Принцип действия вакуумного усилителя тормозов

Как работает вакуумный усилитель тормозов? Решение достаточно элегантно и использует ресурс, который у нас "под ногами", а еще точнее - "над головой". Помните, Остап Бендер говорил о большом столбе воздуха, который давит на каждого человека? Так вот, он давит и достаточно серьезно на все вокруг. Мы этого не замечаем, благодаря тому, что у нас есть внутреннее давление. Шины нам приходится накачивать, чтобы создать давление больше атмосферного. А помните, что будет с жестяной банкой если из нее откачать воздух? Правильно - из нее атмосферное давление сделает "плюшку". Или магдебургские полушария, которые не могли разорвать две упряжки лошадей? Сила атмосферного давления очень велика. Давайте попробуем применить ее в мирных целях - для усиления тормоза. Вы уже поняли, что чтобы ее использовать, и она начала действовать, из некоей камеры должно быть убрано давление воздуха или проще - он должен быть откачан. Либо с одной стороны тела нужно создать давление меньше атмосферного (так летают самолеты, кстати, и поэтому же принципу крученый мяч летит по искривленной траектории). Иначе, согласно третьему закону Ньютона сила действия будет равна силе противодействия, и ничего происходить не будет. Возьмем теперь герметичную камеру и снабдим ее мембраной, разделив камеру на 2 части. Поставим в одну половину некий "умный клапан", который будет открываться, когда нам нужно, соединяя эту половинку камеры с атмосферой. Закроем этот клапан. И в мембране сделаем тоже клапан, который изначально будет открыт. Т.е. обе половинки будут свободно сообщаться.

Источник разряжения в вакуумном усилителе - двигатель

Теперь откачаем из камеры воздух. Там создастся разрежение, в обеих половинках одинаковое, благодаря открытому клапану. Ничего происходить не будет. Теперь давайте одновременно закроем клапан между половинками камеры и запустим атмосферу в одну из половинок. Нетрудно догадаться, что вся сила атмосферы направится на мембрану и начнет давить с присущей ей силой в 10 с небольшим тонн (!) на метр квадратный. Мембрана будет двигаться и выполнять нужную нам работу за счет силы атмосферного давления, а не нашей собственной. Какие мы хитрые с вами. Теперь осталось прикрепить стержень к мембране и соединить ее с главным тормозным цилиндром, который подает тормозную жидкость в рабочие цилиндры, которые, в свою очередь, перемещают тормозные колодки. А со второй стороны мембраны присоединим стержень к педали и нашему атмосферному клапану. И на открытие клапанов нам теперь нужно совсем небольшое усилие. Его нам даже придется усилить, для ощущения усилия торможения.

Теперь, когда торможение выполнено, нам остается с обратным движением педали закрыть атмосферный клапан и открыть, соединяющий наши половинки, клапан. Из камер вновь откачается воздух? и восстановится разрежение во всей камере. Система опять готова к торможению! Осталось придумать, чем поддерживать разрежение. Двигатель внутреннего сгорания потребляет или даже "всасывает" воздух для сгорания топлива с огромной прожорливостью. Соответственно, во впускном коллекторе (это труба по которой двигатель засасывает воздух) будет приличное разрежение. Теперь просто соединим его, опять же, через "умные" клапаны, с камерой усилителя. И когда нам будет нужно, мы будем открывать клапан, и двигатель сам будет высасывать весь воздух из камеры усилителя. Элегантно? Безусловно. Но иногда все же ставят специальный вакуумный электронасос, чтобы исключить неравномерность отбора воздуха коллектором, особенно для дизельных двигателей, где отрицательное давление совсем невелико. Что же будет, если мы выключим двигатель или отключим вакуумный насос? Вспомним, что мембрана у нас соединена и с главным тормозным цилиндром и с педалью. Механическая (кинематическая) связь-то не потеряна! Наша педаль будет двигать напрямую главный цилиндр, как и раньше, одновременно вызывая уже бесполезное открытие/закрытие соответствующих клапанов. Усиления уже не будет. С обеих сторон мембраны будет одинаковое давление, благодаря специальному обратному клапану, который отключит вакуумную магистраль при выключении двигателя или электронасоса. Да, усилие будет существенно выше, но до сервиса вы доехать сможете.

