Принцип работы вакуумного усилителя тормозов на дизельном двигателе

Назначение усилителя тормозов

На подавляющем количестве современных автомобилей используется гидравлическая тормозная система. Она подразумевает, что усилие, необходимое для сжатия тормозных колодок, создается самим водителем при нажатии педали тормоза. Через главный тормозной цилиндр усилие передается на тормозные цилиндры, размещенные на колесах, с помощью несжимаемой жидкости. От цилиндров усилие передается на тормозные колодки, которые и осуществляют торможение.

Недостатком гидравлической тормозной системы является необходимость приложения водителем достаточно большого усилия для сжатия тормозных колодок. К тому же требуемое усилие зависит от веса автомобиля и увеличивается при повышении скорости, с которой совершается торможение. При длительной поездке или движении в городском режиме педаль тормоза может нажиматься десятки или даже сотни раз, что ведет к быстрому утомлению водителя. А это уже может сказываться и на безопасности движения.

Назначение вакуумного усилителя тормозов кроется в самом названии детали. Он призван увеличивать усилие, прилагаемое водителем, при передаче воздействия к тормозным цилиндром и далее к тормозным колодкам. Вакуумный усилитель увеличивает силу нажатия в несколько раз, что позволяет сделать торможение более эффективным и снижает физическую нагрузку на водителя.

Устройство и особенности работы вакуумного усилителя тормозов (видео)

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.

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель имеет достаточно простую конструкцию. Он объединен с главным тормозным цилиндром в единую систему, в которой усилитель играет роль «передатчика» усилия от педали тормоза.

Сам усилитель представляет собой цилиндрический корпус, внутренний объем которого при разделен диафрагмой на две герметичные камеры: вакуумную и атмосферную. Вакуумная камера расположена со стороны тормозного цилиндра и соединена с его поршнем при помощи штока. Также в вакуумной камере располагается обратный клапан, препятствующий росту давления при заглушенном двигателе.

Атмосферная камера расположена со стороны педали тормоза. В атмосферной камере расположен следящий клапан, соединенный при помощи толкателя с педалью тормоза. Именно следящий клапан играет основную роль в усилителе — его движение позволяет атмосферной камере сообщаться либо с вакуумной камерой, либо с атмосферой.

Что такое клапан вакуумного усилителя тормозов

На многих автомобилях для увеличения тормозного усилия используется вакуумный усилитель тормозов. Он создает постоянный поток тормозной жидкости, направленный в главный тормозной цилиндр, увеличивая тормозное давление и способствуя более быстрой остановке автомобиля. Этот элемент очень часто встречается на легковых автомобилях, внедорожниках и пикапах. Со временем вакуумный усилитель тормозов может получить повреждения или подвергнуться износу. То же самое может произойти и с контрольным клапаном усилителя тормозов.

Клапан вакуумного усилителя тормозов — это элемент тормозной системы автомобиля и предназначен для удаления воздуха из усилителя тормозов и недопущения попадания его в цилиндр. Таким образом обеспечивается защита трубопроводов тормозной системы от завоздушивания, что может серьезно снизить эффективность работы тормозной системы. Клапан соединяет корпус вакуумного усилителя и вакуумный шланг – безопасное техническое решение, обеспечивающее работу тормозов даже при заглушенном двигателе.

Как правило, контрольный клапан вакуумного усилителя тормозов не проверяется в ходе периодического технического обслуживания. Тем не менее существуют ситуации, при которых могут наблюдаться признаки износа или полного выхода клапана из строя. Далее приведены некоторые признаки, по которым вы можете сделать вывод о возможном наличии проблемы с контрольным клапаном вакуумного усилителя тормозов. Помните, что это всего лишь общие признаки. Для точного установления причин неисправности и проведения ремонта необходимо обратиться к квалифицированному специалисту.

Принцип действия

Для полноценной работы вакуумного усилителя тормоза ему необходим вакуум. Он создается путем подсоединения усилителя к впускному коллектору либо работой специального насоса. У дизельных автомобилей работу усилителя всегда обеспечивает насос, у бензиновых встречаются оба варианта.

Вакуумный усилитель имеет пневматический принцип работы и использует разницу давлений в камерах, разделенных диафрагмой. В момент, когда педаль тормоза отжата, давление в атмосферной и вакуумной камерах усилителя одинаково низкое, так как обе камеры имеют сообщение через вакуумный канал в диафрагме.

После нажатия водителем педали тормоза усилие, созданное водителем, передается на следящий клапан. Клапан постепенно перекрывает вакуумный канал и открывает атмосферный в атмосферной камере. В результате давление в атмосферной камере превышает давление в вакуумной, благодаря чему диафрагма начинает двигаться в сторону тормозного цилиндра. Из-за разницы давления диафрагма создает усилие на шток цилиндра, в несколько раз превышающее усилие при нажатии педали тормоза водителем. Следящий клапан устроен так, что чем больше усилие придает водитель нажатию на педаль тормоза, тем больше воздействие клапана на поршень тормозного цилиндра.

