Принцип действия вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель томрозов

Безопасность во время движения практически полностью зависит от работоспособности тормозной системы. И чтобы сделать эту систему простой и надежной, в ее устройстве применили гидропривод, благодаря которому усилие, прилагаемое водителем на тормозную педаль, посредством жидкости передается на рабочие механизмы, установленные на ступицах колес.

Но в таком приводе есть одна особенность – для эффективного торможения колодки должны прижиматься к дискам или барабанам со значительным усилием. Силы, прилагаемой водителем – в целом достаточно, чтобы воздействовать на тормозные механизмы. Но частое нажатие на педаль, да еще и с хорошим усилием, приведет к очень быстрой усталости. Решить эту проблему гидропривода системы тормозов помогает усилитель.

Этот элемент позволяет существенно увеличить давление рабочей жидкости в приводе системы во время воздействия на педаль, поэтому водителю при торможении не приходится прилагать значительные усилия.

Конструкция

На автотранспорте применяются четыре типа таких устройств:

1. Вакуумный
2. Гидравлический
3. Электрогидравлический
4. Электромеханический

Первый вариант – самый ходовой и очень широко используется. Электрогидравлический и гидравлический же узлы используются лишь на ряде авто. Самый совершенный и перспективный электромеханический узел, он уже внедрен на некоторых авто.

Вакуумный усилитель получил распространение благодаря конструктивной простоте. Он является промежуточным звеном между педалью и главным тормозным цилиндром (последний закрепляется на корпусе вакуумника). Такое место расположения указывает на то, что этот узел повышает усилие, прилагаемое водителем, а не воздействует на жидкость. Обнаружить вакуумник несложно – обычно он крепиться к задней стенке моторного отсека и к нему прикручен цилиндр с выходящими металлическими трубками.

В большинстве авто его можно увидеть именно там

Устройство усилителя тормозов этого типа включает в себя:

• Корпус (состоит из двух половин, соединенных в единую конструкцию вальцовкой);
• Диафрагма;
• Толкатель, подходящий к педальному блоку и соединенный с педалью;
• Шток, входящий в цилиндр и воздействующий на его поршень;
• Возвратные пружины.

Устройство вакуумного усилителя

Диафрагма размещается внутри корпуса, деля его на полости, называемые камерами. Полость со стороны цилиндра, является вакуумной, и она через клапан соединяется с источником, создающим разрежение.

Используемый клапан называется обратным и в его задачу входит разъединение полости и источника разрежения и выполняет он две задачи. Первая из них – поддержание вакуума в одном значении при изменяющихся режимам работы мотора. Также этот элемент предотвращает оказание негативного влияния на функционирование силовой установки при повреждении корпуса или мембраны вакуумника.

Камера, расположенная со стороны педального узла, носит название атмосферной. В этой половине вакуумника сделан корпус, в котором размещен следящий клапан. В корпусе проделаны каналы, один из них соединяет полости между собой, а второй – камеру с атмосферой. Эти каналы и использует следящий клапан при работе усилителя. Сам же клапан приводится в движение толкателем.

Шток и толкатель хоть и не имеют жесткой связи и между ними располагается диафрагма с закрепленным в ней поршнем, но могут воздействовать друг на друга, что обеспечивает работоспособность системы при отказе вакуумника. Также шток и толкатель оснащены пружинами, устанавливающими эти элементы в начальное положение после прекращения торможения. Пружина штока установлена в вакуумной камере, а упругий элемент толкателя располагается в корпусе клапана.

В качестве источника вакуума выступает впускной коллектор силового агрегата. При функционировании силовой установки, в цилиндры засасывается большое количество воздуха. Соединение трубопроводом вакуумной полости с коллектором позволяет откачивать воздух из вакуумника самим двигателем и поддерживать в нем разрежение.

Принцип работы

Принцип функционирования усилителя не такой уж и сложный. При отпущенной педали следящий клапан держит открытым канал, объединяющий полости между собой, поэтому в обеих камерах воздух разрежен двигателем

При торможении водитель воздействует на педаль, при этом начинает смещаться толкатель и через поршень начинает давить на шток гидроцилиндра. Движение толкателя также приводит к смещению следящего клапана.

На начальном этапе движения клапан перекрывает первый канал и разъединяет полости – они становиться разделены и герметичны друг от друга.

При дальнейшем перемещении клапан открывает канал, объединяющий атмосферную полость с атмосферой. Поскольку полости – разъединены, то в вакуумной камере сохраняется разрежение, созданное двигателем. При соединении каналом атмосферной полости с атмосферой, воздух заходит в нее — возникает разница давления между камерами, что приводит к прогибанию мембраны (она смещается в сторону главного тормозного цилиндра). В результате мембрана поршнем, зафиксированным в ней, начинает давить на шток толкая рабочие поршни главного цилиндра.

