制動主缸與真空助力器結構及原理

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1、 真空助力器帶制動主缸和比例閥的結構原理及故障分析 真空助力器帶制動主缸和比例閥的結構原理及故障分析 一 真空助力器與制動主缸的結構及原理 （一） 液壓管路聯接形式 奇瑞轎車采用液壓對角線雙回路制動系統(tǒng)聯接，如圖1所示。 制動主缸3的第一腔出油口通過比例閥與右前輪、左后輪的制動管路4聯接相通。制動主缸3的第二腔出油口通過比例閥與左前輪、右后輪的制動管路5聯接相通。兩個制動管路4、5呈交叉型對角線布置。 這種

2、液壓對角線雙回路制動系統(tǒng)的聯接形式，能保證在某一個回路出現故障時仍能得到總制動效率的50%。此外，這種制動系統(tǒng)結構簡單，而且直行時緊急制動的穩(wěn)定性好。 (二)串聯式雙腔制動主缸 1 帶補嘗孔串聯式雙腔制動主缸 奇瑞轎車采用補嘗孔串聯式雙腔制動主缸，其結構原理如圖2所示。 制動時，駕駛員踩下制動踏板，真空助力器推動第一活塞13左移，在主皮碗蓋住補嘗孔15后，第一工作腔9的制動液建立起壓力，在此壓力下及第一回位簧的抗力作用下，又推動第二活塞7，并克服第二回位簧抗力2左移，在主皮碗蓋住補嘗孔4后，第二工作腔3隨之產生壓力，制動液通過四個出油

3、口進入前、后制動管路，對汽車施行制動。 解除制動時，駕駛員松開制動踏板，活塞在彈簧作用下開始回位，高壓制動液順管路回流入制動主缸。由于活塞回位速度迅速，工作腔內容積相對增大，致使制動液壓力迅速降低，管路中的制動液受到管路阻力的影響，制動液來不及充分流回工作腔充滿活塞移動讓出的空間，這樣使工作腔形成一定的真空度，貯液罐里的制動液便經回油孔14、16和活塞上面的四個小孔推開閥片6經主皮碗5、11的邊緣流入工作腔。當活塞完全回到位時，工作腔通過補嘗孔與貯液罐相通，這時多余的制動液經補嘗孔流回到貯液罐。等待下一次制動，這樣往復循環(huán)進行。 2 帶ABS的中心閥式雙腔制動主缸 ABS系統(tǒng)配

4、備于奇瑞豪華轎車，大大提高了整車的安全性和制動穩(wěn)定性，為了提高ABS系統(tǒng)工作的可靠性，奇瑞轎車采用了中心閥式雙腔制動主缸， 其結構如圖3所示。 其特點是取消了串聯式雙腔制動主缸的補嘗孔，采用中心單向閥來取代它們的作用。該中心單向閥結構安裝在第一、二活塞內，其結構如圖4所示。 制動時，活塞在助力器的推力作用下開始左移，當中心閥芯5、14脫離控制銷8、17時，中心閥芯在中心閥簧作用下將中心閥口關閉，這時工作腔3、12建立起液壓并通過出油口傳遞給制動管路。 解除制動時，活塞在回位簧作用下，迅速退回，在真空度的作用下，中心閥打開，貯液罐里的制動液經回油孔18、19并通過中心閥口

5、充滿工作腔3、12。等待下一次制動。 采用中心閥式的結構優(yōu)點是：由于ABS系統(tǒng)中液壓泵的作用，使制動系統(tǒng)的制動液壓發(fā)生波動，正是這種作用使制動主缸內的液壓產生波動，且活塞同時發(fā)生相對移動，其液壓的變化頻率可達每秒4～10次，液壓可達20MPa高壓 ， 當活塞相對缸體移動時，由于高壓的作用，在補嘗孔和回油孔處就會發(fā)生密封皮碗的過度磨損或切削現象，這樣就會造成制動主缸失效，從而造成制動系統(tǒng)失效，所以，奇瑞轎車的ABS系統(tǒng)所采用的中心閥制動主缸結構，克服了以上不足，從而提高了制動系統(tǒng)的安全可靠性。 （三）真空助力器 為了提高駕員的操縱輕便性，降低制動踏板力，奇瑞轎車采用了7英寸

6、真空助力器。 真空助力器其結構如圖5所示。真空助力器的后殼體螺栓21固定在車身前圍板上，閥桿1與制動踏板桿連接。真空助力器前殼體螺栓17與制動主缸連接.助力器由前、后殼體27、11組成工作腔，由膜片12、助力盤13、閥體22共同組成助力器工作腔，并分成前、后（A、B）兩腔，前腔A真空管16接發(fā)動機進氣歧管，以獲得發(fā)動機的真空度，使助力器工作。后腔B通過真空閥口E及空氣閥口G的開關，或與前腔相通，或與大氣相通，真空助力器工作腔與外界大 大氣隔絕。橡膠閥部件與閥體組成真空閥口E，與空氣閥座組成空氣閥口G。 未制動時，真

