Принцип действия вакуумного усилителя 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.

Основные признаки:

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.

Как работает вакуумный усилитель тормозов

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

  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;
  1. вакуумная камера;
  2. атмосферная камера;
  3. каналы
  4. 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.

Читайте также  Принцип работы гидравлической рулевой рейки

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

Устройство и принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель является одним из неотъемлемых элементов тормозной системы автомобиля. Главное его предназначение – увеличение усилия, передаваемого от педали к главному тормозному цилиндру. За счет этого управление автомобилем становится более легким и комфортным, а торможение эффективным. В статье разберем, как работает усилитель, узнаем из каких элементов он состоит, а также выясним, можно ли без него обойтись.

  1. Функции вакуумного усилителя
  2. Устройство вакуумного усилителя тормозов
  3. Принцип работы вакуумного усилителя тормозов
  4. Датчики вакуумного усилителя
  5. Заключение

Функции вакуумного усилителя

Основными функциями вакуумника (простонародное обозначение устройства) являются:

  • увеличение усилия, с которым водитель давит на педаль тормоза;
  • обеспечение более эффективной работы тормозной системы при экстренном торможении.

Дополнительное усилие вакуумный усилитель создает за счет возникающего разряжения. И именно это усиление в случае экстренного торможения автомобиля, двигающегося с большой скоростью, позволяет всей системе тормозов отработать с высоким КПД.

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Конструктивно вакуумный усилитель представляет собой герметичный корпус округлой формы. Он устанавливается перед тормозной педалью в моторном отсеке. На его корпусе располагается главный тормозной цилиндр. Существует еще одна разновидность устройства – гидровакуумный усилитель тормозов, который включен в гидравлическую часть привода.

Схема вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель тормозов состоит из следующих элементов:

  1. корпус;
  2. диафрагма (на две камеры);
  3. следящий клапан;
  4. толкатель педали тормоза;
  5. шток поршня гидроцилиндра тормозов;
  6. возвратная пружина.

Корпус устройства разделен диафрагмой на две камеры: вакуумную и атмосферную. Первая расположена со стороны главного тормозного цилиндра, вторая – со стороны педали тормоза. Через обратный клапан усилителя вакуумная камера соединена с источником разряжения (вакуума), в качестве которого на автомобилях с бензиновым двигателем используется впускной коллектор перед подачей топлива в цилиндры.

Вакуумный насос

В дизеле же источником разряжения служит электрический вакуумный насос. Здесь разряжение во впускном коллекторе незначительное, поэтому насос является обязательным элементом. Обратный клапан вакуумного усилителя тормозов разъединяет его с источником разряжения при остановке двигателя, а также в случае, при котором вышел из строя электровакуумный насос.

Диафрагма соединена со штоком поршня главного тормозного цилиндра со стороны вакуумной камеры. Ее движение обеспечивает перемещение поршня и нагнетание тормозной жидкости к колесным цилиндрам.

Атмосферная камера в исходном положении соединена с вакуумной камерой, а при нажатой педали тормоза – с атмосферой. Сообщение с атмосферой обеспечивает следящий клапан, перемещение которого происходит при помощи толкателя.

В конструкцию вакуумника в целях увеличения эффективности торможения в экстренной ситуации может быть включена система экстренного торможения в виде дополнительного электромагнитного привода штока.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Работает вакуумный усилитель тормозов за счет разного давления в камерах. При этом в исходном положении давление в обеих камерах будет одинаковое и равное давлению, создаваемому источником разряжения.

При нажатии на педаль тормоза толкатель передает усилие к следящему клапану, который перекрывает канал, соединяющий обе камеры. Дальнейшее движение клапана способствует соединению атмосферной камеры через соединяющий канал с атмосферой. Вследствие чего разряжение в камере снижается. Разница давления в камерах перемещает шток поршня главного тормозного цилиндра. Когда торможение заканчивается, камеры вновь соединяются и давление в них выравнивается. Диафрагма под действием возвратной пружины занимает свое исходное положение. Вакуумник работает пропорционально силе нажатия на тормозную педаль, т.е. чем сильнее водитель будет нажимать на педаль тормоза, тем эффективнее будет работать устройство.

Датчики вакуумного усилителя

Эффективную работу вакуумного усилителя с наиболее высоким коэффициентом полезного действия обеспечивает пневматическая система экстренного торможения. В состав последней входит датчик, измеряющий скорость перемещения штока усилителя. Он расположен непосредственно в усилителе.

Также в вакуумнике присутствует датчик, определяющий степень разряжения. Он предназначен для сигнализации о недостатке вакуума в усилителе.