При отпускании педали пружины возвращают шток, толкатель и следящий клапан в исходное положение и разница давления устраняется соединением полостей каналом.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что функционирование усилителя построено на разнице давления, вакуумник показал себя очень эффективным узлом, способным увеличить усилие, приложенное водителем на 60-70%.

Широкое распространение вакуумные усилители получили благодаря:

• высокой эффективности работы;
• надежности;
• простого устройства;
• автономности работы (для функционирования требуется лишь создание давления).

Единственным же недостатком вакуумника можно считать только прекращение функционирования при остановке силового агрегата. Примечательно, что полный отказ усилителя происходит не сразу после прекращения работы мотора. Благодаря обратному клапану при остановке мотора в полостях сохраняется разрежение, поэтому узел еще способен выполнить свою функцию, но остаточного вакуума достаточно всего на 2-3 нажатия педали. Далее для срабатывания тормоза придется прилагать значительное усилие.

Влияние систем безопасности на конструкцию усилителя

Системы безопасности, которые сейчас активно внедряются в конструкцию авто, по большей части касаются тормозной системы, чтобы повысить ее эффективность.

Модернизация тормозов коснулась и усилителя. Многие автомобили сейчас оснащаются системой экстренного торможения, которая «дожимает» тормозную педаль, обеспечивая создание максимального давления на рабочих механизмах. И реализовать эту систему удалось доработкой конструкции вакуумника.

В устройство вакуумного усилителя тормозов добавили два новых элемента – датчик скорости перемещения штока цилиндра (датчик хода мембраны) и исполнительный механизм – электромагнитный привод. Работа системы контролируется электронным блоком.

Устройство активного вакуумника

Суть работы очень проста – при экстренном торможении водитель «бьет» по педали тормоза. Вакуумник срабатывает, и установленный датчик определяет быстрое перемещение штока. На основе сигнала от датчика ЭБУ подает импульс на исполнительный механизм – электромагнитный привод «дотягивает» мембрану, смещая шток, чтобы создать максимальное давление в приводе тормозов.

Следующим этапом в развитии узла стало создание так называемого активного усилителя. Такой вакуумник задействуется уже в системе стабилизации авто (ESP).

Активный усилитель отличается от обычного тем, что он может срабатывать без какого-либо участия водителя. ESP для своей работы использует ряд агрегатов и систем авто, включая и тормозную. В определенные моменты ESP для удержания авто на заданной траектории использует тормозные механизмы, и чтобы создать необходимое давление на них, в работу включается усилитель, причем самостоятельно.

Активный вакуумник для работы в автоматическом режиме использует те же составные элементы, что и система экстренного торможения – датчик и исполнительный механизм. Функционирование усилителя в таком режиме полностью контролируется электроникой.

Гидравлический и электрогидравлический усилители

Электрогидравлический усилитель работает совсем по другому принципу. Состоит он из насоса с приводом от электродвигателя, гидроаккумулятора, распределительного блока и главного тормозного цилиндра. В народе такой усилитель получил название гидроблока. У гидравлического же давление создается механическим насосом, который работает и на гидроусилитель руля.

Электрический вариант усилителя

Принцип работы усилителя тормозов этой конструкции такой – при включении зажигания, начинает работать насос, закачивая тормозную жидкость под давлением в аккумулятор. Во время торможения поршни главного цилиндра открывают каналы и жидкость под давлением из аккумулятора поступает сначала в полость перед поршнями, создавая дополнительное давление в приводе. В результате для срабатывания тормозных механизмов водителю нужно приложить значительно меньше усилия.

Электрогидравлический усилитель считается более эффективным, но из-за сложной конструкции широкого применения он не получил.

Будущее уже здесь

Самым последним созданным устройством является электромеханический усилитель iBooster от компании Bosch, он отвечает современным требованиям и может применяться в любых автомобилях. Особенно хорошо подходит для электромобилей и авто с системами автономного управления.

Электронный iBooster компании Bosch

Управляется собственным электронным блоком связанным с другими электронными системами, но при этом имеет прямую связь педали с тормозным цилиндром. Скорость работы iBooster очень высока, например он замедляет автомобиль в три раза быстрее чем система ESP.

Каждый из этих усилителей имеет свои достоинства и у производителей есть выбор, но прогресс требователен и скорее всего простые механизмы будут вытеснять более современные и производительные системы такие как iBooster.

Источник: http://autoleek.ru/hodovaja-chast/tormoznaja-sistema/vakuumnyj-usilitel-tormozov.html

Устройство и особенности работы вакуумного усилителя тормозов

Если вы спросите у человека преклонного возраста, когда-либо водившего советский автомобиль, каково было тормозить на большой скорости, то он однозначно ответит: было тяжело. Приходилось вдавливать педаль тормоза в пол, зачастую даже вставать, перенося весь вес на одну ногу. Изобретение и быстрое внедрение усилителей тормозов позволило решить эту проблему.

