真空助力泵.doc

真空助力器是如何利用真空来提供助力的？
    在工作的状态下，推杆回位弹簧使得制动踏板处于初始位置，此时，真空管与真空助力器连接位置的单向阀处于打开的状态，在助力器内部，隔膜将其分为真空气室和应用气室，这两个气室相互间可连通，在大多数时间里二者都与外界隔绝，通过有两个阀门装置可以实现气室与大气相连。

    在发动机运转时，踩下制动踏板，在推杆的作用下，真空的阀门关闭，同时，推杆另一端的空气阀门被开启，待空气进入后（踩下制动踏板产生喘气声的原因）便会造成腔内气压不平衡的状态，在负压的作用下，膜片被拉向制动总泵一端，进而带动制动总泵的推杆，这便实现了将腿部力量进一步放大的功能。

● 真空助力器的“真空”从哪来？
-- 源自发动机
    获得真空最为普通的方式就是利用发动机本身的工作特性，通过一根管路将进气歧管与真空助力器相连，从而将发动机在运转时产生的真空导入助力器。这种助力的方式对发动机的工况会形成细微的影响，何以见得？

    与我们所熟悉的空燃参数比一样，真空度同样是反应发动机正常运转的重要参数。当我们踩下制动踏板时，真空助力器会随着踏板的行程逐渐释放真空气室内的真空，制动操作结束后，驾驶者释放制动踏板，在回位弹簧的帮助下，真空助力器会迅速恢复至“戒备”状态，这便再一次需要从进气歧管抽取真空，正是这个过程，在瞬间它会影响到发动机的真空环境，从而使得发动机的工况出现波动，有时候你可以通过发动机的细微抖动或转速表的变化来察觉到它。

-- 凸轮轴驱动的真空泵

    发动机周边的附件很多都是在发动机运转时形成的真空环境中被控制的，受结构和类型所限（柴油发动机和汽油直喷发动机），有些发动机则无法提供用于满足周围附件工作的真空环境，因此在真空源的提供方式上做出了调整，加装一个独立的真空泵是个不错的办法。

    此类真空泵依靠凸轮轴带动泵内转子，与转子同轴相连的叶片以偏心的位置进行转动，在偏心旋转过程中，叶片上方的容积被不断的挤压、释放，这个过程便制造出了真空环境，通过橡胶管把真空泵与真空助力器相连，剩下的事则与上面提到的相同，
-- 电动真空泵

    厂商开始逐渐在混合动力车和纯电动车领域发力，不知你有没有想过“真空”的问题，当车辆依靠电机行驶时，原先获取真空的方式都行不通了，但采用传统结构的制动系统仍需要借助除驾驶员腿部以外的力量来更有效的推动制动总泵，电动助力泵成了最好的选择。
-- 题外话：制动系统中，上面提到的那些真空助力器是必须的吗？
   有些厂商希望传统结构的真空助力器永远消失，你可以认为这是一种“过河拆桥”的行为，但当你了解内情之后，才知道，原来纯机械的装置真的要过时了。

   奥迪A1 e-tron的两个后轮制动卡钳采用了线控技术，控制信号来自制动踏板传感器和ESP控制单元，也就是说，当踩下刹车踏板时，制动总泵直接作用于前轮，而后制动分泵依靠齿轮的运动来推动活塞进行制动，制动效果上，液压制动会更直接而且力量也会更大，不过，这并不重要，从以往的经验来看，前轮的制动力往往都要大于后轮。由于不需要刹车油传递来自制动踏板的制动力，后轮的电子机械制动卡钳可以迅速作出反应，这对ESP车身动态稳定系统的控制也会更有优势。其实，这已经暗示了，传统的制动系统将有可能退出舞台，电子制动卡钳的时代到来时，真空助力泵离开的时候就到了。

    人们总觉得液压的系统要比电子系统来得可靠，那好吧，电子卡钳先放一旁，我们再来看看另一种更加现实的制动助力系统--博世推出的这套系统由制动总泵和助力控制模块两部分组成。从外观来看，图中所示的制动总泵显然不同以往，的确如此，在兼顾本职工作的同时，它还做了一些原本不归它管的工作。为了感知驾驶员的意图，制动总泵上安装了踏板行程传感器，其所传递出的信号会直接被助力控制模块获取，依据此信号，助力控制模块可对制动总泵的活塞施加相应的压力，从而达到对车轮制动的目的。也就说，驾驶员踩下制动踏板的动作更多是在向助力模块传递电信号，而实际用于推动制动主缸活塞的力量则由带有高压蓄能器的电子助力模块（上图右侧）完成。

    如果是这样的话，长期霸占汽车之家办公区内那台赛车模拟器的同事一定能很快适应这种毫无制动脚感的方式，但研发它的工程师显然不是个游戏迷，依靠模拟装置，在制动过程中，踏板还是可以呈现出属于汽车的制动感觉，但显然，本质变了。
● 制动“失灵”是怎么回事？
    由于对真空源的过分依赖，通过发动机来获取真空的方式对于制动系统来说存在着一些问题，这不禁又让我们想起了2年前的“刹车门”事件。当油门踏板卡死后，发动机转速迅速攀升，此时，发动机会吸入大量的空气来维持在该工况下的动力输出，真空环境的平衡也会因此被打破，一旦突发情况发生，驾驶者本能的踩下制动踏板，第一次踩下时，真空助力器内存留的真空还可以帮助驾驶者推动制动总泵以实现车辆的制动，但当第二次、第三次踩下制动踏板时，由于发动机无法提供充足的负压来满足真空助力器的工作条件，所以，真空助力器“失效”，制动踏板变硬，造成制动效果下降，从驾驶者的反馈来看，大多数人则认为制动失灵。
    到后来厂商开始重视“刹车优先系统”，即在油门踏板和刹车踏板同时踩下时，采用电子控制的节气门会关闭，如果节气门采用拉线控制，那么，发动机电脑会对相应的执行器发出限制指令，减少喷油或控制点火频率。
● 采用独立真空泵后就不会发生制动助力失效的故障了吗？
    从采用凸轮轴驱动的助力泵结构来看，它同样有可能面临这个问题。以下是我们从前方采集回来的素材，车主恽女士就曾因助力泵失效而多次面临刹车“失灵”的险情。下面让我们来看看是什么样的原因导致了故障的发生。

    在泵体与管路连接的接口处有一个滚珠式的单向阀，这个单向阀是维持刹车真空助力系统的重要控制元件。在真空泵为刹车助力系统建立了正常的真空环境后，真空泵内部与助力器真空气室间的压力处于平衡状态，此时，单向阀关闭。当平衡被驾驶员的制动动作打破时，管路内的气压与外界相近，一直保持工作状态的真空泵在克服弹簧弹力后将单向阀吸开，进而使得真空助力系统重新建立真空环境以为下次制动做好准备。

    问题就出在了这个塑料材质的球形单向阀上，长期做着开启关闭的动作使得这个球形单向阀在与管口的摩擦中出现了磨损，在正常情况下，这个球形阀会用自身三分之一的体积将管口堵住，而在出现磨损后，就会有更多体积卡在管口外面，当磨损达到一定程度后，球形阀就有可能卡死在管口，从而，真空泵则无法将单向阀吸开，因此，卡死的单向阀在真空泵与真空助力器之间形成阻断，真空助力器也就无法参与到正常的工作中了，从而导致了制动踏板变硬的情况。
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