Вакуумный усилитель тормозов: устройство и принцип работы

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.

Функции вакуумного усилителя

Вакуумный усилитель в разрезе

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.

принцип работы, проверка и ремонт ВУТ

Создавать нужное усилие на педали для уверенного торможения, даже относительно лёгкого автомобиля, доступно только очень тренированному человеку и уж точно никому не доставляет удовольствия. Этим занимаются только автогонщики, у которых иные ценности. Остальным участникам дорожного движения помогают усилители тормозов, которые в современных машинах исключительно построены по принципу управления вакуумом.

Содержание статьи:

Зачем нужен ВУТ в автомобиле

В легковых машинах применяется только гидравлическая система привода тормозов. Водитель нажимает на педаль, тем самым через шток создает давление на находящуюся за поршнем тормозного цилиндра рабочую жидкость.

В соответствии с законами физики давление в любой точке жидкости одинаково, сама она не сжимается, поэтому в подсоединённых через трубки тормозных магистралях исполнительных цилиндрах механизмов каждого из колёс давление начнёт выдвигать поршни.

Упираясь в тормозные колодки, поршни передадут усилие на пару трения фрикционных накладок с тормозными дисками или барабанами. Автомобиль начнёт замедляться.

Несмотря на специально подобранные материалы накладок, прижимать колодки к дискам надо с очень большим усилием. Ведь мощность тормозов автомобиля, то есть их способность быстро превратить кинетическую энергию всей массы машины в тепло, настолько велика, что в несколько раз превышает мощность двигателя.

Читайте также: Моторное масло с Молибденом: плюсы и минусы

Несмотря на то, что усилие давления на педаль за счёт гидравлического преобразования величины сдвига в силу в разы меньше, чем развиваемое на колодках, абсолютное его значение слишком велико.

В качестве примера можно привести всё те же гоночные автомобили Формулы 1, где гонщики вынуждены сотни раз прикладывать к педали силу в 150-200 кг. Понятно, что для гражданских машин это неприемлемо.

Отсюда и вытекает необходимость использования дополнительных усилителей. В автомобильной технике самым простым и эффективным способом оказалось применение энергии вакуума, который создаётся во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания.

Хотя, например, в дизельных моторах так не получится, там приходится использовать дополнительный вакуумный насос.

Устройство и принцип работы

ВУТ принципиально несложен, это всего лишь герметичный корпус, разделённый гибкой перегородкой-мембраной на две части.

С одной стороны мембраны подводится разрежение от коллектора через гибкий армированный шланг, а с другой давление может изменяться от того же, что и в коллекторе, до нормального атмосферного.

К мембране подсоединён шток, который и прикладывает возникающее из-за перепада давлений усилие к поршню ГТЦ. Туда же, куда давит и водитель через педаль со штоком.

Если педаль не нажата, межкамерный клапан открыт, доступ в атмосферу они обе не имеют, мембрана не испытывает одностороннего давления и никакого усилия на шток не создаёт.

Статья по теме: Как помыть и почистить фару изнутри и снаружи не разбирая

Как только водитель начинает торможение, сообщение между камерами прерывается, а в атмосферную начинает поступать забортный воздух.

Разность давлений приступает к работе, помогая ноге водителя. Чем сильнее нажатие, тем больше и помощь. После прекращения торможения, клапаны возвращаются в исходное состояние, а мембрана отводится на место возвратной пружиной.

Эффективность усиления зависит от площади мембраны и глубины разрежения в вакуумной камере. Поэтому усилители делаются значительных размеров, их сразу видно при открывании капота.

В последнее время для более точного и независимого от двигателя управления отдельные вакуумные насосы стали использовать и на бензиновых двигателях.

Признаки неисправности

Обычно неполадки в работе ВУТ могут маскироваться или наоборот, маскировать другие неисправности тормозной системы. Но проверять всё равно приходится тормоза в комплексе, поэтому можно выделить основное.

1. Падает эффективность тормозов, заблокировать колёса не удаётся или для этого приходится создавать запредельное усилие на педали. В автомобилях с АБС это проявится таким образом, что заставить систему сработать на сухом асфальте не получится ни при каком резком торможении. Датчики не зафиксируют скольжение шин относительно дороги и АБС не включится.
2. Работа двигателя начинает необычно зависеть от нажатия на тормозную педаль. Он либо подёргивается на холостом ходу постоянно, а при торможении выравнивается, либо наоборот, троит и глохнет с нажатой педалью.
3. Со стороны ВУТ слышно постоянное шипение подсасываемого через неплотности усилителя или подводящего вакуумного шланга воздуха.

При отсутствии других явных неисправностей начинать проверку системы надо последовательно, а именно ВУТ располагается сразу за тормозной педалью.

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

Есть три характерных признака, по которым можно быстро, хотя и достаточно грубо оценить проблемы с ВУТ.

