Диафрагма для вакуумного усилителя 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:

• 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.

Читайте также: Тормоз кт97 220 1

Схема вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель тормозов состоит из следующих элементов:

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

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

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.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Как устроен вакуумный усилитель тормозов автомобиля

Современный вакуумный усилитель является основным и неотъемлемым элементом тормозной системы автомобиля.

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.

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.

Схема устройства обычного вакуумного усилителя тормозной системы

1. Диафрагма;
2. Атмосферный канал;
3. Толкатель;
4. Поршень клапана;
5. Вакуумный канал;
6. Шток;
7. Возвратная пружина.

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.

Принцип работы

Основой для работы вакуумного усилителя считается разница в давлениях.

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.

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель имеет достаточно простую конструкцию. Он объединен с главным тормозным цилиндром в единую систему, в которой усилитель играет роль «передатчика» усилия от педали тормоза.

Сам усилитель представляет собой цилиндрический корпус, внутренний объем которого при разделен диафрагмой на две герметичные камеры: вакуумную и атмосферную. Вакуумная камера расположена со стороны тормозного цилиндра и соединена с его поршнем при помощи штока. Также в вакуумной камере располагается обратный клапан, препятствующий росту давления при заглушенном двигателе.

Атмосферная камера расположена со стороны педали тормоза. В атмосферной камере расположен следящий клапан, соединенный при помощи толкателя с педалью тормоза. Именно следящий клапан играет основную роль в усилителе — его движение позволяет атмосферной камере сообщаться либо с вакуумной камерой, либо с атмосферой.

Принцип действия

Для полноценной работы вакуумного усилителя тормоза ему необходим вакуум. Он создается путем подсоединения усилителя к впускному коллектору либо работой специального насоса. У дизельных автомобилей работу усилителя всегда обеспечивает насос, у бензиновых встречаются оба варианта.

Вакуумный усилитель имеет пневматический принцип работы и использует разницу давлений в камерах, разделенных диафрагмой. В момент, когда педаль тормоза отжата, давление в атмосферной и вакуумной камерах усилителя одинаково низкое, так как обе камеры имеют сообщение через вакуумный канал в диафрагме.

После нажатия водителем педали тормоза усилие, созданное водителем, передается на следящий клапан. Клапан постепенно перекрывает вакуумный канал и открывает атмосферный в атмосферной камере. В результате давление в атмосферной камере превышает давление в вакуумной, благодаря чему диафрагма начинает двигаться в сторону тормозного цилиндра. Из-за разницы давления диафрагма создает усилие на шток цилиндра, в несколько раз превышающее усилие при нажатии педали тормоза водителем. Следящий клапан устроен так, что чем больше усилие придает водитель нажатию на педаль тормоза, тем больше воздействие клапана на поршень тормозного цилиндра.

Если после нажатия педали тормоза водитель останавливает воздействие (удерживает ступню ноги в определенном положении), то останавливается и движение диафрагмы и непосредственно само усиление тормоза. Реагируя на силу нажатия педали, вакуумный усилитель тормозов может увеличить воздействие тормозной силы, уменьшить его или оставить на существующем уровне. Таким образом работа вакуумного усилителя тормозов полностью подконтрольна водителю.

После того, как педаль тормоза отжата водителем, происходит обратный процесс. Следящий клапан вновь закрывает атмосферный канал и открывает вакуумный. Разница давления в атмосферной и вакуумной камерах усилителя тормозов исчезает, диафрагма и поршень тормозного цилиндра возвращаются на свои первоначальные места под воздействием возвратной пружины, расположенной в корпусе усилителя.

Работа усилителя не зависит от того, заглушен или заведен мотор. Его постоянную работу обеспечивает обратный клапан, который препятствует росту давления в камере.

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.

Неисправности вакуумного усилителя

Неисправности вакуумного усилителя приводят к тому, что водитель не в состоянии прикладывать необходимое усилие для нормальной работы тормозной системы автомобиля. Так, выделяют всего три неисправности вакуумного усилителя тормозов (сокращенно — ВУТ). Это разгерметизация трубопровода (мест его присоединения), поломка обратного клапана ВУТ, разгерметизация его рабочих камер.