А в чем же проблема, спросите вы? В том, что торможение, сильно зависящее от физического состояние водителя, далеко не всегда может быть эффективным. Да и автомобиль со столь несовершенным тормозом по очкам комфортности езды уж точно будет проигрывать своему нынешнему собрату.

Давайте разберемся с устройством наиболее распространенного усилителя тормоза и рассмотрим, какие у него бывают неисправности.

Коротко о сути

Тормозная система современных автомобилей по большей части является гидравлической. Об особенностях ее работы рассказывалось в отдельном материале Авто.про. Так называемому усилителю тормоза там практически не было уделено внимания, а значит, его особенности мы рассмотрим здесь.

Наиболее распространенными усилителями тормоза являются вакуумные. Суть работы любого тормозного усилителя в том, чтобы, как несложно догадаться из названия устройства, повысить усилие, которое человек прикладывает к педали тормоза. Сам вакуумный усилитель состоит их пары камер: вакуумной (т.н. камеры низкого давления) и атмосферной, разделенных мембраной. Первая находится рядом с тормозным цилиндром. Атмосферная камера получила свое название неспроста: в одном режиме работы усилителя следящий клапан соединяет камеру с окружающей средой, а в другом – с вакуумной камерой.

Теперь разберемся, в чем же суть работы вакуумного усилителя. Если автомобиль движется с постоянной скоростью, давление в данных камерах ниже атмосферного. Разрежение создается или вакуумным насосом, или двигателем. В современных автомобилях все чаще устанавливают именно вакуумные насосы, тем временем как в дизельных авто они используются уже давно. При нажатии на педаль тормоза клапан усилителя открывается, пропуская воздух в атмосферную камеру.

пятаком, воздействующим на шток поршня главного тормозного цилиндра, и возвратной пружиной, которая возвращает мембрану в исходное положение после уравнивания давлений в обеих камерах.

Подробнее об устройстве вакуумного усилителя

Основными элементами наиболее простых, но вместе с тем крайне эффективных вакуумных усилителей автомобильных тормозов, являются следующие:

1. Корпус;
2. Толкатель педали тормоза;
3. Возвратная пружина;
4. Мембрана (диафрагма);
5. Следящий клапан;
6. Пятак.

О роли пружины и мембраны было сказано выше. Мембрана, разделяющая камеры, оборудована пятаком, воздействующим на шток поршня главного тормозного цилиндра, и возвратной пружиной, которая возвращает мембрану в ее исходное положение после уравнивания давлений в обеих камерах.

Де-факто элементом вакуумного насоса также является источник разряжения, но так как он вынесен за пределы усилителя, его принято рассматривать отдельно. Как и было описано, в наиболее современных автомобилях источником разряжения является специальный вакуумный насос. Он может гарантировать стабильную, бесперебойную работу такой системы.

С атмосферным давлением все и так ясно – достаточно открыть клапан, как давление в одноименном камере составит порядка 1 атм.

Крайне важным элементом усилителя автомобильного тормоза является толкатель. Он напрямую связан с педалью тормозной системы и передает усилие на следящий клапан, который и обеспечивает связь атмосферной камеры с атмосферой в случае торможения. Нельзя не упомянуть и множество других элементов усилителя: фланцы, уплотнительные кольца, шпильки, буферы штоков, отдельные пружины, крышки и чехлы.

Обычно специалисты уделяют много внимания и им, однако рядовому автолюбителю достаточно знать о вышеуказанной шестерке элементов усилителя, дабы понять его работу. Для увеличения эффективности и стабильности работы вакуумного усилителя инженерами также было принято решение ввести в наиболее современные системы два датчика: датчик степени разряжения и датчик скорости перемещения штока, который также называют датчиком хода мембраны.

Оба элемента включены в усилители современных автомобилей.

Гидровакуумный усилитель тормозов

Попытки модифицировать систему тормоза привели к устранению главного недостатка вакуумного усилителя: необходимость в его правильной компоновке в автомобиле. Так как «вакуумник» располагаются между главным цилиндром и педалью тормоза, компоновка морально устаревшего авто таким усилителем могла оказаться невозможной. Проблему смогли решить в гидровакуумном усилителе, который удается разметстить практически в любом месте в автомобиле.

Основные компоненты гидровакуумного усилителя: вакуумная камера, клапан управления, запорный клапан и гидроцилиндр. На первый взгляд, система точно такая же, как в обычном вакуумном усилителя, однако разница есть. Дело в том, что «гидровак» взаимодействуют с гидравлической системой автомобиля больше, нежели вакуумный усилитель.