7、空助力器處于非工作狀態(tài)。在閥門彈簧6的作用下，橡膠閥部件7緊壓在空氣閥座18的端面上，空氣閥口G被關閉，使A氣室和B氣室與外界空氣隔絕。此時真空閥口E而開啟，通往A氣室的通道C與通往B氣室的 通道D相通，A、B兩氣室壓力差為零。在發(fā)動機工作時， A、B兩氣室的 度絕對值與發(fā)動機進氣管處相同。 制動時，駕駛員踩下制動踏板，踏板力F1推動閥桿1連同空氣閥座18向 左移動，消除反饋盤20與壓塊19之間間隙后，壓縮反饋盤20并推動主缸推桿26左移動，使制動主缸產生一定的液壓。與此同時，橡膠閥部件7在閥門彈簧6的作用下與閥體22接觸，真空閥口E被關閉

8、，A、B兩氣室被隔絕。閥桿1繼續(xù)左移，空氣閥座18在閥桿1的作用下與橡膠閥部件7脫離，空氣閥口G打開。外界空氣經毛氈濾芯2和通道D進入B氣室。這時A、B兩氣室之間產生壓力差。于是在主缸推桿上產生助推力。 當踏板力達到一定值時，閥桿1也停止左移，由于兩腔壓力差的存在，而整個閥體部件與膜片12和助力盤13一起繼續(xù)向左移，這時空氣閥口G逐漸關閉，于是出現了真空閥口E和空氣閥口G同時關閉的平衡狀態(tài)。此時主缸推桿26作用于反饋盤上的力與閥桿1和閥體部件作用于反饋盤上的合力相平衡，當B腔氣壓達到大氣壓時，助力器達到最大助力點。 解除制動時，在主缸回位簧力的作用下，推動閥體部件右移，

9、使真空閥口E打開，助力器的A、B兩氣室相通，這時A、B兩腔均成為真空狀態(tài)，膜片12、助力盤13和閥體22在回位簧15力的作用下，推回到原始位置，制動主缸即解除制動狀態(tài)。 若真空助力器失效或真空管路無真空度時，踏板上閥桿通過空氣閥座直接推動閥體和主缸推桿26向左移動，使制動主缸產生制動壓力。 二 比例閥結構與原理 比例閥是汽車制動系統(tǒng)中的壓力調節(jié)裝置，安裝于制動系統(tǒng)的制動主缸和后輪輪缸的后制動管路中，汽車在制動過程中，自動調節(jié)后輪的制動壓力，防止后輪抱死引起汽車側滑現象，從而提高整車制動時的穩(wěn)定性和安全作用。

10、 比例閥的結構原理如圖7所示，采用的是兩端承壓面積不等的差徑式活塞結構，主要由閥體、活塞、閥門、彈簧、定位座、密封圈等零件組成，設有輸入油口和輸出油口，輸入油口與制動主缸聯接，輸出油口與后輪輪缸聯接。差徑活塞上端的導向圓柱表面與閥體內定位座間隙配合，并與密封圈密封配合，活塞下端表面的圓柱與閥體間隙配合，活塞直徑D的軸向與閥門之間形成閥口。 比例閥屬于定值閥，它不雖汽車的載重變化而變化，其工作原理是，當輸入端液壓P1與輸出端液壓P2增長到一定值PS后，即自動地對輸出液壓P2的增長按一定比例加以節(jié)制（見圖8），由于輸出液壓P2的增長量小于輸入液壓P1的增長量，所以P2按固定比例增加。

11、 未制動時，在彈簧4預緊力F1的作用下，活塞2處在極限位置，橡膠閥門3被活塞2壓靠在閥體的臺階上，閥口保持開啟狀態(tài)。（見圖7左側） 制動開始時，由制動主缸前、后腔產生的液壓輸出到比例閥的輸入端，經開啟的閥口輸到輸出端，此時輸入液壓P1和輸出液壓P2從零同步增長，輸入液壓等于輸出液壓；即P1=P2 隨著輸入液壓的增長，作用在活塞2上液壓作用力F達到并超過設定的彈簧預緊力F1時，活塞2開始向上移動，當輸入液壓P1和輸出液壓P2增長到一定值PS時，活塞2與橡膠閥門3間的閥口關閉（見圖7右側），此時輸入腔與輸出腔被隔絕，活塞2達到平衡狀態(tài)，此瞬間的關閉點液壓PS稱為折點壓力，（見圖8）此時液壓P1

12、=P2=PS。 由于活塞輸出端的承壓面積A2大于活塞輸入端的承壓面積A1，所以活塞輸出端的液壓作用力大于輸入端的液壓作用力。那么兩端液壓作用力之差：F=A2P2-A1P1。 同時作用活塞上液壓作用力之差F與平衡狀態(tài)下的彈簧抗力F1相平衡F=F1。 若輸入液壓P1繼續(xù)增加，作用在活塞輸入端的液壓作用力F隨之增大，當大于輸出端活塞上的作用力時，活塞2向下移動，閥口再度開啟，從而使輸出端液壓繼續(xù)升高。由于A2>A1，輸出液壓P2尚未增長到新的輸入液壓P1時，活塞又回復到平衡狀態(tài)，這過程是循環(huán)往復瞬間完成。 三 貯液罐結構與原理 貯液罐是貯存制動液并為制動系統(tǒng)提供和補充足夠能量的剎車制動液，

