Как проверить тормозной вакуум. По какому принципу работает вакуумный усилитель тормозов
Вакуумный усилитель тормозов (в простонародье вакуумник) — самая важная конструкция, от надежности которой зависит безопасность движения современного автомобиля, предназначение которого – высокие скорости.
Для минимизации усилий водителя при попытке остановить или замедлить тяжелый автомобиль, используется вакуумный усилитель тормозов , принцип действия которого основан на использовании разрежения. При этом его устройство предусмотрено таким, чтобы при даже минимальном приложении усилия на педаль, создавался значительный тормозящий момент, который передается при помощи перетекающей по специальным армированным шлангам жидкости на колодки. При этом схема работы усилителя, равно как и конструкция усилителя, у автомобилей разных производителей может разниться. Однако принцип работы, основная идея использования вакуумного усиления механического движения, остается неизменной.
Потрясающе высокий коэффициент полезного действия
Как бы то ни было, вакуумный усилитель тормозов в современной машине — это узел, без которого трудно представить себе всю конструкцию в целом. Ведь усилия простой человеческой ноги недостаточно для того, чтобы остановить или замедлить движение многотонного транспортного средства, несущегося, порой, на скорости более сотни километров в час. И именно тогда на помощь приходит это устройство, которое позволяет отработать всей системе в целом с огромным коэффициентом полезного действия (КПД).
Ведь усилия, прилагаемые на педаль тормоза в салоне, бывает настолько незначительным по сравнению с тем, как работает то же самое усилие на колодках, что эффективность принципа действия вакуумного устройства тормозов получается с потрясающим эффектом, весьма редко встречающимся в механике вообще. И, наверное, только вакуумник может обеспечить подобный высокий КПД, который требуется на современных автомобилях, для которых надежность действия и работы системы тормозов, наверное, является самым важным функциональным моментом.
Почему он нужен
Именно вакуумный усилитель делает возможным то, что иногда за рулем многотонного внедорожника можно встретить хрупкую женщину, без особых усилий справляющуюся с многотонной махиной . Причем современные усилители тормозов проектируются, к тому же, с большим запасом прочности и срока службы, от которых, фактически, зависит безопасность водителя и пассажиров, исключительно надежна. Вакуумный усилитель — это исключительно эффективная (в чисто механическом смысле) конструкция, дающая огромную разницу в физической работе, производящейся на “входе” в тормозную систему (работа человеческой ноги, надавливающей на педаль в салоне), и на ее “выходе” (работа суппортов, прижимающих колодку к диску). Поэтому, конструкторы получают возможность сделать так, что даже самое небольшое усилие (считай — молодая хрупкая девушка) может дать значительный результат.
Принцип действия
Главное в узле — надежность конструкции. Для того чтобы приблизительно представить принцип работы вакуумника, можно вообразить себе работу механизма, в рабочий накопительный бачок которого во время работы двигателя автомобиля подается воздух, в итоге достигающий большого давления. И этот накопленный запас воздуха под высоким давлением, фактически, порционно подается в систему, создавая значительное усилие. Вот, собственно, и весь принцип действия вакуумного усилителя тормозов.
Именно по этой причине, на автомобилях ВАЗ, при заглушенном двигателе, давление на педаль не дает такого эффекта, кажется, что тормоза просто пропадают, что в свою очередь вводит неопытных водителей в полное замешательство. На самом же деле необходимо просто значительно усилить давление, ведь вакуумник не участвует в процессе.
Как видим, особых секретов в том, по какому принципу он работает, нет. Однако производители обычно с особым тщанием относятся именно к конструкции данного узла. Оно и понятно. Для современного автомобиля, который предназначен для эксплуатации на высоких скоростях, надежная работа тормозов — самое главное обстоятельство. И в этом плане конструкция вакуумного усилителя, конечно же, просто обязана отличаться надежностью.
На сегодняшний день редко кто может представить себе работу тормозной системы без вакуумного усилителя тормозов. Далее пойдет речь о неисправностях и способах ремонта рассматриваемого узла. С технологической точки зрения ремонт вакуумного усилителя тормозов не представляет собой никакого труда, даже если вы решили осуществить процедуру самостоятельно. Рекомендуется лишь брать во внимание конструктивные особенности той или иной модели автомобиля, основной же принцип самого ремонта аналогичен относительно всех моделей.