Третья причина достаточно редкая, а вот первые являются основными. Проверка усилителя обычно не составляет труда, и под силу даже начинающему автолюбителю. Что касается ремонта, то восстановление герметичности имеет смысл только на стыках (хомутах), в остальных же случаях, как правило, меняют целиком ВУТ, либо его соединительные трубки.

Что такое и для чего нужен ВУТ

Чтобы определить неисправность ВУТ, имеет смысл описать его предназначение, принцип работы, а также влияние вакуумного усилителя на работу двигателя. Итак, основная задача «вакуумника» заключается в усилении физической силы (обычно в 3…5 раз), прилагаемой водителем на педаль тормоза автомобиля. Это жизненно необходимо, поскольку даже очень сильный человек не в состоянии создать достаточное усилие в гидравлической тормозной системе, чтобы все тормозные колодки сжались до нужного значения в критический момент. Создается такое усилие за счет разряжения воздуха, а в качестве его источника используется область в впускном коллекторе двигателя либо нагнетается дополнительным насосом.

Конструкционно ВУТ состоит из двух камер — атмосферной ( со стороны водителя) и вакуумной (со стороны двигателя). Вакуумная камера с помощью соответствующего трубопровода соединена с впускным коллектором. При нажатии на педаль тормоза вакуумная камера соединяется с атмосферной с помощью толкателя, на котором имеется так называемый клапан слежения. Далее диафрагма соединяется со штоком и происходит нагнетание тормозной жидкости к тормозным цилиндрам. Если на тормозную педаль не оказывается усилие, то под воздействием обратной пружины диафрагма возвращается на место, давление на тормозную жидкость ослабевает, из-за чего тормозные колодки расходятся и торможение прекращается.

В самом простом случае вакуумный усилитель тормозов берет разрежение из впускного коллектора. Для этого он соединен с ним соответствующим трубопроводом. Однако во многих современных автомобилях для «вакуумника» существуют отдельные вакуумные насосы. Они бывают двух типов. Первый — механический, он имеет привод от распределительного вала двигателя. Второй — электрический, он приводится в действие отдельным электрическим двигателем. Использование дополнительных насосов не только повышает комфорт использования тормозной системы, но и повышает ее надежность (например, в случае повреждение и/или разгерметизации). Но все же насос — лишь вспомогательный элемент, и основное разрежение берется из впускного коллектора.

Признаки неисправности ВУТ

Частичный выход вакуумного усилителя тормозов обязательно проявит себя, причем с худшей стороны и достаточно явно. Так, к симптомам неисправности усилителя относится:

• Значительные усилия при нажатии на педаль тормоза. Чтобы почувствовать это на себе, можно при заведомо исправном «вакуумнике» и заглушенном моторе нажать на педаль четыре-пять раз. При последнем выжиме усилие на педали значительно возрастет. Иногда бывает обратная ситуация — педаль слишком мягкая. Это говорит о «завоздушивании» тормозной системы.
• Влияние вакуумного усилителя на работу двигателя. Поскольку ВУТ берет разрежение из впускного коллектора, то в процессе торможения двигатель может изменять режим работы (хотя в нормальном режиме этого происходить не должно). Это происходит по той причине, что в коллектор подсасывается лишний воздух, влияющий на состав топливовоздушной смеси.
• Вакуумный усилитель тормозов шипит. В частности, шипение происходит при выжиме педали. Шипящий звук явно указывает на наличие разгерметизации либо в самом вакуумном усилителе (например, при разрыве диафрагмы), либо же в его трубопроводе или в обратном клапане (например, при значительном износе его резиновых уплотнений).
• Стук вакуумных насосов. Если выходит из строя механический вакуумный насос, то обычно признаком этого является гул, издаваемый его приводным штоком (также может появляется ошибка р1479). Если на машине установлен электрический вакуумный насос, то зачастую автолюбители сталкиваются с перегревом его приводного электродвигателя.
• Стук при резком торможении. Причем звук носит инерционный характер, поскольку он вызван разбалтыванием крепления мембраны.

Соответственно, возникновение одного или несколько признаков прямо указывает автовладельцу на то, что необходимо проверить вакуумный усилитель тормозов и его составляющие.

