制动主缸与真空助力器结构及原理剖析.doc
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真空助力器带制动主缸和比例阀的结构原理及故障分析
真空助力器带制动主缸和比例阀的结构原理及故障分析
一真空助力器与制动主缸的结构及原理
（一）液压管路联接形式
奇瑞轿车采用液压对角线双回路制动系统联接，如图1所示。
制动主缸3的第一腔出油口通过比例阀与右前轮、左后轮的制动管路4联接相通。
制动主缸3的第二腔出油口通过比例阀与左前轮、右后轮的制动管路5联接相通。
两个制动管路4、5呈交叉型对角线布置。
这种液压对角线双回路制动系统的联接形式，能保证在某一个回路出现故障时仍能得到总制动效率的50%。
此外，这种制动系统结构简单，而且直行时紧急制动的稳定性好。
（二）串联式双腔制动主缸
1带补尝孔串联式双腔制动主缸
奇瑞轿车采用补尝孔串联式双腔制动主缸，其结构原理如图2所示。
制动时，驾驶员踩下制动踏板，真空助力器推动第一活塞13左移，在主皮碗盖住补尝孔15后，第一工作腔9的制动液建立起压力，在此压力下及第一回位簧的抗力作用下，又推动第二活塞7，并克服第二回位簧抗力2左移，在主皮碗盖住补尝孔4后，第二工作腔3随之产生压力，制动液通过四个出油口进入前、后制动管路，对汽车施行制动。
解除制动时，驾驶员松开制动踏板，活塞在弹簧作用下开始回位，高压制动液顺管路回流入制动主缸。
由于活塞回位速度迅速，工作腔内容积相对增大，致使制动液压力迅速降低，管路中的制动液受到管路阻力的影响，制动液来不及充分流回工作腔充满活塞移动让出的空间，这样使工作腔形成一定的真空度，贮液罐里的制动液便经回油孔14、16和活塞上面的四个小孔推开阀片6经主皮碗5、11的边缘流入工作腔。
当活塞完全回到位时，工作腔通过补尝孔与贮液罐相通，这时多余的制动液经补尝孔流回到贮液罐。
等待下一次制动，这样往复循环进行。
2带ABS的中心阀式双腔制动主缸
ABS系统配备于奇瑞豪华轿车，大大提高了整车的安全性和制动稳定性，为了提高ABS系统工作的可靠性，奇瑞轿车采用了中心阀式双腔制动主缸，
其结构如图3所示。
其特点是取消了串联式双腔制动主缸的补尝孔，采用中心单向阀来取代它们的作用。
该中心单向阀结构安装在第一、二活塞内，其结构如图4所示。
制动时，活塞在助力器的推力作用下开始左移，当中心阀芯5、14脱离控制销8、17时，中心阀芯在中心阀簧作用下将中心阀口关闭，这时工作腔3、12建立起液压并通过出油口传递给制动管路。
解除制动时，活塞在回位簧作用下，迅速退回，在真空度的作用下，中心阀打开，贮液罐里的制动液经回油孔18、19并通过中心阀口充满工作腔3、12。
等待下一次制动。
采用中心阀式的结构优点是：
由于ABS系统中液压泵的作用，使制动系统的制动液压发生波动，正是这种作用使制动主缸内的液压产生波动，且活塞同时发生相对移动，其液压的变化频率可达每秒4～10次，液压可达20MPa高压，
当活塞相对缸体移动时，由于高压的作用，在补尝孔和回油孔处就会发生密封皮碗的过度磨损或切削现象，这样就会造成制动主缸失效，从而造成制动系统失效，所以，奇瑞轿车的ABS系统所采用的中心阀制动主缸结构，克服了以上不足，从而提高了制动系统的安全可靠性。
（三）真空助力器
为了提高驾员的操纵轻便性，降低制动踏板力，奇瑞轿车采用了7英寸真空助力器。
真空助力器其结构如图5所示。
真空助力器的后壳体螺栓21固定在车身前围板上，阀杆1与制动踏板杆连接。
真空助力器前壳体螺栓17与制动主缸连接.助力器由前、后壳体27、11组成工作腔，由膜片12、助力盘13、阀体22共同组成助力器工作腔，并分成前、后（A、B）两腔，前腔A真空管16接发动机进气歧管，以获得发动机的真空度，使助力器工作。
后腔B通过真空阀口E及空气阀口G的开关，或与前腔相通，或与大气相通，真空助力器工作腔与外界大
