Вакуумный усилитель тормозов (в простонародье вакуумник) — самая важная конструкция, от надежности которой зависит безопасность движения современного автомобиля, предназначение которого – высокие скорости.
Для минимизации усилий водителя при попытке остановить или замедлить тяжелый автомобиль, используется вакуумный усилитель тормозов , принцип действия которого основан на использовании разрежения. При этом его устройство предусмотрено таким, чтобы при даже минимальном приложении усилия на педаль, создавался значительный тормозящий момент, который передается при помощи перетекающей по специальным армированным шлангам жидкости на колодки. При этом схема работы усилителя, равно как и конструкция усилителя, у автомобилей разных производителей может разниться. Однако принцип работы, основная идея использования вакуумного усиления механического движения, остается неизменной.
Как бы то ни было, вакуумный усилитель тормозов в современной машине — это узел, без которого трудно представить себе всю конструкцию в целом. Ведь усилия простой человеческой ноги недостаточно для того, чтобы остановить или замедлить движение многотонного транспортного средства, несущегося, порой, на скорости более сотни километров в час. И именно тогда на помощь приходит это устройство, которое позволяет отработать всей системе в целом с огромным коэффициентом полезного действия (КПД).
Ведь усилия, прилагаемые на педаль тормоза в салоне, бывает настолько незначительным по сравнению с тем, как работает то же самое усилие на колодках, что эффективность принципа действия вакуумного устройства тормозов получается с потрясающим эффектом, весьма редко встречающимся в механике вообще. И, наверное, только вакуумник может обеспечить подобный высокий КПД, который требуется на современных автомобилях, для которых надежность действия и работы системы тормозов, наверное, является самым важным функциональным моментом.
Именно вакуумный усилитель делает возможным то, что иногда за рулем многотонного внедорожника можно встретить хрупкую женщину, без особых усилий справляющуюся с многотонной махиной . Причем современные усилители тормозов проектируются, к тому же, с большим запасом прочности и срока службы, от которых, фактически, зависит безопасность водителя и пассажиров, исключительно надежна. Вакуумный усилитель — это исключительно эффективная (в чисто механическом смысле) конструкция, дающая огромную разницу в физической работе, производящейся на “входе” в тормозную систему (работа человеческой ноги, надавливающей на педаль в салоне), и на ее “выходе” (работа суппортов, прижимающих колодку к диску). Поэтому, конструкторы получают возможность сделать так, что даже самое небольшое усилие (считай — молодая хрупкая девушка) может дать значительный результат.
Главное в узле — надежность конструкции. Для того чтобы приблизительно представить принцип работы вакуумника, можно вообразить себе работу механизма, в рабочий накопительный бачок которого во время работы двигателя автомобиля подается воздух, в итоге достигающий большого давления. И этот накопленный запас воздуха под высоким давлением, фактически, порционно подается в систему, создавая значительное усилие. Вот, собственно, и весь принцип действия вакуумного усилителя тормозов.
Именно по этой причине, на автомобилях ВАЗ, при заглушенном двигателе, давление на педаль не дает такого эффекта, кажется, что тормоза просто пропадают, что в свою очередь вводит неопытных водителей в полное замешательство. На самом же деле необходимо просто значительно усилить давление, ведь вакуумник не участвует в процессе.
Как видим, особых секретов в том, по какому принципу он работает, нет. Однако производители обычно с особым тщанием относятся именно к конструкции данного узла. Оно и понятно. Для современного автомобиля, который предназначен для эксплуатации на высоких скоростях, надежная работа тормозов — самое главное обстоятельство. И в этом плане конструкция вакуумного усилителя, конечно же, просто обязана отличаться надежностью.
Большинство современных автомобилей укомплектованы гидравлической Она дополнена вакуумным усилителем. Данный механизм увеличивает усилие, возлагаемое водителем на педаль, в несколько раз. Другими словами, с «вакуумником» гораздо легче тормозить. Однако, как и любой другой механизм, усилитель может давать сбои в работе. В сегодняшней статье мы рассмотрим, что как устроен вакуумный усилитель тормозов, как проверить его и каков его принцип работы.
