Содержание
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. Но и в автомобилях с бензиновыми моторами часто используются насосы, они нужны, главным образом, для работы системы экстренного торможения.
 |
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
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.
Если ваш дедушка, а возможно и отец ездили когда-то на старых автомобилях, возможно они еще застали ситуацию, когда для эффективного и быстрого торможения, приходилось привставать, всем весом наваливаясь, на несчастную педаль. Сегодня же такой экстрим ушел в историю и в основном благодаря вакуумному усилителю тормозов или ВУТ. Что же оно такое, как работает вакуумный усилитель тормозов, как он ломается и можно ли эти поломки устранить, обо всем этом, мы вам и поведаем прямо сейчас.
Принцип работы вакуумного усилителя тормозов
Всем наверняка известно, что тормозная система современного автомобиля, это система гидравлическая. Нажатие педали создает давление в тормозной жидкости, которая давит на поршни, а уже поршни в свою очередь прижимают тормозные колодки к поверхности тормозных дисков. Соответственно, основным усилием и усилием, с которого все начинается, является сила воздействия ноги человека на педаль тормоза. Так вот, благодаря ВУТ, это усилие удается повысить в несколько раз.
Состоит вакуумный усилитель тормозов из двух камер, разделенных специальной мембраной. Камера, расположенная ближе к главному тормозному цилиндру, это вакуумная камера, в ней поддерживается низкое давление. Камера же обращенная к педали тормоза называется атмосферной. Эта, атмосферная камера при помощи следящего клапана может соединяться либо с камерой, где у нас создается вакуум, либо с непосредственно окружающей средой, то есть со средой, в которой давление воздуха составляет определенную и достаточно солидную величину. Так же ВУТ включает в себя толкатель следящего клапана, который соединяется прямо с педалью тормоза, ну и еще одной важной составляющей усилителя тормозов, является возвратная пружина мембраны.
Что касается диафрагмы, которая разделяет две камеры, то она по центру снабжена специальным пятаком, который давит на шток поршня главного тормозного цилиндра. Когда же вы отпускаете педаль тормоза, возвратная пружина, оправдывая свое название, возвращает мембрану в ее исходное положение.
Теперь распишем работу вакуумного усилителя тормозов, так сказать, в динамике. Вакуумная камера соединяется через специальный шланг с устройством, способным создать разрежение, а говоря проще, подобие вакуума. Таким устройством может служить, либо сам двигатель, если это бензиновый мотор, либо специальный вакуумный насос. Такие насосы в обязательном порядке устанавливаются в автомобилях с дизельными силовыми установками. Хотя, в последнее время насосами стали оснащаться и ВУТ в машинах, работающих на бензине. Это нужно для стабильно высокой эффективности работы усилителя на разных режимах работы мотора.
Когда автомобиль едет и тормозить не требуется, в обеих камерах поддерживается разреженная область. Но, как только вы нажимаете на педаль тормоза, клапан перекрывает соединение между камерами и открывает доступ в атмосферную камеру, атмосферного же воздуха под соответствующим давлением. Вот этот-то воздух да еще усилие нажимающего на педаль, и воздействуют на поршень главного тормозного цилиндра, который обеспечивает нагнетание тормозной жидкости в систему. По сути, вакуумный усилитель позволяет нам использовать атмосферное давление, для повышения тормозного усилия. Как говорится: все гениальное, просто. Что же касается усилителей, которые оснащаются вакуумными насосами, то такое решение, кроме повышения стабильности работы ВУТ, практически всегда используется для работы электронных помощников в управлении авто. К примеру, именно такие вакуумные насосы обеспечивают работу системы ESP, отвечающей за устойчивость автомобиля на виражах и в поворотах.
Схема внутреннего устройства
- фланец крепления наконечника;
- шток;
- возвратная пружина диафрагмы;
- уплотнительное кольцо фланца главного цилиндра;
- главный тормозной цилиндр;
- шпилька усилителя;
- корпус усилителя;
- диафрагма;
- крышка корпуса усилителя;
- поршень;
- защитный чехол корпуса клапана;
- толкатель;
- возвратная пружина толкателя;
- пружина клапана;
- следящий клапан;
- буфер штока;
- корпус клапана;
- вакуумная камера;
- атмосферная камера;
- каналы
- каналы
Читайте также: Скрипят тормоза при торможении на машине — почему и что делать?
