Вакуумный усилитель тормозов — устройство и принцицп работы

Вакуумный усилитель тормозов необходим для уменьшения усилия на тормозной педали с сохранением эффективной работы тормозной системы. В наши дни даже небольшие автомобили оборудуются таким устройством. Но откуда же берется дополнительно усилие, создаваемое вакуумным усилителем?

Здоровый человек способен одной ногой развить усилие до 80 кг. Проверить это утверждение довольно просто, для этого нужно просто постоять на одной ноге. Удалось? А теперь вспомните какой у вас вес – примерно такое усилие вы и создали. На старых автомобилях для обеспечения наибольшего усилия в тормозной системе требовался такой же нажим на педаль.

Вакуумный усилитель тормозов снижает эту нагрузку до 40 кг. Вам, конечно, может показаться, что 40 кг тоже многовато, однако это не так. Если усилие уменьшить еще, то педаль тормоза потеряет информативность и водитель перестанет ее чувствовать, особенно в обуви на толстой подошве.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Корпус вакуумного усилителя тормозов разделен на две полости упругой перегородкой, называемой диафрагмой. Сквозь диафрагму проходит шток, который одним концом давит на поршень главного тормозного цилиндра, а вторым через проушину в толкателе соединяется с тормозной педалью.

Одна из полостей вакуумного усилителя тормозов при помощи шланга соединена с впускным коллектором двигателя (можете подробнее узнать об устройстве двигателя), в котором создается разрежение, поступающее в полость усилителя.

В корпусе вакуумного усилителя имеются два клапана: воздушный (атмосферный) и вакуумный (соединяющий обе полости усилителя), которые изменяют свое положение в зависимости от положения педали тормоза. В пассивном режиме, когда педаль тормоза не нажата, клапаны имеют следующие положения:

• воздушный – закрыт,
• а вакуумный клапан открыт.

Такое положение клапанов позволяет создавать одинаково разрежение по обе стороны диафрагмы вакуумного усилителя.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов следующий:

1. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, шток, переворачиваясь, изменяет положение клапанов.
2. При этом вакуумный клапан перекрывает соединение между обеими полостями.
3. А воздушный, в свою очередь, запускает атмосферный воздух в полость между педалью тормоза и диафрагмой.

Таким образом, с обеих сторон диафрагмы создастся разность давлений, образующая усилие на штоке и помогающая водителю тормозить.

Вакуумные усилители тормозов имеют различное устройство, но принцип работы у всех одинаков. Например, вакуумные усилители на автомобилях ВАЗ имеют неразборную конструкцию – при неисправностях их заменяют целиком. А вот усилители тормозов «Москвичей», «Волг» и большинства моделей иномарок разборные, но при их ремонте без специального оборудования не обойтись.

Кстати, после ремонта тормозной системы иномарок, дополнительно потребуется прокачка тормозов с АБС.

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

Вакуумный усилитель тормозов — устройство, принцип работы

Помощь проекту

Вам понравился наш сайт? Вы желаете помочь проекту или же хотите отблагодарить нас? Это сделать легко! Просто оставьте ссылку на понравившуюся вам статью на любом сайте, где вы часто общаетесь. Это может быть личная страница в соц. сетях, личный блог, городской или тематический форум. Мы будем вам благодарны за ваш вклад в развитие проекта.

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 тормозной системе. 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 ДВС 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!

Share

Twitter

Поделиться

Power Brake Boosters

Что бы делали ваши клиенты без этих замечательных устройств? В реанимации? Сегодня усилители тормозов входят в стандартную комплектацию практически всех автомобилей благодаря дисковым тормозам и стремлению автомобилистов к легкому торможению. Усилитель мощности, обеспечиваемый усилителем тормозов, позволяет маме-футболистке весом 120 фунтов принести 6000 фунтов. Линкольн Навигатор резко остановился от легкого прикосновения ее ноги к педали тормоза.