Схема вакуумного усилителя тормозов

А теперь, когда вы все знаете, посмотрите на реальную схему усилителя

1 - фланец крепления наконечника; 2 - шток; 3 - возвратная пружина диафрагмы; 4 - уплотнительное кольцо фланца главного цилиндра; 5 - главный тормозной цилиндр; 6 - шпилька усилителя; 7 - корпус усилителя; 8 - диафрагма; 9 - крышка корпуса усилителя; 10 - поршень; 11 - защитный чехол корпуса клапана; 12 - толкатель; 13 - возвратная пружина толкателя; 14 - пружина клапана; 15 - следящий клапан; 16 - буфер штока; 17 - корпус клапана; А – вакуумная камера; В – атмосферная камера; С, D – каналы.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости , чтобы быть в курсе.
Что такое детонация? Как она возникает, проявляется в двигателе внутреннего сгор...

Передний, задний, полный привод. Шрус. Кардан. Карданный вал. Переднеп...
Передний, задний и полный привод. Элементы привода: Шрус, Кардан, Раздатка...

Трансмиссия. Механическая коробка переключения передач. МКПП. Принцип...
Устройство трансмиссии. Коробка передач....

Неисправности двигателя внутреннего сгорания. Не заводится. Не включае...
Обзор неисправностей автомобильного двигателя. Не заводится, не включается старт...

В конструкцию тормозной системы любого автомобиля обязательно входит усилитель. Наибольшее распространение на транспорте получил усилитель вакуумного типа, который обеспечивает дополнительное усилие за счет разрежения.

Роль вакуумного усилителя в тормозной системе

Вакуумный усилитель тормозов (он же – вакуумник и ВУТ) способен в 3-5 раз повысить усилие, которое прилагает водитель ногой на тормозную педаль, что и обеспечивает комфортное управление тормозной системой.

Без этого узла эффективно совершать замедление и остановку авто невозможно по той простой причине, что прижать колодки тормозных механизмов одним только усилием ноги достаточно сложно.

А это уже грозит безопасности движения, поскольку водитель может неправильно оценить обстановку и своевременно принять меры для остановки.

Усилитель же даже в случае экстренного торможения выполняет свою функцию и позволяет остановить авто.

В общем, роль вакуумного усилителя очень важная и от его работоспособности зависит многое. При этом конструктивно он очень прост, что и обеспечивает беспроблемную работу достаточно длительный период.

И все же неисправности с ним бывают. И при их возникновении результат не очень хорош – тормозная система хоть и сохраняет работоспособность, но выжать педаль тормоза проблематично и для замедления приходится прилагать очень большое усилие.

Основные неисправности устройства

Видов поломок вакуумника не так уж и много, а именно:

• Потеря герметичности трубопровода, по которому поступает разрежение, или мест его соединения;
• Выход из строя обратного клапана;
• Разгерметизация рабочих камер усилителя.

Первые две неисправности – основные, третья же встречается очень редко.

Также стоит отметить, что в большинстве авто вакуумник работает от разряжения, создаваемого во впускном коллекторе (их то и соединяет между собой трубопровод).

Но на некоторых моделях усилитель для повышения эффективности работы дополнительно комплектуется вакуумным насосом. Причем этот элемент может быть, как механическим (с приводом от распределительного вала), так и электрическим, со своим электродвигателем.

Но эти насосы являются лишь вспомогательным элементом, который повышает эффективность работы усилителя. При этом основное разрежение все так же берется от впускного коллектора.

В авто, комплектующимися этим узлом, насос – еще один компонент, который может прийти в негодность. При этом усилитель будет продолжать работать, хотя на некоторых режимах движения усилие на педали возрастет.

Признаки возникновения проблем в работе

Неисправности вакуумного усилителя и компонентов, обеспечивающих его работу, обязательно проявляются, причем достаточно явно.

Если ваккумник не функционирует, это будет сопровождаться «тугостью» выжима педали.