13、保證汽車在行駛制動過程中的可靠性。 貯液罐下殼體的出口處與制動主缸聯接，開關體與架駛室的液面報警裝置相接。其結構主要由下殼體、上殼體、旋蓋、浮子、磁鐵、舌簧管、開關體等零件組成。當貯液罐里的液面上升或下降時，浮子帶動磁鐵雖著液面同時上升或下降，當浮子上升到MAX的位置時，磁鐵的 磁力遠離舌簧管開關接點，接點斷開，報警裝置處在非工作狀態(tài)；浮子下降到MIN的位置時，磁鐵的磁力接近舌簧管開關接點，接點接通，報警裝置處在工作狀態(tài)；通知司機該往貯液罐加制動液，用眼觀察制動液面加到最大位置（MAX） 四 真空助力器帶制動主缸、貯液罐、比例閥外形結構和技術參數 1）

14、真空助力器帶制動主缸、比例閥、貯液罐外形結構 2）真空助力器帶制動主缸和比例閥特性曲線 3）真空助力器帶制動主缸、比例閥技術參數 表1 產品名稱 主缸直徑 （mm） 第一腔活塞行程（mm） 第一腔排量 （cm3） 第二腔活塞行程（mm） 第二腔排量 （cm3） 帶補嘗孔制動主缸 20.64 16 5 18 5 帶ABS中心閥制動主缸 20.64 15.4 5 17.9 5 出油口螺紋連接型式 M10X1-6G；凹面密封120 表2 產品名稱 助力器直徑 (英

15、寸) 助力比(I) 安裝尺寸 (mm） 螺釘螺紋尺寸 真空助力器 7 3.5 80X60 M8 表3 產品名稱 折點壓力(MPa) 輸入壓力(MPa) 輸出壓力(MPa) m 比例閥 2.8 14 6.2 0.3 進出油口螺紋連接型式 M10X1-6H；凹面密封120 三 真空助力器、制動主缸和比例閥安裝要求及注意事項 1 真空助力器與制動主缸勿輕易解體，若解體則應更換兩部件間密封圈。 2 真空助力器與制動主缸間的螺栓擰緊力矩為254 Nm 。 3 真空助力器與踏板支架間的螺栓擰緊力矩為254 Nm 。

16、 4 拆卸制動主缸時，小心勿將其它礦物油粘滴到皮碗上。以免損壞皮碗，造成制動失效。 5 制動油管與制動主缸出油口、比例閥的進出油口螺紋聯接的擰緊力矩為12～16 Nm 。 6 真空助力器后殼體端面到調整叉叉孔中心尺寸距離出廠時已經調整合格，不允許再進行調整。 7 真空助力器輸入推桿在車上必須是自由狀態(tài)。 8 制動主缸出油口與油管接口處應保持清潔，避免雜質進入制動管路。 9 加入制動液時，要保持貯液罐加注口及制動液的清潔，不允許進入雜質。 10 貯液罐的液面高度應在“MAX”線與“MIN”線之間。 11 所用制動液應與貯

17、液罐蓋上要求一致。 四 制動主缸、真空助力器產生故障原因和排除方法 （一） 制動踏板硬 產生主要原因： 1 真空助力器損壞而失效。檢查活塞、螺釘、真空彎管是否損壞 2 真空助力器泄漏或無真空度。檢查真空進氣單向閥是否堵塞，打不開。 3 制動主缸活塞運動不靈活，皮碗溶漲。分解檢查主缸皮碗。 4 發(fā)動機真空度不夠，保證66.7MPa，檢查發(fā)動機真空度 5 制動踏板與真空助力器連接角度不對，大氣閥口頂開漏氣. 出現以上問題必須更換新的總成。 （二） 制動效果不良，踏板逐漸低下 產生主要原因： 1制動管路與制動主缸、輪缸、比例閥聯接處泄漏。 2 制動系統(tǒng)排氣不好。 3 制動液液面過低。 4 制動主缸內的中心閥泄漏或皮碗損壞，應更換新制動主缸。 5 輪缸泄漏或皮碗損壞，應更換輪缸。 6 制動軟管膨脹系數太大。 7 制動鼓失圓。摩擦片接觸不良。 （三） 制動踏板軟 產生主要原因： 1 真空助力器帶制動主缸空行程大。 2制動系統(tǒng)里含有空氣 3比例閥在低壓階段特性曲線初始段爬行。 4 制動踏板自由行程大。 5 摩擦片與制動鼓之間間隙大，或自動調節(jié)間隙功能失效。