Усилитель тормозов способствует торможению, увеличивая усилие, прилагаемое к главному цилиндру, когда водитель нажимает на педаль тормоза. Бустер удваивает или утраивает приложенную силу. Это уменьшает усилие на педаль, необходимое для остановки автомобиля, и обеспечивает более легкое и безопасное торможение. Существует три основных типа усилителей тормозов:

ВАКУУМНЫЕ УСИЛИТЕЛИ
Вакуумные усилители тормозов используются на многих транспортных средствах, поскольку они имеют относительно простую конструкцию и используют впускной вакуум для увеличения тормозного усилия. Вакуум – это отсутствие атмосферного давления, и чем выше вакуум, тем больше атмосферный толчок для заполнения пустоты. Как говорится, «природа не терпит пустоты». Как только вы создаете вакуум, отсасывая воздух из чего-либо (например, из впускного коллектора), окружающий воздух пытается ворваться внутрь и заполнить пустоту. Следовательно, толчок, обеспечиваемый вакуумным усилителем, на самом деле представляет собой атмосферное давление воздуха, работающее против вакуума.

На уровне моря нормальное атмосферное давление составляет 14,7 фунта. на квадратный дюйм. Если вы высосете весь воздух из цилиндра, плотно его запечатаете, а затем измерите вакуум с помощью манометра, он покажет около 30 дюймов ртутного столба (рт. ст.). Для сравнения, типичный двигатель создает вакуум от 17 до 21 дюйма на холостом ходу. Поскольку цилиндры всасывают воздух из впускного коллектора, создается частичный вакуум. Но он никогда не достигает полного вакуума, потому что все больше воздуха поступает в двигатель через корпус дроссельной заслонки. Для работы двигателя необходим воздух, иначе он будет не более чем вакуумным насосом, приводимым в действие стартером.

В дизельных двигателях нет дроссельной заслонки для создания ограничения, поэтому дизельные двигатели никогда не создают вакуум на холостом ходу. В результате дизелям приходится использовать вспомогательный вакуумный насос, если они имеют вакуумный усилитель тормозов.

То, как усилитель тормозов использует вакуум для обеспечения усиления, удивительно просто. Оригинальный усилитель тормозов Master-Vac, ставший предшественником практически всех сегодняшних вакуумных усилителей, был запатентован еще в 1950-х годах компанией Bendix. Корпус бустера разделен гибкой диафрагмой на две камеры. Вакуумный шланг от впускного коллектора на двигателе втягивает воздух с обеих сторон диафрагмы, когда двигатель работает. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, узел входной тяги в усилителе перемещается вперед. Это блокирует вакуумный порт на задней стороне диафрагмы и открывает атмосферный порт, который позволяет воздуху поступать в заднюю камеру. В результате диафрагма испытывает давление вакуума с одной стороны и давление воздуха с другой. Это создает усилие, которое многократно увеличивает силу нажатия ноги водителя на педаль тормоза.

Величина усиления, обеспечиваемого вакуумным усилителем, зависит от двух факторов: вакуума на входе и размера диафрагмы усилителя. Чем больше диафрагма, тем больше помощь. 8-дюймовый бустер с 20-дюймовым вакуумом двигателя обеспечит около 240 фунтов. помощи при торможении. Как правило, более крупные автомобили требуют большей помощи (и большего вакуумного усилителя), чем автомобили меньшего размера.

При выключенном двигателе вакуум удерживается в корпусе усилителя односторонним клапаном. На некоторых автомобилях может быть отдельный вакуумный ресивер. Обычно запаса вакуума достаточно для пары торможений с усилителем. Но как только резервный вакуум израсходован, усилие на педали резко возрастает.

