Для чего служит вакуумный усилитель тормозов

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.

Функции вакуумного усилителя

Основными функциями вакуумника (простонародное обозначение устройства) являются:

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.

Вакуумный усилитель тормозов состоит из следующих элементов:

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.

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.

Источник

Вакуумный усилитель тормозов — принцип работы и устройство

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.

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.

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 вакуумного усилителя тормозов – схематичный обзор

Устройство вакуумного усилителя тормозов неразрывно связано с главным цилиндром системы тормозов. Его основой является корпус, разделенный диафрагмой на две камеры. Вакуумная камера находится со стороны главного цилиндра, где происходит ее соединение с впускным коллектором при помощи специального обратного клапана. Именно на этом участке создается разряжение. Атмосферная камера находится со стороны тормозной педали и с использованием следящего клапана по очереди соединяется с вакуумной камерой или с атмосферой.

Сам клапан перемещается с помощью толкателя, а нагнетание тормозной жидкости в рабочие цилиндры производится посредством поршня. По окончании торможения возвратная пружина приводит в движение диафрагму, возвращая ее в первоначальное положение. Отдельные модели усилителей могут оснащаться электромагнитным приводом штока, исполняющим роль системы экстренного торможения.

Схема внутреннего устройства

Принцип работы и некоторые особенности

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов — пневматический. Он использует разницу давлений между нормальной и вакуумированной зоной для увеличения усилия, с которым водитель нажимает на педаль.

Корпус клапана герметичен. Диафрагмальный участок разделяет его на две части: сообщающуюся с атмосферным воздухом и несообщающуюся. Та полость, что обращена к тормозному цилиндру — вакуумная, а та, что «смотрит» на рычаг — атмосферная.

Работа вакуумного усилителя тормозов заключается в следующем. В обычном состоянии диафрагма, связанная с тормозным цилиндром через шток, прижата к стенке атмосферной части полости возвратной пружиной, но давление в обеих камерах одинаковое. Его контролирует следящий клапан, и оно ниже атмосферного (вакуум).

Когда водитель нажимает на педаль, усилие через толкатель подается на диафрагму, она сдвигается, и через перепускной клапан (до этого закрытый плотно прижатой диафрагмой) в «атмосферную» полость попадает воздух из подкапотного пространства. Из-за разницы давлений он давит на перегородку меж полостями, она сдвигается назад и через шток передает усилие на гидроцилиндр.

Как только водитель перестает тормозить, возвратная пружина подает диафрагму назад, перегородка прижимается к стенке атмосферной полости, перекрывая клапан, и весь внутренний объем опять становится вакуумированным.

Вакуум внутри создается за счет связи через шланг с впускным коллектором. Во время впуска топлива в цилиндр поршень опускается в нижнюю мертвую точку, и при этом создает разреженное давление, «откачивает» воздух из вакуумной полости усилителя.

В бензиновых двигателях движения поршней достаточно, что поддерживать разреженную область, но тормоза дизельных машин необходимо дооборудовать специальным насосом, который будет вытеснять воздушное пространство.

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.

Особенности эксплуатации вакуумного усилителя тормозов

Так как вакуумный усилитель тормозов использует разницу между атмосферным давлением и давлением в вакуумной камере, то большое значение имеет давление окружающего воздуха. В вакуумной камере создается давление порядка 0,067 МПа, что примерно в 1,4 раза меньше обычного атмосферного давления. В условиях стандартной высоты над уровнем моря сохраняется примерно такое соотношение. С повышением высоты эффективность работы вакуумного усилителя тормозов постепенно снижается.

На уровне свыше 3,5 км над уровнем моря давление окружающего воздуха и давления в вакуумной камере сравняются, а усилитель тормозов просто не будет работать. Поэтому на технике, работающей в условиях высокогорья, используют усилители тормозов иной конструкции, не зависящие от внешнего атмосферного давления.

Основные неисправности усилителя

Так как устройство вакуумного усилителя довольно простое, то основные проблемы обычно связаны с недостаточной герметичностью системы. Чаще всего «страдает» шланг откачки воздуха, ведущий от впускного коллектора к усилителю. Реже встречаются другие поломки:

Как узнать о неисправности усилителя тормозов

Неисправность вакуумного усилителя тормозов напрямую сказывается на эксплуатационных характеристиках автомобиля. Признаки поломки усилителя являются:

Сам по себе выход из строя усилителя тормозов еще не означает, что тормозная система автомобиля полностью откажет. В таком случае нажатие тормоза напрямую передается через усилитель на тормозной цилиндр, но, естественно, уже без усиления.

Как проверить работу усилителя тормозов

Проверить штатность работы усилителя можно при помощи следующими способами.

Также нарушение герметичности системы можно определить визуально, осмотрев шланг откачки воздуха и место его соединения с усилителем на предмет утечек.

Регулировка вакуумного усилителя тормозов – что это значит?

Регулировка вакуумного усилителя тормозов заключается в настройке свободного хода педали, и чтобы его выставить правильно, необходимо настроить длину штока. Регулировка штока вакуумного усилителя тормозов должна привести к определенному зазору, который определяет величину усилия на тормозной цилиндр. Выступ, или зазор, контролируют специальным болтом, который должен возвышаться над плоскостью ВУТ на 7,1 мм. Если этот показатель будет выше, то ваша педаль будет иметь больший ход, если ниже – авто будет подтормаживать все время произвольно, будто вы едете на ручнике.

Чтобы настроить момент срабатывания клапанов, вакуумного и атмосферного, потребуется поработать с регулировочным винтом. Этот параметр влияет на способность педали возвращаться в исходное положение. Перетянув винт, вы получите педаль, совсем неохотно приходящую на первоначальную позицию, а недотянув его – педаль без действия вакуумного усилителя, то есть потребуется недюжинная сила для торможения.

Регулировка усилителя

Прежде чем установить новый тормозной усилитель в машину, его нужно отрегулировать. Это позволяет педали легко ходить при нажатии. Настраиваем длину штока, стального длинного болта, выходящего над поверхностью детали. Регулировка длины штока определяет давление на тормозные цилиндры во время нажатия на педаль.

В среднем этот болт должен возвышаться над усилителем на 7 миллиметров. Если расстояние больше, то педаль будет иметь большой ход, а если меньше, то машина будет самопроизвольно притормаживать при езде. Правильная регулировка вакуумного усилителя тормозов «Газели» также влияет на то, как быстро педаль будет возвращаться в исходное положение. Недотянутый регулировочный винт собьет эффект механизма.

Снятие ВУТ, если требуется ремонт

Когда после диагностики вы обнаружили, что усилителю нужен ремонт, и вы четко, знаете, его строение, а также всю механику работы с ним, то можно приступать к снятию устройства:

Стоит понимать, если вы неспособны самостоятельно провести ремонт лучше доверить это дело опытному механику или просто заменить, на новое устройство.

Источник

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.

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.

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:

Источник