Если после нажатия педали тормоза водитель останавливает воздействие (удерживает ступню ноги в определенном положении), то останавливается и движение диафрагмы и непосредственно само усиление тормоза. Реагируя на силу нажатия педали, вакуумный усилитель тормозов может увеличить воздействие тормозной силы, уменьшить его или оставить на существующем уровне. Таким образом работа вакуумного усилителя тормозов полностью подконтрольна водителю.

После того, как педаль тормоза отжата водителем, происходит обратный процесс. Следящий клапан вновь закрывает атмосферный канал и открывает вакуумный. Разница давления в атмосферной и вакуумной камерах усилителя тормозов исчезает, диафрагма и поршень тормозного цилиндра возвращаются на свои первоначальные места под воздействием возвратной пружины, расположенной в корпусе усилителя.

Работа усилителя не зависит от того, заглушен или заведен мотор. Его постоянную работу обеспечивает обратный клапан, который препятствует росту давления в камере.

Особенности эксплуатации вакуумного усилителя тормозов

Так как вакуумный усилитель тормозов использует разницу между атмосферным давлением и давлением в вакуумной камере, то большое значение имеет давление окружающего воздуха. В вакуумной камере создается давление порядка 0,067 МПа, что примерно в 1,4 раза меньше обычного атмосферного давления. В условиях стандартной высоты над уровнем моря сохраняется примерно такое соотношение. С повышением высоты эффективность работы вакуумного усилителя тормозов постепенно снижается.

На уровне свыше 3,5 км над уровнем моря давление окружающего воздуха и давления в вакуумной камере сравняются, а усилитель тормозов просто не будет работать. Поэтому на технике, работающей в условиях высокогорья, используют усилители тормозов иной конструкции, не зависящие от внешнего атмосферного давления.

Признаки неисправности вакуумного усилителя тормозов

Вследствие продолжительной работы вакуумного усилителя тормозов без замены, в нем могут появиться дефекты. Наиболее часто проблема проявляется в механическом повреждении соединения шланга, стыкующего усилитель и впускной коллектор двигателя. Механическое повреждение или образование трещин на резине приведут к тому, что в рабочей камере механизма не будет создаваться вакуум, а это необходимо для его грамотной работы.

Также выйти из строя в вакуумном усилителе тормозов могут и внутренние детали, например, клапан потеряет эластичность или будет повреждена рабочая поверхность диафрагмы.

Определить неисправность вакуумного усилителя тормозов можно по следующим признакам:

1. Машина начала хуже тормозить при прежнем усилии нажатия на педаль;
2. Во время нажатия на педаль тормоза слышатся шипящие звуки, в этот момент могут увеличиваться обороты двигателя;
3. Автомобиль начинает «троить»;
4. Повышается расход топлива при работе машины в прежнем режиме.

В некоторых ситуациях могут возникать и другие проблемы в работе автомобиля из-за проблем с вакуумным усилителем тормозов. Например, могут перестать срабатывать свечи зажигания.

Как узнать о неисправности усилителя тормозов

Неисправность вакуумного усилителя тормозов напрямую сказывается на эксплуатационных характеристиках автомобиля. Признаки поломки усилителя являются:

• общее ухудшение торможения автомобиля (увеличенный тормозной путь);
• необходимость приложения больших усилий для того, чтобы автомобиль затормозил;
• в отдельных случаях наблюдается троение двигателя автомобиля на холостых оборотах из-за излишков воздуха, поступающих во впускной коллектор при недостаточной герметичности системы вакуумного усилителя.

Сам по себе выход из строя усилителя тормозов еще не означает, что тормозная система автомобиля полностью откажет. В таком случае нажатие тормоза напрямую передается через усилитель на тормозной цилиндр, но, естественно, уже без усиления.

Как работает вакуумный усилитель тормоза

Принцип действия механизма у разных моделей одинаков. Он работает следующим образом:

1. При работе силовой установки в момент всасывания топливовоздушной смеси через клапана во впускном коллекторе создается разряжение. Усилитель через штуцер соединяется с впускным коллектором. Так разрежение образуется и в рабочей камере.
2. Конструкция вакуумного усилителя предусматривает наличие двух полостей, разделенных между собой эластичной мембраной. Одна из них соединена с выпускным коллектором, а вторая с клапаном, имеющим канал для сообщения с атмосферой.
3. При работе ДВС давление в обеих полостях одинаково. Смещению мембраны препятствует пружина, установленная в рабочей камере. При воздействии на педаль тормоза открывается клапан, сообщающий вторую полость с атмосферой. Скорость срабатывания и интенсивность воздействия зависит от степени нажатия на рычаг управления системой.
4. Под действием разрежения мембрана смещается. Эластичная диафрагма соединена с рабочим штоком. Так оказывается воздействие на плунжер цилиндра.
5. Давление жидкости в трубопроводах повышается. Исполнительные механизмы затормаживают колеса.
6. После того, как водитель отпускает педаль, давление в обеих полостях становится одинаковым. Пружина возвращает эластичную диафрагму в исходное положение. Воздействие на исполнительные механизмы прекращается.

Регулировка вакуумного усилителя тормозов для разных моделей отличается. Для проведения работ потребуется наличие специализированного оборудования.