При полном отказе этого элемента нажать на тормозную педаль очень сложно (для удостоверения в этом достаточно при неработающем моторе нажать на педаль 4-5 раз, на последнем выжиме сопротивление будет очень большим).

Поскольку разрежение берется от впускного коллектора, потеря герметичности вакуумного усилителя может сопровождаться изменением работы мотора при торможении (хотя этого происходить не должно).

Причем в одних случаях обороты силовой установки при нажатии на педаль тормоза могут падать (вплоть до остановки агрегата), в других же – обороты повышаются.

Здесь все просто – если есть не герметичность в вакуумнике, будет происходить подсос воздуха в коллектор, который влияет на пропорции топливовоздушной смеси, отсюда и изменение режима работы мотора.

Еще одним явным признаком является появление шипения при выжиме педали. Появление такого звука указывает на появление подсоса воздуха.

Что касается вакуумных насосов, то механические могут издавать стуки, причем постоянно (виноват в этом обычно приводной шток), в электрических же повышается шумность работы, также возможен сильный нагрев при работе мотора (здесь обычно неисправность кроется в приводном электродвигателе).

Проверка усилителя и сопутствующих элементов

Проверить работоспособность усилителя не сложно, и для этого не потребуется какое-либо оборудование.

Один из простейших способов проверки без надобности «лезть» под капот делается так: на заглушенном моторе накачиваем тормозную систему (выжимаем педаль 4-5 раз и фиксируем ногой в нажатом положении).

Затем запускаем двигатель. Сразу после запуска на ваккумную камеру усилителя пойдет разрежение, в результате педаль должна немного пойти вниз. Если это произошло, вакуумник работает исправно, и подсоса воздуха нет.

Если тормоза вроде и работают, но при задействовании их силовая установка меняет режим работы, проверить, не является ли виной этому усилитель можно так: отсоединяем трубопровод от впускного коллектора, а штуцер заглушиваем резиновой заглушкой (можно для этого использовать отрезок подходящей по диаметру трубки, которую необходимо пережать).

Импровизированную заглушку необходимо надежно зафиксировать хомутом.

Затем запускаем двигатель, даем ему немного поработать, и начинаем жать на тормозную педаль (проделать это можно и на дороге, но обязательно следует учитывать, что усилитель работать не будет).

Если при торможении двигатель функционировать будет нормально (без смены оборотов), значит, в усилителе имеется подсос воздуха.

Устраняем неисправность

Устранить проблему с неработающим усилителем можно только в случае, если поврежден трубопровод, обратный клапан или его уплотнитель.

Выявлять неисправность стоит последовательно:

• проверяем затяжку хомутов трубопровода и состояние трубки в местах зажимов (нередко в них появляются трещины);
• осматриваем состояние уплотнителя обратного клапана усилителя. С временем этот резиновый элемент расслаивается из-за чего теряется герметичность вакуумной камеры (отсюда и шипение при торможении);
• меняем трубопровод вместе с хомутами. Стоит он недорого, поэтому проще его поменять, чем проверять герметичность, тем более что устранить трещину достаточно сложно. После замены проверяем работоспособность усилителя;

Если замена трубопровода не дала результат, замене уже подлежит сам усилитель, поскольку узел этот считается неразборным и ремонту не подлежит.

В процессе работ не лишней будет проверка обратного клапана. Сделать это можно двумя способами.

Первый подразумевает демонтаж этого элемента. Далее необходимо ртом подуть в штуцер, которым клапан устанавливается в усилитель. При этом он должен беспрепятственно пропускать поток воздуха.

Затем делаем обратное действие – втягиваем воздух через этот же штуцер. Исправный клапан воздух пропускать не должен.

Если нет желания снимать клапан, из-за чего может нарушиться герметичность в месте соединения, можно поступить так: запускаем двигатель, даем ему поработать.

Затем нажимаем до упора педаль тормоза, удерживаем ее в таком положении и глушим мотор.

Если клапан исправен, то он закроется (из-за отсутствия разрежения со стороны коллектора), при этом в вакуумной камере вакуум сохраниться, поэтому педаль сопротивления не будет оказывать (для удержания не нужно создавать дополнительного давления).