Последний напрямую связан с тормозной педалью, вследствие чего располагается рядом с ней. Гидровакуумный усилитель может быть встроен прямо в гидропривод за главным тормозным цилиндром, с которым он соединяется специальным трубопроводом.

Также как и «вакуумник», гидровакуумный усилитель неэффективен при неработающем двигателе. Если силовой агрегат заглох, у водителя есть возможность выполнить только одно, в лучшем случае два торможения без особых усилий – усилитель еще может поддержать низкое давление.

Признаки неисправности вакуумного усилителя

Сразу стоит отметить, что выход усилителя из строя может быть вызван не только повреждением, скажем, мембраны, но также и смежных с устройством узлов. По этой причине при снижении эффективности тормозной системы нужно поочередно проверять каждый из ее компонентов. В случае выхода вакуумного усилителя из строя может наблюдаться что-то из следующего:

• Двигатель начал троить;
• Серьезно снизилась эффективность тормозной системы;
• Педаль тормоза очень туго продавливается.

Если мотор троит, стоит проверить вакуумный шланг – при его повреждении во впускной коллектор может поступать излишний воздух. Так, например, мотор может перестать троить при акцентированном нажатии на педаль тормоза. В современных авто, использующих вакуумные насосы, проблем с двигателем при выходе усилителя наблюдаться не будет. Это справедливо и для автомобилей с дизельными агрегатами.

Для проверки работоспособности вакуумного усилителя нужно сделать следующее:

1. Запустить мотор и дать ему проработать порядка трех минут. Заглушить и тотчас выжать педаль тормоза. При исправном усилителе педаль можно будет выжать по максимуму без серьезных усилий. Отпустив и выжав снова, вы отметите уменьшение хода педали – это нормально. А вот если педаль удается выжать до упора свыше трех раз, усилитель неисправен;
2. Выжав педаль при выключенном силовом агрегате, завести авто и пронаблюдать за педалью – она должна немного опуститься. Если педаль осталась неподвижна, усилитель неисправен;
3. Запустить агрегат и снова выжать педаль. Не отпуская, заглушить двигатель и держать педаль в таком положении полминуты. Если она поднимается – усилитель неисправен (корпус разгерметизирован).

Здесь важно отметить, что усилитель не является «одноразовым» комплектующим авто. Лишь в случае разгерметизации корпуса придется или покупать новый усилитель, или обратиться в специализированный автосервис – возможно, там смогут заменить только корпус. В остальном, и усилитель, и смежные с ним узлы ремонтопригодны или их замена не будет стоить больших денег.

Поиск нового усилителя

Подобрать новый усилитель не очень сложно. Можно начать с обычного магазина или же обратиться к интернет-магазинам, которые в своем большинстве имеют собственные базы кросс-кодов, упрощающих поиск оригиналов и пригодных для установки аналог. Чтобы найти нужное устройство придется руководствоваться чем-то из следующего:

• VIN-кодом;
• Кодом оригинального усилителя или его аналога;
• Данными автомобиля: год выпуска, модель, номер двигателя.

Проще всего руководствоваться VIN-кодом или кодом оригинала. Впрочем, функционал современных интернет-магазинов позволяет быстро находить нужные запчасти только по данным автомобиля, узнавая коды этих запчастей уже после. Поиск обычно занимает всего несколько минут, так что большую часть времени у покупателя займет сравнение цен в разных магазинах. Мы категорически не советуем руководствоваться одной только ценой, поскольку самые дешевые аналоги в действительно могут оказаться подделкой. Если цена на усилитель в приглянувшемся вам магазине намного ниже среднерыночной, стоит насторожиться.

Экскурс по производителям

Если вы решили взять запчасть-аналог, нужно разбираться в фирмах, занимающих свою нишу на вторичном рынке автомобильных комплектующих. Если вкратце, то одни фирмы являются производителями, реализующими товар собственного производства под именами собственных брендов (зачастую она копирует имя фирмы), а другие фирмы лишь предлагает продукцию первых.

Конечно, первые отличаются друг от друга по ценовой политике и качеству выпускаемых продуктов, но вот вторые могут оказаться совершенно непредсказуемыми – товары из одной партии могут существенно отличаться от товаров из другой. По этой причине мы советуем автолюбителям покупать вакуумные усилители проверенных немецких производителей: Bosch, ATE, TRW.

Это признанные эксперты по тормозным системам, поставляющие свою продукцию на конвейеры практически всех европейских автомобильных концернов. По сути, аналог немецкого производства будет тем же оригиналом, просто под именем фирмы-производителя.

