真空助力器的結(jié)構(gòu)原理與故障檢修

王金

摘 要：真空助力器是汽車制動系統(tǒng)里幫助駕駛員踩剎車的裝置，它能讓駕駛員踩剎車省力，它非常有用但很多人卻對它不了解更不懂怎么檢測維修。本文主要介紹汽車真空助力器結(jié)構(gòu)原理，以及對真空助力器的檢測，最后還寫了真空助力器的常見故障。通過學(xué)習(xí)這些知識可以讓很多人更加了解真空助力器的工作原理，也給維修真空助力器人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：汽車 真空助力器 故障檢測 分析

Structural Principle and Troubleshooting of Vacuum Booster

Wang Jin

Abstract：Vacuum booster is a device in the automobile brake system to help the driver step on the brake， which can make the driver step on the brake and save effort， and is very useful. But many people do not understand it， let alone how to detect and repair. This article mainly introduces the structural principle of automobile vacuum booster， as well as the detection of vacuum booster， and finally discusses about the common faults of vacuum booster. By learning this knowledge， many people can better understand the working principle of vacuum boosters， and also help maintenance vacuum booster personnel.

Key words：automotive， vacuum booster， fault detection， analysis

1 汽車真空助力器結(jié)構(gòu)和分類

提起真空助力器，許多人都只知道它是為了降低駕駛員勞動強(qiáng)度，卻不知道它是如何工作的，而且在出現(xiàn)故障時又是一次更換，這更是增加了他的神秘感?，F(xiàn)在，我們就從真空助力器的結(jié)構(gòu)開始講。

1.1 汽車真空助力器的構(gòu)成

一般由空氣控制閥、回位彈簧、柱塞、真空閥、活塞、膜片、推桿與操縱、單向閥桿等構(gòu)成，如圖1所示。

1.2 汽車真空助力器的分類

車輛真空助力器是剎車助力器中的一類，剎車助力器在輕型汽車以及中型車輛中均有著相當(dāng)普遍的使用，而按照剎車助力器操作型式的差異又可將其分成真空、液壓以及氣動輔助三大部分。而車輛真空助力器就是當(dāng)中極為重要的一類。在車輛真空助力器的實(shí)際使用中，又主要包括機(jī)械真空輔助以及液壓真空輔助二種型式，而且真空輔助直接將由車輛真空助力器所形成的力作用于踏力，所以可操作性比較強(qiáng)，它所具備的這種特點(diǎn)也使得它在輕型汽車（如轎車及小型載貨車輛）上有著相當(dāng)普遍的使用，不過它在實(shí)際使用的過程中往往會受到汽車裝配空間的約束而影響對其進(jìn)行使用。液壓真空輔助和機(jī)械真空輔助在直接作用于踏力的時候工作形式上有所不同，它是直接使用主缸所形成的液壓系統(tǒng)來對踏力實(shí)施輔助的，所以雖然它受空氣約束較小，但相比于機(jī)械真空輔助來說操縱感不好。因此為了克服車輛真空助力器操控性不好的問題，需要對導(dǎo)致車輛真空助力器壓力滯后的因素加以分析并進(jìn)行改進(jìn)，以使車輛達(dá)到更良好的空氣制動性能。

2 真空助力器工作原理

2.1 非工作狀態(tài)

在閥柱回位彈簧的作用下，當(dāng)閥柱與空氣閥座到達(dá)右極限位置時，閥門簧片被橡膠閥片壓緊于空氣閥座上，從而空氣閥口完全封閉，最大真空量閥口開啟，此時前、后兩腔完全連通，并將大氣隔離。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時，前后二個氣室的壓力相等，即產(chǎn)生同樣的真空度[1]。

2.2 工作狀態(tài)

踩剎車時，腳踏力矩通過杠桿放大（踏板比），作用在最大真空度助力器的空氣閥桿上，同時壓縮閥桿回動簧，帶動空氣閥座向前運(yùn)動，并通過反饋盤和液壓系統(tǒng)的過桿傳動，使空氣制動向主油缸的第一活塞運(yùn)動，從而形成液壓，制動輪缸的張開力矩，推動剎車蹄片形成制動力。

