真空助力器结构详解及工作原理分析
- 格式:pdf
- 大小:144.68 KB
- 文档页数:4
真空助力器的工作过程一、引言真空助力器是一种常见的汽车制动系统,它通常被用于提高汽车制动的效率和安全性。
本文将介绍真空助力器的工作原理和过程。
二、真空助力器的基本原理真空助力器是一种利用汽车发动机进气道中负压产生的真空来增强制动效果的装置。
当驾驶员踩下制动踏板时,真空助力器会利用进气道中的负压来增加制动系统中的压力,从而使制动更加灵敏。
三、真空助力器的结构1. 主缸:主缸是一个圆柱形容器,内部有一个活塞。
当驾驶员踩下制动踏板时,活塞会向前移动,并将液体推入制动管路中。
2. 真空室:真空室是一个密封的容器,其内部连接着发动机进气道。
当发动机运转时,进气道中产生了负压,这个负压会被传递到真空室内。
3. 动力杆:动力杆连接着主缸和真空室。
当驾驶员踩下制动踏板时,主缸内部的活塞会向前移动,同时动力杆也会向前移动,从而使真空室内的负压传递到主缸中。
四、真空助力器的工作过程1. 踩下制动踏板:当驾驶员踩下制动踏板时,主缸内部的活塞会向前移动,并将液体推入制动管路中。
同时,动力杆也会向前移动。
2. 产生负压:当发动机运转时,进气道中产生了负压,这个负压会被传递到真空室内。
3. 压缩空气:随着驾驶员踩下制动踏板,真空室内的负压被传递到主缸中。
这个负压将使主缸内部的活塞产生一个向后的力量,并将制动液体推回到主缸中。
4. 增加制动力量:由于真空助力器提供了额外的力量,所以可以增加制动系统中的压力。
这样就可以使汽车更快地停止。
五、结论真空助力器是一种非常重要的汽车制动系统组件。
它利用发动机进气道中产生的负压来增强制动效果,并提高汽车的安全性和舒适度。
在选择和维护真空助力器时,需要注意其结构和工作原理,以确保其正常运行。
2.1 真空助力器的结构和工作原理真空助力器是汽车制动系统中的重要部件,装在汽车制动踏板推杆和制动主缸之间,利用辅助真空泵产生的真空或者发动机进气歧管真空,使真空腔和大气腔产生压力差,从而产生伺服力,减轻司机制动时的脚踏力,缩短制动距离。
真空助力器的真空源普通是发动机的进气歧管,有一部份是安装了真空泵作为真空源。
在制动系统中,真空助力器简图如图2.1所示:图2.1 助力器简图对于单膜片和双膜片真空助力器的控制阀部份的工作原理是相同的。
控制阀部份的结构如图2.2:图2.2 真空助力器控制阀部份的结构简图具体的结构工作过程如下:制动的时候,踩下制动踏板。
由驾驶员赋予的制动踏板上的脚踏力经过踏板杠杆比放大。
放大后的力经过控制阀推杆。
这时,推杆回位弹簧受推杆上力的作用被压缩、控制阀推杆推动控制阀活塞(柱塞)向前挪移。
当控制阀橡胶皮碗与真空阀座相接触的时候,真空阀关闭了。
控制阀推杆上的橡胶皮碗从接触真空阀座后,逐渐产生变形。
这时候,控制阀的空气阀口继续前移,空气阀口准备开启。
随后,空气阀口初产生变形。
这是真空助力器升压时所在的平衡位置。
此时控制阀活塞端部是还没有与反馈盘的主面接触的。
控制阀推杆继续向前挪移,空气阀打开。
外界的空气经过滤清圈后通过此时打开的大气阀进入真空助力器的大气腔。
伺服力即助力,此时产生了。
这时,反作用盘的主面即与推杆活塞即将接触的反馈盘的作用面还没有与柱塞活塞的断面接触。
助力器还没有能够到达平衡状态。
空气进入大气腔后,大气腔的气压的到改变,伺服膜片产生伺服力,使得反作用盘的副面受力。
而主面没有受力,这样,受力的不同,反馈盘的主面向后凸起。
当到达副面产生的助力的大小能促使主面凸起的高度到达与活塞推杆的作用块接触时,助力器达到这时的平衡位置了。
随后,随着输入力推杆传递的输入力越来越大,这时的助力成固定比例(助力比)增加,在特性曲上为一斜率为助力比与助力器效率的乘积的直线。