Как показывает практика, наиболее дешевые из запчастей на рынке оказываются наименее качественными, и, как следствие, чаще выходят из строя и имеют ощутимо меньшений эксплуатационный ресурс.

Их стоит покупать лишь тогда, когда вы не имеете большой бюджет на приобретение комплектующих, но выйти на дорогу все-таки надо как можно скорее.

Вывод

Вакуумный усилитель тормозов – относительно простое и весьма надежное устройство, которое сделало автомобиль намного более щадящим по отношению к водителю. Благодаря усилителю не приходится прикладывать к педали тормоза значительные усилия, как это было в старых авто.

Вместе с тем, выход данного устройства из строя может неприятно удивить и даже шокировать водителя, которому будет сложно управиться с педалью тормоза. Так как поломка редко бывает внезапной, систему можно будет проверить на обочине или в гараже, а уже потом задумываться о ремонте или покупке запчасти.

А вот игнорировать неисправность вакуумного усилителя тормозов категорически не рекомендуется.

Источник: https://avto.pro/autonews/ustroystvo_i_osobennosti_raboti_vakuumnogo_usilitelya-20181216/

Гидравлический и вакуумный усилитель тормозов: в чем разница

Упрощенно говоря, такая вещь, как усилитель тормозов, или, как его называть технически более верно – гидроусилитель тормозного привода, использует гидравлику (гидравлическую жидкость), в то время как вакуумный усилитель тормозов использует вакуум, разряжение, создаваемое обычно вакуумным насосом, для остановки вашего автомобиля.

В вашем автомобиле, какого бы он ни был года выпуска, по умолчанию будет стоять тормозная система – это логично. Она стояла и на самых первых транспортных средствах. Но за 100 с лишним лет в определенные вехи истории развития автостроения этот важнейший элемент безопасности несколько раз подвергался значительным эволюционным изменениям, то есть улучшался.

Однако, несмотря на доработки, основной принцип остается прежним: давление на рычаг так называемой «тормозной педали» от мышц ноги создает давление в тормозной магистрали, благодаря чему колодки прижимаются к тормозным дискам и автомобиль замедляется или останавливается. Но даже в таком знакомом всем элементе есть как минимум один нюанс, который многие путают, а именно разницу в принципе работы между гидравлическим и вакуумным усилителем тормозов.

Так в чем разница между двумя типами усилителей?

По правде говоря, и гидравлический усилитель тормозов, и вакуумный его аналог – это суть одно и то же. Каждый из них использует давление, чтобы помочь водителю в применении гидравлической жидкости в тормозных магистралях и активации тормозной системы по ее прямому назначению без лишних усилий. При этом стоит помнить, что неработающий усилитель тормозного механизма не будет препятствовать нарушению работы тормозной системы и ее эффективности, хотя использовать ее будет не так комфортно и потребуется прикладывать гораздо больше усилий правой ноги.

Тем не менее у людей возникает путаница в тот момент, как только они впервые сталкиваются с двумя этими похожими, но почему-то отличающимися друг от друга системами. Другие автовладельцы, которые с техникой не «на ты», вообще искренне удивляются тому, что систем усилителей существует больше, чем одна.

Чтобы упростить понимание, давайте разберемся, в чем разница в работе вакуумного усилителя тормозов в отличие от его гидравлического аналога. А также дадим подсказки для диагностики потенциальных проблем с каждым из этих типов.

Принцип действия

Вакуумный усилитель тормозов получает свою мощность через вакуумную систему, соединенную с впускным коллектором двигателя или вакуумным насосом.

Этот тип усилителя наиболее распространенный. Вакуум поступает в усилитель, который подает давление в гидравлические тормозные магистрали при нажатии на педаль тормоза. Вакуум, создаваемый двигателем (или насосом), приводит в действие внутреннюю камеру, разделенную резиновой диафрагмой на две части: вакуумную и атмосферную. В первой давление ниже атмосферного, во второй оно равно ему. При активации тормозов атмосферная камера через следящий клапан соединяется либо с вакуумной в расторможенном состоянии, либо с атмосферной.

Диафрагма с одной стороны соединена со штоком для привода поршня главного цилиндра, а с другой стороны через следящий клапан – с толкателем, идущим от тормозной педали.

При нажатии на педаль система инициирует разряжение в вакуумной полости, за счет чего диафрагма перемещается в сторону разряжения, добавляя усилие на тормозную педаль и облегчая торможение в 2, 3, 4 раза.

Три основных причины отказа вакуумного усилителя тормозов:

Нет вакуумного давления от двигателя (не работает вакуумный насос);

Неспособность усилителя создать вакуум внутри (разгерметизация полостей усилителя);

Поломка деталей системы, таких как обратный клапан и вакуумная магистраль.