Конструкция данного элемента предполагает наличие следующих деталей:
Принцип работы построен на разнице давлений. Корпус усилителя включает в себя два контура, разделенных между собой мембраной. Одной частью контур соединяется со шлангом (откуда идет разряжение). Второй конец подключается к следящему клапану. Он контролирует смену разряжения и регулирует параметры.
Во время движения автомобиля или на холостом ходу (когда педаль не нажата), диафрагма находится в неподвижном состоянии. Как только водитель нажимает на тормоз, разряжение перекрывается следящим клапаном. Диафрагма двигается в сторону тормозного цилиндра и толкает шток. Последний и увеличивает данное усилие. Если надавить на педаль до упора, отверстие увеличится. При большем атмосферном давлении возрастает и разряжение. В итоге отклик на педаль становится более резким. При отпускании педали диафрагма возвращается на свое место. Тормозные колодки разжимаются.
Существует несколько методов диагностики данного элемента. Все они будут рассмотрены в нашей статье. Итак, как проверить усилителя тормозов своими руками? Продиагностировать устройство можно, не снимая его с установочного места.
Итак, запускам двигатель и спустя 10 или более секунд работы глушим его. Далее нажимаем на педаль с обычным усилием до упора. Если элемент исправен, система сработает один раз и вакуум притянет диафрагменную пружину. При последующих нажатиях давление в системе будет иссекать. Ход педали будет все меньше и меньше. Но нам важно обеспечить тормозное усилие именно при первом нажатии. Если устройство справилось с испытанием, оно находится в рабочем состоянии. Важный момент: педаль при последующем запуске (если ее зажать в полу) должна опуститься. Это свидетельствует о том, что в системе набралось достаточное давление. Оба контура исправны.
Данный метод проверки заключается в следующем. Нужно запустить мотор и нажать на педаль. После этого заглушить двигатель. При этом педаль держим в полу, не отпуская ее. Спустя 20-30 секунд отпускаем ее. Механизм должен вернуться в исходное положение, поскольку в контуре образовалось чрезмерное давление. Если педаль «провалилась», это свидетельствует об утечках в вакуумной камере.
Требуется отремонтировать либо заменить вакуумный усилитель тормозов. Цена нового элемента - около тысячи рублей. Для иномарок типа «Митсубиси Лансер» эта цифра в несколько раз больше (3-4 тысячи). Поэтому иногда целесообразен ремонт вакуумного усилителя тормозов. Ниже мы рассмотрим, как это сделать.
Зачастую при поломках «вакуумника» выходит из строя диафрагма. При наличии разрывов из наружной части корпуса воздух попадает в вакуумную полость. Из-за этого система не выдает нужного разряжения.
Но также выходит из строя обратный клапан усилителя. Поломка может заключаться и в банальном «подсосе» воздуха. Из-за этого тоже не работает вакуумный усилитель тормозов. Как проверить его? При работающем двигателе он будет издавать характерный шипящий звук. Подсос возникает по причине плохо закрученных хомутов или негерметичных патрубков. Реже всего усилитель не работает из-за отсутствия компрессии в цилиндре. Вакуумный шланг подключается к четвертому цилиндру. Если компрессия в нем ниже 9 очков, возможны проблемы с «вакуумником».
Заменить вышедшие из строя элементы на месте не получится. Нужно снимать вакуумный усилитель тормозов. ВАЗ классических моделей (в том числе и «Самара») укомплектовывается данным элементом возле моторного щита. Итак, открываем капот, отключаем усилитель от главного тормозного цилиндра. Важный момент - трубки остаются на месте. Если их снять, система завоздушится.