由于大气气压是固定值,当达到最大助力点时,即大气腔的气压等于外界的大气压强时,助力将不会发生改变。
真空助力泵的结构原理
真空助力泵是一种能够提供真空力的设备,常用于汽车制动系统中。
它的结构原理如下:
1. 主体部分:真空助力泵的主体部分由一个气缸和一个活塞组成。
气缸内部有一个活塞,活塞可以在气缸内移动。
活塞的上部与真空室相连,下部与大气室相连。
2. 活塞运动:当发动机运行时,曲轴带动活塞上下运动。
当活塞向下运动时,真空室与气缸上部形成负压,吸入空气。
当活塞向上运动时,真空室与气缸下部相连,将吸入的空气排出。
3. 气门控制:真空助力泵上还配有一个气门,用于控制真空室与大气室的连接。
当气门打开时,真空室与大气室相连,气缸内的压力与大气压力相等。
当气门关闭时,真空室与大气室隔离,气缸内形成负压。
4. 助力效果:真空助力泵的工作原理是利用活塞的上下运动来改变气缸内的压力。
当气缸内形成负压时,它会产生吸引力,从而吸入外部空气。
这种吸引力可以用来辅助制动系统,提供额外的力量,使制动更加灵敏和稳定。
总之,真空助力泵的结构原理是通过活塞的上下运动来改变气缸内的压力,从而产生吸引力,用于辅助制动系统。
真空助力器的工作原理
真空助力器是一种利用真空源产生负压,并将其作用于汽车制动系统以增加制动力的设备。
其工作原理如下:
1. 真空源:真空助力器通常使用发动机的进气歧管作为真空源。
进气歧管处于负压状态,当发动机运转时,进气歧管中会产生较高的真空。
2. 主缸:真空助力器连接主缸,主缸是制动系统的核心组件。
主缸内部有活塞和密封件,当制动踏板被踩下时,活塞会向前移动,将制动液推向制动轮缸。
3. 真空助力器:真空助力器位于主缸之间,将真空应用于制动系统。
真空助力器内部有活塞和弹簧。
当制动踏板踩下时,活塞会移动,并通过真空助力器上的活塞杆与主缸相连。
4. 真空传感器:真空助力器上还配备有真空传感器,在多数车辆上,它用于检测真空助力器系统中的真空泄漏。
如果检测到真空泄漏,传感器会发出警告信号。
当驾驶员踩下制动踏板时,真空助力器开始起作用:
1. 真空助力:踩下制动踏板时,活塞移动,并从真空助力器内部吸入空气,利用进气歧管中的负压形成真空助力。
这种真空助力可以提供额外的力量,减小驾驶员需要用力踩踏制动踏板的力度。
2. 增加制动力:真空助力器通过活塞杆将增加后的真空力量传递给主缸。
主缸受到真空助力的作用,将制动液推向制动轮缸,从而增加制动力。
这使得制动系统更加灵敏和易于操作。
总的来说,真空助力器通过利用真空源产生的负压,将其作用于主缸,从而增加制动力,使驾驶员可以更轻松地操作汽车制动系统。
真空助力器工作原理
真空助力器是一种通过真空压力来增强制动系统性能的装置,它在汽车制动系
统中起着至关重要的作用。
它的工作原理可以简单地描述为利用发动机进气歧管的真空来辅助制动系统的工作。
下面我们将详细介绍真空助力器的工作原理。
首先,真空助力器是由真空室、隔膜、活塞、推杆和阀门等部件组成的。
当驾
驶员踩下制动踏板时,制动液体被推动进入制动器,同时真空助力器的隔膜也会受到外部气压的影响而产生位移。
这个位移会被传递给推杆,最终通过连接杆传递给制动器,从而增加了制动力。
其次,真空助力器的工作原理是基于气压差的。
在发动机运行时,活塞在气缸
内运动会产生吸气和排气过程。
在进气过程中,活塞向下运动,气缸内的气体被压缩,气压升高,同时进气阀打开,外界大气压力通过进气歧管进入气缸。
而在排气过程中,活塞向上运动,气缸内的气体被排出,气压降低,这时进气阀关闭,气缸内形成真空。
这个真空是真空助力器工作的基础。
最后,当驾驶员踩下制动踏板时,真空助力器的阀门会打开,使得真空室内的
气压降低。
这时,外界大气压力会推动隔膜向内凹陷,同时推杆也会向内推动,从而增加了制动器的制动力。