Признаки поломки вакуумного усилителя

Тормозная педаль становится более тугой. Ее гораздо сложнее продавить, при этом эффективность торможения будет снижаться при той же силе нажатия на педаль. Это самый явный и первый признак, который говорит о возникших проблемах с усилителем;

Также опытные механики сообщают, что при некоторых поломках в системе усилителя во время нажатия на педаль может слышаться шипение, повышаться, но не всегда, расход топлива.

Алгоритм проверки вакуумного усилителя

Самая простая проверка

Двигатель заглушен. Несколько раз нажимаем на педаль тормоза. Выжав ее до упора и не отпуская, заводим автомобиль. Если в усилителе нормально создается вакуум, то педаль после появления разряжения продавится под усилие ноги еще немного больше.

Второй вариант проверки работы усилителя

Заводим автомобиль на 5 минут на холостых оборотах. Глушим. Нажимаем на тормозную педаль раз. Затем еще раз. Если при втором или третьем нажатии ход педали при том же усилии уменьшается, скорее всего, имеет место проблема с усилителем.

Как работает гидравлический усилитель тормозов?

Система гидравлического усилителя работает почти идентично вакуумной системе, но вместо того чтобы полагаться на разряжение, она использует непосредственно давление гидравлики.

Шток силового цилиндра воздействует на поршень главного тормозного цилиндра. При нажатии педали в распределителе перекрывается доступ к расширительному бачку, открываясь в полость силового цилиндра. Усилия на штоке от педали и от давления жидкости на поршень цилиндра суммируются (в гидроусилителе давление жидкости в системе выше за счет гидроаккумулятора) и передаются на поршень главного тормозного цилиндра, увеличивая усилие.

Усилитель тормозов приводится в действие насосом гидроусилителя руля и обычно выходит из строя одновременно с ГУР. Фактически это обычно первый и единственный индикатор отказа гидроусилителя тормозов. Впрочем, данная технология оборудована аварийной системой, способной поддержать комфортную работу тормозов в течение короткого периода времени в случае разрыва шланга гидроусилителя рулевого управления или обрыва ремня гидроусилителя рулевого управления.

Источник: https://1gai.ru/baza-znaniy/522735-v-chem-raznica-mezhdu-gidravlicheskim-usilitelem-tormozov-i-vakuumnym-usilitelem-tormozov.html

Вакуумный усилитель тормозов: останавливаем машину без усилий

Торможение автомобиля иногда требует приложения большого усилия на педаль, что приводит к утомляемости водителя и несет в себе потенциальную угрозу — в какой-то момент у водителя просто не хватит сил для нормального торможения. Решает все эти проблемы специальный узел — вакуумный усилитель тормозов. О том, что это такое, о работе усилителя и его эксплуатации читайте в данной статье.

Назначение вакуумного усилителя тормозов

В большинстве современных автомобилей используется гидравлическая тормозная система, в которой усилие, необходимое для сжатия колодок, передается от главного цилиндра к тормозным цилиндрам на колесах с помощью несжимаемой жидкости. Давление, необходимое для прижима колодок, создается главным цилиндром, поршень которого, в свою очередь, приводится в движение педалью тормоза, то есть — самим водителем.

Недостаток гидравлических тормозов в их «чистом виде» — достаточно большое усилие, которое необходимо приложить к педали для эффективного торможения. При этом, чем тяжелее автомобиль, и чем большую скорость он развивает, тем большее усилие необходимо для торможения. И не стоит забывать, что во время поездки, даже непродолжительной, мы нажимаем на педаль тормоза десятки раз, а при длительной поездке, да еще и с тугими тормозами, быстро наступает утомление, торможение из-за усталости становится менее эффективным, и в какой-то момент просто-напросто может произойти авария.

Решение этих проблем найдено, и оно весьма эффективно — это усилитель тормозов. Существует несколько типов и конструкций этого компонента тормозной системы, однако здесь мы рассмотрим один из наиболее простых и надежных из них — вакуумный усилитель тормозов. Данное устройство, объединенное в одну конструкцию с главным тормозным цилиндром, повышает усилие, передаваемое от педали к цилиндру, чем и достигается меньшая усталость водителя и более эффективное торможение. Кроме того, вакуумный усилитель является одним из основных компонентов системы экстренного торможения.

На сегодняшний день типичный вакуумный усилитель тормозов легкового автомобиля повышает усилие, передаваемое ногой через педаль на главный тормозной цилиндр, в среднем в 3-5 раз. Существуют и более мощные усилители, используемые в более массивных автомобилях, однако принцип действия и основные конструктивные элементы всех вакуумных усилителей идентичны, поэтому мы здесь рассмотрим лишь наиболее простую и распространенную конструкцию.