При выходе из строя вакуумного усилителя он не может обеспечить нормальное торможение с усилителем. Автомобиль по-прежнему можно вести, но педаль тормоза будет ощущаться намного жестче, и для торможения потребуется больше усилий. В 2000 году были введены новые Федеральные стандарты безопасности транспортных средств (FMVSS) 135, согласно которым легковые автомобили 2000 года выпуска и новее, а также легкие грузовики 2002 года и новее должны соответствовать более жестким требованиям к тормозному пути в случае отказа усилителя тормозов. Чтобы соответствовать этим нормам, тормозные системы на многих из этих автомобилей были модернизированы за счет более крупных и/или более агрессивных тормозных колодок (об этом следует помнить, рекомендуя покупателю сменные накладки).

КОГДА ХОРОШИЕ УСИЛИТЕЛИ ПЛОХО
Вакуумные усилители тормозов очень надежны и часто служат в течение всего срока службы автомобиля. Но по прошествии стольких лет диафрагма или обратный клапан могут выйти из строя, что приведет к потере усиления и значительному увеличению усилия на педали, необходимого для остановки автомобиля. Диафрагма может быть повреждена, если главный цилиндр протекает и тормозная жидкость попадает в усилитель. Таким образом, наличие тормозной жидкости внутри усилителя или вакуумного шланга говорит о том, что главный цилиндр негерметичен и его необходимо заменить. Влажность вокруг задней части главного цилиндра может быть еще одним ключом к такой проблеме.

Проблемы с усилителем торможения также могут быть вызваны ослабленным, негерметичным, перегнутым или закупоренным шлангом подачи вакуума. Пережатый вакуумный шланг приведет к падению наддува при резком торможении. Это происходит из-за того, что закупорка замедляет возвращение вакуума в усилитель. Если внешний односторонний обратный клапан на шланге подачи вакуума усилителя негерметичен, усилитель может не удерживать достаточный вакуум, когда двигатель находится под нагрузкой, вызывая временное увеличение усилие на педали. Если двигатель имеет низкий уровень разрежения на впуске из-за утечки во впускном коллекторе, засорения выхлопных газов или механической проблемы, вакуумный усилитель может не обеспечивать нормальное усиление. Проблема здесь не в усилителе, а в низком вакууме на впуске двигателя.

ПРОВЕРКА ПЕДАЛИ ВАКУУМНОГО УСИЛИТЕЛЯ
Простой способ проверить вакуумный усилитель тормозов — несколько раз прокачать педаль тормоза при выключенном двигателе, чтобы стравить остаточный вакуум из усилителя. Затем удерживайте педаль и запустите двигатель. Вы должны почувствовать, как педаль слегка нажимается, когда вакуум двигателя входит в усилитель и тянет диафрагму. Если педаль не двигается, проверьте соединение вакуумного шланга и вакуум двигателя во впускном коллекторе. Если все в порядке, проблема заключается в негерметичной диафрагме внутри усилителя, и усилитель необходимо заменить.

Внешний обратный клапан на входе вакуумного шланга усилителя можно проверить, сняв его и попробовав продуть с обеих сторон. Он должен проходить воздух сзади, а не спереди.

Поскольку вакуумный усилитель установлен между главным цилиндром и противопожарной перегородкой, для замены усилителя необходимо открутить главный цилиндр и переместить его вперед, чтобы можно было заменить усилитель. Обычно нет необходимости отсоединять какие-либо тормозные магистрали, если только доступ к ним не очень ограничен.

Толкатель, идущий от усилителя к задней части главного цилиндра, должен иметь определенный люфт (подробности см. в руководстве по обслуживанию). Большинству из них требуется небольшой люфт, чтобы главный цилиндр полностью освободился, предотвращая тормозное сопротивление, но в некоторых последних моделях GM и Bendix люфт отсутствует.

HYDRO-BOOST
Hydro-Boost впервые был представлен в 1973 году. Hydro-Boost использует гидравлическое давление, создаваемое насосом гидроусилителя руля, а не вакуум двигателя, для обеспечения торможения с усилителем.

Внутри блока Hydro-Boost, который помещается между главным цилиндром и педалью тормоза, находится золотниковый клапан и узел поршня. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, толкатель скользит вперед и меняет положение золотникового клапана. Это открывает порт клапана, который направляет жидкость гидроусилителя руля в полость за поршнем, чтобы толкать его вперед и включать тормоза.