Желательно ознакомиться с устройством данного узла перед непосредственным ремонтом или заменой.
Устройство вакуумного усилителя тормозов.
Конструктивно вакуумный усилитель тормозов объединяется с ГТЦ в один блок. Для человека с развитым интеллектом схема действия рассматриваемого элемента не будет представлять никаких сложностей. Корпус разделяется на две части, при этом атмосферная часть располагается со стороны педали тормоза, а вакуумная со стороны главного тормозного цилиндра.
С помощью обратного клапана вакуумная камера соединяется с впускным коллектором, являющимся в свою очередь источником разряжения. Вакуумный электрический насос зачастую используется на дизельных двигателях для того, чтобы работа вакуумного усилителя была постоянной. Когда двигатель останавливается, вакуумный усилитель разъединяется с коллектором за счет действия обратного клапана, именно поэтому вакуумный усилитель тормозов способен работать лишь когда двигатель активен. В случае неисправности или отказа рассматриваемого элемента происходит аналогичное разъединение.
За счет следящего клапана атмосферная камера в исходном положении соединяется с вакуумной камерой и с атмосферой при активации педали тормоза. С педалью тормоза связан толкатель, за счет него следящий клапан перемещается. Со штоком ГТЦ соединяется диафрагма со стороны вакуумной камеры, она способствует нагнетанию тормозной жидкости за счет поршня к рабочим цилиндрам.
За счет возвратной пружины диафрагма перемещается по окончанию торможения в исходное положение. В конструкции усилителя также может быть электромагнитный привод штока. Активный усилитель тормозов используется в системе ESP и его основное предназначение заключается в предотвращении опрокидывания.
В целом работа вакуумного усилителя тормозов основывается на разности давлений в атмосферной и вакуумной камерах. Именно за счет этой разницы активируется толкатель и способствует перемещению штока поршня ГТЦ.
Неисправности вакуумного усилителя тормозов.
Первое, на чем стоит акцентировать внимание — неисправности рассматриваемого узла не могут способствовать полной деактивации тормозной системы. Как результат управление авто становится более затрудненным и водитель вынужден прикладывать больше усилий нажимая на педаль торможения. К традиционным неисправностям можно отнести следующее:
- Наличие неисправности внутри самого вакуумного усилителя, например, старение резины клапанов или разрыв диафрагмы. В данном случае клапан начнет травить воздух.
- Обрыв или разгерметизация шланга, за счет которого коллектор двигателя соединяется с вакуумным усилителем тормозов. В таком случае вы сможете услышать шипение рассматриваемого элемента. Обязательно проверьте надежность затяжки хомутов и сам шланг на наличие разрывов или трещин.
Как проверить вакуумный усилитель тормозов?
- Если двигатель начал троить, диагностируйте исправность вакуумного усилителя. Разгерметизация часто сопровождается подсосом в патрубок впускного коллектора воздуха, следовательно, воздушно-топливная система, которая поступает в цилиндр двигателя, резко обедняется.
- В качестве второго варианта диагностики сделаете около пяти качков с помощью педали тормоза при неработающем двигателе. Далее посредине хода зафиксируйте педаль и запустите двигатель. Если педаль проваливается во время запуска, вакуумный усилитель функционирует. Если же она остается без движения, значит необходимо заменить или сделать ремонт вакуумного усилителя тормозов.
- При визуальном осмотре настоятельно рекомендуется обратить внимание на наличие подтеков, которые могут появиться на корпусе вакуумного усилителя.
- Периодически должна проводиться регулировка вакуумного усилителя тормозов.
Для ремонта или замены необходимо подготовить стандартный набор инструментов или же соответствующий комплект.
Поэтапная процедура ремонта:
- Изучите мануал автомобиля и определитесь с ключевыми конструктивными нюансами вакуумного усилителя.
- Отсоедините тягу привода рассматриваемого элемента от педали тормоза, которая располагается под рулевым валом.
- Снимите ГТЦ в подкапотном отсеке.
- В зависимости от неисправности произведите замену или ремонт данного узла.
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 . 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. Но и в автомобилях с бензиновыми моторами часто используются насосы, они нужны, главным образом, для работы системы экстренного торможения.
|
01 — фланец крепления наконечника; |
Принцип действия вакуумного усилителя тормозов
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.