Ничего смертельного в этом нет, но вам придется производить повторную прокачку тормозов (а это дополнительное время). Поэтому просто отводим цилиндр с трубками в сторону. Извлекаем с обратного клапана шланг. В салоне демонтируем скобу, что фиксирует тормозную педаль. Так мы освободим толкатель «вакуумника». После этого остается лишь открутить 4 крепежные гайки самого усилителя в моторном отсеке и достать его наружу.
Далее нам понадобятся тиски. Зажимаем усилитель в тисках и отгибаем пазы крепления двух «половинок». Это делается при помощи минусовой отвертки. На последней заклепке старайтесь придерживать наружную часть корпуса. Поскольку внутри его находится пружина, при разборе корпуса она может выстрелить. Дальше снимаем с креплений два резиновых чехла и пластиковый кожух с толкателем.
Теперь вынимаем из ремкомплекта детали и устанавливаем их на место старых. Ремкомплект включает в себя следующие элементы:
Установив новые детали, собираем обратно вакуумный усилитель тормозов. Как проверить его, мы уже знаем. При сборке необходимо сразу закрепить диафрагму на пластиковом кожухе. Пружину можно устанавливать любой стороной. Однако при сборке корпуса нужно приложить усилия, чтобы она попала на шпильки.
Сборку производим в обратной последовательности. Перед запуском произведите визуальный осмотр. Все шланги и хомуты должны плотно прилегать и быть надежно закреплены. Если мотор троит, значит, идет подсос воздуха. Возможно, повредился один из шлангов.
Итак, мы выяснили, что такое вакуумный усилитель тормозов, как проверить его и отремонтировать своими руками.
Для обеспечения требуемого усилия прижатия тормозных колодок или барабанов во время торможения, особенно экстренного, требуется большое усилие. Оно примерно соответствует 80 кг. Применение такого усилия с помощью давления на педаль тормоза одной ногой создает большую физическую нагрузку водителю.
Поэтому, начиная с 70-х годов двадцатого века, практически на все автомобили начали устанавливать вакуумные усилители тормозов (ВУТ). Они уменьшают требуемое усилие в три-четыре раза.
В принципе, можно уменьшить усилие еще больше. Но тогда теряется информативность педали тормоза, увеличивается ускорение торможения, значительно уменьшается управляемость автомобилем. От работоспособности ВУТ, соблюдения его штатных параметров напрямую зависит безопасность движения и комфортность езды.
ВУТ обычно представляет собой цилиндрический блок, внутреннее пространство которого разделено на две камеры с диафрагмой, которая может перемещаться. Со стороны главного тормозного цилиндра, конструктивно объединенного с ВУТ, находится вакуумная камера, со стороны педали тормоза – атмосферная.
Диафрагма в вакуумной камере соединена с приводящим штоком тормозного цилиндра. Обратный клапан вакуумной камеры, соединен с помощью шланга с источником разряжения.
Следящий клапан, находящийся в атмосферной камере, механически соединен толкателем с тормозной педалью. Посредством этого клапана атмосферная камера сообщается с вакуумной камерой через вакуумный канал, либо атмосферой через атмосферный канал.
В качестве «поставщика» вакуума в бензиновых двигателях используют разряжение, создаваемое после дроссельной заслонки в области впускного коллектора.
В дизельных двигателях такого разряжения обычно недостаточно для нормальной работы вакуумного усилителя тормозов. В этом случае устанавливают дополнительный вакуумный насос, механически соединенный с вращающимся коленвалом либо распредвалом. На некоторые автомобили с бензиновыми двигателями также устанавливается вакуумный насос.
В основе принципа работы вакуумного усилителя лежит разность величин давлений в камерах, которые разделяются диафрагмой. При отжатой педали атмосферная и вакуумная камеры ВУТ связаны вакуумным каналом. Таким образом, в них устанавливается одинаковое давление. Шток главного цилиндра остается на месте.
