● 為什么踩下制動踏板后會聽到喘氣聲?
-- 哪個是真空助力器,?
在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,,踩下制動踏板的瞬間,,有時你能隱約間聽到一聲“嘆息”,有人懷疑自己的車哪漏氣了,,而通過對聲音出現(xiàn)時機的總結(jié),,可以斷定聲音源自制動系統(tǒng),于是,,越想越害怕,。
順著聲音聽過去,聲音的確是從制動踏板的后方傳來的,,但無論趴下身去看,,還是用手伸進去摸,你都找不到那個會“喘氣兒”的家伙,。有時候人就是這樣,,一旦較起真兒來,,還真不是那么容易輕言放棄,于是,,便叫來了同伙,,命其要有節(jié)奏地不斷踩制動踏板,這下,,多年來練就的聽聲辯位的功夫可算派上用場了,,經(jīng)幾番查找,最終確認“嘆息聲”是從而隔壁的發(fā)動機艙內(nèi)傳出的,。
打開發(fā)動機艙蓋,,隨著每次制動踏板的踩下伴隨而來的“喘氣聲”,你將目光聚焦在一個用于固定制動總泵的底座上,,通過移動終端翻閱汽車之家百科節(jié)目得知這是一個名為“真空助力器”的裝置。
顧名思義,,真空是此類助力器的動力源,,所謂的真空其實就是負壓�,!叭绻銓嵲诓荒芾斫馑�,,那就把它想象成一個沒裝針頭的注射器,用手指堵住一頭用力拉活塞推桿,,這樣你就可以感受到負壓的存在了”,。這是在此前的發(fā)動機文章中我對真空的描述。
-- 真空助力器是如何利用真空來提供助力的,?
在工作的狀態(tài)下,,推桿回位彈簧使得制動踏板處于初始位置,此時,,真空管與真空助力器連接位置的單向閥處于打開的狀態(tài),,在助力器內(nèi)部,隔膜將其分為真空氣室和應用氣室,,這兩個氣室相互間可連通,,在大多數(shù)時間里二者都與外界隔絕,通過有兩個閥門裝置可以實現(xiàn)氣室與大氣相連,。
在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,,踩下制動踏板,在推桿的作用下,,真空的閥門關(guān)閉,,同時,推桿另一端的空氣閥門被開啟,,待空氣進入后(踩下制動踏板產(chǎn)生喘氣聲的原因)便會造成腔內(nèi)氣壓不平衡的狀態(tài),,在負壓的作用下,,膜片被拉向制動總泵一端,進而帶動制動總泵的推桿,,這便實現(xiàn)了將腿部力量進一步放大的功能,。
● 真空助力器的“真空”從哪來?
-- 源自發(fā)動機
獲得真空最為普通的方式就是利用發(fā)動機本身的工作特性,,通過一根管路將進氣歧管與真空助力器相連,,從而將發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的真空導入助力器。這種助力的方式對發(fā)動機的工況會形成細微的影響,,何以見得,?
與我們所熟悉的空燃參數(shù)比一樣,真空度同樣是反應發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的重要參數(shù),。當我們踩下制動踏板時,,真空助力器會隨著踏板的行程逐漸釋放真空氣室內(nèi)的真空,制動操作結(jié)束后,,駕駛者釋放制動踏板,,在回位彈簧的幫助下,真空助力器會迅速恢復至“戒備”狀態(tài),,這便再一次需要從進氣歧管抽取真空,,正是這個過程,在瞬間它會影響到發(fā)動機的真空環(huán)境,,從而使得發(fā)動機的工況出現(xiàn)波動,,有時候你可以通過發(fā)動機的細微抖動或轉(zhuǎn)速表的變化來察覺到它。
-- 凸輪軸驅(qū)動的真空泵
發(fā)動機周邊的附件很多都是在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時形成的真空環(huán)境中被控制的,,受結(jié)構(gòu)和類型所限(柴油發(fā)動機和汽油直噴發(fā)動機),,有些發(fā)動機則無法提供用于滿足周圍附件工作的真空環(huán)境,因此在真空源的提供方式上做出了調(diào)整,,加裝一個獨立的真空泵是個不錯的辦法,。
此類真空泵依靠凸輪軸帶動泵內(nèi)轉(zhuǎn)子,與轉(zhuǎn)子同軸相連的葉片以偏心的位置進行轉(zhuǎn)動,,在偏心旋轉(zhuǎn)過程中,,葉片上方的容積被不斷的擠壓、釋放,,這個過程便制造出了真空環(huán)境,,通過橡膠管把真空泵與真空助力器相連,剩下的事則與上面提到的相同,,
-- 電動真空泵
廠商開始逐漸在混合動力車和純電動車領(lǐng)域發(fā)力,,不知你有沒有想過“真空”的問題,當車輛依靠電機行駛時,原先獲取真空的方式都行不通了,,但采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制動系統(tǒng)仍需要借助除駕駛員腿部以外的力量來更有效的推動制動總泵,,電動助力泵成了最好的選擇。
-- 題外話:制動系統(tǒng)中,,上面提到的那些真空助力器是必須的嗎,?
