浅谈液压双腔制动主缸的结构及工作原理

2016-05-30张鹤

时代汽车 2016年7期

张鹤

摘要：长期以来的乘用车消费市场调研结果表明：消费者在考虑购车时，总会把汽车安全性能放在首要考虑因素。汽车安全一般分为：被动安全和主动安全。被动安全即发生事故时，尽量减少碰撞造成的损伤；主动安全是先防患于未然，尽可能避免灾难的发生；目前国内市场，主动安全越来越受到各品牌乘用车的青睐和重视。汽车主动安全技术最为关键是制动系统，而液压双腔制动主缸作为制动系统的心脏，其作用的重要性不言而喻。

关键词：制动主缸；结构；工作原理

1 引言

自 1885年德国工程师卡尔 .奔驰（ Karl Benz）设计制造出第一辆单缸四冲程三轮汽车以来，汽车工业已经历了 130多年的发展。制动系统作为汽车的关键安全系统，随着汽车工业的脚步不断更新发展，作为制动系统的核心部件——液压制动主缸，其技术更是不断革新。随着人们对制动系统的安全可靠性要求越来越高，现在汽车行车制动系统多采用双回路制动系统，即串列双腔结构主缸，之前的单腔结构主缸已被淘汰。本文重点介绍三种液压双腔制动主缸：补偿孔式主缸、中心阀式主缸、柱塞阀式主缸。

2 补偿孔式制动主缸

补偿式制动主缸适用于人力液压制动系统，多用在制动踏板的踩踏力不超出驾驶员体力范围的情况下。

2.1 结构和组成

补偿式制动主缸主要由第一制动腔、第二制动腔、第一活塞、第二活塞、进液口、出油口和补偿孔组成，相当于两个单腔制动主缸串联在一起构成，如图 1所示。其结构具有如下特点：

（1）缸体上加工有两个补偿孔，缸孔是直孔，便于加工；

（2）主副皮碗固装在活塞上，见图 2；

（3）活塞结构比较简单，容易加工，但匹配 ABS功能车型时，因 ABS压力调节器作用，主缸内制动液压力会存在波动，使主

缸活塞前后窜动，皮碗会反复经过补偿孔，容易被咬伤导致泄露。

2.2 工作原理

补偿孔式制动主缸位于初始状态时，第一腔主皮碗都在补偿孔右侧，制动液通过进液口、补偿孔进入制动腔；

当主泵开始工作时，活塞皮碗组件左移，当主皮碗经过补偿孔后，制动腔开始建压，制动液通过出油口进入制动管路形成制动压力。补偿孔式制动主缸使用寿命较低，一般配非 ABS车使用，多用在一些微型或轻型汽车上。

3 中心阀式制动主缸

中心阀式制动主缸主要适用于装配具有 ABS自动抱死制动系统的车型，现在国内汽车大多数配置 ABS系统，中心阀式结构主缸也得到广泛应用。早在 2000年以前，国内还没厂家生产中心阀式主缸产品。

3.1 结构和组成

中心阀式制动主缸主要由中心阀、供液腔、制动腔、出油口等结构组成，结构如图 3所示。

中心阀式制动主缸结构特点：

（1）缸体上没有加工补偿孔，缸孔是直孔，容易加工；

（2）活塞钻用中心孔可起到补偿孔作用；

（3）由于缸体上没有补偿孔，不存在皮

碗反复经过补偿孔，造成皮碗咬伤情况。中心阀制动主缸结构上完全区别于补偿孔式制动主缸的密封方式，是在活塞中心设置一个阀门机构，该机构由装入活塞内的中心阀弹簧、中心阀芯、阀体部件和装在活塞上的弹簧座组成。在非工作时，阀门处于常开状态，使高压腔与低压腔相通。制动时推杆推动活塞向前运动，而中心阀芯在中心阀弹簧的作用下相对活塞及阀体部件向后运动，使阀门关闭，产生液压。在 ABS作用下液压随着轮速传感器的信号不断调整液压，以防车轮抱死。中心阀制动主缸较补偿孔式制动主缸改善了畅通性、灵活性和可靠性，提高了使用寿命。

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3.2 工作原理

如图 4所示，中心阀初始状态如（ b）所示，中心轴抵靠在销轴上，此时中心阀密封面与中心阀座无接触，制动液经过供液腔、中心阀进入制动腔；开始制动时，活塞左移，中心阀与销轴脱离，中心阀密封面开始靠近中心阀座，密封面与阀座接触，如图 4（c），然后制动腔开始建压，制动液通过出油口进入制动管路形成制动。

4 柱塞阀式制动主缸

近几年， SUV市场持续火热，多数车型配置了 ABS+ESC的安全制动系统，例如销售火爆的宝骏 560，柱塞阀式制动主缸就是在这种形势下产生的。因此，柱塞阀式制动主缸可以满足 ESC工作过程中需求较大流量的制动液，适用于配置 ABS+ESC的车型。

4.1 结构和组成

柱塞阀式制动主缸主要由供液腔、补偿孔、第一制动腔、第二制动腔、出油口等结构组成，如图 5所示，柱塞阀式制动主缸具有以下结构特点：

（1）缸体上没有补偿孔，而是加工出主副皮碗槽；

（2）补偿孔在活塞圆柱面上，在活塞上可加工数量较多的孔，这种结构可以实现大排量的需求；

（3）整个主缸长度比较短；

柱塞阀式制动主缸与补偿孔式、中心阀式制动主缸最大区别在于主皮碗嵌在主缸缸体内，是静止不动的。由于其主缸长度较短，安装节省空间，但缸体加工难度较大，成本比较高。

4.2 工作原理