1. Остановив двигатель надо сбросить остаточное давление в камерах, нажав несколько раз на педаль. После чего, удерживая педаль нажатой, запустить мотор. При исправном усилителе он должен сразу же включиться в работу, что проявится в дополнительном утапливании педали на несколько миллиметров при неизменном усилии ноги.
2. Можно нажать несколько раз педаль при только что остановленном двигателе. В этом случае при каждом последующем нажатии ход педали должен уменьшаться, а усилие нарастать за счёт расходования остаточного вакуума, новый при остановленном моторе не создаётся. Если разницы нет, значит усилитель не держит давление, в нём есть неплотности.
3. Если отсоединить от усилителя вакуумный шланг и заглушить его, то при нормально работающем ВУТ это никак не повлияет на двигатель. При наличии утечек мотор заработает ровнее и добавит оборотов холостого хода. Это не относится к трещинам в самом шланге.

При возникновении подозрений на исправность усилителя его лучше всего заменить на новый. Тормоза – не тот предмет, на котором стоит экономить. Но иногда его удаётся и отремонтировать.

Ремонт ВУТ

Далеко не все автомобили позволяют вмешиваться в конструкцию ВУТ. Но иногда это возможно, например на старых вазовских моделях.

По теме: Как найти и устранить утечку охлаждающей жидкости

Регулировка штока

На некоторых автомобилях конструкция усилителя предусматривает возможность регулировать длину штока. Обычно нормируется его выступание за фланец усилителя в демонтированном состоянии. Проводить эту операцию приходится крайне редко, поскольку все усилители уже отрегулированы на заводе, а в дальнейшем эта величина не изменяется.

Но иногда подобной регулировкой удаётся уменьшить нежелательно большой свободный ход педали. Для этого ВУТ демонтируется, а длина штока изменяется его вращением при ослабленной контргайке.

Это интересно: Какой герметик для системы охлаждения двигателя самый лучший

В больших пределах делать это нельзя, поскольку либо недопустимо вырастет свободный ход, либо начнётся самопроизвольное срабатывание ВУТ с подтормаживанием колёс на ходу.

Обратный клапан

Эта достаточно простая деталь устанавливается между корпусом усилителя и вакуумным шлангом.

Проверить его просто, он должен пропускать воздух при продувке в одном направлении и блокировать при другом. При малейших сомнениях эту простейшую деталь надо заменить.

Шланги

Самым простым случаем может быть потеря герметичности подводящего разрежение шланга. Его несложно и недорого поменять на новый, никаких особых требований к нему, кроме бензостойкости и подходящих размеров не предъявляется.

Ремкомплект для ВУТ

Глубокий ремонт с использованием ремкомплекта можно рассматривать скорее как хобби, чем как действия, связанные с реальной необходимостью. Проще заменить узел в сборе. Тем не менее, ремкомплекты к старым машинам существуют.

Прежде всего в него входит резиновая диафрагма, разделяющая камеры. Иногда она рвётся при прочих исправных деталях. Также в составе комплекта имеются резиновые гофрированные чехлы штоков и уплотнительные кольца. Иногда ещё и обратный клапан вакуумного шланга.

К сведению: Прямоточный глушитель своими руками

Для замены всех этих деталей усилитель надо снять и разобрать. При разборке потребуется отогнуть завальцовку, соединяющую половинки корпуса, после чего разъединить корпус, придерживая возвратную пружину диафрагмы.

После замены резиновых деталей корпус собирается в обратном порядке и его половинки завальцовываются.

Ездить с неисправным усилителем категорически нельзя. Вся система тормозов рассчитана на его наличие и не сможет обеспечить безопасность при неполадках в одном из своих важных элементов конструкции.

Гидровакуумный усилитель тормозов

Рубрика: Тормозная система

Гидровакуумный усилитель тормозов дает возможность остановить автомобиль с меньшей затратой физической силы водителя.

Принцип действия усилителя заключается в использовании разрежения во впускной трубе двигателя для создания дополнительного давления в системе гидравлического привода рабочей тормозной системы.

При выходе из строя или нарушении герметичности вакуумного трубопровода или гидровакуумного усилителя резко снижается эффективность торможения.

Вследствие нарушения герметичности вакуумной системы во впускную трубу двигателя происходит постоянный подсос воздуха, который настолько обедняет смесь в седьмом и частично в четвертом цилиндрах, что воспламенение ее от искры не происходит. Несгоревшая рабочая смесь смывает смазку с зеркала цилиндра и приводит к сухому трению поршня и поршневых колец о гильзу, а наличие дорожной пыли усугубляет сухое трение и приводит аварийному износу деталей в указанных цилиндрах.

Гидровакуумный усилитель состоит из камеры усилителя, гидравлического цилиндра и клапана управления. Корпус камеры соединяется с впускной трубой и атмосферой через клапан управления.