Здесь нужно заметить, что вакуумные усилители тормозов при потере герметичности перестают выполнять свои функции, однако тормозная система в целом не теряет своей работоспособности — в этом случае усилитель просто передает усилие от педали к главному тормозному цилиндру. Это сделано в целях безопасности, да и в этом случае водитель, по увеличению сопротивления педали, поймет, что с усилителем что-то не так.
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.
Как думает уважаемый читатель – будет ли работать вакуумный усилитель тормозов , если гипотетически автомобиль находится на Эвересте? Нет, конечно! А почему, мы поговорим ниже.
Вакуумный усилитель тормозов предназначен для уменьшения давления ноги водителя на тормозную педаль во время нажатия на тормоз. Вторая функция - обеспечить лучшую эффективность тормоза при экстренном торможении. А, с применением систем активного торможения - безопасности водителя и пассажиров.
Вакуумный усилитель выполнен в виде герметичного корпуса, округлой формы. Устанавливается непосредственно перед педалью тормоза в моторном отсеке. Главный тормозной гидроцилиндр устанавливается на корпус усилителя.
Вакуумный усилитель состоит из следующих устройств:
- корпус
- рабочая диафрагма
- рабочий клапан
- толкатель педали тормоза
- шток тормозного гидроцилиндра
- возвратная пружина
Вакуумный усилитель тормозов помогает водителю толкать шток тормозного цилиндра, для создания давления в . Для того, что бы лучше понять работу усилителя необходимо рассказать о его конструкции.
Основная рабочая часть вакуумного усилителя, это диафрагма. Изготавливается из прочного, эластичного материала. В центре диафрагмы находится буферный металлический «пятак». В него упирается шток от педали и от цилиндра. Диафрагма устанавливается между двумя половинами корпуса, образовывая тем самым две камеры – атмосферную и вакуумную. После установки диафрагмы корпус вальцуется для герметизации. Теперь две камеры соединены только рабочим клапаном, который в действие приводит педаль тормоза. Вакуумная камера направлена в сторону тормозного цилиндра, соответственно атмосферная в обратную.
Со стороны вакуумной камеры имеется технологическое отверстие, куда вставляется шланг от источника разрежения. И в режиме ожидания, в двух камерах поддерживается низкое давление (клапан рабочий открыт).
Возвратная пружина служит для возврата в ждущее состояние диафрагмы усилителя.
Мы не зря спрашивали в начале читателя об Эвересте. Потому, что в основу положен принцип разности давлений. Итак:
При нажатии на педаль тормоза, водитель приводит в действие рабочий клапан, который перекрывает связь между камерами. При дальнейшем нажатии открывается специальное отверстие, и атмосферная камера соединяется с атмосферой. Ну, а у атмосферы давление примерно составляет 760 мм. рт. ст.! Получается, что с одной стороны диафрагмы воздух разряжен, а со второй действует давление атмосферы плюс давление от педали. Шток цилиндра приводится в действие, и начинают срабатывать тормоза. Так происходит на автомобилях с бензиновым двигателем, потому, что источник разряжения искать не надо, он готов - впускной коллектор перед подачей топлива в цилиндры. У дизельных оказалось сложнее - пришлось установить вакуумный насос.
Вакуумный насос у разных автопроизводителей имеет свои отличия, например Форд, устанавливает насос, представляющий собой цилиндр у которого внутри двигается мембрана, создавая разряжение. Рено ставит на свои авто усилитель, у которого разряжение создается вращающимися лопатками.
Понятно, что на Эвересте давление меньше, (все-таки 8 км вверх!) Тормоза работать не будут! Но если сменить возвратную пружину на менее жесткую, то работа вакуумного усилителя тормозов вполне возможна!
Прогресс на месте не стоит, поэтому сейчас трудно себе представить тормозную систему без вакуумного усилителя тормозов, который является необходимым элементом тормозной системы. Но с вакуумным усилителем иногда могут возникать проблемы, поэтому иногда вакуумный усилитель тормозов нужно менять или ремонтировать.
Технологически самостоятельная замена вакуумного усилителя тормозов не такая уж трудная. Нужно только учитывать все конструктивные особенности модели автомобиля, поскольку во всех моделях принципы работы вакуумного усилителя тормозов одинаковые.