Заключение

Вакуумный усилитель тормозов является незаменимым элементом тормозной системы. Без него обойтись, конечно, можно, но не нужно. Во-первых, придется тратить больше усилия при торможении, возможно, даже придется жать на педаль тормоза двумя ногами. А во-вторых, езда без усилителя небезопасна. В случае экстренного торможения может просто не хватить тормозного пути.

Как устроен вакуумный усилитель тормозов автомобиля

Смотрите принцип работы и устройство вакуумного усилителя тормозов автомобиля. Наведен принцип работы, характеристики, устройство механизма и другие подробности системы. В конце статьи видео-обзор принцип работы вакуумника тормозов авто. Смотрите принцип работы и устройство вакуумного усилителя тормозов автомобиля. Наведен принцип работы, характеристики, устройство механизма и другие подробности системы. В конце статьи видео-обзор принцип работы вакуумника тормозов авто.

Современный вакуумный усилитель является основным и неотъемлемым элементом тормозной системы автомобиля. С названия можно понять, что основным предназначением считается увеличение усилия, которое передается от педали до тормозного цилиндра. Благодаря такой слаженной работе, управление автомобилем становится комфортным, легким, а сам процесс торможения более эффективным. Чтоб понять, как работает весь механизм вакуумника, рассмотрим его детали и основные нюансы.

Для чего предназначен вакуумный усилитель тормозов?

Как уже говорили, основными функциями вакуумного усилителя тормозов автомобиля считается увеличение усилия, в момент нажатия на педаль тормоза. Благодаря этому усилитель обеспечивает эффективную работу тормозной системы. Особенно это заметно при экстренном торможении. Без усилителя реакция автомобиля будет медленной и тяжело предсказать, за какое время машина сможет полностью остановиться.

Благодаря слаженности механизмов, в случае экстренного торможения, вся тормозная система отработает с высоким КПД. Без вакуумника автомобиль не сможет резко остановиться, а само нажатие на педаль тормоза существенно отличается по усилию.

Как устроен вакуумный усилитель?

Если говорить в общем, о конструкции вакуумника, то это герметический корпус, зачастую круглой формы (если смотреть в торец). Как правило, он располагается в моторном отсеке, в районе педали тормоза. Именно на корпусе вакуумника чаще всего располагают основной цилиндр тормозной системы. Менее распространенным считается гидровакуумный усилитель тормозной системы. Он включен непосредственно в гидравлическую часть привода.

  • Возвратная пружина.
  • Каждая деталь играет свою, не маловажную роль. Стоит отметить, что в зависимости от типа топлива, строение вакуумного усилителя будет отличаться. Так для бензинового агрегата источником разряжения вакуума служит впускной коллектор, перед подачей топлива в цилиндры. Если говорить о дизельном двигателе, то в качестве системы разряжения вакуума служит специальный электрический вакуумный насос. Само разряжение вакуума в дизеле (во впускном коллекторе) незначительное, поэтому электрический насос является обязательным элементом.

    Далее по списку числится диафрагма, соединенная со штоком (главного цилиндра тормозной системы). Благодаря движению диафрагмы, поршень перемещается, тем самым нагнетая тормозную жидкость к цилиндрам тормозной системы на колесах автомобиля. Не менее важным элементом считается атмосферная камера. Если рассматривать её исходное положение, то соединена она с вакуумной камерой. Нажав на педаль тормоза, камера перемещается и соединяется с атмосферой. Для увеличения эффективности экстренного торможения, в конструкцию вакуумника может быть включен дополнительный электромагнитный привод штока, что существенно ускоряет перемещение элементов.

    Как работает вакуумный усилитель тормозов?

    Рассмотрев устройство вакуумника тормозов, стоит понять принцип его работы. Основой для работы вакуумного усилителя считается разница в давлениях. Сразу хочется отметить, что в исходном положении, давление в камерах будет одинаковое, что так же равняется давлению источника разряжения.Весь процесс работы вакуумника начинается с нажатия на педаль тормоза. Толкатель в усилителе передает данное ему усилие на следующий клапан, тот в свою очередь перекрывает канал, который соединяет две камеры. Теперь камеры наглухо разделены на атмосферную камеру и вакуумную. Если клапан движется дальше, то в таком случае атмосферная камера соединяется непосредственно с атмосферой. Как результат, разряжение в камере снижается.

    За счет смены давления в камерах, шток поршня, главного тормозного цилиндра начинает перемещаться. Когда тормозная система отработала задачу и торможение прекращается за счет отпускания педали тормоза, клапан возвращается в исходное положение, а давление в камерах выравнивается (камеры соединяются между собой).