Гидровакуумный усилитель тормозов

1. диафрагма
2. корпус
3. тарелка диафрагмы
4. толкатель поршня
5. пружина
6. вакуумный клапан
7. атмосферный клапан
8. крышка корпуса
9. пружина атмосферного клапана
10. корпус клапана управления
11. пружина клапана
12. поршень клапана управления
13. перепускной клапан
14. поршень
15. клапан поршня
16. манжета поршня
17. толкатель клапана
18. упорная шайба поршня
19. цилиндр

Схема действия гидровакуумного усилителя. Момент торможения.

Работу гидровакуумного усилителя можно уяснить по схеме, приведенной выше. Если двигатель работает и тормозная педаль не нажата, то вакуум, образующийся во впускной трубе, передается в полости I и II клапана управления и в полости III и IV корпуса камеры усилителя. При этом давление на диафрагму 1 усилителя с обеих сторон одинаково, и она под действием пружины 5 занимает исходное положение.

При нажатии на тормозную педаль жидкость из главного цилиндра через трубопровод под давлением подается к гидравлическому цилиндру усилителя. Затем жидкость проходит через отверстие в поршне 14 и направляется к рабочим тормозным цилиндрам колес автомобиля. Одновременно с этим создается давление на поршень 12 клапана управления усилителя.

В первоначальный момент давление тормозной жидкости одинаково по всей гидравлической магистрали. При дальнейшем возрастании давления поршень клапана управления преодолеет сопротивление пружины и закроет вакуумный клапан 6. В этом время полости I и II разъединяются. При дальнейшем движении поршня открывается атмосферный клапан 7. Атмосферный воздух через воздушный фильтр поступает в полость III гидровакуумного усилителя.

Разность давления в полостях III и IV передается через диафрагму и толкатель на поршень 14 цилиндра усилителя, чем и создается дополнительное давление в гидравлической магистрали.

При снятии нагрузки с тормозной педали давление в гидравлической магистрали между главным цилиндром и клапаном управления падает. Это дает возможность пружине клапана управления за счет усилия ее сжатия поставить в исходное положение поршень клапана управления. При этом закрывается атмосферный клапан 7 и открывается вакуумный клапан 6. В полостях I, II, III, IV устанавливается одинаковый вакуум.

Диафрагма 1 под действием пружины 5, отойдя влево, вместе со штоком вернется в исходное положение. Поршень 14 дойдет до упорной шайбы, при этом откроется клапан 15.

Жидкость, вытесненная при торможении в магистраль, возвращается обратно в главный цилиндр, и тормозная система полностью растормаживается.

Гидравлический усилитель тормозов

Гидравлический усилитель тормозов – устройство, повышающее эффективность работы тормозной системы автомобиля за счет применения силы, развиваемой находящейся под давлением жидкостью.

Тормозная система

Гидравлический усилитель представляет собой встроенное в тормозную систему устройство, помогающее водителю контролировать поведение автомобиля  в экстремальных режимах, когда для эффективного торможения необходимо приложить к педали большое усилие. Условно гидравлические усилители можно поделить на два типа: простой и электрогидравлический. В простом усилители необходимое давление развивает общий с системой гидроусилителя механический насос. В конструкции электрогидравлического усилителя имеется отдельный электрический насос. Такую конструкцию можно наблюдать, к примеру, в автомобиле Audi 100 середины восьмидесятых годов.

История создания гидравлического усилителя тормозов

Историю гидравлического усилителя можно разделить на два периода. Период «расцвета» относится к первой половине и середине двадцатого века и условно заканчивается в восьмидесятые годы. Основанные на давлении жидкости усилители тормозов были распространены наряду с вакуумными усилителями тормозов, преимущественно в США. Чаще всего их устанавливали на автомобили Ford и American Motors 60-х — 70-х годов. В дальнейшем гидравлические усилители были вытеснены более оперативно реагирующими на педаль вакуумными усилителями. Для небольших городских автомобилей, зачастую оснащенных дисковыми тормозами как на передней, так и на задней оси, «вакуумники» оказались более удобными. Однако на крупных внедорожниках и седанах различных производителей, в том числе, европейских и японских, гидроусилитель тормозов применялся и применяется в настоящее время как альтернатива вакуумному. В качестве примера можно привести BMW 7er E32, Nissan Cedric Y32, Toyota Land Cruiser 105 и другие. Экстренное торможение в автомобиле весом около 2 тонн и более, по отзывам тех, кому доводилось ездить на старых Land Cruiser или Lexus, дело достаточно непростое, а гидравлический усилитель позволяет развивать гораздо большее, по сравнению с вакуумным, усилие.

Чаще всего гидравлиечкий усилитель можно встретить на автомобиле с дизельным двигателем, так как конструкция дизеля такова, что топливо впрыскивается форсункой непосредственно в цилиндр, и приемного коллектора, в котором образуется разрежение, на автомобиле с дизелем этого типа просто нет, как нет и возможности подключить вакуумный усилитель.

