汽車真空助力器壓力滯后分析及改善措施

王軍

摘 要：經濟的快速發展與交通運輸的大力支持有著密不可分的聯系，據不完全統計，我國去年完成了近2000萬輛各類機動車的銷售，截止到2016年年底，我國的機動車保有量已經達到了2.9億輛的規模，其中汽車保留量達到了約1.94億輛的規模，在我國汽車剛性需求旺盛的同時，隱藏的是嚴重的汽車交通安全問題。車輛在行駛的過程中主要是依靠汽車的制動系統完成對于車輛的減速和在停止狀態下的制動，因此汽車制動系統能夠高效、穩定地工作對于汽車的行駛安全有著極為重要的意義。在汽車制動系統中真空助力器是一種極為重要的輔助剎車裝置，在汽車制動系統中真空助力器壓力滯后問題嚴重影響著制動感受，不利于安全制動。該文在分析汽車真空助力器壓力滯后原因的基礎上，對如何采取有效的措施來提高汽車真空助力器的工作效率進行了分析闡述。

關鍵詞：汽車真空助力器 效率 提升

中圖分類號：U463.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0124-02

汽車真空助力器是剎車助力器中的一種，剎車助力器在輕型轎車和中型汽車中都有著廣泛的應用，根據剎車助力器工作形式的不同可以將其分為真空、液壓和氣壓助力三大類。汽車真空助力器是其中極為重要的一種。在汽車真空助力器的應用中又分為真空助力和液壓真空助力兩種形式，其中真空助力直接將汽車真空助力器所產生的力作用于踏力，因此操控性較強，其所具有的這一特性使其在輕型車輛（如轎車及小型載貨車輛）上有著較為廣泛的應用，但是其在應用的過程中會受到裝配空間的制約從而影響其進一步應用。液壓真空助力與真空助力直接作用于踏力的工作形式不同，其是利用主缸所產生的液壓力來對踏力進行助力的，因此其受空間制約小，但是相較于真空助力操作感較差。為解決汽車真空助力器操控性差的問題應當對造成汽車真空助力器壓力滯后的原因進行分析并予以改善，以使汽車獲得良好的制動性。

1 汽車真空助力器壓力滯后的原理分析

在汽車真空助力器的工作過程中大體可以分為輸入力施加和釋放兩個主要的工作階段。通過對汽車真空助力器工作中的輸入輸出性能進行分析后發現，在輸入力施加和釋放的過程中即汽車真空助力器推桿前進和后退兩個過程之間會存在一定的滯后，即在相同的輸入力的條件下，汽車真空助力器在前進的過程中所產生的輸出壓力相較于推桿在后退過程中所產生的輸出壓力要小得多，而汽車真空助力器在前進和后退過程中所產生的壓力差則被稱之為汽車真空助力器的壓力滯后。這種壓力滯后現象將會對駕駛員的駕駛感官造成一定的影響，比如說，如汽車真空助力器所產生的壓力滯后偏高，在踩下踏板所產生的壓力和踏板返回時所產生的壓力不同從而使得駕駛員在進行制動操控時會產生不同的感受，從而對駕駛員的判斷產生嚴重的影響，因此，為提高汽車真空助力器的效率應當注意做好對于汽車真空助力器壓力滯后的改善。

在汽車真空助力器中最重要也是最核心的部件是反饋盤。在汽車真空助力器工作時，輸入力通過輸入推桿克服空氣閥彈簧的彈簧力后將輸入力由空氣閥傳遞到反饋盤上，反饋盤在接觸輸出推桿的同時另一側則與控制閥體和空氣閥相接觸。在這一運動過程中汽車真空助力器壓力滯后的主要原因有以下幾點：（1）汽車真空助力器中空氣閥與控制閥體兩者之間的相對位置的偏差，在輸入力推動輸入推桿運動的過程中，空氣閥和控制閥體兩者之間相對位置的偏差將主要來自于空氣閥和控制閥體在與控制氣閥相接觸時凹陷及控制氣閥的總變形量，由于這一變形量的存在會導致空氣閥彈簧所產生的彈簧力和跳躍值出現偏差進而造成壓力滯后的產生。（2）推桿在前進和回退階段所產生的跳躍也是造成汽車真空助力器壓力滯后的一個重要影響因素。汽車真空助力器的空氣閥和反饋盤之間存在著一定的間隙，而跳躍值則反映的是反饋盤在受力變形后將此間隙腔充滿時所產生的輸出力，在汽車真空助力器工作的過程中，在前進和后退時所產生的這一間隙并不一致，而這一間隙的存在也是造成汽車真空助力器的壓力滯后的重要原因。（3）在汽車真空助力器的工作中需要克服控制氣閥的彈簧力進行運動，而所需要克服的彈簧力的大小也會對汽車真空助力器的壓力滯后造成不同程度的影響。（4）通過對汽車真空助力器工作過程中力的傳遞進行分析后發現，汽車真空助力器中的控制閥體和空氣閥之間的摩擦力和推桿的摩擦力也會導致汽車真空助力器壓力滯后。