Hydro-Boost также использует «аккумулятор» для хранения давления. Некоторые аккумуляторы находятся под давлением азота, в то время как другие подпружинены, в зависимости от применения. Аккумулятор обеспечивает резервное давление в случае потери нормального гидравлического давления (из-за остановки двигателя или обрыва ремня привода насоса гидроусилителя руля). Резервного давления в аккумуляторе обычно достаточно для 1-3 остановок с усилителем.

Проблемы с этой системой могут быть вызваны износом золотникового клапана или поршня внутри блока Hydro-Boost, утечками жидкости или потерей давления из-за износа насоса гидроусилителя рулевого управления, проскальзывания ремня насоса или низкого уровня жидкости гидроусилителя рулевого управления. Медленное возвращение педали тормоза может быть вызвано чрезмерным трением уплотнения внутри усилителя, неисправностью золотника или засорением обратного трубопровода к насосу. Заедания тормозов, вероятно, являются результатом загрязнения внутри системы или поломки возвратной пружины золотника. Если тормоза срабатывают сами по себе без усилия на педали, возможно, в системе ограничен обратный поток или не работает клапан сброса давления. Чрезмерное усилие на педали может быть вызвано внутренней утечкой или просачиванием жидкости через уплотнение гидроаккумулятора/бустера.

Простой способ проверить систему Hydro-Boost — пять или шесть раз прокачать тормоза при выключенном двигателе, чтобы разрядить аккумулятор. Затем сильно нажмите на педаль (около 40 фунтов силы) и запустите двигатель. Подобно вакуумному усилителю, вы должны почувствовать, как педаль слегка опускается, а затем поднимается при запуске двигателя.

Утечку аккумулятора можно проверить, несколько раз нажав на тормоза при работающем двигателе, а затем выключив его. Дайте машине постоять около часа, затем попробуйте затормозить, не заводя двигатель. Вы должны получить два или три плавных торможения, прежде чем вам потребуется больше усилий, чтобы нажать на педаль.

Если проблема с торможением связана с усилителем, его необходимо заменить. Предупреждение: Аккумулятор Hydro-Boost должен быть полностью сброшен путем нажатия на педаль тормоза дюжину раз, прежде чем открывать какие-либо гидравлические линии или отключать усилитель.

ЭЛЕКТРО-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ
На автомобилях со встроенной антиблокировочной системой тормозов, где главный цилиндр является частью блока гидравлического управления (ABS Teves Mark 2, ABS Bosch III, Delco Powermaster 3 ABS, Bendix 10 и Jeep ABS), электрическая насос с азотным аккумулятором под давлением используется для усиления мощности.

В этих приложениях усилитель мощности обеспечивается давлением, хранящимся в аккумуляторе. Здесь речь идет о большом давлении, от 675 до 2600 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от системы и области применения. Когда водитель нажимает на педаль тормоза и толкатель движется вперед, он открывает клапан внутри главного цилиндра, который позволяет накопленному давлению от аккумулятора поступать в полость за узлом поршня. Это толкает поршень вперед и включает тормоза.

Реле давления на главном цилиндре контролирует сохраненное давление в аккумуляторе и замыкает переключатель для включения электрического насоса, когда давление падает ниже заданного минимума. Затем он отключает насос, когда давление возвращается к тому, что должно быть.

Проблемы с этим типом силовой тормозной системы обычно возникают из-за неисправного двигателя насоса, реле двигателя насоса, негерметичного аккумулятора или внутренних проблем в узле главного цилиндра. Поскольку все это является частью системы ABS, электрические проблемы с двигателем насоса, реле двигателя или реле давления, а также низкий уровень жидкости или низкое давление обычно вызывают диагностический код неисправности (DTC) и включают АБС и/или тормоз. сигнальные огни.

Электронасос и аккумулятор обычно можно заменить отдельно в случае возникновения проблемы, но главный цилиндр и гидроблок управления объединены и должны заменяться в сборе (что очень дорого!).