Из автомобилей, производившихся в СССР, можно вспомнить «Волгу» ГАЗ-24, оснащавшуюся гидровакуумным усилителем тормозов. Применение узла на этом автомобиле было продиктовано конструкцией тормозной системы «Волги», в которой на передней оси были установлены инертные и относительно слабые барабанные тормоза.

В начале 21-го века, в период расцвета электроники, гидроусилители вновь вернулись на многие автомобили, в том числе, и компактные. В них гидравлический усилитель тормозов устанавливается в паре с вакуумным. Гидроусилитель несет вспомогательную функцию — дополнительной помощи при экстренном торможении, и работает во взаимодействии с системами ABS, EBD и тому подобными.

Принцип работы гидравлического усилителя тормозов

Для того, чтобы мгновенно поднять давление в системе тормозов до максимально допустимого уровня, гидроусилитель снабжен гидроаккумулятором, служащим для сохранения высокого давления тормозной жидкости в части системы. При нажатии на педаль жидкость под давлением подается в главный тормозной цилиндр, и усилие, передаваемое тормозной системой на колодки, многократно усиливается. Поддерживает давление в системе постоянно работающий насос гидроусилителя рулевого управления.

Современный гидроусилитель тормозов при работе руководствуется не только степенью усилия, прилагаемой водителем к педали. При уменьшении усилия на педаль электронный блок управления по сигналам датчиков определяет, что экстре, и переходит в режим ожидания. Давление в системе тормозов при этом соответствует лишь усилию, прилагаемому водителем к педали тормоза.

Примеры современных систем гидравлического усилителя

К примеру, системой под названием HBA оснащены внедорожники, выпускаемые компанией Ssangyong – Action и Rexton. В случае с Mitsubishi Pagero III схожая система называется HBB, а в топ-модели концерна . Аналогичное приспособление применено и в топ-модели концерна General Motors Chevrolet Tahoe.

Гидроусилитель тормозной системы

Гидроусилитель тормозной системы работает, используя энергию во внутреннем трубопроводе мотора, благодаря чему в гидравлической системе тормозного привода создается у тормозной жидкости дополнительное давление. Это позволяет, прикладывая сравнительно малые усилия к педали тормоза, получать в тормозных колесных механизмах большие усилия.   

Гидроусилитель тормозной системы соединяется трубопроводами с главным цилиндром, разделителем тормозов и впускным коллектором мотора.

Гидроусилитель тормозной системы

Камера усилителя – стальной корпус и крышка, между ними расположена диафрагма, жестко соединенная с поршнем усилителя при помощи штока. Конической пружиной диафрагма отжимается в исходную позицию растормаживания. Поршень усилителя имеет запорный клапан управления.

Здесь же находятся вакуумный и атмосферный клапаны, связанные между собой штоком. Полости (первая и вторая) клапана управления соответственно сообщаются с полостями (третьей и четвертой) камеры усилителя, соединенная через запорный клапан с выпускным коллектором.

При работе двигателя и отпущенной тормозной педали в камерных полостях существует разрежение, и все гидроцилиндровые детали от воздействия конической пружины находятся в крайнем левом положении. Когда давят на педаль тормоза, жидкость от главного цилиндра сквозь шариковый клапан, находящийся в поршне, перетекает к колесам, на их тормозные механизмы.

По мере увеличения давления в системе у клапана управления поршень поднимается, закрывая вакуумный клапан и открывая атмосферный клапан. Атмосферный воздух сквозь фильтр поступает в 4-ую полость и понижает в ней разрежение. При этом разрежение в 3-ей полости все еще сохраняется, в результате этого между полостями (третьей и четвертой) возникает разница в давлении, которая, выгибая диафрагму и сжимая в усилителе пружину, через шток оказывает воздействие на поршень усилителя.

В этом случае на поршень влияют две силы: сила от жидкости со стороны колесного тормозного цилиндра и атмосферное от диафрагмы, что делает сильнее эффект торможения. Отпустив тормозную педаль, давление жидкости начинает снижаться, диафрагма клапана управления прогибается вниз, открывая вакуумный клапан. Открывшийся клапан сообщает между собой 3-ю и 4-ую полости.

Давление в 4-ой полости падает, у цилиндра и камеры усилителя все подвижные детали перемещаются в первоначальное положение, и колесные тормозные механизмы растормаживаются. Если гидроусилитель не исправен, то работа привода возможна только от тормозной педали главного цилиндра.

Тормозные камеры. Их принцип действия таков. Нажав на тормозную педаль, сжатый воздух от тормозного крана поступает в камеру (наддифрагменную полость) и перемещает диафрагму. Через стальной опорный диск усилие передается на шток и после на рычаг, который отклоняется и поворачивает разжимной кулак тормозного механизма, при этом колодки тормоза прижимаются к барабану, и колесо начинает тормозить.