这样一来,驾驶员在制动时只需用较小的力量就能达到较大的制动效果,大大提高了驾驶安全性。
综上所述,真空助力器通过利用发动机进气歧管的真空来辅助制动系统的工作,通过气压差来增加制动器的制动力,从而提高了制动系统的性能和驾驶安全性。
这种工作原理为汽车制动系统的高效运行提供了重要保障,也使得驾驶员在制动时更加轻松和安全。
真空助力系统工作原理
真空助力系统是一种用于提供汽车刹车助力的装置,工作原理如下:
1. 真空泵:真空助力系统使用真空泵来产生负压。
真空泵通常由发动机驱动,通过一条连接管将发动机内的废气抽出,形成负压。
2. 助力器:真空泵产生的负压通过连接管路输送到助力器。
助力器通常安装在主缸前面,它由一个气室和一个活塞组成。
在无压力情况下,活塞会阻碍刹车主缸的工作,需要人力来施加力量。
而当负压进入助力器时,它会使活塞向后移动,减小刹车主缸内的压力,从而减少刹车踏板的力量。
3. 主缸:主缸是真空助力系统中的一个重要组件。
它由一个密封的容器和一个活塞组成。
当驾驶员踩下刹车踏板时,活塞会向前移动,增加刹车主缸内的压力。
通过连接管路,该压力会传递到车轮上的刹车器件,从而实现刹车。
4. 回油阀:真空助力系统还包括一个回油阀,用于控制真空泵和助力器之间的油气流动。
当负压达到一定值时,回油阀会打开,使助力器内的油气流回真空泵,保持系统的稳定工作。
综上所述,真空助力系统的工作原理是通过真空泵产生负压,利用助力器将负压传递到刹车主缸,最终实现刹车的辅助作用。
这样可以减小驾驶员踩踏刹车踏板的力量,提高刹车的灵敏度和安全性。
真空助力器的原理真空助力器是一种用于改善汽车制动系统性能的装置。
它的原理基于利用了压力差和真空的作用。
下面我将详细介绍真空助力器的工作原理。
首先,我们来看一下真空助力器的构造。
真空助力器由主体、隔膜室、真空室和弹簧膜组成。
主体通常由金属材料制成,而隔膜室和真空室之间的隔膜则由橡胶材料制成。
在主体内部有两个连接口,一个连接到制动踏板,另一个连接到制动器。
当驾驶员踩下制动踏板时,压力被传递到了真空助力器的隔膜室内。
此时,隔膜室内的压力增加,同时真空室内的压力保持低值。
这种压力差导致隔膜室的隔膜向真空室方向运动。
当隔膜运动时,它会推动连接在隔膜的一侧的弹簧膜。
同时,真空室与制动器之间的连接也打开了。
这使得真空助力器内部形成了一个真空效应。
真空效应是真空助力器工作的关键环节。
它是由于隔膜室和真空室的压力差导致的。
由于大气压力远高于真空室内的压力,就会产生一个从高压区向低压区移动的力。
这个力将传递到制动器,从而实现了辅助制动。
在辅助制动过程中,由于真空助力器的存在,驾驶员只需用较小力度踩下制动踏板,就能施加足够的力量来实现制动。
因为隔膜室内的压力较高,这也就意味着制动器所需要的力量大幅降低。
当驾驶员松开制动踏板时,压力作用在隔膜室上消失,同时弹簧的作用下,隔膜室的隔膜返回到初始位置。
这使得制动器的连接关闭,真空助力器内的压力恢复到正常状态。
总结起来,真空助力器利用压力差和真空效应来辅助汽车的制动。
当驾驶员踩下制动踏板时,隔膜室内的压力增加,真空室保持低压力,这导致隔膜室的隔膜向真空室方向运动,产生真空效应。
真空效应使得驾驶员只需用较小力度就能实现制动,提高了制动系统的性能。
真空助力器的工作原理使得汽车的制动更加轻松和有效,提高了行车的安全性。
它广泛应用于现代汽车制动系统中,为驾驶员提供了更加舒适和可靠的驾驶体验。
真空助力器结构与原理
真空助力器结构与原理:
I. 结构特点
1. 由真空发生器、真空容器、真空助力器三部分组成;
2. 使用完全封闭的真空容器制作,外表面镀锌板或涂胶处理,防止真空受损;
3. 真空助力器内润滑,使用密封环挡圈圆柱齿轮主令,确保助力器的安全操作;
4. 由液压介质和压差控制设备带动旋转;
