助力器是汽車中借助壓縮空氣、高壓油等操控裝置,以達(dá)到使用輕便的目的。大型車輛操作因人力有限,于是就有很多“助力”裝置(學(xué)名叫“伺服機構(gòu)”)。以助力式伺服制動系統(tǒng)為例,其特點是伺服系統(tǒng)的控制裝置用制動踏板機構(gòu)直接操縱,其輸出力作用于液壓主缸,與踏板力一起對主缸油液加壓,這一點是區(qū)別與“增壓式”伺服制動系統(tǒng)的——“增壓式”伺服制動系統(tǒng)特點是制動踏板機構(gòu)控制制動主缸,主缸輸出的液壓傳遞到輔助缸,并對伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制,伺服系統(tǒng)的輸出力與主缸液壓共同作用于輔助缸,輔助缸輸出到輪缸的液壓遠(yuǎn)高于主缸液壓。
機械液壓助力是我們最常見的一種助力方式,它誕生于1902年,由英國FrederickW.Lanchester發(fā)明,而最早的商品化應(yīng)用則推遲到了半個世紀(jì)之后,1951年克萊斯勒把成熟的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)應(yīng)用在了Imperial車系上。由于技術(shù)成熟可靠,而且成本低廉,得以被廣泛普及。機械液壓助力系統(tǒng)如圖1所示,主要由液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐等元件組成。這種助力方式是將一部分發(fā)動機動力輸出轉(zhuǎn)化成液壓泵壓力,對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力,從而使輪胎轉(zhuǎn)向。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力。常壓式液壓助力系統(tǒng)的特點是無論方向盤處于正中位置還是轉(zhuǎn)向位置、方向盤保持靜止還是在轉(zhuǎn)動,系統(tǒng)管路中的油液總是保持高壓狀態(tài);而常流式液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作,但液壓助力系統(tǒng)不工作時,油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),管路的負(fù)荷要比常壓式小,現(xiàn)在大多數(shù)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都采用常流式??梢钥吹?,不管哪種方式,轉(zhuǎn)向油泵都是必備部件,它可以將輸入的發(fā)動機機械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力。
某轎車的真空助力式伺服制動系統(tǒng)如圖4所示,它采用了左前輪制動油缸與右后輪制動油缸為一液壓回路、右前輪制動油缸與左后輪制動油缸為另一液壓回路的布置。真空助力器氣室與控制閥結(jié)合的真空助力器在工作時產(chǎn)生推力,也同腳踏板力一樣直接作用在制動主缸的活塞推桿上。在非工作狀態(tài)下,控制閥推桿回位彈簧將控制閥推桿推到右邊的鎖片鎖定位置,真空單向閥口處于開啟狀態(tài),控制閥彈簧使控制閥皮碗與空氣閥緊密接觸,從而關(guān)閉了空氣閥口。此時真空助力器的真空氣室和應(yīng)用氣室分別通過活塞體的真空氣室通道與應(yīng)用氣室通道經(jīng)控制閥腔處相通,并與外界大氣相隔絕。發(fā)動機啟動后,發(fā)動機的進(jìn)氣歧管處的真空度上升,隨之,真空助力器的真空氣室、應(yīng)用氣室的真空度均上升,并處于隨時準(zhǔn)備工作的狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行制動時,踩下制動踏板,踏板力經(jīng)杠桿放大后作用在控制閥推桿上。首先,控制閥推桿回位彈簧被壓縮,控制閥推桿連同空氣閥柱往前移。當(dāng)控制閥推桿前移到控制閥皮碗與真空單向閥座相接觸的位置時,真空單向閥口關(guān)閉。此時,助力器的真空氣室、應(yīng)用氣室被割開。此時,空氣閥柱端部剛好與反作用盤的表面相接處。隨著控制閥推桿的繼續(xù)前移,空氣閥口將開啟。外界空氣經(jīng)過濾器后通過打開的空氣閥口及通往應(yīng)用氣室的通道,進(jìn)入到助力器的應(yīng)用氣室,伺服力產(chǎn)生。
取消制動時,隨著輸入力的減小,控制閥推桿后移,真空單向閥口開啟后,助力器的真空氣室、應(yīng)用氣室相通,伺服力減小,活塞體后移。這樣隨著輸入力的逐漸減小,伺服力也將成固定比例的減小,直到制動力被完全解除。