При отпуске педали воздух из тормозной камеры сквозь кран выходит в атмосферу, колодки тормоза освобождают барабан, тем самым, прекращая торможение. В задних колесах тормозные камеры работают при включении стояночной, запасной и рабочей тормозных систем.

Когда камера работает с режимом рабочий тормоз, то тормозной механизм в действие приводится диафрагменным устройством.

Если он работает с режимом запасной или стояночный тормоз, то тормозной механизм в действие приводится пружинным энерго-аккумулятором.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях!

Гидровакуумный усилитель тормозов

Категория:

   1Отечественные автомобили

Публикация:

   Гидровакуумный усилитель тормозов

Читать далее:

Гидровакуумный усилитель тормозов

Для уменьшения усилия, затрачиваемого водителем при торможении, на автомобилях ГАЗ-53А и ГАЗ-66 применяется гидровакуумный усилитель диафрагменного типа

Действие такого усилителя основано на использовании разрежения во впускном трубопроводе, он создает дополнительное давление в системе гидравлического привода тормозов.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Гидровакуумный усилитель тормозов: I и II — полости клапана управления, III и IV — полости камеры; 1 — камера усилителя, 2 — тарелка диафрагмы, 3 — диафрагма усилителя, 4—толкатель поршня, 5 — пружина диафрагмы, 6 — вакуумный клапан, 7 — диафрагма клапана управления, 8 — воздушный клапан, 9 — крышка корпуса, 10 — клапан управления, II — пружина клапана управления, 12 — поршень клапана управления, 13 — перепускные клапаны, 14 — дополнительный гидравлический цилиндр, 15 — клапан поршня, 16 — поршень, 17 — упорная шайба поршня, 18 — толкатель клапана

Гидровакуумный усилитель состоит из камеры с диафрагмой, дополнительного гидравлического цилиндра и клапана управления. Камера выполнена в виде штампованного корпуса, составленного из двух половин, между которыми зажата диафрагма. В центре к диафрагме с помощью тарелки шайбы и распорной втулки крепится толкатель поршня дополнительного гидравлического цилиндра. Пружина стремится постоянно отжать диафрагму в крайнее левое положение. Камера усилителя соединена с впускным трубопроводом двигателя.

Дополнительный гидравлический цилиндр непосредственно связан с корпусом камеры. Толкатель, крепящийся к диафрагме, проходит в дополнительный цилиндр через специальный уплотнитель и действует на поршень. Полость корпуса дополнительного гидравлического цилиндра заполнена тормозной жидкостью. В поршне имеется шариковый клапан, прижимаемый к своему седлу пружиной.

Клапан управления состоит из корпуса, в котором расположены вакуумный и воздушный клапаны. Открытие и закрытие этих клапанов определяется положением диафрагмы, зажатой между корпусом клапана управления и корпусом цилиндра.

Гидровакуумный усилитель тормозов работает следующим образом. При работающем двигателе и отпущенной тормозной педали разрежение из впускного трубопровода двигателя передается через запорный клапан и вакуумный баллон в полость IV камеры усилителя. Оттуда оно распространяется через отверстия в корпусах камеры и цилиндра в полость II клапана управления, затем по центральному отверстию в полость и далее в полость III камеры усилителя.

Диафрагма, находясь с обеих сторон под действием разрежения, отжимается пружиной в исходное левое положение. При этом полости главного и колесных тормозных цилиндров гидравлического привода сообщаются между собой.

Нажатие на тормозную педаль вызывает перемещение поршня главного тормозного цилиндра. Давление жидкости передается в колесные тормозные цилиндры, а также через трубопровод на поршень клапана управления усилителя.

При возрастании давления поршень клапана управления преодолевает усилие пружины и закрывает вакуумный клапан. Полости II и I клапана управления разобщаются между собой. Затем по мере повышения давления жидкости открывается воздушный клапан. Воздух, очищенный в фильтре, проходит в полость I клапана управления и далее по гибкому шлангу в полость III камеры усилителя.

Поскольку в полости IV сохраняется разрежение, создается разность давления в обеих частях камеры усилителя. Под давлением поступающего воздуха диафрагма смещается вправо, действуя на толкатель и поршень. Шариковый клапан закрывается, разъединяя главный тормозной цилиндр с колесными. Дальнейшее перемещение поршня значительно увеличивает давление в гидравлической магистрали и поршни колесных тормозных цилиндров с большей силой прижимают колодки к тормозным барабанам. В то же время поступление воздуха через клапан увеличивает давление сверху на диафрагму клапана управления. Когда усилие, создаваемое давлением воздуха на диафрагму, превысит усилие от давления пружин и жидкости на клапан управления снизу, диафрагма прогнется вниз и воздушный клапан закроется.

Увеличение давления в полости III усилителя повышает тормозное усилие и одновременно увеличивает давление воздуха на диафрагму.