Признаки неисправности вакуумного усилителя тормозов и его ремонт
Прежде всего, следует отметить что поломка или полный выход из строя ВУТ не проявляются какими-то явными и характерными лишь для этой ситуации симптомами. Другими словами, причиной того или иного признака поломки ВУТ, может быть и что-то иное. И все-таки, мы перечислим наиболее характерные признаки поломки усилителя тормозов:
- снижение эффективности торможения;
- троение двигателя на холостых оборотах;
- педаль тормоза при нажатии не продавливается или продавливается очень туго;
Что касается троения мотора, то вызывается оно разгерметизацией вакуумного шланга усилителя тормозов, и как следствие этого, не штатным поступлением воздуха во впускной коллектор. Если при нажатии педали тормоза мотор перестает троить, значит нужно проверить все соединения, хомуты, шланги в усилителе тормозов. Соответственно в дизельных автомобилях, такой признак не встречается, ибо, во впускном коллекторе дизеля, разрежение значительно слабее, а потому, там используются вакуумные насосы.
Есть разные способы проверки работоспособности ВУТ. Можно просто внимательно его осмотреть. Если вы обнаружите потеки, повреждения, перекосы и нарушения герметичности, их нужно устранить или же заменить поврежденный узел или сам усилитель. Также можно обратиться на СТО, если вас не устраивает эффективность работы тормозов. Особенно, если вы не очень хорошо разбираетесь в устройстве и работе этой системы.
Существует и достаточно простой способ проверки усилителя тормозов, самостоятельно. Для этого, прокачиваем тормоза, при выключенном двигателе, то есть, несколько раз нажимаем и отпускаем педаль. Далее выжимаем педаль тормоза примерно до середины и запускаем мотор. Если педаль проваливается, с вашим ВУТ все в порядке, если же педаль остается на месте, усилитель нуждается в ремонте или замене.
Читайте также: Вибрация руля при торможении — основные причины
Видео о вакуумном усилите тормозов
Вакуумный усилитель тормозов(ВУТ) шипит, РЕМОНТ своими силами
Всех приветсвую! Это мой отчет по лечению одной из распространенной болячки МЭТ — шипения ВУТа. Этот отчет сделал на основании фотоматериалов с родственного сайта: http://maverickclub.net/forum/index.php?showtopic=18999&st=180
Снять ВУт с авто несложно. Потребуется головка на 13 с карданом, удлинителем и трещеткой. Сначала откручиваются четыре гайки из салона,крепящие ВУТ к кузову, отсоединяется шток ВУТа от педали тормоза — там пружинная защелка, снимается руками или пассатижами. Из моторного отсека откручиваюся 2 гайки крепящие главный тормозной цилиндр(ГТЦ) к ВУТу, снимается датчик тормозной жидкости с ГТЦ, Снимается шланг вакуума с ВУТА. Затем аккуратно ГТЦ стягивается со шпилек ВУТа и отводится вниз и вправо(к насосу АБС). Самое главное не сорвать шланг от главного цилиндра сцепления к бачку ГТЦ. Тормозные трубки от ГТЦ откручивать ненужно! Соответсвенно тормоза прокачивать также не нужно. После этого вытягивается шпильки ВУТ из кузова авто и аккуратно разворачиваете корпус ВУта на 90 градусов, после чего вытаскиваете его. Кто-то снимает АКБ для удобства. Я снял минусовую клему чтоб случайно не замкнуть плюсовую головкой с удлинителем.Кстати, после снятия датчик тормозной педали будет замкнут, поэтому рекомендую при длительных пработах АКБ клему скидывать обязательно.
Причина шипения — это рваная резиновая манжета
В данном случае как-то восстановитьзамазать герметиком не получится. Нужна замена. А с заменой большая засада — отдельно эту манжету найти не получается. Поэтому придется "колхозить":
По диаметру пластиковой трубки подходит сальник шкива коленвала ВАЗ 2101-07:
для его крепления потребуется изготовить хомут из оцинковки:
На данной фотке сальник стоит пружиной к корпусу ВУТа. Я у себя ставил наоборот — пружиной сальника к педали,т.к. посчитал, что плоская часть сальника с корпусом ВУТА с помощью герметика будет: держаться лучше, будет в одной плоскости, а самое главное будет герметичнее и пружина сальника будет 100% работать, т.к. герметик на нее не попадет. Еще не маловажно соблюсти соосность сальника и пластиковой трубы штока.
После сборкипроклейки нужно обязательно поверхность пластиковой трубы смазать — селиконовой смазкой! И я так подозреваю нужно эту смазку делать регулярно, хотя бы вместе с заменой масла. После смазки нужно будет не забыть поставить ПЫЛЬНИК.
После установки ВУТА на место, нужно будет проверить работу датчиков тормозной педали: стоп-сигнала и круиз-контроля. Если стоп сигнал горит постоянно, то нужно залезть под приборную панель, снять оба датчика — просто их повернуть на 90 градусов и вытащить из гнезда, затем шток-упор нужно вытянуть где-то на 1 см. На датчике стоп-сигнала у меня шток вытянулся намного легче, чем на датчике круиза. Перед установкой нажать на педаль томоза, поставить датчики, отпустить педаль — штоки за счет трещетки укоротятся на необходимое расстояние.