Во время торможения следящий клапан перекрывает вакуумный канал и одновременно открывает атмосферный. Диафрагма, испытывая различные давления атмосфера-вакуум, начинает перемещаться в направление главного тормозного цилиндра. Усилие, создаваемое штоком цилиндра, в несколько раз больше усилия, создаваемого водительской ногой на тормозную педаль. В этом заключается эффект вакуумного усиления торможения.
Если педаль тормоза прекращает движение, диафрагма также остается на месте, фиксируя текущее усилие. При отпускании педали возвратный клапан вновь открывает вакуумный канал. Возврат штока в главном тормозном цилиндре обеспечивается действием возвратной пружины.
Вакуумный усилитель тормозов, исходя из своего принципа действия, имеет неприятную особенность эксплуатации: эффективность усиления напрямую зависит от атмосферного давления. Чем ниже атмосферное давление, тем меньше степень его превышения над давлением в вакуумной камере, меньше коэффициент усиления.
Теоретически (и практически тоже) на высоте более 3500 метров над уровнем моря ВУТ теряет свою эффективность. В условиях обычной эксплуатации транспортного средства при небольших перепадах атмосферного давления и негористой местности изменение его эффективности незаметно. В условиях высокогорья применяются иные типы усилителей тормозов.
В процессе эксплуатации автомобилей с ВУТ особое внимание уделяется вопросам герметичности его конструкции и трубок, идущих к нему. Признаками неисправности являются:
Если ВУТ по каким-либо причинам выходит из строя, либо глохнет двигатель, тормозная система в целом остается исправной, но требует больших усилий нажатия на педаль тормоза, как при его отсутствии. Это есть одно из основных условий безопасного движения. Однако, эффективность экстренного торможения при этом значительно уменьшается.
Поэтому во время аварийного буксирования автомобиля, если исправен двигатель, рекомендуется его завести, чтобы тормозная система работала в штатном режиме.
Основные причины отказа работоспособности вакуумного усилителя тормозов:
Механизм ВУТ технологически давно отработан, поэтому большинство автовладельцев редко встречается с проблемой его неисправности. Учитывая важность эксплуатации исправной системы торможения, периодически, особенно перед дальними поездками, следует тестировать систему торможения.
Наиболее простой способ проверить работу ВУТ заключается в следующем. Необходимо завести и прогреть двигатель. Далее следует заглушить двигатель. После этого неоднократно нажать на педаль тормоза. Во время первого нажатия она должна выжаться до упора. После второго и дальнейших нажатий ход тормозной педали уменьшается. Если разницы между первым и последующими нажатиями не ощущается, значит, разряжение в усилителе не создается.
Видео — как проверить вакуумный усилитель тормозов на автомобиле:
Двигатель заглушен. Нажимается до предела педаль тормоза, лучше несколько раз, и фиксируется в нажатом состоянии. Затем двигатель заводится. Педаль должна немного податься вниз при исправном усилителе.
Определить наличие возможных утечек воздуха позволяет следующий простой тест. При заведенном двигателе максимально выжимается педаль тормоза. Глушится двигатель. Если в течение минуты после того, как двигатель остановится, педаль подастся немного вверх, следовательно, в системе есть утечка воздуха.
Видео — как проверить подсос воздуха через вакуумный усилитель тормозов:
В случае отказа работоспособности ВУТ необходимо сразу принять меры к восстановлению его работоспособности.
Самостоятельно можно произвести замену вакуумного шланга. Также возможна замена вакуумного насоса в автомобилях с дизельными двигателями.
Более сложные ремонтные работы, связанные с восстановлением герметичности камер ВУТ, исправности диафрагмы, клапанов, других элементов конструкции, лучше доверить профессионалам на сертифицированной СТО. Следует помнить, что исправные тормоза – основа безопасности, на этом экономить не следует.
После ремонта необходимо проверить синхронность торможения колес, диагностировать системы ABS и ESP. Это следует делать на специальных стендах и соответствующем диагностическом оборудовании.
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:
Вакуумный усилитель тормозов помогает водителю толкать шток тормозного цилиндра, для создания давления в . 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 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!