Чтобы в этих условиях воздушный клапан оставался открытым, необходимо повысить давление жидкости на клапан управления снизу. Этого можно достигнуть, увеличив усилие, прилагаемое к педали тормоза. Следовательно, благодаря наличию диафрагмы в клапане управления давление в гидравлической системе, от которого зависит эффективность торможения, будет пропорционально усилию, прилагаемому водителем к тормозной педали.

При прекращении нажатия на тормозную педаль давление в системе гидравлического привода падает. Под действием пружины клапан управления возвращается в исходное положение, что вызывает закрытие воздушного клапана и открытие вакуумного клапана. В полостях III и IV камеры усилителя и полостях I, II клапана управления устанавливается одинаковое разрежение. Пружина перемещает диафрагму усилителя влево, и она занимает первоначальное положение. Вместе с диафрагмой влево отойдут толкатель и поршень, в результате чего откроется клапан. Жидкость из магистрали гидравлического привода возвращается в главный тормозной цилиндр, что обеспечивает падение давления в колесных цилиндрах и полное оттормаживание колес.

Между впускным трубопроводом двигателя и вакуумным баллоном установлен запорный клапан (на рисунке не показан), позволяющий автоматически отъединить баллон от трубопровода, как только двигатель прекращает работу. Вакуумный баллон позволяет произвести несколько торможений при неработающем двигателе. При длительном движении с неработающим двигателем или при выходе из строя усилителя гидравлический привод тормозов сохраняет свою работоспособность, но усилие, затрачиваемое водителем на торможение, увеличивается.

—

Для создания дополнительного усилия, необходимого при торможении полностью груженого автомобиля, применяется гидровакуумный усилитель, для которого используется разрежение во впускном трубопроводе двигателя. Наличие в тормозной системе автомобиля гидровакуумного усилителя облегчает работу шофера при торможении и сокращает длину тормозного пути автомобиля.

Рис. 2. Гндровакуумный усилитель тормозного привода автомобиля ГАЗ-53А:
1 — корпус; 2 — диафрагма; 3 — тарелка диафрагмы; 4 — толкатель поршня; 5 — пружина диафрагмы; в — толкатель клапана; 7 — клапан поршня; 8 — манжета поршня; S — поршень; 10 — пружина клапана; 11 — фильтр; 12 — клапан управления; 13 — перепускные клапаны; 14 — цилиндр

Гидровакуумный усилитель состоит из камеры усилителя, гидравлического цилиндра и клапана управления усилителем.

Корпус камеры отштампован в виде двух чашек, которые связаны между собой хомутами. Между чашками зажаты края диафрагмы, нагруженной пружиной и соединенной через тарелку с толкателем поршня. Левая полость камеры перед диафрагмой соединяется через клапан управления и фильтр с атмосферой, а правая полость за диафрагмой — с впускным трубопроводом двигателя. Усилитель устанавливается на левом лонжероне рамы с помощью двух кронштейнов.

Гидравлический цилиндр включен в систему гидравлического привода тормозов и заполнен тормозной жидкостью. Для удаления из цилиндра воздуха служат перепускные клапаны. Внутри цилиндра помещается поршень, в центре которого находится шариковый клапан, нагруженный пружиной и открываемый толкателем. Поршень в цилиндре уплотнен манжетой.

В корпусе клапана управления помещены две диафрагмы, на которые опираются малый и большой толкатели.

Схема, приведенная на рис. 5, иллюстрирует работу гидровакуумного усилителя. При отсутствии торможения и работающем двигателе в полостях III и IV клапана управления и полостях V и VI камеры усилителя передается разрежение из впускного трубопровода двигателя, как показывают на схеме белые стрелки.

При нажатии на тормозную педаль усилие передается тормозной жидкости, находящейся в главном тормозном цилиндре, и от нее тормозной жидкости в трубопроводе, соединяющем главный тормозной цилиндр с цилиндром усилителя (черные стрелки).

Под действием давления жидкости открывается клапан в поршне и она поступает по трубопроводам к колесным тормозным цилиндрам. Вследствие этого диафрагмы в полостях I и II клапана управления прижимаются к толкателям. Полости III и IV остаются под разрежением, но они разобщены, так как вакуумный клапан закрыт в результате смещения толкателей вправо под действием сил давления тормозной жидкости, пропорциональных их площадям. При дальнейшем перемещении толкателей открывается атмосферный клапан, пропускающий атмосферный воздух через полость IV клапана управления далее в полость V камеры усилителя (заштрихованные стрелки). Разность давлений в полостях V и VI с разных сторон диафрагмы вызывает ее прогиб вправо, поэтому толкатель также перемещает поршень вправо, и давление жидкости в тормозном приводе увеличивается.