大气隔绝。
橡胶阀部件与阀体组成真空阀口E，与空气阀座组成空气阀口G。
未制动时，真空助力器处于非工作状态。
在阀门弹簧6的作用下，橡胶阀部件7紧压在空气阀座18的端面上，空气阀口G被关闭，使A气室和B气室与外界空气隔绝。
此时真空阀口E而开启，通往A气室的通道C与通往B气室的
通道D相通，A、B两气室压力差为零。
在发动机工作时，A、B两气室的
度绝对值与发动机进气管处相同。
制动时，驾驶员踩下制动踏板，踏板力F1推动阀杆1连同空气阀座18向
左移动，消除反馈盘20与压块19之间间隙后，压缩反馈盘20并推动主缸推杆26左移动，使制动主缸产生一定的液压。
与此同时，橡胶阀部件7在阀门弹簧6的作用下与阀体22接触，真空阀口E被关闭，A、B两气室被隔绝。
阀杆1继续左移，空气阀座18在阀杆1的作用下与橡胶阀部件7脱离，空气阀口G打开。
外界空气经毛毡滤芯2和通道D进入B气室。
这时A、B两气室之间产生压力差。
于是在主缸推杆上产生助推力。
当踏板力达到一定值时，阀杆1也停止左移，由于两腔压力差的存在，而整个阀体部件与膜片12和助力盘13一起继续向左移，这时空气阀口G逐渐关闭，于是出现了真空阀口E和空气阀口G同时关闭的平衡状态。
此时主缸推杆26作用于反馈盘上的力与阀杆1和阀体部件作用于反馈盘上的合力相平衡，当B腔气压达到大气压时，助力器达到最大助力点。
解除制动时，在主缸回位簧力的作用下，推动阀体部件右移，使真空阀口E打开，助力器的A、B两气室相通，这时A、B两腔均成为真空状态，膜片12、助力盘13和阀体22在回位簧15力的作用下，推回到原始位置，制动主缸即解除制动状态。
若真空助力器失效或真空管路无真空度时，踏板上阀杆通过空气阀座直接推动阀体和主缸推杆26向左移动，使制动主缸产生制动压力。
二比例阀结构与原理
比例阀是汽车制动系统中的压力调节装置，安装于制动系统的制动主缸和后轮轮缸的后制动管路中，汽车在制动过程中，自动调节后轮的制动压力，防止后轮抱死引起汽车侧滑现象，从而提高整车制动时的稳定性和安全作用。
比例阀的结构原理如图7所示，采用的是两端承压面积不等的差径式活塞结构，主要由阀体、活塞、阀门、弹簧、定位座、密封圈等零件组成，设有输入油口和输出油口，输入油口与制动主缸联接，输出油口与后轮轮缸联接。
差径活塞上端的导向圆柱表面与阀体内定位座间隙配合，并与密封圈密封配合，活塞下端表面的圆柱与阀体间隙配合，活塞直径D的轴向与阀门之间形成阀口。
比例阀属于定值阀，它不虽汽车的载重变化而变化，其工作原理是，当输入端液压P1与输出端液压P2增长到一定值PS后，即自动地对输出液压P2的增长按一定比例加以节制（见图8），由于输出液压P 2的增长量小于输入液压P1的增长量，所以P2按固定比例增加。
未制动时，在弹簧4预紧力F1的作用下，活塞2处在极限位置，橡胶阀门3被活塞2压靠在阀体的台阶上，阀口保持开启状态。
（见图7左侧）
制动开始时，由制动主缸前、后腔产生的液压输出到比例阀的输入端，经开启的阀口输到输出端，此时输入液压P1和输出液压P2从零同步增长，输入液压等于输出液压；即P1=P2
随着输入液压的增长，作用在活塞2上液压作用力F达到并超过设定的弹簧预紧力F1时，活塞2开始向上移动，当输入液压P1和输出液压P2增长到一定值PS时，活塞2与橡胶阀门3间的阀口关闭（见图7右侧），此时输入腔与输出腔被隔绝，活塞2达到平衡状态，此瞬间的关闭点液压PS称为折点压力，（见图8）此时液压P1=P2=PS。
由于活塞输出端的承压面积A2大于活塞输入端的承压面积A1，所以活塞输出端的液压作用力大于输入端的液压作用力。
那么两端液压作用力之差：
F=A2P2-A1P1。
同时作用活塞上液压作用力之差F与平衡状态下的弹簧抗力F1相平衡F=F1。
若输入液压P1继续增加，作用在活塞输入端的液压作用力F随之增大，当大于输出端活塞上的作用力时，活塞2向下移动，阀口再度开启，从而使输出端液压继续升高。