Напоследок немного о вакуумных насосах. В механическом узле для устранения стуков некоторые просто удаляют шток и все.

При этом насос работать не будет, но поскольку он – вспомогательный, то его отключение не сильно повлияет на работоспособность усилителя (хотя все же педаль станет немного «туже»).

Но в некоторых случаях помогает обычная смена положения штока (переворачиваем его на 180 град.).

Что касается электрического насоса, то зачастую он просто заменяется, поскольку отремонтировать его трудно.

Еще сравнительно недавно для того, чтобы остановить какую-нибудь из старых моделей автомобилей, к тормозной педали необходимо было прикладывать значительное усилие, а спустя некоторое время в устройстве машин появился вакуумный усилитель тормозов. Этот прибор в значительной степени облегчает управление автомобилем, но, тем не менее, он требует периодического ремонта и контроля его технического состояния.

Устройство вакуумного усилителя тормозов – схематичный обзор

Устройство вакуумного усилителя тормозов неразрывно связано с главным цилиндром . Его основой является корпус, разделенный диафрагмой на две камеры. Вакуумная камера находится со стороны главного цилиндра, где происходит ее соединение с впускным коллектором при помощи специального обратного клапана. Именно на этом участке создается разряжение. Атмосферная камера находится со стороны тормозной педали и с использованием следящего клапана по очереди соединяется с вакуумной камерой или с атмосферой.

Сам клапан перемещается с помощью толкателя, а нагнетание тормозной жидкости в рабочие цилиндры производится посредством поршня. По окончании торможения возвратная пружина приводит в движение диафрагму, возвращая ее в первоначальное положение. Отдельные модели усилителей могут оснащаться электромагнитным приводом штока, исполняющим роль системы экстренного торможения.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов и признаки неисправности

Главный принцип работы вакуумного усилителя тормозов основывается на разнице давления, образующейся в вакуумной и атмосферной камере . Именно этот перепад оказывает воздействие на толкатель, перемещающий поршневой шток главного цилиндра системы. Для того чтобы поддерживать разряжение на должном уровне, используется обратный клапан вакуумного усилителя тормозов.

В режиме разряженной атмосферы воздух из усилителя отсасывается через этот клапан, но обратно через него уже не поступает.

Особое внимание при проверке тормозной системы следует обращать на техническое состояние вакуумного усилителя. Хотя его неисправности и не вызывают катастрофических последствий, тем не менее, требующая повышенного усилия педаль тормоза создает дискомфорт и затрудняет управление автомобилем. Существуют, конечно, неисправности, которые все же потребуют ремонта или даже замены устройства.

В первую очередь, может разгерметизироваться либо оборваться шланг вакуумного усилителя тормозов, соединяющий его с коллектором . После того, как будет слышно шипение, проверяется состояние самого шланга и качество затягивания хомутов. Кроме того, частой причиной служит разорванная диафрагма или старая резина в клапанах, через которые также может выходить воздух.

Вакуумный усилитель тормозов – как добраться до поломки?

Для того чтобы точно определить неисправность, необходимо внимательно изучить инструкцию по эксплуатации автомобиля, где описана конкретная модель вакуумного усилителя. Иногда причина совсем простая, когда двигатель начинает троить из-за подсоса лишнего воздуха и обеднения рабочей смеси. При проведении визуального осмотра необходимо выявлять потеки на корпусе усилителя и обязательно выяснять причины их возникновения.

Для эффективного ремонта вакуумного усилителя требуется ремкомплект, соответствующий определенной модели, и стандартный набор инструментов. Чаще всего производится полная замена устройства на новое, устанавливаемое в сборе. Для того чтобы приступить к ремонту или замене, отсоединяется тяга привода, расположенная в салоне, в районе рулевого вала на педали тормоза. После этого в моторном отсеке нужно отсоединить главный тормозной цилиндр. В конце производится снятие вакуумного шланга от обратного клапана. Теперь усилитель открыт для доступа, можно ремонтироваться или делать замену.