與此同時，橡膠閥部件在閥桿簧的作用下，和真空氣閥座一起運(yùn)動，并關(guān)閉最大真空度閥口，將前后空腔分隔，將前后氣室和最大真空度源全部切斷。（這是一瞬間過程）

由于閥桿的繼續(xù)移動，氣體閥和橡膠閥門部分分離，內(nèi)部氣體閥門口重新啟動，而外部氣體則通過泡沫濾芯、橡膠閥件的內(nèi)孔和大空閥門出口流入后空腔中，使前后二個空腔之間形成了壓力差，這種壓力差在助力器的膜片、助力盤、等關(guān)鍵部件之間形成了相互作用，除一小部分作為平衡彈簧的抗阻力和工作壓力差之外，主要經(jīng)閥體作用到反饋盤上，再傳導(dǎo)給制動主油缸。在這個過程中，真空閥口始終保持在封閉位置。

在踩動腳踏板的過程中，將閥桿往前推移，壓縮空氣經(jīng)開啟的后空氣閥口，持續(xù)地流入后氣房，閥體也持續(xù)地往前推移。當(dāng)踏板停滯在某-平衡位置時，閥體將移到真空閥口封閉的地方，此時空閥口與真空閥口都處在封閉位置，而輔助器則保持-均衡位置，即閥柱的輸送壓力、前后氣房產(chǎn)生的伺服力矩，與主油缸液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的推動力（輔助器的輸出力的反作用力）三者相互平衡。

當(dāng)前后空腔的壓力差已經(jīng)達(dá)到了最大，即后空腔的壓力差完全等于大氣壓力之后，這時真空助力最大，此后，即使進(jìn)口壓力的改變和出口壓力的改變相同時，也沒有伺服壓力的增加。

2.3 釋放

放開剎車踏板，閥桿回動簧立即把閥桿的真空閥座推回，從而使真空閥口完全封閉，真空閥打開，關(guān)鍵部件在回位簧的引導(dǎo)下，返回起始位，助力器則返回非目標(biāo)位置。

2.4 制動主缸實(shí)現(xiàn)力與液壓的轉(zhuǎn)換

助力器的傳遞動力直接作用于與之相連接的剎車系統(tǒng)主油缸的第一活塞上，進(jìn)而將動力轉(zhuǎn)化為液壓，并傳遞給輪胎上的制動分泵，再將制動分泵轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿Γ瑥亩瓿蓪囕v的制動。

3 真空助力器的檢測

進(jìn)氣歧管真空不夠、真空管道漏氣或損壞、隔膜泄漏、空氣閥門封閉不嚴(yán)等，均會造成真空助力器的運(yùn)行不好。而剎車踏板費(fèi)力往往是真空助力器完全磨損的主要標(biāo)志。真空助力器能否正常運(yùn)行，可以以下方式加以測試。

3.1 密封性能檢測

密封性能的檢測方法有兩種：

（1）首先讓發(fā)動機(jī)在怠速狀態(tài)下運(yùn)行1-2分之內(nèi)后關(guān)掉。用腳多次踩剎車踏板，如果剎車踏板的高度一次比一次高，則說明真空助力器密封效果好。反之，則說明密封不好。則說明真空助力器密封性效果較差，應(yīng)予檢查。

（2）首先讓發(fā)動機(jī)在怠速狀態(tài)下運(yùn)行。然后用腳踩制動踏板并在腳踏達(dá)到最低位置、保證腳踏壓力恒定的狀況下，終止發(fā)動機(jī)運(yùn)行。如發(fā)動機(jī)供給的真空度很正常，且踏板高度在30s內(nèi)無顯著改變，則表示真空助力器密封性能較好。但如果剎車踏板身高有明顯的回升跡象，則真空助力器有泄漏故障[2]。

3.2 助力功能檢測

當(dāng)發(fā)動機(jī)熄火時，先以同樣的腳踏使勁踩制動器腳踏若干次，以減少真空助力器的全部或剩余最大真空度，并確定腳踏標(biāo)高無改變后，踩住腳踏不動，隨即重新起動發(fā)動機(jī)。此時如制動腳踏略為傾斜，則表示最大真空度助動力器助動力功用是否正常;若腳踏不動，則助動力器無助動力功用，應(yīng)先檢測最大真空度源是否供給了相應(yīng)的真空度，繼而再檢測真空管路、單向閥門和最大真空度助動力器[3]。