由于A2>A1，输出液压P2尚未增长到新的输入液压P1时，活塞又回复到平衡状态，这过程是循环往复瞬间完成。
三贮液罐结构与原理
贮液罐是贮存制动液并为制动系统提供和补充足够能量的刹车制动液，保证汽车在行驶制动过程中的可靠性。
贮液罐下壳体的出口处与制动主缸联接，开关体与架驶室的液面报警装置相接。
其结构主要由下壳体、上壳体、旋盖、浮子、磁铁、舌簧管、开关体等零件组成。
当贮液罐里的液面上升或下降时，浮子带动磁铁虽着液面同时上升或下降，当浮子上升到MAX的位置时，磁铁的磁力远离舌簧管开关接点，接点断开，报警装置处在非工作状态；浮子下降到MIN的位置时，磁铁的磁力接近舌簧管开关接点，接点接通，报警装置处在工作状态；通知司机该往贮液罐加制动液，用眼观察制动液面加到最大位置（MAX）
四真空助力器带制动主缸、贮液罐、比例阀外形结构和技术参数
1）真空助力器带制动主缸、比例阀、贮液罐外形结构
2）真空助力器带制动主缸和比例阀特性曲线
3）真空助力器带制动主缸、比例阀技术参数
表1
产品名称
主缸直径
（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）
带补尝孔制动主缸
20.64
16
5
18
5
带ABS中心阀制动主缸
20.64
15.4
5
17.9
5
出油口螺纹连接型式
M10X1-6G；凹面密封120°
表2
产品名称
助力器直径
（英寸）
助力比（I）
安装尺寸
（mm）
螺钉螺纹尺寸
真空助力器
7
3.5
80X60
M8
表3
产品名称
折点压力（MPa）
输入压力（MPa）
输出压力（MPa）
m
比例阀
2.8
14
6.2
0.3
进出油口螺纹连接型式
M10X1-6H；凹面密封120°
三真空助力器、制动主缸和比例阀安装要求及注意事项
1真空助力器与制动主缸勿轻易解体，若解体则应更换两部件间密封圈。
2真空助力器与制动主缸间的螺栓拧紧力矩为25±4N·m。
3真空助力器与踏板支架间的螺栓拧紧力矩为25±4N·m。
4拆卸制动主缸时，小心勿将其它矿物油粘滴到皮碗上。
以免损坏皮碗，造成制动失效。
5制动油管与制动主缸出油口、比例阀的进出油口螺纹联接的拧紧力矩为12～16N·m。
6真空助力器后壳体端面到调整叉叉孔中心尺寸距离出厂时已经调整合格，不允许再进行调整。
7真空助力器输入推杆在车上必须是自由状态。
8制动主缸出油口与油管接口处应保持清洁，避免杂质进入制动管路。
9加入制动液时，要保持贮液罐加注口及制动液的清洁，不允许进入杂质。
10贮液罐的液面高度应在“MAX”线与“MIN”线之间。
11所用制动液应与贮液罐盖上要求一致。
四制动主缸、真空助力器产生故障原因和排除方法
（一）制动踏板硬
产生主要原因：
1真空助力器损坏而失效。
检查活塞、螺钉、真空弯管是否损坏
2真空助力器泄漏或无真空度。
检查真空进气单向阀是否堵塞，打不开。
3制动主缸活塞运动不灵活，皮碗溶涨。
分解检查主缸皮碗。
4发动机真空度不够，保证66.7MPa，检查发动机真空度
5制动踏板与真空助力器连接角度不对，大气阀口顶开漏气.
出现以上问题必须更换新的总成。
（二）制动效果不良，踏板逐渐低下
产生主要原因：
1制动管路与制动主缸、轮缸、比例阀联接处泄漏。
2制动系统排气不好。
3制动液液面过低。
4制动主缸内的中心阀泄漏或皮碗损坏，应更换新制动主缸。
5轮缸泄漏或皮碗损坏，应更换轮缸。
6制动软管膨胀系数太大。
7制动鼓失圆。
摩擦片接触不良。
（三）制动踏板软
产生主要原因：
1真空助力器带制动主缸空行程大。
2制动系统里含有空气
3比例阀在低压阶段特性曲线初始段爬行。
4制动踏板自由行程大。
5摩擦片与制动鼓之间间隙大，或自动调节间隙功能失效。
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