有些廠商希望傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的真空助力器永遠消失,你可以認為這是一種“過河拆橋”的行為,,但當你了解內(nèi)情之后,,才知道,原來純機械的裝置真的要過時了,。
奧迪A1 e-tron的兩個后輪制動卡鉗采用了線控技術(shù),,控制信號來自制動踏板傳感器和ESP控制單元,也就是說,,當踩下剎車踏板時,,制動總泵直接作用于前輪,而后制動分泵依靠齒輪的運動來推動活塞進行制動,,制動效果上,,液壓制動會更直接而且力量也會更大,不過,,這并不重要,從以往的經(jīng)驗來看,,前輪的制動力往往都要大于后輪,。由于不需要剎車油傳遞來自制動踏板的制動力,后輪的電子機械制動卡鉗可以迅速作出反應,,這對ESP車身動態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng)的控制也會更有優(yōu)勢,。其實,這已經(jīng)暗示了,,傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)將有可能退出舞臺,,電子制動卡鉗的時代到來時,真空助力泵離開的時候就到了,。
人們總覺得液壓的系統(tǒng)要比電子系統(tǒng)來得可靠,,那好吧,電子卡鉗先放一旁,,我們再來看看另一種更加現(xiàn)實的制動助力系統(tǒng)--博世推出的這套系統(tǒng)由制動總泵和助力控制模塊兩部分組成,。從外觀來看,圖中所示的制動總泵顯然不同以往,,的確如此,,在兼顧本職工作的同時,它還做了一些原本不歸它管的工作,。為了感知駕駛員的意圖,,制動總泵上安裝了踏板行程傳感器,,其所傳遞出的信號會直接被助力控制模塊獲取,依據(jù)此信號,,助力控制模塊可對制動總泵的活塞施加相應的壓力,,從而達到對車輪制動的目的。也就說,,駕駛員踩下制動踏板的動作更多是在向助力模塊傳遞電信號,,而實際用于推動制動主缸活塞的力量則由帶有高壓蓄能器的電子助力模塊(上圖右側(cè))完成。
如果是這樣的話,,長期霸占汽車之家辦公區(qū)內(nèi)那臺賽車模擬器的同事一定能很快適應這種毫無制動腳感的方式,,但研發(fā)它的工程師顯然不是個游戲迷,依靠模擬裝置,,在制動過程中,,踏板還是可以呈現(xiàn)出屬于汽車的制動感覺,但顯然,,本質(zhì)變了,。
● 制動“失靈”是怎么回事?
由于對真空源的過分依賴,,通過發(fā)動機來獲取真空的方式對于制動系統(tǒng)來說存在著一些問題,,這不禁又讓我們想起了2年前的“剎車門”事件。當油門踏板卡死后,,發(fā)動機轉(zhuǎn)速迅速攀升,,此時,發(fā)動機會吸入大量的空氣來維持在該工況下的動力輸出,,真空環(huán)境的平衡也會因此被打破,,一旦突發(fā)情況發(fā)生,駕駛者本能的踩下制動踏板,,第一次踩下時,,真空助力器內(nèi)存留的真空還可以幫助駕駛者推動制動總泵以實現(xiàn)車輛的制動,但當?shù)诙�,、第三次踩下制動踏板時,,由于發(fā)動機無法提供充足的負壓來滿足真空助力器的工作條件,所以,,真空助力器“失效”,,制動踏板變硬,造成制動效果下降,,從駕駛者的反饋來看,,大多數(shù)人則認為制動失靈。
到后來廠商開始重視“剎車優(yōu)先系統(tǒng)”,即在油門踏板和剎車踏板同時踩下時,,采用電子控制的節(jié)氣門會關(guān)閉,,如果節(jié)氣門采用拉線控制,那么,,發(fā)動機電腦會對相應的執(zhí)行器發(fā)出限制指令,,減少噴油或控制點火頻率。
● 采用獨立真空泵后就不會發(fā)生制動助力失效的故障了嗎,?
從采用凸輪軸驅(qū)動的助力泵結(jié)構(gòu)來看,,它同樣有可能面臨這個問題。以下是我們從前方采集回來的素材,,車主惲女士就曾因助力泵失效而多次面臨剎車“失靈”的險情,。下面讓我們來看看是什么樣的原因?qū)е铝斯收系陌l(fā)生。
在泵體與管路連接的接口處有一個滾珠式的單向閥,,這個單向閥是維持剎車真空助力系統(tǒng)的重要控制元件,。在真空泵為剎車助力系統(tǒng)建立了正常的真空環(huán)境后,真空泵內(nèi)部與助力器真空氣室間的壓力處于平衡狀態(tài),,此時,,單向閥關(guān)閉。當平衡被駕駛員的制動動作打破時,,管路內(nèi)的氣壓與外界相近,,一直保持工作狀態(tài)的真空泵在克服彈簧彈力后將單向閥吸開,進而使得真空助力系統(tǒng)重新建立真空環(huán)境以為下次制動做好準備,。
問題就出在了這個塑料材質(zhì)的球形單向閥上,,長期做著開啟關(guān)閉的動作使得這個球形單向閥在與管口的摩擦中出現(xiàn)了磨損,在正常情況下,,這個球形閥會用自身三分之一的體積將管口堵住,而在出現(xiàn)磨損后,,就會有更多體積卡在管口外面,,當磨損達到一定程度后,球形閥就有可能卡死在管口,,從而,,真空泵則無法將單向閥吸開,因此,,卡死的單向閥在真空泵與真空助力器之間形成阻斷,,真空助力器也就無法參與到正常的工作中了,從而導致了制動踏板變硬的情況,。
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