    Благодаря возвратной пружине, диафрагма возвращается в исходное положение. Вся работа вакуумного усилителя пропорциональна, то есть, чем сильней Вы давите на педаль тормоза, тем сильнее будут срабатывать тормоза автомобиля, соответственно быстрей тормозить и эффективней отрабатывать поставленную задачу.

    Читайте также  Принцип работы абсорбера топливных паров

    Какие датчики в вакуумном усилителе тормозов?

    Помимо основных деталей вакуумника тормозов, не маловажную роль выполняют датчики, расположенные по периметру конструкции. Такие датчики не только способствуют улучшению эффективности торможения, но и облегчает управление автомобилем. Чаще всего встречается датчик хода мембраны, что дает электронике понять состояние окружающей ситуации.

    Так же в вакуумном усилителе может встречаться датчик перемещения штока, а так же датчик степени разряжения камер. Последний датчик сигнализирует об избытке или недостаточном вакууме в разных камерах усилителя тормозов.

    Возможные поломки вакуумного усилителя

    Как и любой другой механизм, вакуумник рано или поздно может выйти из строя. Самым первым признаком поломки считается появление различных проблем с тормозами при нажатии на педаль. Поломаться может любая деталь, от пружины обратного хода, до диафрагмы. Найти изношенную или поломанную деталь не так сложно, как определить наличие самой поломки вакуумника.

    Вывод о вакуумном усилителе напрашивается сам, это, по сути, незаменимый элемент всей тормозной системы автомобиля. Обойтись без него можно, но лучше не стоит, так как современные системы безопасности во многом реагируют на силу торможения автомобиля. Для примера, наведем несколько случаев, по которым проще и быстрей всего можно определить неисправность.

    Первый самый простой и эффективный способ проверки. Завести двигатель автомобиля, далее через секунд 30 заглушить его. Далее с обычным усилием нажимаем на педаль тормоза. Если вакуумник исправный, то при первом нажатии система отработает, как полагается, а вот последующие нажатия будут как в стенку. В случае, когда повторное нажатие на педаль тормоза так же легкое или с провалами, это уже показатель неисправности.

    Второй способ обратный к первому. На заглушенном двигателе стоит выжать педаль тормоза и удерживая педаль завести агрегат. Должен образоваться небольшой провал и когда отпустите педаль, она вернется в исходное положение. В случае, если педаль тормоза осталась в выжатом состоянии, это показатель поломки диафрагмы или пружины обратного действия. Обычно это показатель существенных поломок деталей.

    Последний третий способ это проверка на наличие утечки воздуха. Нажимаем на педаль тормоза, и не отпуская её глушим двигатель. Теперь удерживаем педаль в таком положении несколько минут. Если система не герметична, пружина потеряет свою силу, давление начнет увеличиваться и тем самым подымать педаль тормоза вверх. Это хорошо ощутимо на ногу, что и выдаст неисправность вакуумника.

    Цена ремонта вакуумника тормозной системы

    Определив поломку вакуумного усилителя тормозов, не стоит откладывать ремонт на потом. Тормоза в автомобиле одна из главных составных механизмов. Если Вы не боитесь и неплохо разбираетесь в автомобиле, отремонтировать данную деталь не составит никакого труда. Например ремонтный комплект резиновых деталей на ВАЗ 2108 обойдется порядка 500 рублей. Полный набор для ремонта на эту же модель автомобиля обойдется от 800 р.

    Решившись на полную замену вакуумного усилителя, цена не будет заоблачной. В среднем на тот же ВАЗ 2109 составит от 1750 до 3500 рублей. Многое зависит от производителя, качества сборки и конечно же сколько в дальнейшем отслужит такой механизм.

    Вывод о вакуумном усилителе напрашивается сам, это, по сути, незаменимый элемент всей тормозной системы автомобиля. Обойтись без него можно, но лучше не стоит, так как современные системы безопасности во многом реагируют на силу торможения автомобиля.

    Если не использовать вакуумник, то придется жать на педаль тормоза с усилием, а может даже и двумя ногами. К тому же, ездить без вакуумного усилителя опасно, так как в случае экстренного торможения автомобиль попросту не сможет быстро остановиться, а тормозной путь будет длинным.