3.3 真空供給檢測

若在剎車后真空助力器的輔助作用失靈或輔助功能微弱時，除應(yīng)檢測真空助力器之外，還需著重檢測給助力器供給最大真空度的真空系統(tǒng)電源和真空管道。檢測后，拔下真空助力器的最大真空度插頭，并起動引擎讓其保持怠速工作，并用大拇指快速地將真空管口卡住。此時只要覺得有強(qiáng)烈的吸力，則說明引擎供給的最大真空度充足或真空管道設(shè)計(jì)良好;倘若沒有明顯的吸力或完全沒有吸力時，則應(yīng)該關(guān)閉引擎，并查看真空管路有無破裂、卷曲、松動或阻塞。一旦真空管路破裂時，則應(yīng)予立即更換;一旦真空管路正常時，可使用真空儀表檢測引擎怠速下進(jìn)氣歧管的真空度，一旦引擎工作正常時，其真空儀表讀數(shù)可在40～67kPa范圍內(nèi)。

3.4 真空單向閥的檢測

真空單向閥在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管和真空助力器之間。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管的真空經(jīng)由真空單向閥送到真空助力器，而真空助力器的真空則無法經(jīng)由該閥門返回。所以，真空單向閥的主要功能就是確保在引擎停轉(zhuǎn)之后，真空助力器內(nèi)的真空能夠維持在足夠的時候，從而維持一種高效的輔助剎車。檢測時，首先使引擎怠慢，隨后關(guān)掉引擎并等候約5min，而后對踩踏板實(shí)施剎車，必須在每次的踩踏行程中才有輔助功能。如在首次踩踏板時缺乏輔助功能，則單向閥出現(xiàn)了漏氣故障。為了進(jìn)行檢測，將單向閥拆下，用嘴朝單程閥的進(jìn)氣歧管一側(cè)吹氣，而空氣則一點(diǎn)兒都沒有進(jìn)入。當(dāng)高溫真空單向閥反向漏氣時，就應(yīng)當(dāng)更換。此外，若最大真空度時單向閥門有開閉困難或卡住的現(xiàn)象，也應(yīng)予更換。

3.5 真空助力器空氣閥檢測

真空助力器空氣閥如出現(xiàn)泄漏問題，當(dāng)車輛無制動力運(yùn)轉(zhuǎn)時，因部分的壓縮空氣流入B腔而使膜片二側(cè)對B、A腔形成了壓差阻力，從而引起助力器的自動工作，使汽車運(yùn)行時阻礙力矩很大。由于此類問題產(chǎn)生了較大的隱秘性，從而造成了車輛的制動力性、經(jīng)濟(jì)性極大降低。據(jù)調(diào)查，當(dāng)很多汽車出現(xiàn)此類問題時，司機(jī)們竟然都不清楚病因，有的人雖發(fā)現(xiàn)輪胎行車阻滯力較大，且輪轂過熱加重，但在查找故障根源時卻常常以為是剎車速度調(diào)節(jié)不良，而很少懷疑是最大的真空度助力器問題。于是使用了以下二種方式加以檢測。

（1）通過進(jìn)行空氣制動器阻滯測試，來檢測真空助力器空氣閥的正確操作方法：

①把從動車輪升離地面懸空;

②踩剎車踏板數(shù)次，才能去除最大真空度助力器內(nèi)的剩余真空;

③松開剎車踏板，用手轉(zhuǎn)向輪胎，注意其壓力的變化;

④讓發(fā)動機(jī)以怠速狀態(tài)運(yùn)行1-2min，然后關(guān)掉;

⑤如果繼續(xù)用手旋轉(zhuǎn)其輪轂，發(fā)現(xiàn)壓力上升了，就表示真空助力器空氣閥出現(xiàn)泄漏故障情況了[4]。

（2）直接測試空氣閥門的密封特性的操作方法：

松開剎車踏板后，在怠速工作下，懸一小束紗線或紙條在空氣門的進(jìn)氣口前方，若被人吸收，則表示空氣門密封性較差，存在氣體泄漏問題;如此后空氣不被吸入，但如果在剎車踏板剛被踩下之前它就已被吸入，則表示空氣閥工作正常，無泄漏事故。