2 汽車真空助力器壓力滯后控制措施分析

通過上述分析發現，造成汽車真空助力器壓力滯后的主要原因集中在空氣閥和控制閥體相對位置偏差、跳躍值、彈簧力和摩擦力等幾個方面。為降低汽車真空助力器壓力滯后對汽車真空助力器制動效率的影響可以從以下幾個方面予以解決：（1）改變反饋盤的硬度和剛性，通過對汽車真空助力器中的反饋盤的材料進行改進使反饋盤硬度降低，從而在受力時能夠更容易變形。（2）在對汽車真空助力器反饋盤進行調整時，也可以通過對反饋盤的厚度進行調整，使其更厚以便有更多的材料來填充進間隙腔內，以使推桿在前進和回退的過程中所產生的間隙趨于一致。（3）通過在汽車真空助力器反饋盤上涂抹潤滑油也可以有效地降低反饋盤的阻力，從而更方便實現對于間隙的控制。為驗證上述方案的可行性，分別通過對上述幾種方案進行試驗并測定相關的數據。在改變反饋盤硬度的方案中通過選用了高、中、低3種不同硬度的反饋盤進行試驗，試驗中反饋盤除硬度不同外其他各項條件均一致，在相同的條件下進行測定后發現不同硬度的反饋盤對于汽車真空助力器壓力滯后有著極大的影響，試驗測試結果表明，低硬度反饋盤的滯后壓力要低于高硬度反饋盤約600 kPa，在汽車真空助力器中采用低硬度的反饋盤能夠極大地降低汽車真空助力器工作中的壓力滯后問題。但是低硬度的反饋盤也會帶來使用壽命減少的問題，由于其硬度降低其在受力情況下也更容易磨損，因此在對汽車真空助力器反饋盤的硬度進行調整時需要綜合進行考慮。此外，通過測試表明，使用厚度更厚的反饋盤能夠有效地降低反饋盤的壓力滯后率，以7 mm和4.7 mm 的反饋盤為樣本進行試驗，試驗結果表明使用7 mm的反饋盤相較于4.7 mm的反饋盤能夠將汽車真空助力器的壓力滯后率降低約兩個百分點。此外，除了上述措施，還可以通過做好反饋盤潤滑的方式來降低壓力滯后率，通過對反饋盤涂抹和未涂抹潤滑油后所進行的汽車真空助力器壓力滯后試驗表明，涂抹潤滑油的反饋盤相較于未涂抹潤滑油的反饋盤能夠將汽車真空助力器的壓力滯后率降低約4個百分點，從而極大地改善了汽車真空助力器的效率。此外，在對汽車真空助力器進行改進的過程中，控制好氣閥骨架的大小也是改善汽車真空助力器壓力滯后問題的重要舉措之一。大骨架所控制的氣閥能夠有效地降低控制氣閥所產生的變形，從而有效地減小汽車真空助力器中的空氣閥和控制閥體在前進和回退過程中所產生的相對位移。此外，通過對大骨架和小骨架所產生的汽車真空助力器壓力滯后率進行試驗對比后發現，大骨架在汽車真空助力器壓力滯后率方面要明顯優于小骨架，因此，在汽車真空助力器設計的過程中為取得良好的制動效果需要結合具體的設計需要來對控制氣閥骨架的大小進行調整。

3 結語

做好汽車真空助力器壓力滯后問題的改善對于改善汽車真空助力器的制動效果是十分重要的。該文在分析了造成汽車真空助力器壓力滯后原因的基礎上，對如何減小汽車真空助力器壓力滯后的方法進行了分析與介紹。

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