Как проверить работу усилителя тормозов

Проверить штатность работы усилителя можно при помощи следующими способами.

1. При заглушенном двигателе необходимо несколько раз нажать на педаль тормоза. Первое нажатие должно происходить легко, последующие потребуют большего приложения усилий. Также должен издаваться шум воздуха, проходящего в атмосферную камеру.
2. Если работу вакуумного усилителя тормозов обеспечивает впускной коллектор, то определить негерметичность системы поможет следующий способ. При неработающем двигателе нужно выдернуть шланг вихревой заслонки впускного коллектора. Штатно работающая герметичная система при выдернутом шланге должна в таком случае начать засасывать воздух, что также определяется по шуму.
3. Также при заглушенном двигателе можно несколько раз нажать на педаль газа, после чего оставить педаль выжатой и включить зажигание мотора. Педаль, для нажатия которой только что необходимо было прикладывать значительное усилие, должна легко и плавно уйти «в пол».
4. Еще одни способ помогает определить наличие утечек воздуха в системе вакуумного усилителя. При заведенном моторе необходимо выжать педаль тормоза до упора, после чего заглушить движок. Затем нужно удерживать педаль выжатой 30-40 секунд. Если в этот момент положение педали произвольно изменится, то в системе наблюдаются утечки. Если по истечении указанного времени отпустить педаль, и она начнет принимать обратное положение, то в системе также имеются неисправность — такое поведение педали сигнализирует о росте давления, чего в подобной ситуации не должно происходить.

Также нарушение герметичности системы можно определить визуально, осмотрев шланг откачки воздуха и место его соединения с усилителем на предмет утечек.

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

Владелец транспортного средства может самостоятельно определить работоспособность узла. При выходе механизма из строя потребуется сильно нажимать на педаль тормоза.

Для проверки устанавливают транспортное средство на ровную поверхность. Глушат мотор и прокачивают педалью несколько раз. Это необходимо для удаления вакуума из рабочей камеры. Нажимают на педаль и удерживают ее в таком положении. После запускают силовую установку.

Если рычаг управления остался неподвижным – это свидетельствует о нарушении работоспособности. В норме при запуске мотора педаль должна немного опуститься вниз. Это обусловлено появлением разрежения в полости и перемещением эластичной мембраны.

Ремонт и регулировка вакуумного усилителя

Простота устройства вакуумного усилителя тормозов сказывается и на решении проблем с его неисправностью. Поломки внутри корпуса усилителя обычно приводят к полной замене узла. Если утечки совершаются из-за негерметичности шланга откачки воздуха, то можно заменить его на новый.

Встречаются и небольшие нарушения в работе усилителя, которые можно исправить регулировкой. Например, нарушение положения диафрагмы внутри корпуса можно исправить, отрегулировав положение штока. Оно определяет величину необходимого усилия, прикладываемого водителем на педаль тормоза. Правильное положение штока должно приводить к образованию зазора над плоскостью усилителя в размере 7,1 мм. Если зазор будет меньше, то тормозное усилие будет передаваться на главный тормозной цилиндр даже без нажатия педали тормоза. Если зазор будет больше, то педаль тормоза будет иметь слишком большой ход. Регулировка положения штока осуществляется при помощи регулировочного болта, расположенного со стороны вакуумной камеры усилителя.

В целом неисправности вакуумного усилителя тормозов встречаются достаточно редко. Простота конструкции обеспечивает достаточную надежность этого элемента тормозной системы автомобиля. Однако при наличии симптомов неисправности усилителя, которые подтверждаются диагностикой, лучше заменить его на новый. Это не только снижает нагрузку на водителя, но и повышает безопасность вождения.

Устройство вакуумного усилителя

Механизм увеличивает давление жидкости в системе. Есть два вида узлов:

1. Совмещенный с главным цилиндром. Расположен на одной оси с цилиндром. Устройство увеличивает степень воздействия на плунжер главного цилиндра.
2. Расположенный отдельно. Применяется на некоторых отечественных грузовых автомобилях и специализированной технике. Включен в гидравлическую систему последовательно. Имеет свой рабочий цилиндр.

На современных легковых автомобилях применяется первый тип узла. Он соединен с педальным блоком, имеет кронштейны для крепления тормозного цилиндра.

Корпус узла выполнен из двух частей. При соединении деталей корпуса образуется герметичный шов. Между частями корпуса зажата эластичная мембрана. Она используется для воздействия разряжения на рабочий шток.

Основные рабочие элементы:

• Пружина. Служит для возврата эластичной мембраны в нормальное положение.
• Клапан. Отслеживает воздействие на орган управления тормозом и открывает канал, сообщающий рабочую полость с атмосферой.
• Шток и толкатель. Оказывают давление на жидкость, находящуюся в системе.
• Штуцер. Используется для подключения рабочей камеры к впускному коллектору силовой установки.

Устройство вакуумного усилителя тормозов для разных моделей одинаково. Список деталей у авто разных производителей отличается. Для подробного рассмотрения устройства конкретной модели необходимо изучить руководство по эксплуатации.