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель тормозов имеет не слишком сложное устройство. Он, как было сказано, объединен в единую конструкцию с главным тормозным цилиндром, и оба этих узла работают согласованно. Основу усилителя составляет цилиндрический корпус, внутренний объем которого разделен на две герметичные камеры подвижной диафрагмой. Камера, расположенная со стороны тормозного цилиндра, называется вакуумной, вторая камера, расположенная со стороны педали тормоза — называется атмосферной.

Диафрагма со стороны вакуумной камеры соединена штоком с поршнем главного тормозного цилиндра, здесь же находится возвратная пружина. Также в вакуумной камере предусмотрен обратный клапан, через который камера сообщается с источником разрежения (вакуума), о котором скажем чуть позже.

В атмосферной камере, над диафрагмой, расположен следящий клапан, который с помощью толкателя связан с педалью тормоза. С помощью клапана атмосферная камера может сообщаться либо с вакуумной камерой (через вакуумный канал в диафрагме), либо с атмосферой (через атмосферный канал в корпусе следящего клапана) — именно на этом основан принцип действии вакуумного усилителя тормозов.

Как понятно из названия, для работы усилителя необходим вакуум — он создается подключением вакуумной камеры с впускным коллектором (на участке, расположенном после дроссельной заслонки) двигателя.

Однако такое решение возможно только в бензиновых моторах, где разрежение во впускном коллекторе достигает значительных величин, а совместно с дизельным двигателем вакуумный усилитель работать просто не будет (слишком мало разрежение во впускном коллекторе). Поэтому в дизелях используется иной источник вакуума — специальный насос.

01 — фланец крепления наконечника; 02 — корпус усилителя; 03 — шток; 04 — крышка; 05 — поршень; 06 — болт крепления усилителя; 07 — дистанционное кольцо; 08 — опорная чашка пружины клапана; 09 — клапан; 10 — опорная чашка клапана; 11 — опорная чашка возвратной пружины; 12 — защитный колпачок; 13 — обойма защитного колпачка; 14 — толкатель; 15 — воздушный фильтр; 16 — возвратная пружина клапана; 17 — пружина клапана; 18 — уплотнитель крышки корпуса; 19 — стопорное кольцо уплотнителя; 20 — упорная пластина; 21 — буфер; 22 — корпус клапана; 23 — диафрагма; 24 — возвратная пружина корпуса клапана; 25 — уплотнитель штока; 26 — болт крепления главного цилиндра; 27 — обойма уплотнителя штока; 28 — регулировочный болт; 29 — наконечник шланга; 30 — клапан; А — вакуумная полость; В — канал, соединяющий вакуумную полость с внутренней полостью клапана; С — канал, соединяющий внутреннюю полость клапана с атмосферной полостью;Е — атмосферная полость

Работа вакуумного усилителя основана на перепаде давлений в камерах, разделенных диафрагмой. В начальный момент времени, когда педаль тормоза отжата, вакуумная и атмосферная камеры сообщаются через вакуумный канал в диафрагме, в них обеих поддерживается одинаковое низкое давление — тормозной цилиндр находится в покое.

При нажатии на педаль срабатывает следящий клапан, которые постепенно закрывает вакуумный канал между камерами и открывает атмосферный канал в атмосферной камере — в этот момент давление в атмосферной камере превышает давление в вакуумной камере, и диафрагма, испытывая повышенное давление со стороны атмосферной камеры, движется в сторону тормозного цилиндра. При движении диафрагма создает значительное усилие на штоке цилиндра, превышающее в 3-5 раз усилие ноги на педали — так и происходит процесс усиления.

Следящий клапан устроен таким образом, что чем сильнее водитель давит на педаль тормоза, тем сильнее и то усилие, которое передается на поршень тормозного цилиндра. Однако если педаль остановлена в нажатом положении, то останавливается и движение диафрагмы, а вместе с ней и движение поршня — тормозная система затормаживает колеса автомобиля, и готова отозваться на любое движение педали тормоза.

При отпускании педали следящий клапан вновь перекрывает атмосферный канал и открывает вакуумный канал, давление в камерах выравнивается, и система приходит к первоначальному состоянию. Возврат поршня тормозного цилиндра и диафрагмы в начальное положение обеспечивается возвратной пружиной в корпусе усилителя.

Необходимо отметить, что вакуумный усилитель тормозов не «выключается» просто так после остановки или поломки двигателя — это обеспечивает обратный клапан в вакуумной камере. Клапан дает возможность только выходить воздуху из камеры, но стоит двигателю заглохнуть (или остановиться насосу), как клапан из-за возросшего с обратной стороны давления закроется, и будет препятствовать росту давления в камере.