Сложно представить себе работу тормозов без вакуумного усилителя тормозов. Работу этого устройства сложно переоценить, однако оно, как и все прочие «не застраховано» от поломки. Сегодня я предлагаю поговорить об основных неисправностях вакуумного усилителя тормозов и способах их устранения.

С одной стороны ремонт вакуумного усилителя тормозов не представляет собой ничего особо сложного, в случае если вы решили произвести ремонт этого устройства своими руками. Самое главное учесть все конструктивные особенности конкретной марки автомобиля, сам же принцип проведения ремонта ничем особо не отличается.

Немного об устройстве вакуумного усилителя тормозов.

Конструктивно вакуумный усилитель тормозов представляет собой один блок, объединенный с ГТЦ. Для продвинутого автомобилиста устройство этого агрегата не покажется сложным. Корпус разделен на две части: вакуумная часть расположена со стороны главного тормозного цилиндра, атмосферная - со стороны педали тормоза.

Вакуумная камера соединяется с впускным коллектором при помощи обратного клапана, который является источником разряжения. Чаще всего вакуумный электронасос используется в дизельных двигателях с той целью, чтобы работа вакуумного усилителя была постоянной. В случае остановки двигателя, вакуумный усилитель разъединяется с коллектором посредством обратного клапана, именно поэтому вакуумный усилитель тормозов очень зависим от работы мотора и способен функционировать только при рабочем двигателе.

После активации педали тормоза посредством следящего клапана, атмосферная камера соединяется с вакуумной камерой и атмосферой. Педаль тормоза связана с толкателем, за счет которого и происходит перемещение следящего клапана. Диафрагма соединяется со штоком ГТЦ со стороны вакуумной камеры, благодаря ей происходит нагнетание тормозной жидкости поршнем к рабочим цилиндрам.

Возвратная пружина возвращает диафрагму в исходное положение после окончания торможения. Конструкция усилителя может также содержать электромагнитный привод штока. В системе ESP используется активный усилитель тормозов, основное его предназначение - предотвратить опрокидывание.

Возможные неисправности вакуумного усилителя тормозов .

Прежде всего внимание следует акцентировать на неэффективной работе тормозной системы, то есть ухудшение управления транспортным средством (ТС), необходимость прилагать больше усилий для того, чтобы произвести торможение. Классическими считаются следующие неисправности:

1. Неисправности внутри самого вакуумного усилителя (разрыв диафрагмы или старение резины клапанов). В этом случае клапан будет травить воздух.

2. Разгерметизация или полный обрыв шланга, который соединяет коллектор двигателя с вакуумным усилителем тормозов. Как правило, такая неисправность сопровождается шипением этого устройства. В обязательном порядке произведите проверку герметичности хомутов, а также шланга на предмет трещин и разрывов.

Как самостоятельно проверить вакуумный усилитель тормозов?

1. Если мотор стал работать неровно (с перебоями или троит), необходимо диагностировать исправность вакуумного усилителя. Нередко разгерметизация сопровождается подсасыванием воздуха в патрубок впускного коллектора воздуха, в результате, воздушно-топливная смесь, поступающая в цилиндры, резко обедняется.

2. Как вариант, можно попытаться диагностировать неисправность и таким макаром: произведите 5-6 качков педалью тормоза при «заглушенном» двигателе. После этого посредине хода произведите фиксацию педали, затем запустите мотор. В случае если педаль провалилась во время запуска - вакуумный усилитель можно считать рабочим. Если же педаль осталась неподвижной - необходим ремонт или полная замена вакуумного усилителя тормозов.

3. Проведите визуальный осмотр, и внимательно присмотритесь, нет ли на корпусе вакуумного усилителя каких-либо подтеков.

Ремонт вакуумного усилителя тормозов.

Для того чтобы произвести ремонт или замену, необходимо обладать кое-какими навыками и знаниями, не лишним будет заглянуть в мануал по ремонту и техобслуживанию вашего автомобиля. Кроме того, вам понадобятся инструменты, как правило, достаточно стандартного набора.