    Видео-обзор принцип работы вакуумника тормозов автомобиля:

    Вакуумный усилитель тормозов

    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:

    1. Вакуумный
    2. Гидравлический
    3. Электрогидравлический
    4. Электромеханический

    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:

    • Корпус (состоит из двух половин, соединенных в единую конструкцию вальцовкой);
    • Диафрагма;
    • Толкатель, подходящий к педальному блоку и соединенный с педалью;
    • Шток, входящий в цилиндр и воздействующий на его поршень;
    • Возвратные пружины.

    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.

    Читайте также  Двухтактный дизельный двигатель принцип работы

    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:

    • высокой эффективности работы;
    • надежности;
    • простого устройства;
    • автономности работы (для функционирования требуется лишь создание давления).

    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.

    Электрический вариант усилителя

    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.

    Устройство и особенности работы вакуумного усилителя тормозов

    INTEGRA sedan (01.85 — 12.89)

    AMI wagon (05.68 — 12.77)

    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.

    Коротко о сути

    Тормозная система современных автомобилей по большей части является гидравлической. Об особенностях ее работы рассказывалось в отдельном материале Авто.про. Так называемому усилителю тормоза там практически не было уделено внимания, а значит, его особенности мы рассмотрим здесь.

    Наиболее распространенными усилителями тормоза являются вакуумные. Суть работы любого тормозного усилителя в том, чтобы, как несложно догадаться из названия устройства, повысить усилие, которое человек прикладывает к педали тормоза. Сам вакуумный усилитель тормозов состоит их пары камер: вакуумной (т.н. камеры низкого давления ) и атмосферной, разделенных мембраной. Первая находится рядом с тормозным цилиндром. Атмосферная камера получила свое название неспроста: в одном режиме работы усилителя следящий клапан соединяет камеру с окружающей средой, а в другом – с вакуумной камерой.

    Теперь разберемся, в чем же суть работы вакуумного усилителя. Если автомобиль движется с постоянной скоростью, давление в данных камерах ниже атмосферного. Разрежение создается или вакуумным насосом, или двигателем. В современных автомобилях все чаще устанавливают именно вакуумные насосы, тем временем как в дизельных авто они используются уже давно. При нажатии на педаль тормоза клапан усилителя открывается, пропуская воздух в атмосферную камеру. Быстро создается огромное давление, которое вместе с силой воздействия на педаль и работой поршня главного тормозного цилиндра позволяет значительно повысить тормозное усилие . Вакуумный усилитель по своей сути является довольно простым устройством, так как всего лишь использует две камеры с несмешивающимися средами. Кстати, мембрана, разделяющая камеры, оборудована т.н. пятаком, воздействующим на шток поршня главного тормозного цилиндра, и возвратной пружиной, которая возвращает мембрану в исходное положение после уравнивания давлений в обеих камерах.

    Подробнее об устройстве вакуумного усилителя

    Основными элементами наиболее простых, но вместе с тем крайне эффективных вакуумных усилителей автомобильных тормозов, являются следующие:

    1. Корпус;
    2. Толкатель педали тормоза;
    3. Возвратная пружина;
    4. Мембрана (диафрагма);
    5. Следящий клапан;
    6. Пятак.

    О роли пружины и мембраны было сказано выше. Мембрана, разделяющая камеры, оборудована пятаком, воздействующим на шток поршня главного тормозного цилиндра, и возвратной пружиной, которая возвращает мембрану в ее исходное положение после уравнивания давлений в обеих камерах. Де-факто элементом вакуумного насоса также является источник разряжения, но так как он вынесен за пределы усилителя, его принято рассматривать отдельно. Как и было описано, в наиболее современных автомобилях источником разряжения является специальный вакуумный насос . Он может гарантировать стабильную, бесперебойную работу такой системы. С атмосферным давлением все и так ясно – достаточно открыть клапан, как давление в одноименном камере составит порядка 1 атм.

    Крайне важным элементом усилителя автомобильного тормоза является толкатель. Он напрямую связан с педалью тормозной системы и передает усилие на следящий клапан, который и обеспечивает связь атмосферной камеры с атмосферой в случае торможения. Нельзя не упомянуть и множество других элементов усилителя: фланцы, уплотнительные кольца, шпильки, буферы штоков, отдельные пружины, крышки и чехлы. Обычно специалисты уделяют много внимания и им, однако рядовому автолюбителю достаточно знать о вышеуказанной шестерке элементов усилителя, дабы понять его работу. Для увеличения эффективности и стабильности работы вакуумного усилителя инженерами также было принято решение ввести в наиболее современные системы два датчика: датчик степени разряжения и датчик скорости перемещения штока , который также называют датчиком хода мембраны. Оба элемента включены в усилители современных автомобилей.