Гидровакуумный усилитель действует благодаря энергии разрежения во впускном трубопроводе двигателя, создавая дополнительное давление жидкости в системе тормозного привода. Основными частями гидровакуумного усилителя являются цилиндр 9 с клапаном управления и камера 15. Гидроусилитель соединен соответствующими трубопроводами с главным тормозным цилиндром 13, впускным трубопроводом 14 двигателя и разделителем 12 тормозов.

Камера 15 усилителя состоит из штампованного корпуса и крышки, между которыми зажата диафрагма 16. Диафрагма соединена жестко со штоком 10 поршня 11 и отжимается конической пружиной 1 в исходное положение после оттормаживания. В поршне 11 имеется запорный шариковый клапан. Сверху на корпусе цилиндра расположен корпус 6 клапана 7 управления, поршень которого входит в отверстие в корпусе усилителя, сообщающееся с полостью цилиндра.

Поршень 8 жестко соединен с клапаном 7, который закрепляется на диафрагме 4. Внутри корпуса клапана управления размещен вакуумный клапан 3 и связанный с ним штоком атмосферный клапан 2. Полость I в корпусе клапана управления сообщается с полостью IV камеры, а полость II клапана с полостью III камеры, которая, в свою очередь, соединена через запорный клапан с впускным трубопроводом двигателя. Воздух в корпус клапана управления может поступать через воздушный фильтр 5. 

Принцип действия гидроусилителя заключается в следующем. При отпущенной педали и работающем двигателе разрежение от впускного трубопровода двигателя передается в полость III, далее через клапан 7 управления в полость IV и все детали занимают исходное положение.

В момент нажатия на педаль тормоза жидкость от главного тормозного цилиндра 13 перетекает через шариковый клапан в поршне 11 усилителя к тормозным механизмам колес. По мере повышения давления в системе поршень 8 клапана управления поднимается, закрывая вакуумный клапан 3 и открывая атмосферный клапан 2. При этом атмосферный воздух начинает проходить через фильтр в полость IV, уменьшая в ней разрежение.

Поскольку в полости III разрежение продолжает сохраняться, разность давлений перемещает диафрагму 16, сжимая пружину 1 и через шток 10 действуя на поршень 11. При этом на поршень усилителя начинают действовать две силы: давление жидкости от главного тормозного цилиндра и давление со стороны диафрагмы. В результате под поршнем усилителя давление жидкости значительно возрастает и обеспечивается усиливающий эффект.

Давление воздуха в полости IV камеры усилителя зависит от давления жидкости в главном тормозном цилиндре, т. е. от степени нажатия на тормозную педаль. При отпускании педали давление жидкости на клапан управления снижается, его диафрагма 4 прогибается вниз и открывает вакуумный клапан 3, сообщая полости III и IV. Давление в полости IV падает, и все подвижные детали камеры и цилиндра усилителя перемещаются влево. При этом поршень 11 упирается в пластинчатый толкатель штока 10, который своим упором открывает шариковый клапан в поршне. Полости усилителя и главного цилиндра сообщаются. Жидкость вытесняется из колесных тормозных цилиндров и возвращается в главный тормозной цилиндр, происходит оттормаживание. При неисправном гидроусилителе привод будет действовать только от педали главного тормозного цилиндра с меньшей эффективностью.