Ниже привожу вам поэтапную инструкцию процедуры ремонта вакуумного усилителя тормозов:

1. Детально ознакомьтесь с руководством (мануалом) по ремонту и эксплуатации автомобиля, определите для себя ключевые нюансы.

2. Отключите тягу привода усилителя от педали тормоза, которая расположена под рулевым валом.

3. В подкапотном отсеке снимите ГТЦ.

4. В зависимости от поломки произведите ремонт или полную замену данного устройства.

3.7 (73.33%) 3 голос[а]

Вакуумный усилитель тормозов является самым распространенным видом усилителя, который применяется в тормозной системе современного автомобиля. Он создает дополнительное усилие на педали тормоза за счет разряжения. Применение усилителя значительно облегчает работу тормозной системы автомобиля, и тем самым уменьшает усталость водителя.

Конструктивно вакуумный усилитель образует единый блок с главным тормозным цилиндром и включает корпус, диафрагму, следящий клапан, толкатель, шток поршня главного тормозного цилиндра, возвратную пружину.

Корпус усилителя разделен диафрагмой на две камеры. Камера, обращенная к главному тормозному цилиндру, называется вакуумной. Противоположная к ней камера (со стороны педали тормоза) – атмосферная.

Вакуумная камера через обратный клапан соединена с источником разряжения. В качестве источника разряжения обычно используется область в впускном коллекторе двигателя после дроссельной заслонки. Для обеспечения бесперебойной работы вакуумного усилителя на всех режимах работы автомобиля в качестве источника разряжения может применяться вакуумный электронасос. На дизельных двигателях, где разряжение во впускном коллекторе незначительное, применение вакуумного насоса является обязательным. Обратный клапан разъединяет вакуумный усилитель и источник разряжения при остановке двигателя, а также отказе вакуумного насоса.

Атмосферная камера с помощью следящего клапана имеет соединение:

• в исходном положении - с вакуумной камерой;
• при нажатой педали тормоза - с атмосферой.

Толкатель обеспечивает перемещение следящего клапана. Он связан с педалью тормоза.

Со стороны вакуумной камеры диафрагма соединена со штоком поршня главного тормозного цилиндра. Движение диафрагмы обеспечивает перемещение поршня и нагнетание тормозной жидкости к колесным цилиндрам.

Возвратная пружина по окончании торможения перемещает диафрагму в исходное положение.

Для эффективного торможения в экстренной ситуации в конструкцию вакуумного усилителя тормозов может быть включена система экстренного торможения , представляющая собой дополнительный электромагнитный привод штока.

Дальнейшим развитием вакуумного усилителя тормозов является т.н. активный усилитель тормозов . Он обеспечивает работу усилителя в определенных случаях и, следовательно, нагнетание давления без участия водителя. Активный усилитель тормозов используется в системе ESP для предотвращения опрокидывания и ликвидации избыточной поворачиваемости.

Принцип действия вакуумного усилителя тормозов основан на создании разности давлений в вакуумной и атмосферной камерах. В исходном положении давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому источником разряжения.

При нажатии педали тормоза усилие через толкатель передается к следящему клапану. Клапан перекрывает канал, соединяющий атмосферную камеру с вакуумной. При дальнейшем движении клапана атмосферная камера через соответствующий канал соединяется с атмосферой. Разряжение в атмосферной камере снижается. Разница давлений действует на диафрагму и, преодолевая усилие пружины, перемещает шток поршня главного тормозного цилиндра.

Конструкция вакуумного усилителя обеспечивает дополнительное усилие на штоке поршня главного тормозного цилиндра пропорциональное силе нажатия на педаль тормоза. Другими словами, чем сильнее водитель нажимает на педаль, тем эффективнее будет работать усилитель.

При окончании торможения атмосферная камера вновь соединяется с вакуумной камерой, давление в камерах выравнивается. Диафрагма под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение.

Максимальное дополнительное усилие, реализуемое с помощью вакуумного усилителя тормозов, обычно в 3-5 раз превышает усилие от ноги водителя. Дальнейшее повышение величины дополнительного усилия достигается увеличением числа камер вакуумного усилителя, а также увеличением размера диафрагмы.