5. 还配备有活塞、连杆及其活塞杆连接块、滚珠轴承等元件。
II. 原理
1. 真空助力器(板片式真空液压器)是利用系统内部真空容器内排气和排气阀的自动控制,使活塞实现不受空气压力而维持恒定的真空应力作用;
2. 活塞空气压力对等的下拉力,可使活塞上的连杆产生连续的螺旋线运动,变换至输出端;
3. 同时,只有在活塞的上部充满空气的真空容器使得活塞具有超出入口处气压变化而维持恒定输出力的作用;
4. 当系统中真空助力器的液压介质或者气压发生变化时,活塞也会相应的改变,实现可控的液压力输出、变速功能;
5. 采用真空助力器设计的元件组合可以实现更理想的运动性能。
真空助力器总成
一、工作原理
1非工作状态(装配状态)
在阀杆回动簧的作用下,阀杆和空气阀座处于右极限位置,橡胶阀部件被阀门弹簧压紧在空气阀座上,从而空气阀口关闭,真空阀口打开,此时前、后气室相通,并于大
气隔绝。
在发动机工作时,前后两气室的气压相同,即具有相同的真空度。
2工作状态
踏动踏板时,踏板力经杠杆放大(踏板比),作用于真空助力器的阀杆上,并压缩阀杆回动簧,推动空气阀座向前移动,经过反馈盘和主缸推杆传递,使制动主缸的第一活塞移动,产生液压,制动轮缸产生张开力,推动制动蹄片产生制动力。
与此同时,橡胶阀部件在阀杆簧的作用下,随同空气阀座一起移动,关闭真空阀口,使前后气室隔开,即后气室与真空源断开。
(这是一瞬间过程)
随着阀杆的继续移动,空气阀座与橡胶阀部件脱离,空气阀口打开,外界空气经泡沫滤芯、橡胶阀部件的内孔和大气阀口进入后气室,这样前后两气室产生气压差,这个气压差在助力器的膜片、助力盘、阀体上产生作用力,除一小部分用来平衡弹簧抗力和系统阻力外,大部分经阀体作用在反馈盘上,并传递到制动主缸。
在这个过程中,真空阀口始终处于关闭状态。
在踏动踏板的过程中,阀杆向前移动,空气经打开的空气阀口,不断地进入后气室,阀体不断地向前移动。
当踏板停留在某一位置时,阀体则移动到空气阀口关闭的位置,此时空气阀口和真空阀口均处于关闭状态,助力器处于一平衡状态,即阀杆的输入力、
2
224D A π=2
334D A π
=2
114
D A π=S
P F Fo F +=P A A P A A F S •−+Δ•−=)()(2331前后气室产生的伺服力和主缸液压产生的作用力(助力器的输出力的反作用力)三者之间保持平衡。
当前后气室的气压差达到最大,即后气室的气压完全为大气气压时,则真空助力器达到最大助力点,此后,输入力的变化与输出力的变化相等,即没有伺服力的增加。
3 释放
释放制动踏板,阀杆回动簧立即将阀杆和空气阀座推回,使空气阀口关闭,真空阀品开启,阀体在回位簧的作用下,回到初始位置,助力器回到非工作状态。
4 制动主缸实现力与液压的转换
助力器的输出力直接作用在与之相连的制动主缸的第一活塞上,从而把力转换为液压,输出到车轮的制动分泵,再由制动分泵转换成力,实现汽车的制动。
二、助力器特性曲线的计算
1 已知参数
阀杆的输入力 F O 助力器的输出力 F P 气压差产生的伺服力 F S
工作过程中前后气室的气压差△P 膜片的有效直径D 1
主缸推杆(或主缸第一活塞)直径 D 2 阀体柄部直径 D 3 前气室的真空度 P
回位弹簧的抗力 F 1 阀杆回动簧的抗力F 3 阀门弹簧的抗力F 4
系统阻力F m (一般情况下 F m = 0~10N ) 助力器的效率η (通常 η=0.85~0.95) 则:
膜片的有效作用面积:
主缸推杆的作用面积: 阀体柄部的作用面积:
2 平衡方程式
助力器在工作过程中,反馈盘处于平衡状态(如图)
即阀杆的输入力、前后气室产生的伺服力和主缸液压产生的作用力(助力器的输出力的反作用力)三者之间保持平衡。
气压产生的伺服力:
P A A Fs •−=)(21'''S O P F F F +=