При прекращении нажатия на тормозную педаль пружина диафрагмы перемещает толкатели влево. Вакуумный клапан при этом открывается, а атмосферный закрывается. В полостях III и IV клапана управления и полостях V и VI камеры усилителя устанавливается одинаковое разрежение, передающееся из впускного трубопровода двигателя. Выравнивание давления в полостях с обеих сторон диафрагмы в камере усилителя приводит к ее смещению вместе с толкателем под действием пружины влево. Тормозная система растормаживается.

Рис. 3. Клапан управления гидровакуумного усилителя тормозного привода автомобиля ГАЗ-53А:
I, II, III и IV — полости; 1 — корпус клапана управления; 2 — вакуумный клапан; 3 и 4 — соответственно малый и большой толкатели; 5 — пробка; 6 — атмосферный клапан; 7 — фильтр; s — перепускной клапан; в — пружина; 10 — диафрагмы; 11 —коромысло атмосферного и вакуумного клапанов; 12 — гайка вакуумного клапана

Рис. 4. Схема действия гидровакуумного усилителя тормозного привода в момент торможения:
I, II, III и IV — полости клапанй управления; V и VI — полости камеры усилителя; 1 — запорный клапан; г — диафрагма; 3 — клапан в поршне; 4 — поршень; 5 — цилиндр усилителя

Вакуумный усилитель помогает произвести одно-два торможения и при остановленном двигателе за счет разрежения, которое сохраняется в системе благодаря автоматическому срабатыванию при остановке двигателя запорного клапана.

Рекламные предложения:

Читать далее: Пневматический тормозной привод

Категория: — 1Отечественные автомобили

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Усилители тормозных приводов.

Усилители тормозных приводов



Для облегчения работы водителя при торможении, а также сокращения тормозного пути автомобиля в гидравлических тормозных приводах применяются усилители, использующие для работы разрежение во впускном трубопроводе двигателя. Пневматический привод не нуждается в специальном усилителе – энергия сжатого воздуха позволяет создавать в тормозных механизмах моменты, достаточные для торможения автотранспортного средства любой массы и на любой скорости.

Усилители гидравлических тормозных приводов подразделяют на вакуумные и гидровакуумные. Если усилитель расположен между тормозной педалью и главным цилиндром, его называют вакуумным, если усилитель включен непосредственно в гидравлическую часть привода, его называют гидровакуумным.

***

Гидровакуумный усилитель тормозного привода

Гидровакуумный усилитель (рис. 1) состоит из трех основных частей: гидроцилиндра, вакуумной камеры и клапана управления.
В цилиндре гидровакуумного усилителя, соединенного с главным цилиндром, перемещается поршень с шариковым клапаном. Поршень связан с толкателем штифтом, который плотно прилегает к отверстию поршня, а с отверстием толкателя образует некоторый зазор.

В поршне выполнены прорезы для толкателя клапана, представляющего собой плоскую скобу с шипом на конце, которая может перемещаться относительно поршня на небольшую величину.
В цилиндре установлены перепускной клапан для выпуска воздуха и штуцер для подсоединения трубопроводов. Перемещение поршня ограничено упорной шайбой со стороны вакуумной камеры.

Корпус вакуумной камеры состоит из двух штампованных чашек, связанных хомутами. Между чашками, поджимаемыми пружиной, соединенной через тарелку с толкателем поршня, зажаты края мембраны. Левая полость вакуумной камеры перед мембраной соединена шлангом с полостью корпуса клапана управления, а правая полость за мембраной – с впускным трубопроводом двигателя.
Клапан управления состоит из поршня и мембраны, зажатой между двумя частями корпуса клапана управления. Вакуумный и воздушный клапаны соединены стержнем, удерживаемым в нижнем положении пружиной.
Воздушный фильтр клапана управления соединяется с внешней средой (атмосферой).

В исходном положении под воздействием пружины воздушный клапан, находящийся на одном стержне с вакуумным клапаном, закрыт. При этом правая полость вакуумной камеры, где создалось разрежение, сообщается через открытый вакуумный клапан с левой полостью. Мембрана вакуумной камеры находится в состоянии покоя.

Под действием силы, приложенной к тормозной педали, жидкость из главного цилиндра по трубопроводу поступает в гидроцилиндр усилителя и через открытый шариковый клапан поступает к колесным цилиндрам. При увеличении силы, действующей на педаль, давление жидкости возрастает, и поршень клапана управления вместе с мембраной и седлом вакуумного клапана поднимается вверх, преодолевая сопротивление возвратной пружины мембраны. При этом седло прижимается к вакуумному клапану, вследствие чего полости мембраны усилителя разобщаются.
При дальнейшем перемещении поршня и движении вакуумного клапана, связанного стержнем с воздушным клапаном, последний открывается, преодолевая сопротивление своей пружины, в результате чего воздух из окружающей среды поступает из полости клапана управления в левую полость вакуумной камеры усилителя.

