マスターブレーキブースターはどのように機能しますか

ブレーキサーボまたはパワーブレーキブースターとしても知られるマスターブレーキブースターは、最新の車両ブレーキシステムの重要なコンポーネントです。その主な機能は、ドライバーがブレーキペダルに塗布する力を増幅し、車両を停止し、ブレーキ効率を向上させることです。さまざまな種類のブースターが存在し、それぞれがさまざまな電源（例えば、真空、油圧、または電気）を活用してこの支援を実現します。以下は、最も一般的なタイプがどのように機能するかについての詳細な説明と、そのコアメカニズムと運用原則です。

### 1。真空ブレーキブースター：最も一般的なデザイン

構造と重要なコンポーネント

通常、真空ブレーキブースターは次のとおりです。

横隔膜：ブースターを2つのチャンバーに分離する柔軟な膜。

真空チャンバー：負圧を維持するために、エンジンの吸気マニホールド（または真空ポンプ）に接続します。

大気室：密封されていますが、ブレーキペダルが押されたときに空気を認めることができます。

バルブアセンブリ：ブレーキペダル入力によって制御される真空バルブと大気バルブを含む。

プッシュロッド：力を横隔膜からブレーキマスターシリンダーに伝達します。

作業原則

休憩状態（ペダルが押されていない）:

真空バルブが開いているため、両方のチャンバーがエンジンから等しい真空圧（. -20 INHG）を等しく維持できます。

ダイアフラムはバランスのとれたままで、マスターシリンダーに追加の力を発揮しません。

ブレーキペダルが押されたとき:

ステップ1：バルブの活性化：ペダルの動きは、真空バルブを閉じて大気バルブを開く機械的リンクをトリガーします。

ステップ2：圧力差：大気チャンバーは現在（周囲圧力で）空気を認め、真空チャンバーは負圧を保持しています。これにより、横隔膜全体に圧力差が生じます。

ステップ3：ダイアフラムの動き：圧力差（横隔膜の片側を押す大気圧）は、横隔膜を真空チャンバーに向ける力を生成します。

ステップ4：力の増幅：ダイアフラムの動きは、プッシュロッドを介してマスターシリンダーに伝達され、ドライバーの足の力に5〜10回増殖します。たとえば、50ポンドの足の力は、マスターシリンダーの250〜500ポンドの力になる可能性があります。

ブレーキペダルがリリースされたとき:

真空バルブが再び開き、両方のチャンバーの圧力を均等にします。ダイアフラムはその休息位置に戻り、ブースターが支援を停止します。

真空ソースのバリエーション

ガソリンエンジン：通常の操作中に豊富な吸気マニホールド真空に依存します。

ディーゼルエンジン/いくつかのハイブリッド：ディーゼルエンジンがほとんど摂取真空を生成するため、電気真空ポンプ（たとえば、ダイアフラムポンプ）を使用して真空を生成することができます。

###2。Hydro-Boost Brake Booster：高圧システムのための油圧支援

構造と重要なコンポーネント

油圧チャンバー：車両のパワーステアリングポンプ（または専用の油圧ポンプ）を搭載しています。

ピストンとバルブアセンブリ：ブレーキペダルによって制御されて、油圧圧力を誘導します。

プッシュロッド：油圧力をマスターシリンダーに伝達します。

作業原則

電源：パワーステアリングポンプは、高圧油圧液（通常1,000〜1,500 psi）を作成します。

ペダルアプリケーション：ブレーキペダルを押すと、油圧液をブースターのピストンに向けるバルブが作動します。

力増幅：油圧がピストンを押し、マスターシリンダーをかなりの力で押します（たとえば、ドライバーの足の圧力の10〜20倍）。

利点：真空が限られている車両（たとえば、ディーゼルトラック、大型車両）または高ブレーキ力を必要とする車両に最適です。油圧はエンジンの真空よりも一貫しているためです。

### 3。電子ブレーキブースター（Eブースト）：最新の電気支援

構造と重要なコンポーネント

電気モーター：車両の電気システムによって駆動されます。

機械伝送：モーターの回転を線形力に変換するためのギアトレインやネジメカニズムなど。

制御モジュール：ペダル入力をブレーキをかけ、運転条件に基づいてモーターをアクティブにします。

作業原則

ペダル入力センシング：センサーは、ブレーキペダルの力と移動を測定します。

電子処理：制御モジュールは、車両の速度、負荷、ABSの活性化などの要因に基づいて、必要な支援を計算します。

モーターの活性化：電気モーターは、マスターシリンダーを押すために機械システム（ネジジャックなど）を駆動し、正確で調整可能な支援を提供します。

利点:

真空または油圧のためのエンジンを欠いている電気自動車（EV）に最適です。

システムは摩擦ブレーキと再生ブレーキを調整してエネルギー回収を最大化できるため、再生ブレーキ統合を可能にします。

従来のブースターと比較して、より速い応答時間とより一貫したパフォーマンスを提供します。

### 4。ブースターがブレーキ効率を改善する方法：メカニズムの背後にある物理学

力の乗算：ブースターの核となる目的は、ドライバーの努力を減らすことです。ブースターがなければ、車両を停止するには、非常に高い足の圧力が必要になります（例えば、200+ポンド）。これは非現実的で安全ではありません。

真空ブースターの例:

典型的なブースターのダイアフラム領域は10平方インチかもしれません。

標準の真空（-20 INHG）では、圧力差は〜10 psiです（大気圧は海面で〜14.7 psiなので、-20Inhg≈5psi絶対の真空で、9.7 psi差につながります）。

圧力差からの力：10平方インチ×9.7 psi=〜97ポンドのアシストフォース、ドライバーの足の圧力に追加されます。

安全性の重要性：ブースターは、特に緊急停止で、強度が限られているドライバーでさえ十分なブレーキ力を適用できるようにします。

### 5。ブースタータイプ間の重要な違い

### 6。実世界の操作：ペダルから停止まで

ドライバーはペダルを押します：機械的な力がブースターの入力ロッドに適用されます。

ブースターがアクティブになります：タイプに応じて、真空圧、油圧液、または電気モーターがアシスト力を生成します。

マスターシリンダーが押されました：ドライバーとブースターの組み合わせがマスターシリンダーピストンを押して、油圧を引き起こします。

送信された油圧圧力：流体は、キャリパー/ドラムをブレーキをかけるために移動し、摩擦成分を作動させて車両を停止します。