Ошибка p1479

У современных автомобилей, оборудованных электронным блоком управления (ЭБУ) зачастую в памяти устройства формируется ошибка с кодом p1479 — “Вакуумная система усилителя тормозов механическая неисправность”. Сталкиваются с ней владельцы самых разных автомобилей — Audi, Volkswagen (Touareg, Passat), Ford и других. Причина возникновения ошибки в блоке управления могут быть самыми разными. Например, при подсасывании воздуха в шланге между впускным коллектором и непосредственно вакуумным усилителем тормозов.

Еще один распространенный вариант — результат замера величины вакуума датчиком разрежения. В частности, она возникает, если внутри вакуумного усилителя и/или его трубок появляется влага. Решение заключается в чистке и осушке трубок, в редких случаях — замена самого датчика.

Также имеет смысл проверить целостность предохранителя, идущего от управления до датчика. У каждой машины будет своя электросхема, поэтому в рамках данного материала конкретную информацию привести невозможно.

Еще вариант — работоспособность электровакуумного насоса. В частности его электродвигателя, крыльчатки, подшипников, крепления, колодки подключения, а также реле и предохранителя.

Причины неисправности вакуумного усилителя

Вакуумный усилитель тормозов и его сопутствующие элементы — достаточно простые устройства, поэтому специалисты выделяют следующие основные и возможные неисправности ВУТ:

• Разгерметизация вакуумного трубопровода. По нему происходит разрежение, необходимое для нормальной работы тормозной системы. Соответственно, если в него будет подсос воздуха извне, то ВУТ работать не будет. Разгерметизация (подсос воздуха) от старости резины может произойти в самых разных местах — в резиновых шлангах, местах соединений, хомутах.
• Неисправность обратного клапана. Его задача состоит в удалении воздуха из тормозной системы и недопущения попадания его как в саму систему, так и в главный тормозной цилиндр. Неисправным может быть как сам клапан, например, по причине естественного износа, так и по причине значительного износа резиновых его уплотнений.
• Разгерметизация рабочих камер вакуумного усилителя. Это достаточно редкая причина, которая происходит, чаще всего, из-за механического повреждения ВУТ. Например, при ремонте или ДТП.
• Разрыв диафрагмы. Это критическая поломка, поскольку она возникает внутри самого усилителя, а он обычно является неремонтопригодным, соответственно, подлежит замене. При этом усилитель будет травить воздух, и издавать шипение.
• Образование в ВУТ дополнительного зазора. Дело в том, что в результате эксплуатации машины и в частности механизма крепления вакуумного усилителя его мембрана немного сдвигается вперед, из-за чего на самом деле водителю легче давить на педаль тормоза. Однако в результате этого возникает лишний зазор в креплении, из-за которого порой может возникать стук при резком торможении. Чтобы решить эту проблему достаточно отрегулировать шток, переместив его немного вперед. Подобный ремонт возможен как в условиях гаража, так и в автосервисе.

В случае, если автомобиль комплектуется дополнительным вакуумным насосом, то обычно выделяют и четвертую неисправность — частичный или полный выход этого узла из строя. При этом сама тормозная система будет работать, однако не в оптимальном режиме. В частности, при резких торможениях значительно вырастет усилие, которое нужно будет физически оказать водителю на педаль.

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

Возникает логический вопрос, как определить неисправность вакуумного усилителя тормозов. На самом деле сделать это достаточно просто, причем без использования дополнительного оборудования, проверку можно выполнить в условиях гаража и даже на улице.

Простейшая проверка выполняется по следующему алгоритму:

• При заглушенном двигателе необходимо накачать вакуумный усилитель (тормозную систему). Делается путем нажатия на педаль тормоза примерно 4…5 раз.
• В конце последнего нажатия педаль нужно зафиксировать в нажатом положении.
• Запустить двигатель на холостых оборотах.
• Если «вакуумник» работает исправно, то в него при запуске двигателя сразу пойдет разрежение, в результате чего педаль тормоз немного опустится вниз, что будет явно ощущаться поставленной на нее ногой.
• Соответственно, если педаль не двигается и не реагирует на запуск двигателя, то имеет место разгерметизация в системе.

