汽车真空助力器压力滞后分析及改善措施

摘 要：经济的快速发展与交通运输的大力支持有着密不可分的联系，据不完全统计，我国去年完成了近2000万辆各类机动车的销售，截止到2016年年底，我国的机动车保有量已经达到了2.9亿辆的规模，其中汽车保留量达到了约1.94亿辆的规模，在我国汽车刚性需求旺盛的同时，隐藏的是严重的汽车交通安全问题。车辆在行驶的过程中主要是依靠汽车的制动系统完成对于车辆的减速和在停止状态下的制动，因此汽车制动系统能够高效、稳定地工作对于汽车的行驶安全有着极为重要的意义。在汽车制动系统中真空助力器是一种极为重要的辅助刹车装置，在汽车制动系统中真空助力器压力滞后问题严重影响着制动感受，不利于安全制动。该文在分析汽车真空助力器压力滞后原因的基础上，对如何采取有效的措施来提高汽车真空助力器的工作效率进行了分析阐述。

关键词：汽车真空助力器 效率 提升

中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0124-02

汽车真空助力器是刹车助力器中的一N，刹车助力器在轻型轿车和中型汽车中都有着广泛的应用，根据刹车助力器工作形式的不同可以将其分为真空、液压和气压助力三大类。汽车真空助力器是其中极为重要的一种。在汽车真空助力器的应用中又分为真空助力和液压真空助力两种形式，其中真空助力直接将汽车真空助力器所产生的力作用于踏力，因此操控性较强，其所具有的这一特性使其在轻型车辆（如轿车及小型载货车辆）上有着较为广泛的应用，但是其在应用的过程中会受到装配空间的制约从而影响其进一步应用。液压真空助力与真空助力直接作用于踏力的工作形式不同，其是利用主缸所产生的液压力来对踏力进行助力的，因此其受空间制约小，但是相较于真空助力操作感较差。为解决汽车真空助力器操控性差的问题应当对造成汽车真空助力器压力滞后的原因进行分析并予以改善，以使汽车获得良好的制动性。

1 汽车真空助力器压力滞后的原理分析

在汽车真空助力器的工作过程中大体可以分为输入力施加和释放两个主要的工作阶段。通过对汽车真空助力器工作中的输入输出性能进行分析后发现，在输入力施加和释放的过程中即汽车真空助力器推杆前进和后退两个过程之间会存在一定的滞后，即在相同的输入力的条件下，汽车真空助力器在前进的过程中所产生的输出压力相较于推杆在后退过程中所产生的输出压力要小得多，而汽车真空助力器在前进和后退过程中所产生的压力差则被称之为汽车真空助力器的压力滞后。这种压力滞后现象将会对驾驶员的驾驶感官造成一定的影响，比如说，如汽车真空助力器所产生的压力滞后偏高，在踩下踏板所产生的压力和踏板返回时所产生的压力不同从而使得驾驶员在进行制动操控时会产生不同的感受，从而对驾驶员的判断产生严重的影响，因此，为提高汽车真空助力器的效率应当注意做好对于汽车真空助力器压力滞后的改善。

在汽车真空助力器中最重要也是最核心的部件是反馈盘。在汽车真空助力器工作时，输入力通过输入推杆克服空气阀弹簧的弹簧力后将输入力由空气阀传递到反馈盘上，反馈盘在接触输出推杆的同时另一侧则与控制阀体和空气阀相接触。在这一运动过程中汽车真空助力器压力滞后的主要原因有以下几点：（1）汽车真空助力器中空气阀与控制阀体两者之间的相对位置的偏差，在输入力推动输入推杆运动的过程中，空气阀和控制阀体两者之间相对位置的偏差将主要来自于空气阀和控制阀体在与控制气阀相接触时凹陷及控制气阀的总变形量，由于这一变形量的存在会导致空气阀弹簧所产生的弹簧力和跳跃值出现偏差进而造成压力滞后的产生。（2）推杆在前进和回退阶段所产生的跳跃也是造成汽车真空助力器压力滞后的一个重要影响因素。汽车真空助力器的空气阀和反馈盘之间存在着一定的间隙，而跳跃值则反映的是反馈盘在受力变形后将此间隙腔充满时所产生的输出力，在汽车真空助力器工作的过程中，在前进和后退时所产生的这一间隙并不一致，而这一间隙的存在也是造成汽车真空助力器的压力滞后的重要原因。（3）在汽车真空助力器的工作中需要克服控制气阀的弹簧力进行运动，而所需要克服的弹簧力的大小也会对汽车真空助力器的压力滞后造成不同程度的影响。（4）通过对汽车真空助力器工作过程中力的传递进行分析后发现，汽车真空助力器中的控制阀体和空气阀之间的摩擦力和推杆的摩擦力也会导致汽车真空助力器压力滞后。

