摘要:目前,为了解决能源危机与环境污染问题,燃料电池汽车或在现有内燃机汽车的基础上改装的电动车得到了大力发展,绝大多数的电动车多采用真空助力伺服制动系统,使人力和动力并用,传统内燃机汽车的制动系统真空助力装置的真空源来自于发动机进气歧管或机械真空泵,真空度一般可达到0. 05~0. 09MPa。对于由传统车型改装成的纯电动车或燃料电池汽车,由于没有了发动机,制动系统由于没有真空动力源而丧失真空助力功能,仅由人力产生的制动力无法满足行车制动的需要,而核心问题是产生足够压力的真空源,电动真空泵的使用较好地满足了这种要求。
一、电动真空泵的结构和原理
电动真空泵按常用结构形式可分为:旋片式、活塞式和膜片式;按使用功能可分为:辅助电动真空泵和独立电动真空泵。
1.旋片式电动真空泵
旋片式电动真空泵由偏心地装在定子腔内的转子、转子槽内的旋片和外壳定子组成。转子带动旋片旋转时,旋片借离心力紧贴定子内壁,把进、排气口分割开来,并使进气腔容器周期性扩大而吸气,排气腔容积则周期性地缩小而压缩气体,借气体的压力推开阀排气,获得真空。旋片式电动真空泵的结构如图1所示。
2.活塞式电动真空泵
活塞式电动真空泵包含两个180°对置的工作腔。电动机主轴连接一个偏心轮,偏心轮驱动转轴及活塞做往复运动,在往复运动过程中,活塞会发生偏转摇摆。活塞的往复运动引起工作腔容积的变化,产生进气和排气的效果;摇摆活塞式真空泵活塞和缸体之间有相对滑动,工作时真空泵温度会升高,活塞上活塞环与缸体之间过盈量可以通过设计进行调整,其温升比旋片式真空泵低,磨损较慢,噪声也相对较低;由于摇摆活塞式真空泵采用双腔对置结构,当一腔失效时,摇摆活塞式真空泵仍可有一定的抽取真空能力。摇摆活塞式真空泵的结构如图2所示。
3.膜片式真空泵
膜片式真空泵包含两个180度角对置的工作腔,膜片由一个曲柄连杆机构驱动,此曲柄连杆机构包括一个偏心机构,上面装有两个偏心轴承,推动作用在膜片上的连杆,使膜片受到推力和拉力的作用引起变形。膜片的变形使工作腔容积变化,产生摩擦较小,温升速度低,可以使真空泵有较长的使用寿命和较低的噪声。膜片式真空泵如图3所示。