4 真空助力器的故障檢修與案例分析

4.1 真空助力器的常見故障及檢修

（1）踏板發(fā)硬，制動不靈

故障分析為：前殼氣封漏氣;單向閥門阻塞;真空管泄漏或阻塞;真空管接口處封閉不嚴(yán)。

排除辦法：真空管接頭真空管，單向閥，前殼氣封，如有損壞應(yīng)更換。

（2）無助力作用

故障因素：單向閥故障;調(diào)節(jié)閥橡膠組件及后殼的氣封損壞。

排除辦法：檢查確定故障原因，如有損壞應(yīng)更換。

若出現(xiàn)此問題，需檢測剎車總泵支架的安裝長度和設(shè)計(jì)上是否存在問題。當(dāng)真空助力器和剎車總泵安裝于整車上時，在將驅(qū)動叉和制動踏板木杠餃接完畢后，若在非運(yùn)行階段下銷軸重心要偏離釬桿的轉(zhuǎn)動位置時，應(yīng)使驅(qū)動門桿和助力器的中心線偏差不超過2°。在一般使用的工作情況下，必須確保所有方向的位移量均不能大于比值。不然，將會導(dǎo)致后殼的氣封部分損壞[6]。

（3）助力作用下降并始終有漏氣聲

事故起因：控制閥橡膠組件及前殼氣封損壞。

排除辦法：檢查確認(rèn)后，更換

（4）剎車的踏板突然自動下降。

故障原因：后殼氣封脫落。

排除辦法：拆開，檢查，修理。

4.2 案例分析

（1）故障現(xiàn)象：

一輛比亞迪思銳1.5T轎車行駛了5萬km，在行駛的時候突然踩下剎車踏板，感覺制動踏板太硬而且剎車沒勁;緊急剎車時，汽車雖有“點(diǎn)頭”的現(xiàn)象，卻無明顯剎車印痕，而且剎車距離也較長。

（2）故障檢查：

針對此事故情況，維修技師檢測力汽車制動系統(tǒng)的所有部件（包括真空助力器、制動主泵、制動分泵、制動蹄片、制動鼓、制動盤以及剎車管路）都沒發(fā)現(xiàn)問題。當(dāng)拔下真空助力器氣管檢測頭時，發(fā)現(xiàn)連接進(jìn)氣歧管上的氣管最大真空度吸力不足，所以擰下氣管接頭并檢查，發(fā)現(xiàn)氣管接頭內(nèi)室已經(jīng)被堵上了。

（3）故障分析：

真空助力器的氣房前室，通過最大真空度單向閥和發(fā)動機(jī)的進(jìn)風(fēng)管相連，當(dāng)發(fā)動機(jī)開始運(yùn)行時，最大真空度的單向閥被吸開，使真空腔左、右腔之間都形成了一定的真空度，真空助推器的工作。當(dāng)真空助力器氣管接頭阻塞后，真空助力器內(nèi)腔的真空度變小，吸力也隨之變小，于是真空助力器便不能正常運(yùn)行，從而造成了制動效果不好[6]。

（4）故障排除：

清理進(jìn)氣管連接內(nèi)側(cè)臟污，按規(guī)定裝復(fù)后試車，故障現(xiàn)象基本消失。

5 結(jié)論

真空助力器一般用作車輛制動，真空助力泵使剎車踏板產(chǎn)生的傳遞力釋放后形成剎車主油缸的傳遞動力。剎車主缸又把真空助力器的機(jī)械動力轉(zhuǎn)換為液壓傳遞給剎車管路，把機(jī)械壓力轉(zhuǎn)換為液壓。對車輛真空助力器壓力真空度的提高，對于改善車輛真空助力器的效果制動效果是十分重要的。該文在研究了造成汽車真空助力器真空量不足問題的基礎(chǔ)上，對如何檢查維修汽車真空助力器真空度不足的方法進(jìn)行了分析與介紹。

參考文獻(xiàn)：

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