真空助力器的结构原理与故障检修

王金

摘 要：真空助力器是汽车制动系统里帮助驾驶员踩刹车的装置，它能让驾驶员踩刹车省力，它非常有用但很多人却对它不了解更不懂怎么检测维修。本文主要介绍汽车真空助力器结构原理，以及对真空助力器的检测，最后还写了真空助力器的常见故障。通过学习这些知识可以让很多人更加了解真空助力器的工作原理，也给维修真空助力器人员提供帮助。

关键词：汽车 真空助力器 故障检测 分析

Structural Principle and Troubleshooting of Vacuum Booster

Wang Jin

Abstract：Vacuum booster is a device in the automobile brake system to help the driver step on the brake， which can make the driver step on the brake and save effort， and is very useful. But many people do not understand it， let alone how to detect and repair. This article mainly introduces the structural principle of automobile vacuum booster， as well as the detection of vacuum booster， and finally discusses about the common faults of vacuum booster. By learning this knowledge， many people can better understand the working principle of vacuum boosters， and also help maintenance vacuum booster personnel.

Key words：automotive， vacuum booster， fault detection， analysis

1 汽车真空助力器结构和分类

提起真空助力器，许多人都只知道它是为了降低驾驶员劳动强度，却不知道它是如何工作的，而且在出现故障时又是一次更换，这更是增加了他的神秘感。现在，我们就从真空助力器的结构开始讲。

1.1 汽车真空助力器的构成

一般由空气控制阀、回位弹簧、柱塞、真空阀、活塞、膜片、推杆与操纵、单向阀杆等构成，如图1所示。

1.2 汽车真空助力器的分类

车辆真空助力器是刹车助力器中的一类，刹车助力器在轻型汽车以及中型车辆中均有着相当普遍的使用，而按照刹车助力器操作型式的差异又可将其分成真空、液压以及气动辅助三大部分。而车辆真空助力器就是当中极为重要的一类。在车辆真空助力器的实际使用中，又主要包括机械真空辅助以及液压真空辅助二种型式，而且真空辅助直接将由车辆真空助力器所形成的力作用于踏力，所以可操作性比较强，它所具备的这种特点也使得它在轻型汽车（如轿车及小型载货车辆）上有着相当普遍的使用，不过它在实际使用的过程中往往会受到汽车装配空间的约束而影响对其进行使用。液压真空辅助和机械真空辅助在直接作用于踏力的时候工作形式上有所不同，它是直接使用主缸所形成的液压系统来对踏力实施辅助的，所以虽然它受空气约束较小，但相比于机械真空辅助来说操纵感不好。因此为了克服车辆真空助力器操控性不好的问题，需要对导致车辆真空助力器压力滞后的因素加以分析并进行改进，以使车辆達到更良好的空气制动性能。

2 真空助力器工作原理

2.1 非工作状态

在阀柱回位弹簧的作用下，当阀柱与空气阀座到达右极限位置时，阀门簧片被橡胶阀片压紧于空气阀座上，从而空气阀口完全封闭，最大真空量阀口开启，此时前、后两腔完全连通，并将大气隔离。当发动机工作时，前后二个气室的压力相等，即产生同样的真空度[1]。

2.2 工作状态

踩刹车时，脚踏力矩通过杠杆放大（踏板比），作用在最大真空度助力器的空气阀杆上，同时压缩阀杆回动簧，带动空气阀座向前运动，并通过反馈盘和液压系统的过杆传动，使空气制动向主油缸的第一活塞运动，从而形成液压，制动轮缸的张开力矩，推动刹车蹄片形成制动力。

与此同时，橡胶阀部件在阀杆簧的作用下，和真空气阀座一起运动，并关闭最大真空度阀口，将前后空腔分隔，将前后气室和最大真空度源全部切断。（这是一瞬间过程）

由于阀杆的继续移动，气体阀和橡胶阀门部分分离，内部气体阀门口重新启动，而外部气体则通过泡沫滤芯、橡胶阀件的内孔和大空阀门出口流入后空腔中，使前后二个空腔之间形成了压力差，这种压力差在助力器的膜片、助力盘、等关键部件之间形成了相互作用，除一小部分作为平衡弹簧的抗阻力和工作压力差之外，主要经阀体作用到反馈盘上，再传导给制动主油缸。在这个过程中，真空阀口始终保持在封闭位置。

在踩动脚踏板的过程中，将阀杆往前推移，压缩空气经开启的后空气阀口，持续地流入后气房，阀体也持续地往前推移。当踏板停滞在某-平衡位置时，阀体将移到真空阀口封闭的地方，此时空阀口与真空阀口都处在封闭位置，而辅助器则保持-均衡位置，即阀柱的输送压力、前后气房产生的伺服力矩，与主油缸液压系统产生的推动力（辅助器的输出力的反作用力）三者相互平衡。