Еще одно предупреждение: перед открытием любых гидравлических линий или отсоединением главного цилиндра/модулятора АБС необходимо сбросить давление в аккумуляторе. В электрогидравлических системах ABS необходимо 40 раз нажимать на педаль при выключенном двигателе (или до тех пор, пока явно не почувствуется увеличение усилия на педали), чтобы стравить все давление из аккумулятора.

Как работает двойной усилитель тормозов?

3 человека нашли эту статью полезной

JEGS Технический специалист

Пит Митчелл

Тормозная система является одним из наиболее важных компонентов автомобиля, а усилители тормозов — это устройства, которые помогают усилить усилие, прилагаемое к педали тормоза, облегчая торможение и уменьшая усилие, необходимое для остановки автомобиля.

Усилитель тормозов с двойной диафрагмой — это тип усилителя тормозов, который имеет две диафрагмы вместо одной, что делает его еще более эффективным в усилении силы, прикладываемой к педали тормоза, что, в зависимости от тормозной системы, помогает или ухудшает производительность.

Что такое двойной усилитель тормозов?

Усилитель тормозов с двойной диафрагмой — это тип усилителя тормозов, в котором используются две диафрагмы вместо одной. Эти диафрагмы работают в тандеме, чтобы создать еще большее усилие, которое затем подается на главный цилиндр, который преобразует усилие от педали тормоза в гидравлическое давление, в конечном итоге приводя в действие тормоза.

Как работает двойной усилитель тормозов?

При нажатии на педаль тормоза клапан в усилителе тормозов открывается и позволяет воздуху поступать в усилитель. Затем давление воздуха давит на диафрагму, которая, в свою очередь, давит на шток, соединенный с главным цилиндром. Главный цилиндр — это устройство, которое преобразует усилие от педали тормоза в гидравлическое давление, которое затем используется для активации тормозов с помощью жидкости.

В двухдиафрагменном усилителе тормозов используются две диафрагмы вместо одной. Это означает, что внутри усилителя тормозов есть две отдельные камеры, которые могут находиться под давлением. При нажатии на педаль тормоза воздух поступает в обе камеры, создавая давление на обе диафрагмы. Это приводит к тому, что к главному цилиндру прикладывается еще большее усилие, что еще больше упрощает приведение в действие тормозов.

Что такое электрический усилитель тормозов?

В дополнение к традиционным вакуумным усилителям тормозов теперь на рынке доступны электрические усилители тормозов. В этих усилителях тормозов для создания давления используется электродвигатель, а не вакуум от двигателя. Электрические усилители тормозов часто используются в гибридных и электрических транспортных средствах, поскольку они не используют двигатель внутреннего сгорания для создания вакуума.

В некоторых случаях электрические усилители тормозов соединяются с главным цилиндром, чтобы создать полную комбинацию электрического усилителя тормозов и главного цилиндра. Эти устройства становятся все более популярными, поскольку они могут быть более компактными и эффективными, чем традиционные усилители тормозов и главные тормозные цилиндры.

Почему стоит выбрать двойной усилитель тормозов

Тормозные усилители с двойной диафрагмой часто используются в высокопроизводительных автомобилях, поскольку они обеспечивают большее тормозное усилие при меньшем усилии на педаль. Они также полезны в более крупных транспортных средствах, таких как грузовики и внедорожники, где требуется больше силы для остановки транспортного средства.

Если вы модернизируете тормозную систему или строите высокопроизводительный автомобиль, вам может подойти усилитель тормозов с двойной диафрагмой. Они обеспечивают дополнительную тормозную способность и являются экономичным способом улучшить работу ваших тормозов.

Однако, если у вас 4-колесная барабанная тормозная система, лучшим вариантом будет усилитель с одной диафрагмой, так как двойная диафрагма может оказывать слишком большое давление, что приводит к более легкому срабатыванию тормозов и блокировке тормозов.