какое разряжение должно быть в вакуумном усилителе тормозов
Вакуумный усилитель тормозов
Вакуумный усилитель тормозов или как говорят в простонародье «вакуумник» — является видом усилителя, применяющийся в тормозной системе авто. Служит для того, чтобы создавать дополнительное усилие педали тормоза за счет разряжения. Применение вакуумного усилителя дает облегчение работы тормозной системы.
Устройство вакуумного усилителя тормозов
Металлический корпус самого усилителя тормозов диафрагмой разделён на две половины – на вакуумную, идущую со стороны ГТЦ (главного тормозного цилиндрика), и на атмосферную, выходящую на тормозную педаль. К слову сказать, вакуумный усилитель и ГТЦ конструктивно и механически объединены в единую систему – тормозную.
Вакуумный усилитель вместе с главным тормозным цилиндром включают в себя:
1. корпус,
2. диафрагму,
3. следящий клапан,
4. толкатель,
5. шток поршня ГТЦ,
6. возвратную пружину.
Безвоздушная камера, то есть вакуумная, выходит при помощи клапана на впускной коллектор. На всех современных автомобилях для стабильной работы усилителя тормозов дополнительно устанавливают электронасос. При выключенном двигателе клапан обратки отсоединяет вакуумный усилитель от коллектора — тормоза просто-напросто пропадают. Точно такой же принцип и при малейшей поломке вакуумного агрегата, даже если мотор работает.
Атмосферная камера, вторая половина устройства, при помощи клапана соединяется и с вакуумной камерой, и с атмосферой. Именно на клапане и основан весь принцип работы вакуумного усилителя – создание разницы давлений между двумя камерами. В исходном положении, когда вы не давите на педаль тормоза, давление в двух камерах одинаково.
Нажимая педаль, толкатель двигается к следящему клапану и штоку тормозного цилиндра. Этим самым клапан закрывает канал между вакуумом и атмосферой. Что получается? Со стороны вакуумной камеры давление остаётся прежним, а со стороны атмосферной камеры происходит разряжение.
По окончании торможения возвратная пружина возвращает диафрагму в начальное положение.
Признаки неисправного усилителя тормозов
Не стоит сильно пугаться, если у вас вдруг отказал вакуумный усилитель. Ничего в этом страшного нет – просто вам придётся с большим усилием давить на тормозную педаль и прилагать чуть больше усилий для управления автомобилем.
1. С каждым разом вам всё труднее и труднее нажимать педаль, а эффект от торможения минимальный;
2. На холостых оборотах двигатель «троит», нажав педаль тормоза — начинает работать ровно и ритмично;
3. Обрыв или трещина в шлаге, которые приводят к появлению шипения или посторонним звукам в усилителе;
4. Вакуумный усилитель начинает «подсасывать» воздух;
5. Разрыв диафрагмы, износ сальников или резины на клапанах.
Проверка усилителя тормозов
Проверить самостоятельно работу вакуумника не составляет особого труда. Есть несколько достаточно простых способов:
1. Двигатель начинает «троить», а после нажатия тормозов он работает как часики. Всё дело в том, что при разгерметизации воздух засасывается во впускном коллекторе. А это ведёт к резкому смешиванию воздуха и топливной смеси, поступающие в цилиндры двигателя.
2. При выключенном моторе прокачайте (нажмите) 5-6 раз педаль тормоза. Потом ещё раз нажмите и на середине хода остановите. Не отпуская педаль, запустите двигатель. Педаль «провалилась» до полика — вакуумный усилитель работает исправно. Если ничего не изменилось после запуска мотора, то стоит подумать о замене или ремонте.
3. Осматривая поверхность, вы заметили подтеки, оставляемые тормозной жидкостью.
Не стоит постоянно быть уверенным в работе вакуумника или тормозов. Они, как и вся машина, хотят получать внимания. А тормозная система особенно – она никогда не прощает ошибок.
Давление в вакуумном усилителе тормозов
Вакуумный усилитель тормозов обеспечивает лучшую динамику замедления автомобиля и значительно повышает уровень комфорта органов управление. На практике работа ВУТ отражается эффективным торможением при минимальном усилии нажатия на педаль. Применение активных систем помощи при экстренном торможение значительно улучшает уровень безопасности дорожного движения.
Устройство ВУТ
Вакуумный усилитель тормозных усилий в большинстве автомобилей расположен вблизи моторного щита и представляет собой монолитный блок с ГТЦ и бачком тормозной жидкости.
Для усиления тормозного усилия в конструкции ВУТ используются:
Принцип работы
Прижимное усилие тормозных колодок в автомобилях, конструкция которых не предполагает установку ВУТ, нагнетается усилием, создаваемым водителем при нажатии на педаль. Вакуумный усилитель тормозов использует разницу атмосферного давления для создания разряжения, помогая тем самым создавать давление в тормозной магистрали.