当前后空腔的压力差已经达到了最大，即后空腔的压力差完全等于大气压力之后，这时真空助力最大，此后，即使进口压力的改变和出口压力的改变相同时，也没有伺服压力的增加。

2.3 释放

放开刹车踏板，阀杆回动簧立即把阀杆的真空阀座推回，从而使真空阀口完全封闭，真空阀打开，关键部件在回位簧的引导下，返回起始位，助力器则返回非目标位置。

2.4 制动主缸实现力与液压的转换

助力器的传递动力直接作用于与之相连接的刹车系统主油缸的第一活塞上，进而将动力转化为液压，并传递给轮胎上的制动分泵，再将制动分泵转变为动力，从而完成对车辆的制动。

3 真空助力器的检测

进气歧管真空不够、真空管道漏气或损坏、隔膜泄漏、空气阀门封闭不严等，均会造成真空助力器的运行不好。而刹车踏板费力往往是真空助力器完全磨损的主要标志。真空助力器能否正常运行，可以以下方式加以测试。

3.1 密封性能检测

密封性能的检测方法有两种：

（1）首先让发动机在怠速状态下运行1-2分之内后关掉。用脚多次踩刹车踏板，如果刹车踏板的高度一次比一次高，则说明真空助力器密封效果好。反之，则说明密封不好。则说明真空助力器密封性效果较差，应予检查。

（2）首先让发动机在怠速状态下运行。然后用脚踩制动踏板并在脚踏达到最低位置、保证脚踏压力恒定的状况下，终止发动机运行。如发动机供给的真空度很正常，且踏板高度在30s内无显著改变，则表示真空助力器密封性能较好。但如果刹车踏板身高有明显的回升迹象，则真空助力器有泄漏故障[2]。

3.2 助力功能检测

当发动机熄火时，先以同样的脚踏使劲踩制动器脚踏若干次，以减少真空助力器的全部或剩余最大真空度，并确定脚踏标高无改变后，踩住脚踏不动，随即重新起动发动机。此时如制动脚踏略为倾斜，则表示最大真空度助动力器助动力功用是否正常;若脚踏不动，则助动力器无助动力功用，应先检测最大真空度源是否供给了相应的真空度，继而再检测真空管路、单向阀门和最大真空度助动力器[3]。

3.3 真空供给检测

若在刹车后真空助力器的辅助作用失灵或辅助功能微弱时，除应检测真空助力器之外，还需着重检测给助力器供给最大真空度的真空系统电源和真空管道。检测后，拔下真空助力器的最大真空度插头，并起动引擎让其保持怠速工作，并用大拇指快速地将真空管口卡住。此时只要觉得有强烈的吸力，则说明引擎供给的最大真空度充足或真空管道设计良好;倘若没有明显的吸力或完全没有吸力时，则应该关闭引擎，并查看真空管路有无破裂、卷曲、松动或阻塞。一旦真空管路破裂时，则应予立即更换;一旦真空管路正常时，可使用真空仪表检测引擎怠速下进气歧管的真空度，一旦引擎工作正常时，其真空仪表读数可在40～67kPa范围内。

3.4 真空单向阀的检测

真空单向阀在发动机进气歧管和真空助力器之间。发动机进气歧管的真空经由真空单向阀送到真空助力器，而真空助力器的真空则无法经由该阀门返回。所以，真空单向阀的主要功能就是确保在引擎停转之后，真空助力器内的真空能够维持在足够的时候，从而维持一种高效的辅助刹车。检测时，首先使引擎怠慢，随后关掉引擎并等候约5min，而后对踩踏板实施刹车，必须在每次的踩踏行程中才有辅助功能。如在首次踩踏板时缺乏辅助功能，则单向阀出现了漏气故障。为了进行检测，将单向阀拆下，用嘴朝单程阀的进气歧管一侧吹气，而空气则一点儿都没有进入。当高温真空单向阀反向漏气时，就应当更换。此外，若最大真空度时单向阀门有开闭困难或卡住的现象，也应予更换。

3.5 真空助力器空气阀检测

真空助力器空气阀如出现泄漏问题，当车辆无制动力运转时，因部分的压缩空气流入B腔而使膜片二侧对B、A腔形成了压差阻力，从而引起助力器的自动工作，使汽车运行时阻碍力矩很大。由于此类问题产生了较大的隐秘性，从而造成了车辆的制动力性、经济性极大降低。据调查，当很多汽车出现此类问题时，司机们竟然都不清楚病因，有的人虽发现轮胎行车阻滞力较大，且轮毂过热加重，但在查找故障根源时却常常以为是刹车速度调节不良，而很少怀疑是最大的真空度助力器问题。于是使用了以下二种方式加以检测。

（1）通过进行空气制动器阻滞测试，来检测真空助力器空气阀的正确操作方法：

①把从动车轮升离地面悬空;

②踩刹车踏板数次，才能去除最大真空度助力器内的剩余真空;

③松开刹车踏板，用手转向轮胎，注意其压力的变化;

④让发动机以怠速状态运行1-2min，然后关掉;

⑤如果继续用手旋转其轮毂，发现压力上升了，就表示真空助力器空气阀出现泄漏故障情况了[4]。

（2）直接测试空气阀门的密封特性的操作方法：

松开刹车踏板后，在怠速工作下，悬一小束纱线或纸条在空气门的进气口前方，若被人吸收，则表示空气门密封性較差，存在气体泄漏问题;如此后空气不被吸入，但如果在刹车踏板刚被踩下之前它就已被吸入，则表示空气阀工作正常，无泄漏事故。

4 真空助力器的故障检修与案例分析

4.1 真空助力器的常见故障及检修

（1）踏板发硬，制动不灵

故障分析为：前壳气封漏气;单向阀门阻塞;真空管泄漏或阻塞;真空管接口处封闭不严。

排除办法：真空管接头真空管，单向阀，前壳气封，如有损坏应更换。

（2）无助力作用

故障因素：单向阀故障;调节阀橡胶组件及后壳的气封损坏。

排除办法：检查确定故障原因，如有损坏应更换。

若出现此问题，需检测刹车总泵支架的安装长度和设计上是否存在问题。当真空助力器和刹车总泵安装于整车上时，在将驱动叉和制动踏板木杠饺接完毕后，若在非运行阶段下销轴重心要偏离钎杆的转动位置时，应使驱动门杆和助力器的中心线偏差不超过2°。在一般使用的工作情况下，必须确保所有方向的位移量均不能大于比值。不然，将会导致后壳的气封部分损坏[6]。

（3）助力作用下降并始终有漏气声

事故起因：控制阀橡胶组件及前壳气封损坏。

排除办法：检查确认后，更换

（4）刹车的踏板突然自动下降。

故障原因：后壳气封脱落。

排除办法：拆开，检查，修理。

4.2 案例分析

（1）故障现象：

一辆比亚迪思锐1.5T轿车行驶了5万km，在行驶的时候突然踩下刹车踏板，感觉制动踏板太硬而且刹车没劲;紧急刹车时，汽车虽有“点头”的现象，却无明显刹车印痕，而且刹车距离也较长。

（2）故障检查：

针对此事故情况，维修技师检测力汽车制动系统的所有部件（包括真空助力器、制动主泵、制动分泵、制动蹄片、制动鼓、制动盘以及刹车管路）都没发现问题。当拔下真空助力器气管检测头时，发现连接进气歧管上的气管最大真空度吸力不足，所以拧下气管接头并检查，发现气管接头内室已经被堵上了。

（3）故障分析：

真空助力器的气房前室，通过最大真空度单向阀和发动机的进风管相连，当发动机开始运行时，最大真空度的单向阀被吸开，使真空腔左、右腔之间都形成了一定的真空度，真空助推器的工作。当真空助力器气管接头阻塞后，真空助力器内腔的真空度变小，吸力也随之变小，于是真空助力器便不能正常运行，从而造成了制动效果不好[6]。

（4）故障排除：

清理进气管连接内侧脏污，按规定装复后试车，故障现象基本消失。

5 结论

真空助力器一般用作车辆制动，真空助力泵使刹车踏板产生的传递力释放后形成刹车主油缸的传递动力。刹车主缸又把真空助力器的机械动力转换为液压传递给刹车管路，把机械压力转换为液压。对车辆真空助力器压力真空度的提高，对于改善车辆真空助力器的效果制动效果是十分重要的。该文在研究了造成汽车真空助力器真空量不足问题的基础上，对如何检查维修汽车真空助力器真空度不足的方法进行了分析与介绍。

参考文献：

[1]王树凤．汽车构造[M].北京．国防工业出版社，2009.

[2]徐秉金．汽車构造与维修[J].北京：北京理工大学出版社，2013：25-33.

[3]胡树华．汽车检测与诊断技术[J].北京：科学出版社，2016：15-21.

[4]王霄峰．汽车底盘设计[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]刘彬．汽车制动系统维修200问[M].化学工业出版社，2013.

[6]王世成，秦峰．浅论现代汽车故障自诊断系统[J]. 农村实用科技信息，2012.04.