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車用真空泵

發布時間:2018-07-17 21:33:46 來源:admin
為了提高汽車制動性能,降低駕駛員的勞動強度,汽車應該提供足夠的真空源以輔助制動系統産生更大的制動力。
 
對于傳統的裝載汽油發動機的車輛,其進氣歧管可以産生較高的真空負壓,但與節氣門的開度有關系。當節氣門開度較小時,進氣歧管内的真空效應強烈,能夠為真空助力器提供較大的真空度;當節氣門開度較大時,進氣歧管内産生較弱的真空效應,真空度較低,不能提供足夠的真空能源。此外,當汽車在海拔較高的地區行駛時,由于高原大氣壓比較低,造成真空助力器中的真空度較低。當汽車在城市道路中行駛時,由于制動頻繁使進氣歧管不能及時的補償助力器中的真空度,使真空助力器不能提供足夠的輔助動力。從上述種種處境來看,傳統的汽油車輛有必要安裝真空泵來為真空助力器提供足夠安全可靠的真空。
 
對于為了滿足較高的排放環保要求而設計的汽油直噴發動機、汽油渦輪增壓發動機、柴油機以及應用了啟停技術節約能源的發動機,進氣歧管給真空助力制動系統提供的真空度不能滿足要求,因此需要額外的機構來提供的真空。另外,對于混合動力汽車,發動機不能全時段工作,真空源也無法全時段提供;而純電動汽車用電機取代發動機提供動力,沒有發動機就不需要進氣歧管,更沒有可供助力器使用的真空源。因此,為保證制動系統能提供良好的制動效能,保障行車安全,現代汽車有必要加裝真空泵來提供真空源。
 
真空泵包括往複泵、旋片泵、膜片泵、水環泵、滑閥泵、羅茨泵和擴散泵等多種結構形式,且目前關于真空泵的研究大都局限于抽水泵、分子泵、渦輪和羅茨真空泵等。應用于汽車真空助力伺服制動系統的真空泵,要求其具有響應快速,NVH性能優越,耐高低溫,結構緊湊便于布置,安裝維修方便等特點,同時還能在冬季低溫、高原氣壓低和海邊高鹽等惡劣環境下正常工作。因此,僅有部分結構形式的真空泵被應用于汽車的制動助力真空系統中。常用的車用真空泵依據結構形式上的不同,可分為三種:往複活塞式、旋片式、膜片式。
 
往複活塞式真空泵包括兩組平行對置的活塞、工作腔、進排氣閥組件。驅動軸連接一個曲柄連杆機構,由發動機凸輪軸或者電機直接驅動。曲柄連杆機構在驅動軸的扭矩作用下驅動活塞作往複運動。活塞的往複運動引起工作腔的容積變化,随之變化的氣壓使進排氣閥門時而打開時而關閉,從而産生進氣和排氣效果。往複活塞式真空泵的結構是仿照發動機開發研制的,其研發成本相對較低。但活塞與缸體之間采用間隙配合,并通過活塞環密封,活塞環與缸體有相對滑動,摩擦較小,溫度升高速率、制造成本、噪音和連續工作時長等常規性能較均衡。性能均衡的特定使往複活塞式真空泵即可以作為輔助真空源,也可以當作獨立真空源。
 
旋片式真空泵的旋片數量可以是單片或者多片,旋片放置于偏心轉子的槽内,偏心轉子由發動機凸輪軸或者電機帶動旋轉。旋片将缸體工作腔分為多個子工作腔,在偏心轉子旋轉過程中,由旋片和缸體内壁形成的子工作腔的容積不斷變化,從而産生進氣和排氣效果。旋片式真空泵結構緊湊,空間利用率大。但在整個工作過程,旋片頂端與缸體内壁一直貼合,摩擦大,緻使真空泵溫升速度快,噪音更高,可連續工作時長短,主要作為輔助真空源。同時旋片材料的耐磨性耐溫性要求非常高,因此其制造成本也高。
 
膜片式真空泵的膜片由一曲柄機構推動,該曲柄機構包含一個與驅動軸連接的偏心輪和一個推動膜片的推杆。膜片在推杆的推動作用下産生變形,其與泵體組成的工作腔的容積随膜片變形而變化,從而産生進氣和排氣效果。由于膜片與泵體之間沒有相對運動,真空泵溫升速度慢,壽命也因此更長。膜片式真空泵的噪音低,研發制造成本高,連續工作時長較長,質量體積較大,因此主要作獨立泵使用,應用于中高檔車型。
 
三種結構形式的真空泵都具有各自的優缺點。但相比往複活塞式和旋片式真空泵,膜片式真空泵屬于幹式真空泵,其高密封性,長耐久性,以及振動小噪聲低等特點較為突出。同時,往複活塞式真空泵和旋片式真空泵的運動形式較簡單,得到了深入的研究和廣泛的應用,而膜片式真空泵的工作過程中存在膜片的變形,運動形式很複雜,相關研究資料少。
 
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