作用于伺服膜片上的壓力差達(dá)到最大時(shí)的點(diǎn)。從此點(diǎn)開(kāi)始,輸出力的增加就等于輸入力的增加。
按QC/T307-1999《真空助力器技術(shù)條件》規(guī)定,試驗(yàn)時(shí)真空源的真空度為66.7±1.3kPa(500±10mmHg)。設(shè)計(jì)時(shí)真空助力器的輸入輸出特性通過(guò)計(jì)算方法初步確定。根據(jù)真空助力器的工作原理,可以近似地求出特性曲線上的兩個(gè)特征參數(shù):與最大助力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入力和;最大助力點(diǎn)以前的輸出力與輸入力之比,即助力比。
利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)吸入空氣這一原理,造成助力器的一側(cè)真空,相對(duì)于另一側(cè)正??諝鈮毫Φ膲毫Σ?,利用這壓力差來(lái)加強(qiáng)制動(dòng)推力。
1、如果膜片兩邊有即使很小的壓力差,由于膜片的面積很大,仍可以產(chǎn)生很大的推力推動(dòng)膜片向壓力小的一端運(yùn)動(dòng)。真空助力系統(tǒng),是在制動(dòng)的時(shí),也同時(shí)控制進(jìn)入助力器的真空,使膜片移動(dòng),并通過(guò)聯(lián)運(yùn)裝置利用膜片上的推桿協(xié)助人力去踩動(dòng)和推動(dòng)制動(dòng)踏板。
2、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí),由于沒(méi)有了進(jìn)氣真空度,也就沒(méi)有了助力,制動(dòng)所需要的人工力量將會(huì)很大。這里需要注意的是,有很多新手認(rèn)為,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火了就沒(méi)有制動(dòng)了,這是不對(duì)的。正確的應(yīng)該是,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火了,制動(dòng)所需要的人工踩踏力因沒(méi)有助力而會(huì)變得很大而已。