Начнем с того, что рабочая диафрагма разделяет корпус на атмосферную и вакуумную (расположена со стороны ГТЦ) камеры. Она соединена через толкатель с педалью. Когда тормоза не задействованы, следящий клапан поддерживает равное давление в двух камерах. Нажатие на педаль тормоза заставляет следящий клапан «разрезает» связь. Перепускной клапан уравнивает давление атмосферной части корпуса с подкапотным пространством. Разрежение, которое все это время поддерживалось в корпусе ВУТ, теперь притягивает диафрагму. Как только водитель отпускает педаль тормоза, возвратная пружина возвращает эластичную перегородку в свое изначальное положение.
Низкое давление в корпусе, которое приводит в действие вакуумный усилитель, создается через шланг, соединяющий вакуумную часть с впускным коллектором. Возникает оно из-за разряжения, создаваемого опускающимся в НМТ поршнем, во время впуска топливно-воздушной смеси. Если вакуума бензинового двигателя достаточно для нормальной работы ВУТ, то дизельные двигатели в обязательном порядке оснащаются вакуумным насосом, призваным нагнетать разряжение. В зависимости от конструкции (лепестковый, мембранный), в движение такое устройство приводят: ТНВД, генератор либо распредвал.
Поломки ВУТ
Неисправности вакуумного усилителя могут влиять не только на эффективность тормозной системы, но и на работу бензинового двигателя. К основным видам поломок относятся:
Вышедший из строя усилитель тормозного давления не лишает автомобиль тормозов, но может значительно затруднить управление транспортным средством.
Если вы заметили изменения в работе усилителя, не спешите менять шланг либо производить ремонт усилителя тормозов. На некоторых автомобилях заслонка рециркуляции воздуха в салоне на прямую связана с работой усилителя. Симптомы разгерметизации этой системы схожи с теми, которые проявляются при поломках ВУТ.
Самостоятельная диагностика
Простой принцип работы позволяет выполнить диагностику своими руками. Ремонт вакуумного усилителя стоит доверить специалистам. Выявить исправность системы вам помогут несколько простых методов:
Перечисленные признаки неисправности усилителя тормозных усилий помогут вам диагностировать и устранить поломку в кратчайшие сроки.
Сегодня продукция автомобильной промышленности является высокотехнологичной и скоростной. Поэтому для лучшего торможения на всех современных авто как Российского, так и импортного производства используют вакуумный усилитель тормозов. Объясняется стремительная продуктивность и производительность тем, что улучшенная тормозная система упрощает управление транспортным средством, давая незначительным нажатием на педаль остановить транспорт. Без этого узла одной физической силой развивать всю мощность для хорошего торможения непросто, потому что через какое-то время появится усталость. Таким образом, ВУТ предназначен для минимизации усилий вовремя надавливания на педаль тормоза при любых видах торможения.
Вакуумный усилитель тормозов
Принцип работы вакуумного усилителя тормозов основан на воздействии внешнего атмосферного давления на разряженную область. Хоть стандартной схемы устройства и конструкции усилителей нет, но принцип работы остается неизменным. Есть масса конструктивных решений и модификаций, отличных друг от друга деталями, а также конфигурацией. Так, в ряде транспортных средств может крепиться дополнительный вакуумный электромотор, отвечающий за слаженную работу узла при различных условиях функционирования двигателя. Если говорить о дизельных силовых агрегатах, то в них приспособление идет в обязательном порядке.
Устройство ВУТ
Этот узел состоит из пяти неизменных составляющих:
На первый взгляд, вакуумник в моторном отсеке незаметен, так как он располагается в монолитном блоке с НТЦ между механизмом педали и главным цилиндром тормоза. Он представляет собой камеру, разграниченную перегородкой диафрагменного типа. Разделенные полости герметичны и равны.
Одна сторона полости соединена с атмосферой, а другая с патрубком выпускного коллектора мотора, где во время работы возникает низкое давление, нежели в атмосфере.
Атмосферная часть расположена ближе к педали, а вакуумная размещается возле цилиндра. В задней атмосферном отсеке на корпусе имеется обратный клапан, который задерживает разрежение во всасывающей трубе двигателя и препятствует попаданию бензиновой смеси в узел. Степень разрежения в этой камере регулируется именно клапанным следящим механизмом. А в передней полости обратный клапан держит постоянное напряжение. Так, на перегородку с двух сторон давит одинаковое по значению давление. Сам клапан перемещается посредством толкателя, соединенного с педалью тормоза. Возвратная пружина отвечает за возвращение в исходное состояние диафрагмы после торможения. Когда машина требует наличия системы экстренного торможения, то на шток матируется специальный электромагнитный привод.
Устройство вакуумного усилителя тормозов не отличается сложностью, что дает возможность проводить ремонтные работы собственноручно.
Как работает ВУТ?
Работа устройства осуществляется за счет разности давления, образующегося в вакуумном и атмосферном отсеке. Из-за этого перепада приводится в действие толкатель, который и двигает шток поршня ГТЦ. Рассмотрим подробно, как работает вакуумный усилитель тормозов. Изначально, давление в обеих камерах одинаково.