Схема вакуумного усилителя тормозов
Вакуумный усилитель тормозов и главный тормозной цилиндр (ГТЦ) объединены в один блок. Схема и устройство вакуумного усилителя тормозов не такая уж сложная.
Корпус усилителя диафрагма делит на две части: со стороны тормозной педали – атмосферная часть, а стороны ГТЦ – вакуумная часть.
Вакуумная камера соединяется с впускным коллектором с помощью обратного клапана. Коллектор же является источником разряжения. Если двигатель дизельный, то, скорее всего, для обеспечения работы вакуумного усилителя будет применяться вакуумный электронасос.
Если двигатель остановился, то обратный клапан приводит в действие разъединение коллектора и вакуумного усилителя. Вакуумный усилитель тормозов работает только в том случае, если работает двигатель. Такое же разъединение происходит, если вакуумный усилитель тормозов неисправный.
Атмосферная камера при помощи следящего клапана соединяется с вакуумной камерой в исходном положении клапана, а с атмосферой она соединяется при нажатии педали тормоза.
Толкатель связан с тормозной педалью, он отвечает за то, чтобы перемещался следящий клапан. Диафрагма корпуса соединяется со стороны вакуумной камеры с штоком ГТЦ. Толкатель нагнетает тормозную жидкость с помощью поршня к рабочим цилиндрам.
Возвратная пружина нужна для того, чтобы диафрагма перемещалась в исходное положение до того времени, пока не окончится торможение. Иногда в конструкцию усилителя встроен электромагнитный привод штока.
Если система ESP, то в ней есть активный усилитель тормозов. Задача такого усилителя – предотвращать опрокидывания.
Принцип работы вакуумного усилителя основывается на том, что в атмосферной и вакуумной камерах образовываются разные давления. Эта разница давлений воздействует на толкатель, перемещает шток поршня ГТЦ.
Неисправности и ремонт вакуумного усилителя ваз
Если вакуумный усилитель тормозов имеет неисправности, то сначала нужно понять, что неисправности не выведут из строя тормозную систему. Автомобилем будет затруднительно управлять, а при нажатии на педаль тормозов нужно увеличивать усилия.
Традиционных неисправностей, из-за которых нужна замена или ремонт вакуумного усилителя тормозов, есть две:
- обрыв или разгерметизация шланга, который соединяет коллектор двигателя и вакуумный усилитель тормозов. В таком случае будет слышно шипение вакуумного усилителя тормозов. Шланг нужно проверить на наличие разрывов или трещин. Также проверяют затяжки хомутов;
- внутри вакуумного усилителя могут быть неисправности – резины клапанов может постареть или диафрагма может разорваться.
Как вакуумный усилитель тормозов проверить
Проверить вакуумный усилитель тормозов легко. Если есть проблемы с двигателем, то диагностику нужно начать с проверки вакуумного усилителя. Последствие разгерметизации – подсос воздуха во впускной коллектор, что приводит к проблемам с воздушно-топливной смесью, которая поступает в цилиндр двигателя.
Есть еще один вариант проверки вакуумного усилителя. Если двигатель не работает, то педалью тормозов нужно сделать несколько качков. Посредине хода педаль фиксируют, если она проваливается. Если педаль тормоза не двигается, то нужно сделать ремонт или заменить вакуумный усилитель тормозов.
При визуальном осмотре нужно обратить внимание на то, есть ли на корпусе вакуумного усилителя подтеки. Если они появились, то нужно выяснить причины появления.
Ремонт вакуумного усилителя тормозов
Ремонтируют вакуумный усилитель тормозов с помощью соответствующего комплекта для ремонта и стандартного набора. Заменяют вакуумный усилитель тормозов новым в сборе.
Если говорить о технологии замены и ремонта вакуумного усилителя тормозов, то для начала нужно будет ознакомиться с мануалом автомобиля, уточнить все нюансы конструкции усилителя и рекомендации производителя по ремонту.
- тягу привода усилителя в салоне отсоединяют от педали тормозов;
- ГТЦ нужно снять в подкапотном отсеке;
- от обратного клапана отсоединяют вакуумный шланг.
После того, как ГТЦ снят, проводится полная замена или ремонт вакуумного усилителя. Все зависит от неисправности.