Интересно, что эффективность вакуумного усилителя тормозов зависит от атмосферного давления, и чем оно ниже, тем хуже работает усилитель. Понять это нетрудно. Обычное давление в вакуумной камере усилителя достигает величин 0,067 МПа, это примерно в 1,4 раза меньше нормального атмосферного давления. Такое же давление наблюдается на высоте около 3,5 км над уровнем мора, а это значит, что в условиях высокогорья давление в вакуумной камере сравняется с давлением в атмосферной камере, и усилитель просто-напросто работать не будет!

Понятно, что ежедневные изменения атмосферного давления не могут оказать сколько-либо заметного влияния на работу вакуумного усилителя, да и его эксплуатация в регионах, имеющих возвышенности, тоже не вызывает проблем. А в технике, используемой в условиях высокогорья, применяются усилители тормозов иных конструкций, которые не зависят от факторов окружающей среды.

Особенности эксплуатации автомобиля с вакуумным усилителем тормозов

Никаких особенностей эксплуатация автомобиля с вакуумным усилителем тормозов не имеет, однако здесь есть пара моментов, на которые необходимо обратить внимание.

Во-первых, в работе вакуумного усилителя решающее значение имеет герметичность камер, поэтому любые неисправности, ведущие к потере герметичности, влекут за собой значительное ухудшение в работе тормозной системы. А, во-вторых, неисправный усилитель необходимо сразу же заменить, так как на кону стоят безопасность и жизни людей.

О диагностике и замене вакуумного усилителя стоит задуматься в том случае, если для торможения приходится давить на педаль сильнее, о неполадке свидетельствует и уменьшенный ход педали (причем такое явление наблюдается как при работающем, так и при заглушенном двигателе). При любом подозрении на нарушение работы вакуумного усилителя стоит обратиться в автосервис.

Как показывает практика, вакуумные усилители тормозов достаточно надежны, они нечасто выходят из строя, и средний водитель за все время владения автомобилем даже и не вспоминает, что у него в тормозной системе есть такой узел.

Еще в этом разделе

Источник: http://www.autoopt.ru/articles/products/4586691/

Устройство и принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель является одним из неотъемлемых элементов тормозной системы автомобиля. Главное его предназначение — увеличение усилия, передаваемого от педали к главному тормозному цилиндру. За счет этого управление автомобилем становится более легким и комфортным, а торможение эффективным. В статье разберем, как работает усилитель, узнаем из каких элементов он состоит, а также выясним, можно ли без него обойтись.

Функции вакуумного усилителя

Вакуумный усилитель в разрезе

Основными функциями вакуумника (простонародное обозначение устройства) являются:

• увеличение усилия, с которым водитель давит на педаль тормоза;
• обеспечение более эффективной работы тормозной системы при экстренном торможении.

Дополнительное усилие вакуумный усилитель создает за счет возникающего разряжения. И именно это усиление в случае экстренного торможения автомобиля, двигающегося с большой скоростью, позволяет всей системе тормозов отработать с высоким КПД.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Работает вакуумный усилитель тормозов за счет разного давления в камерах. При этом в исходном положении давление в обеих камерах будет одинаковое и равное давлению, создаваемому источником разряжения.

При нажатии на педаль тормоза толкатель передает усилие к следящему клапану, который перекрывает канал, соединяющий обе камеры. Дальнейшее движение клапана способствует соединению атмосферной камеры через соединяющий канал с атмосферой. Вследствие чего разряжение в камере снижается.

Разница давления в камерах перемещает шток поршня главного тормозного цилиндра. Когда торможение заканчивается, камеры вновь соединяются и давление в них выравнивается. Диафрагма под действием возвратной пружины занимает свое исходное положение. Вакуумник работает пропорционально силе нажатия на тормозную педаль, т.е.

чем сильнее водитель будет нажимать на педаль тормоза, тем эффективнее будет работать устройство.

Датчики вакуумного усилителя

Вакуумный усилитель с датчиком хода мембраны

Эффективную работу вакуумного усилителя с наиболее высоким коэффициентом полезного действия обеспечивает пневматическая система экстренного торможения. В состав последней входит датчик, измеряющий скорость перемещения штока усилителя. Он расположен непосредственно в усилителе.

Также в вакуумнике присутствует датчик, определяющий степень разряжения. Он предназначен для сигнализации о недостатке вакуума в усилителе.

Заключение

Вакуумный усилитель тормозов является незаменимым элементом тормозной системы. Без него обойтись, конечно, можно, но не нужно. Во-первых, придется тратить больше усилия при торможении, возможно, даже придется жать на педаль тормоза двумя ногами. А во-вторых, езда без усилителя небезопасна. В случае экстренного торможения может просто не хватить тормозного пути.

(10 4,20 из 5)
Загрузка…

Источник: https://techautoport.ru/hodovaya-chast/tormoznaya-sistema/vakuumnyi-usilitel-tormozov.html