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.
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.
Для чего он нужен вакуумный усилитель тормозов
Современные автомобили в большинстве своем оснащаются тормозной системой гидравлического типа – колодки а ней сжимаются под действием несжимаемой жидкости, которая от центрального цилиндра по специальным каналам подается к тормозным цилиндрам на колесах. Водитель же, нажимая на педаль, приводит в действие именно центральный цилиндр – остальное гидравлика делает самостоятельно.
Такой принцип действия существенно повышает эффективность торможения и требует меньших усилий, чем простые механические тормоза. Но, у гидравлических тормозов есть и свои недостатки:
- сохраняется объективная зависимость физической силы, требуемой для остановки машины, от ее массы и скорости движения;
- на результативность торможения влияет и время в пути – после нескольких часов езду и нескольких десятков нажатий на педаль тормоза вы просто-напросто утомитесь и не сможете нажимать педаль достаточно быстро и с требуемой силой.
Решить эту проблему призван вакуумный усилитель тормозов, также известный как ВУТ. Он отличается от других типов усиливающих устройств относительной простотой конструкции и одновременно с этим эффективностью использования. ВУТ образует единую систему с главным тормозным цилиндром и выполняет следующие функции:
- увеличивает импульс, возникающий при нажатии педали;
- повышает эффективность торможения;
- обеспечивает возможность экстренной остановки автомобиля.
Благодаря использованию вакуумных усилителей тормозов усилие, оказываемое человеком на педаль тормоза, увеличивается в среднем на 300-500%. В зависимости от модели машины, ее массы и технических характеристик мощность используемого в ней вакуумного усилителя может быть различной. Однако конструктивно все усилители данного типа идентичны.
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.
Симптомы неисправности вакуумного усилителя тормозов
Несмотря на простоту конструкции этого устройства, в его работе могут возникать неполадки, вызванные теми или иными причинами. Это может привести к тому, что машина станет хуже тормозить – в результате это создаст реальную угрозу жизни и здоровью вас и окружающих вас людей. Поэтому нужно уметь своевременно распознать проявление неисправностей в работе ВУТ. Наиболее характерными симптомами в этом в этом случае будут следующие:
- торможение стало менее эффективным;
- при нажатии на тормоз раздается шипение, также возможно повышение оборотов мотора;
- тормозная педаль нажимается очень туго либо не нажимается вовсе;
- троение мотора при работе на холостых.
Последний признак проявляется при нарушении герметичности вакуумного шланга, отходящего от усилителя. При этом избыточный воздух поступает во впускной коллектор. Если после нажатия на педаль тормоза троение пропадает, то следует проверить целостность соединений, шлангов и хомутов, так или иначе связанных с вакуумным усилителем. Здесь нужно сразу же отметить, что такое троение может проявиться только на бензиновых двигателях, дизели в силу особенностей конструкции не подвержены этому эффекту.
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.
- 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.
- 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.
- 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 устроен вакуумный усилитель тормозов автомобиля
Современный вакуумный усилитель представляет собой неотъемлемую часть системы торможения.
Из его названия можно понять, что назначением становится увеличение усилия от педали до тормозного цилиндра. По причине настолько слаженной работы, машина управляется намного более комфортно и легко, а сам процесс торможения становится эффективнее.
Предназначение. Как уже говорилось выше, основным назначением вакуумного усилителя становится увеличение усилия в ходе нажатия на педаль тормоза. Благодаря его наличию обеспечивается надежность системы торможения, что становится особенно заметным при выполнении экстренного торможения. Без усилителя автомобиль будет реагировать медленно и сложно спрогнозировать, за какое время он остановится.
По причине слаженности механизма, в случае необходимости выполнения экстренного торможения, работа всей системы будет осуществляться с высоким КПД. Без вакуумного усилителя резкая остановка автомобиля станет невозможной, а само нажатие на тормозную педаль будет сильно отличаться.
Без вакуумного усилителя резкая остановка автомобиля станет невозможной, а само нажатие на тормозную педаль будет сильно отличаться.
Устройство вакуумного усилителя. Если говорить об общей конструкции, то она представляет собой корпус из керамики круглой формы, если взглянуть с торца. Располагается часто возле педали тормоза в моторном отсеке. Именно на его корпусе часто находится главный магистральный тормозной цилиндр.
Устройство вакуумного усилителя также может отличаться, в зависимости от того, на каком топливе работает машина.
Меньшее распространение получил гидровакуумный тип усилителя, включаемый в гидравлическую систему машины. Состоит он из таких деталей:
- Диафрагма;
- Атмосферный канал;
- Толкатель;
- Поршень клапана;
- Вакуумный канал;
- Шток;
- Возвратная пружина.
Каждая деталь играет собственную роль немалой важности. Устройство вакуумного усилителя также может отличаться, в зависимости от того, на каком топливе работает машина. На дизельном моторе для разрежения вакуума применяется электрический насос, являющийся обязательным устройством ввиду низкой степени разреженности самостоятельно.
Далее в перечне идет диафрагма, соединяемая со штоком системы торможения. Когда диафрагма двигается, поршень нагнетает жидкость к цилиндрам системы торможения автомобиля. Не меньшую важность имеет атмосферная камера. При нажатии на педаль, происходит ее перемещение и связь с атмосферой. Для повышения эффективности экстренного торможения в конструкцию может устанавливаться добавочный электромагнит штока, ускоряющий сам процесс.
Принцип работы. Основой для его работы считается разница в давлениях. При постановке в исходное положение они будут одинаковы и равны давлению источника разрежения. Вся работа начинается с нажатия на педаль тормоза, с передачей энергии на клапан. Толкатель в усилителе передает ее на другой клапан, наглухо перекрывает канал, который соединяет две камеры. При движении клапана дальше происходит соединение вакуумной и атмосферной камеры со снижением разрежения. По окончании торможения, все должно вернуться в исходное положение.
Основой для его работы считается разница в давлениях
Заключение. Если не использовать вакуумный усилитель, то на педаль тормоза будет нажать намного сложнее, возможно даже придется делать это двумя ногами. Кроме того, такая езда опасна, так как при выполнении экстренного торможения машина не сможет сразу остановиться, и тормозной путь будет длинным.
Как проверить вакуумный усилитель тормозов
Есть три характерных признака, по которым можно быстро, хотя и достаточно грубо оценить проблемы с ВУТ.
- 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.
- 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.
- 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.
Устройство вакуумного усилителя тормозов
Устройство и принцип действия вакуумного усилителя тормозов основано на создании разницы давлений в изолированных камерах, между которыми находится диафрагма. В состоянии покоя, когда педаль тормоза находится в верхнем положении, атмосферная и вакуумная камеры соединены специальным каналом, проходящим через диафрагму. Благодаря этому в них сохраняется равное низкое давление.
Когда водитель нажимает на педаль тормоза, активируется следящий клапан, перекрывающий вакуумный канал и открывающий атмосферный канал. В результате давление воздуха в атмосферной камере становится существенно выше давления в вакуумной камере. Диафрагма перемещается к главному цилиндру, образуя высокое давление на его шток.
Именно в этом и заключается главная задача вакуумного усилителя – увеличивать усилие, оказываемое на шток тормозного цилиндра.
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.
