真空助力器制动时，踩下制动踏板，来自踏板机构的控制力推动控制阀推杆12 和控制阀柱塞18向前移动，在消除柱塞与橡胶反作用盘7 之间的间隙后，再继续推动制动主缸推杆2，主缸内的制动液以一定压力流入制动轮缸，此力为制动踏板机构所给。与此同时，在阀门弹簧16 的作用下，真空阀9 也随之向前移动，直到压靠在膜片座的阀座上，从而使通道A和B隔绝，即伺服气室的前腔和后腔隔绝，进而空气阀离开真空阀而开启，空气经过滤环11、毛毡过滤环14、空气阀的开口和通道B 充入伺服气室后腔。随着空气的充入，在伺服气室膜片20 的两侧出现压力差而产生推力，此推力通过膜片座8、橡胶反作用盘7推动制动主缸推杆2 向前移动，此力为压力差所给。此时，制动主缸推杆上的作用力为踏板力和伺服气室反作用盘推力的总和，使制动主缸输出的压力成倍增长。

解除制动时，控制阀推杆弹簧15 使控制阀推杆和空气阀向右移动，真空阀离开膜片座上的阀座而开启。伺服气室的前后两腔相通，且均为真空状态。膜片座和膜片在膜片回位弹簧的作用下回位，制动主缸解除制动作用。