汽车制动主缸助力器总成工作机理分析

汽车制动主缸助力器总成工作机理分析
作者：马文美
来源：《中国科技博览》2018年第28期
[摘要]汽车制动系统现多采用伺服助力制动。

制动主缸助力器总成大规模应用在减轻驾驶员踩踏在制动踏板上的力的同时增加车轮制动力，达到轻便操作、制动可靠。

本文重点分析制动主缸助力器总成的工作机理。

[关键词]制动系统；制动主缸助力器总成；工作机理
中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0019-02
汽车制动系统是汽车行驶安全的关键系统，一般的汽车制动系统由制动踏板、制动主缸助力器总成、制动管路、制动比例阀、制动器等组成。

制动主缸助力器总成是制动系统核心部件。

制动主缸助力器总成利用发动机工作时在进气歧管产生的真空，使真空助力器内膜片两侧产生压力差，压力差和驾驶人员施加于制动踏板上的力推动制动主缸内的活塞，制动主缸泵出的高压制动液驱动轮边制动油缸，从而轻松实现制动，保证汽车行驶安全。

1 制动主缸助力器总成
制动主缸助力器总成是由制动主缸总成和真助力器总成装配在一起，一般固定装配在汽车发动机舱，如图1所示。

真空助力器总成推杆与制动踏板连接，制动主缸通过特制管路与车轮制动轮缸连接，如图2所示。

一般汽车采用液压对角线双回路制动系统连接，如图3所示。

制动主缸第一腔出液口通过比例阀与汽车右前轮、左后轮的制动管路4连接相通；制动主缸3的第二腔出液口通过比例阀与左前轮、右后轮的制动管路5连接相通，两个制动管路4、5呈交叉对角线布置。

2 制动主缸总成
2.1 串联式双腔制动主缸
2.1.1带补偿孔串联式
带补偿孔串联式制动主缸总成是最为经典的制动主缸形式，由于结构简单，易于加工和维护，其结构如图4所示。

制动时，驾驶员踩下制动踏板，真空助力器总成推动第一活塞13左移，在主皮碗盖住补偿孔15后，第一工作腔9内的制动液建立起压力，在此压力及第一回位弹簧反作用力下，推动第二活塞7，并克服第二回位弹簧反作用力向左移动，在主皮碗盖住补偿孔4后，第二腔随之产生压力，第一腔、第二腔内的高压制动液通过四个出液口进入前后的制动管路，对行驶中的汽车施加制动，促使汽车停止。

2.1.2中心阀串联式
随着电子技术进步，各种电子辅助系统如ABS、EPS等不断装配到汽车上，中心阀串联式制动主缸应运而生。

中心阀串联式制动主缸采用装配在第一、第二活塞中心的单向阀，中心阀串联式制动主缸结构如图5所示。

当汽车制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板力通过踏板杠杆和真空助力器助力后，推动第一活塞左移，当中心阀5、14脱离控制销8、17时，中心阀芯在中心阀簧作用下将阀口间隙关闭，使第一工作腔与储液罐隔离，第一活塞继续左移，第一工作腔逐步建立液压力，液压力通过出油口、经由制动管路传递至车轮制动轮缸，产生制动力。

中心阀开闭工作状态如图6所示。

3 真空助力器总成
真空助力器总成是制动力比例放大装置，其一般结构如图7所示。

真空助力器总成的后壳螺栓21固定在车身前围板上，阀杆1通过杆叉与制动踏板连接。

真空助力器总成前壳螺栓17与制动主港连接。

真空助力器总成由前、后壳体27、11铆接组成工作腔，由膜片12、膜片托盘13、阀体22共同组成前、后（A、B）两个腔体。

前腔A的真空管16连接发动机进气歧管，以用来获得发动机真空，利用发动机工作时吸入空气使助力器的一侧产生真空，相对于另一侧正常空气压力就有了压力差，利用该压力差来增强制动推力。

真空助力器有3种工作模式：释放、施加与保持。

3.1 释放模式
松开制动踏板时，动力腔前壳的空气通过止回阀被发动机进气歧管真空抽出。

由于阀杆处于释放位置，阀的柱塞也被固定在后面位置，使真空口保持开启，允许真空将后壳中的空气抽出。

释放模式真空助力器总成状态如图8所示。

3.2 施加模式
当驾驶人踩制动踏板时，阀杆将阀的柱塞向前推，关闭真空口并开启大气口。

此时大气压力通过阀杆附近的空气滤清器进入动力腔后壳，即图中的变压室。

由于膜片前面仍保持真空，
膜片后面的大气压力将膜片向前推，这一运动通过与膜片相连的推杆传给制动主缸活塞。

施加模式真空助力器总成状态如图9所示。

3.3 保持模式
当膜片向前运动时，控制阀阀体离开其控制杆，将大气口关闭。

控制阀的这种作用可以调节膜片前后的压力，使驾驶人能够控制汽车制动的力度。

如果制动踏板保持在一个适当位置上，活塞可以运动到与控制阀接触，使大气口和真空口同时关闭。

此时，膜片以恒定的压力持作用到制动主缸活塞上，保持模式真空助力器总成状态如图10所示。

4 结束语
本文对制动主缸助力器总成工作原理进行分析。

补偿孔串联式制动主缸应用时间长，但不适应汽车日益电子化趋势；中心阀串联式制动主缸适应加装ABS、ESP的车型。

详细分析了真空助力器总成释放、施加和保持三种工作模式。

随着汽车工业的不断发展和进步，会有更先进、更可靠、更轻便的制动主缸助力器总成产品研究出来。

参考文献
[1] 柳恩芬.中心阀式制动主缸的开发[D].长春：长春理工大学，2005
[2] 方泳龙.汽车制动理论与设计[M].北京：国防工业出版社，2005.
[3] 黄安华.汽车行车制动系统的发展[J].汽车维修， 2010（7）：46-48.
收稿日期：2006-06-29
作者简介：蓝天（1980-），男，汉族，天津人，北京航空航天大学汽车工程系硕士，主要从事汽车空气动力学方向的研究。