2 汽车真空助力器压力滞后控制措施分析

通过上述分析发现，造成汽车真空助力器压力滞后的主要原因集中在空气阀和控制阀体相对位置偏差、跳跃值、弹簧力和摩擦力等几个方面。为降低汽车真空助力器压力滞后对汽车真空助力器制动效率的影响可以从以下几个方面予以解决：（1）改变反馈盘的硬度和刚性，通过对汽车真空助力器中的反馈盘的材料进行改进使反馈盘硬度降低，从而在受力时能够更容易变形。（2）在对汽车真空助力器反馈盘进行调整时，也可以通过对反馈盘的厚度进行调整，使其更厚以便有更多的材料来填充进间隙腔内，以使推杆在前进和回退的过程中所产生的间隙趋于一致。（3）通过在汽车真空助力器反馈盘上涂抹油也可以有效地降低反馈盘的阻力，从而更方便实现对于间隙的控制。为验证上述方案的可行性，分别通过对上述几种方案进行试验并测定相关的数据。在改变反馈盘硬度的方案中通过选用了高、中、低3种不同硬度的反馈盘进行试验，试验中反馈盘除硬度不同外其他各项条件均一致，在相同的条件下进行测定后发现不同硬度的反馈盘对于汽车真空助力器压力滞后有着极大的影响，试验测试结果表明，低硬度反馈盘的滞后压力要低于高硬度反馈盘约600 kPa，在汽车真空助力器中采用低硬度的反馈盘能够极大地降低汽车真空助力器工作中的压力滞后问题。但是低硬度的反馈盘也会带来使用寿命减少的问题，由于其硬度降低其在受力情况下也更容易磨损，因此在对汽车真空助力器反馈盘的硬度进行调整时需要综合进行考虑。此外，通过测试表明，使用厚度更厚的反馈盘能够有效地降低反馈盘的压力滞后率，以7 mm和4.7 mm 的反馈盘为样本进行试验，试验结果表明使用7 mm的反馈盘相较于4.7 mm的反馈盘能够将汽车真空助力器的压力滞后率降低约两个百分点。此外，除了上述措施，还可以通过做好反馈盘的方式来降低压力滞后率，通过对反馈盘涂抹和未涂抹油后所进行的汽车真空助力器压力滞后试验表明，涂抹油的反馈盘相较于未涂抹油的反馈盘能够将汽车真空助力器的压力滞后率降低约4个百分点，从而极大地改善了汽车真空助力器的效率。此外，在对汽车真空助力器进行改进的过程中，控制好气阀骨架的大小也是改善汽车真空助力器压力滞后问题的重要举措之一。大骨架所控制的气阀能够有效地降低控制气阀所产生的变形，从而有效地减小汽车真空助力器中的空气阀和控制阀体在前进和回退过程中所产生的相对位移。此外，通过对大骨架和小骨架所产生的汽车真空助力器压力滞后率进行试验对比后发现，大骨架在汽车真空助力器压力滞后率方面要明显优于小骨架，因此，在汽车真空助力器设计的过程中为取得良好的制动效果需要结合具体的设计需要来对控制气阀骨架的大小进行调整。

3 结语

做好汽车真空助力器压力滞后问题的改善对于改善汽车真空助力器的制动效果是十分重要的。该文在分析了造成汽车真空助力器压力滞后原因的基础上，对如何减小汽车真空助力器压力滞后的方法进行了分析与介绍。

参考文献

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