)
()('43143F F F F F F F F F S m O P +
+−+−−−=22''d D Fo
F I P ==η
••−+Δ•−=−−+])()(['12331m O P F F P A A P A A F F m
O P F F P A A P A A F F −
−+•−+Δ•−=12331)()('22
224
'
)(4'4'd F d D F D F O S P πππ=−=I
Fo F P •=''η
•
=+)''('S O P F F F η
••=I Fo F P ''η
••−−−=I F F F F F m O P )('43η
η•+•−−−=++−)()('43143F F F F F F F F F S m O P m
O O F F F F F −−−=43'm
O O F F F F F −−−=43'由此可以看出,在最大助力点,即P =△P 时,
由于后气室气压的下降,阀体柄部对输入力的影响越来越小,直到为0,其变化是减函数:回位簧的作用抗力随着阀体的移动而增加,是增函数。
两作用力相互抵消。
有效输入力:输入力克服阀杆回动簧的抗力F 3、阀门弹簧抗力F 4和系统阻力F m 后,阀杆方可移动。
因此,有效输入力F O ':
有效伺服力:膜片产生的伺服力除克服回位簧的抗力外,还要承受阀杆回动簧的抗力和系统阻力,并共同作用于反馈盘。
因此,有效伺服力F S '
由于在任一平衡状态时,反馈盘内部压强相同,因此有:
则助力器的助力比I :
则任一平衡状态下,平衡议程式为:
若考虑助力器的效率,任一平衡状态下,平衡议程式为:
3 曲线分析 由公式
431' F F F F F S S ++−=
η
••−=−
−+])(['121m O P F F P A A F F 0)(231=+•−−=m O F P A A F F P A A F •−〉)(231η••−+Δ•−=−
−+])()(['12331m O P F F P A A P A A F F 0])()(['12331≥••−+Δ•−=−
−+ηm O P F F P A A P A A F F m
O F F F +≥
1 可以看出:要产生输出力F P ',输入力F O ′≥0,即输入力只有大于阀杆回动簧的抗力F 3、阀门弹簧抗力F 4和系统阻力F m 之和,因此最小输入力的条件:
这个F omin 即为助力器的始动值F a 。
即F a =F Omin ,
当输入力F P '由0增至最小始动力F a 之前,输出力为零,而当输入力增至F a 时,助力器的阀体由静止开始运动,存储的能量立刻释放,输出力出现跳增值F PD ,跳增值的大小与助力器的结构有关,过大的跳增值会使助力器的内部零件过早地磨损,导致使用寿命降低。
在最大助力点时前后气室的气压差达到最大值,即P =△P ,平衡议程式为:
在最大助力点以后,前、后气室的气压差不再发生变化,(A 1-A 2)•P 是一常数,输出力与输入力同步增长。
当助器处于非工作状态时,前后气室的气压差△P =0,则
就是说回位簧的抗力F 1与前气室的真空度P 和阀体的柄部尺寸D 3有关,只有当回位簧的装配抗力F 1>A 3·P 时,助力器的阀体才能完全返回并靠在助力器的后壳体上。
当助力器完全失去真空度,真空助力器的真空度P =△P =0时,
可见,助力器完全失去真空度时,最小输入力F Omin >F 1。
由F amin 、F amax 和F PD 所围成的三角区称为跳增三角区。
特征曲线的起点越靠近F amin 点其跳征值越大,越靠近F amax 点其跳征值越小。
而在特征曲线上,由F amin 、F amax 为起点的特性曲线L1、L2构成的区间,是助力器的允许范围。
m
F F F F ++≥ 43 min 0。