Устройство ВУТ в разрезе
Передача усилия к толкателю и последующим элементам происходит, когда водитель воздействует на педаль тормоза. После того как усилие доходит до клапана, он закрывает проход между обоими отсеками. Потом клапан опять соединяет обе камеры и уже в атмосферном отсеке происходит понижение давления. Возникшая разница отражается на перегородке, отчего она выгибается и ведет к движению штока поршня в ГТЦ. Когда автомобиль заканчивает торможение давление в обоих отсеках выравнивается, а эластичная перегородка принимает начальное положение.
Выход ВУТ из строя является серьёзной проблемой, способной привести к фатальным последствиям. Чтобы этого избежать, нужно внимательно следить за тормозной системой. Малейшее отклонение в работе обязывает провести диагностику. Регулировка вакуумного усилителя тормозов занятие несложное, исправить некоторые отклонения возможно самостоятельно.
Составляющие вакуумного усилителя тормозов
Признаки неполадок ВУТ
Вакуумный усилитель тормозов способен как частично не создавать вакуум, так и полностью. Основной причиной этому может быть обрыв или разгерметизация соединительных трубок моторного коллектора и усилителя. Кроме того неполадки могут быть вызваны и из-за нарушения целостности или потери эластичности диафрагмы. Если в механизме случился сбой, это заметит даже новичок. Перечислим основные признаки неисправности вакуумного усилителя тормозов:
Снятый неисправный усилитель
Способы обнаружения неполадок
Для тех, кто задается вопросом, как проверить вакуумный усилитель тормозов мы привели несколько вариантов начальной проверки системы. Работоспособность ВУТ проверяется следующими способами:
Если после первичной проверки были замечены неполадки, то нужно переходить к более длительному по времени процессу – осмотру на целостность деталей.
Проверка на герметичность
Если у вас есть измерители, то можно провести проверку на герметичности под нагрузкой. Для этого запустите двигатель, а после нажмите педаль тормоза под усилием 20 кГс. Задержите педаль пока разрежение в ВУТ не достигнет точки В = 66.7 кПа (500 мм рт. ст.). После заглушите мотор и проверьте выдачу вакуумметра, — скорость снижения разряжения не должна превосходить 3.3 кПа за 15 с. Когда ваши показания отличаются, нужен ремонт или замена усилителя.
Проверка на герметичность
А также можно проверять систему измерителем и без нагрузки. Для этого заводите мотор, педаль тормоза в это время не выжимаете, и ждете пока глубина разряжения не будет равняться А = 66.7 кПа (500 мм рт. ст.). После глушите двигатель, сверяйте данные вакуумметра. Его скорость снижения глубины разряжения должна быть не выше 3.3 кПа за 15 секунд. В случае обнаружения несоответствия ищите и исправляете причину нарушения герметичности.
Регулировка свободного хода
После проверки на герметичность стоит осуществлять регулировку свободного хода педали тормоза. Регулировка длины штока приводит к возникновению зазора, определяющего степень давления на тормозной цилиндр. Важно правильно отрегулировать длину штока и поставить подходящий зазор. При неработающем моторе свободный ход педали должен быть равен от 5-14 мм. Этот зазор контролируется болтом, находящимся над плоскостью ВУТ. Когда зазор мал, то происходит заедание рабочего цилиндра, а это приводит к ускоренному износу колодок и повышенному потреблению топлива. А также машина начнет произвольно притормаживать, и напоминать езду на ручном тормозе. Напротив, превышенный допустимой нормы зазор свидетельствует о нарушении герметичности в узле и ход у педали станет увеличенным.
Регулировка усилия рычага регулятора давления
Гидравлическое давление тоже можно проверить измерителями. Когда двигатель не заведен, глубина разряжения будет равняться 0 мм рт. ст. А если вы будете выжимать педаль, с силой 20 кГс, то давление должно подняться до 1177 кПа (12 кГс/см2). Теперь заводим мотор и ждем, пока глубина разряжения снизится до 66.7 кПа (500 мм рт. ст.), далее смотрим на параметры манометра. Его нормальное значение должно быть 6867 кПа (70 кГс/см2).
Регулировка простого хода
Если измерительных приборов под рукой нет, то проверка проводится так:
Осуществлять диагностику и регулировку рычага следует часто. Когда проблема очевидна, регулировка производится так:
Замена вакуумного усилителя тормозов
Снятие ВУТ, если требуется ремонт
Когда после диагностики вы обнаружили, что усилителю нужен ремонт, и вы четко, знаете, его строение, а также всю механику работы с ним, то можно приступать к снятию устройства:
Стоит понимать, если вы неспособны самостоятельно провести ремонт лучше доверить это дело опытному механику или просто заменить, на новое устройство.
Установленный новый ВУТ
Инструкция по замене вакуумного усилителя тормозов
Процесс замены вакуумника несложен. Демонтаж проходит так же как и при снятии системы на ремонт:
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:
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:
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.
Наглядный пример работы усилителя
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:
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.
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.