Правая полость вакуумной камеры остается соединенной с впускным трубопроводом двигателя. Из-за разности давлений в полостях вакуумной камеры ее мембрана прогибается, перемещая вместе со штоком и поршень гидроцилиндра.
Шариковый клапан закрывается, и поршень гидроцилиндра создает дополнительное давление на жидкость, в результате чего в колесных тормозных цилиндрах давление увеличивается.



Следящее действие клапана управления обеспечивает пропорциональность усилия, прикладываемого к тормозной педали, и дополнительного усилия, развиваемого гидровакуумным усилителем. Отсутствие следящего механизма в усилителе привело бы к прогрессирующему возрастанию давления жидкости в приводе вплоть до полной остановки автомобиля даже при незначительном усилии на тормозную педаль.

Работа следящего устройства гидровакуумного усилителя заключается в следующем.
При торможении автомобиля давление тормозной жидкости, действующее на поршень клапана управления снизу, и давление пружины клапана и воздуха сверху в какой-то момент находятся в равновесии. Мембрана клапана управления опускается вниз, воздушный клапан закрывается, и поступление воздуха в левую полость вакуумной камеры усилителя прекращается.
Если водитель сильнее нажал на педаль, то под действием дополнительной порции тормозной жидкости поршень клапана управления поднимается, равновесие нарушится, воздушный клапан вновь приоткроется, впустив дополнительную порцию воздуха в левую полость вакуумной камеры. Давление на мембрану вакуумной камеры увеличится, соответственно возрастет усилие, создаваемое поршнем гидроцилиндра усилителя, затем вновь наступает состояние равновесия.

При растормаживании давление жидкости, действующей на поршень клапана, снижается. Мембрана клапана опускается, воздушный канал закрывается, вакуумный клапан открывается. Левая полость вакуумной камеры сообщается с правой полостью, и давление в них выравнивается. Возвратная пружина мембраны вакуумной камеры возвратит толкатель вместе с поршнем гидроцилиндра в исходное положение.
Толкатель клапана, дойдя до упорной шайбы, остановит и откроет своим шипом шариковый клапан.

При остановке двигателя запорный клапан автоматически разъединяет гидровакуумный усилитель и впускной трубопровод, вследствие чего в усилителе некоторое время поддерживается низкое давление, позволяющее выполнить одно-два торможения при неработающем двигателе. После этого эффективность торможения заметно снизится, что отразится в необходимости прикладывать существенное усилие к тормозной педали, поскольку при неработающем двигателе усилитель не работает.

***

Вакуумный усилитель тормозного привода

Вакуумный усилитель отличается от гидровакуумного тем, что механически непосредственно связан с тормозной педалью, поэтому на автомобилях располагается рядом с этой педалью со стороны моторного отсека.
Гидровакуумный усилитель встраивается в гидропривод после главного тормозного цилиндра и связан с ним посредством трубопроводов, поэтому может располагаться на автомобиле где угодно.

В корпусе вакуумного усилителя (рис. 2) размещается мембрана и поршень, обеспечивающий ее деформацию путем удлинения ее цилиндрической направляющей. В трубчатой части поршня располагается плоский клапан, взаимодействующий с двумя седлами – наружным и внутренним. Наружное седло принадлежит телу поршня и позволяет разобщать левую и правую полости усилителя. Внутреннее седло принадлежит плунжеру, связанному со штоком тормозной педали.

В расторможенном состоянии при отпущенной педали седло внутреннего клапана прижато к клапану, а между наружным седлом и клапаном имеется щель, соединяющая каналом левую и правую (от тормозной педали) полость, в результате чего в обеих полостях устанавливается одинаковое низкое давление.

При нажатии на педаль плунжер выбирает зазор, после чего продолжает движение влево вместе с поршнем и, толкая перед собой резиновый диск, вызывает срабатывание главного цилиндра. Одновременно происходит закрытие наружного клапана и открытие внутреннего клапана. Воздух через фильтр и канал поступает в правую полость усилителя.
Перепад давлений между полостями создает силу, которая через пружину передается на шток главного цилиндра, суммируясь с силой, прикладываемой к этому штоку водителем через педаль, шток и плунжер. Давление воздуха в правой полости, определяющее силу, создаваемую усилителем, устанавливается в момент закрытия внутреннего клапана.

Недостатком данной конструкции усилителя является то, что он, будучи конструктивно связан с тормозной педалью, может располагаться только в двигательном отсеке, который в современных автомобилях (особенно легковых) недостаточно большой. Поэтому на легковых автомобилях применяют исполнительный механизм усилителя, состоящий из двух мембран, что позволяет уменьшить диаметр усилителя.

Как и в гидровакуумном, в вакуумном усилителе имеется запорный клапан, позволяющий некоторое время поддерживать разрежение в вакуумной камере после остановки двигателя и выполнять одно-два торможения. После израсходования этого запаса эффективность торможения будет зависеть только от физического усилия, оказываемого водителем на педаль тормоза.

***

Тормозные механизмы



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты