汽车制动真空源选配分析

　　摘要：针对传统的真空助力器已经不能满足新能源汽车的发展需求的问题，分析多种真空来源，包括歧管真空、机械真空泵、电动真空泵、电子助力器等，探究其方案的可行性和优缺点，为传统动力汽车和新能源动力汽车制动系统设计提供依据，优化设计过程，提高设计效率。

　　关键词：真空助力器；电子真空泵；新能源汽车

　　引言

　　智能化和电动化是汽车发展的方向，汽车制动系统在设计处于至关重要的环节，其重要性不言而喻。新能源汽车要求将传统的汽油柴油等化石燃料转化成清洁的电能，实现环保的目的。传统的汽车制动系统依靠燃气发动机提供的真空源，设计出真空助力器，新能源依靠电能驱动，只能依靠电能来产生真空环境，或者电动助力，实现汽车制动。

　　在依靠真空实现制动的制动器中，真空度是衡量制动性能的重要指标。第一，真空度的稳态值。在多缸发动机中，由于多缸发动机的需要交替进气，从而导致真空度数值有一定的波动。但是随着发动机气缸数量的增加，真空度的稳定性也有提升。第二，发动机空转时的真空度典型值。当发动机空转，真空度最稳定，此时也是测量真空度典型值的时机，也是诊断真空度的重要手段。第三，加减速时真空度的典型值。在加速和刹车时发动机也是在高速运转的，此时真空度的典型值衡量制动动态特性的重要指标。

　　如何真空度指标选择合适的真空源，设计合适的制动系统，是保障车辆安全的核心要素。本文将分析几种常见的真空源选择方案的优缺点，为车辆设计提供依据。

　　1.歧管真空

　　汽车发动机有多个冲程，由于空气必须通过一系列的过滤、疏导装置才能进入发动机，因此必然会导致进气管道的压力远小于大气压力，形成所谓的真空，这种真空的程度通常用真空度来衡量。真空度是衡量发动机负载的重要因素，同时真空也为汽车制动装置提供辅助动力。真空助力器就是将歧管真空的负压作用在踏板的压力部件上，从而实现良好的制动效果和驾乘体验。

　　真空歧管所设计的真空助力器结构相对复杂，包括：前后壳、伺服室膜片、真空单向阀、过滤环、毛毡过滤环、控制阀、后腔隔膜座、空气阀、真空阀、推杆、调节叉、隔膜座、制动总泵推杆等。

　　2.电力抽气泵

　　电力抽气泵是利用电能实现真空，不需要发动机的歧管引导，具有独特优势，适合现代电动汽车的设计，同时能够降低汽车油耗。机械式真空泵的取消，直接降低了发动机的油耗，同时提升了发动机的性能指标。采用涡轮增压的汽车，因为增压效果使得发动机的歧管真空不存在或者为正压，无法为汽车制动系统提供助力。柴油发动机，由于空气进入的方式不同也无法提供足够真空度的负压，导致制动系统动力不足。

　　叶片式真空泵是常见的电动真空泵形式，构成包括：基座、电机外壳、凸台、线束端密封块、电机轴承支撑板、润滑系统、供油管路、回油管路等。

　　往复式电动真空泵也较为常见。依靠的是活塞的往复运动。主要包括：曲柄连杆机构、曲轴、十字头、连杆、活塞杆、曲轴箱、汽缸、气阀、活 塞、条形阀片、环形阀片、止回阀、固定阀。活塞运动中要保持活塞两侧的密封性，同时通过冷却水把热量带走。

　　活动阀的气缸侧设有与气缸铸件一体的方形气室。气室上部为进气口，下部为出风口。空气阀安装在气室内，进、出口由同一阀门完成。在阀门的通风口上。止回阀由条形阀和螺旋弹簧组成。整个气阀的弹簧附着在阀座上，连接的气动阀杆伸出气室，并通过曲轴端的附加偏心机构推动气阀在阀座上往复运动，从而协调气阀的开闭，控制进排气时间，完成整个配气动作。

　　环形阀瓣的固定阀为碟形。它安装在气缸上的气室中，在下侧，上气室设有两个进气阀，下气室设有两个排气阀，气阀用螺栓固定在各自气室的阀座上。环形阀瓣与阀座紧密配合，在螺旋弹簧的力作用下形成止回阀。一种带有条形阀瓣的固定阀，其中空气阀用两个螺钉压在阀座上。气缸内的活塞装有活塞环，以保证活塞两侧容积的密封。随着活塞在气缸内的往复运动，空气阀的阀瓣会定期打开和关闭，从而完成真空泵的工作过程。气缸内设有夹套，气体压缩和摩擦产生的热量由循环冷却水带走。

　　隔膜式真空泵也是常见的真空泵形式。膜片式汽车用电动真空泵的工作机构，包括电机和泵体。所述泵体的特征在于，所述泵体上设有进排气通道。泵体的排气管通过对称的活塞部件进入左右两端。金属插入和活塞杆、隔膜的外环压在泵体上，活塞杆连接的一端轴承，轴承连接偏心孔的主轴，主轴与电机输出轴过盈配合，和主轴电机驱动偏心旋转驱动活塞总成回报，和里面的隔膜是弹性变形和移动的拉下活塞杆。当转向死点时，膜片中的空腔处于吸力状态。隔膜内的腔体处于负压状态，产生吸力，当活塞总成处于排气状态时，腔体的体积最小。泵体上设有与核心轴匹配的平衡块。

　　3.机械真空泵

　　机械泵，也就是机械真空泵，是一种产生真空的机械。它可以在封闭或半封闭的空间中排放或吸收空气，使局部空间达到相对真空。该机械泵由电机和泵体两部分组成。普通机械泵由电机驱动，通过皮带泵轴旋转。机械泵直接与电机和泵轴连接，不需要中间传动链。机械泵利用气体膨胀、压缩、排放的原理，将气体从容器中抽出。它叫做机械泵，因为它采用机械方法定期改变泵的吸入腔的体积,所以容器中的气体不断扩大到吸入室通过泵的入口，然后压缩泵通过排气口。改变泵吸入室容积的有往复活塞式、固定叶片式和旋转叶片式，分别称为往复机械泵、固定叶片机械泵和旋转叶片机械泵。由于实际应用的结果，旋片式机械泵得到了广泛的应用。容易出现回油、振动的故障。

　　4.结束语

　　汽车的终极目标是自动驾驶和绿色驾驶,真空助力器是不可缺少的重要组成部分组件。作为汽车安全系统，制动系统的重要性不言而喻作。为随着时代的发展,消费者对制动系统的需求已不仅仅局限于制动的水平，对刹车踏板的感觉提出了更高的要求。真空助力器真空度的大小直接关系到制动踏板的力，影制动踏板感觉良好。本文从车辆层面介绍了真空源的方案，优缺点。今后制动系统的发展方向是电子助推器，对汽车制动系统的设计师具有重要的参考意义。

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　　柳 旭