Другую проверку имеет смысл выполнить в случае, если тормозная система работает, вроде бы, исправно, но при нажатии на педаль тормоза наблюдается изменение в режиме работы ДВС. Так, проверка выполняется по следующему алгоритму:

Отсоединить трубопровод от впускного коллектора.

• Его штуцер необходимо герметично «заглушить». Для этого можно воспользоваться хомутом или перетянутой резиновой трубкой с хомутом.
• Запустить двигатель и дать ему немного прогреться.
• Несколько раз нажать на педаль тормоза.
• Если в момент нажатия на соответствующую педаль в режиме работы двигателя не произошло изменений (его обороты не повысились и не понизились), значит, в системе вакуумного усилителя тормозов имеет место разгерметизация.
• Соответственно, если при нажатии педали двигатель начинает «захлебываться», значит, «вакуумник» и его система работают нормально.

Если проверка выявила наличие разгерметизации, то следующим шагом будет локализация места повреждения. Сделать это не всегда просто, поскольку трещина или место утечки может быть очень маленьким и порой находиться в самых неожиданных местах. Однако в качестве проверки и профилактики необходимо проверить следующие элементы системы вакуумного усилителя:

• затяжка и общее состояние хомутов трубопровода ВУТ;
• трубка герметичности ВУТ в местах зажимов и по всей длине (по возможности), зачастую причиной разгерметизации является появление трещины именно в упомянутой трубке;
• состояние уплотнителя обратного клапана вакуумного усилителя, это также распространенная причина, особенно на старых автомобилях (например, ВАЗ-классика).

Если проверка не дала результатов, то имеет смысл попросту заменить все трубки вакуумного усилителя с хомутами.

Проверка обратного клапана

Проверить обратный клапан ВУТ можно с помощью одного из двух методов. Первый из них подразумевает демонтаж указанного элемента, а второй — на запущеном двигателе зажав педаль тормоза.

Как проверить снятый вакуумный усилитель тормозов

После того, как клапан снят, необходимо просто ртом или при помощи воздушного компрессора подуть в штуцер, который был подсоединен к усилителю. Если клапан исправен, то воздух должен проходить беспрепятственно. Следующий шаг в данном случае — втянуть воздух из того штуцера. Лучше всего ртом. Соответственно, обратно воздух клапан пропускать не должен. В противном случае обратный клапан частично или полностью вышел из строя и подлежит замене. Вместо рта можно воспользоваться плотной резиновой грушей, например, от ареометра.

Однако демонтировать обратный клапан — не лучшее решение, поскольку в процессе его снятия можно повредить герметичность системы вакуумного усилителя тормозов. Лучше проверять обратный клапан вакуумного усилителя тормозов на авто самым простым способом. В соответствии со вторым методом проверки рекомендуется действовать следующим образом:

• запустить двигатель и дать поработать около одной-двух минут;
• до упора нажать на педаль тормоза и заглушить двигатель;
• если обратный клапан исправен, то он закроется, поскольку со стороны коллектора нет разрежения, а в камере сохранится вакуум, соответственно, педаль не будет давить вверх (не надо будет оказывать дополнительного усилия для ее удержания);
• в противном случае (если педаль резко потянется вверх) имеет место повреждение обратного клапана ВУТ.

Как и в случае с трубопроводом, проще и быстрее заменить обратный клапан на новый, поскольку обычно этот агрегат является неразборным и неремонтопригодным, а цена его относительно невелика.

Как устранить неисправность

Выполнять ремонт системы вакуумного усилителя тормозов имеет смысл лишь в случае частичного выхода из строя трубопровода усилителя, его обратного клапана либо же уплотнителя клапана. Если замена перечисленных элементов не дала результатов, то необходимо менять весь ВУТ целиком, поскольку его конструкция является неразборной и ремонту не подлежит.

Замена трубопровода с крепежными хомутами имеет смысл по нескольким причинам:

• невысокая цена материалов;
• сложность локализации места разгерметизации;
• сложность с заделкой возникших в магистрали трещин или других повреждений.

Сама по себе замена трубопровода несложная, и с ней легко справится даже начинающий автолюбитель. Главное купить в автомагазине новый комплект трубок, хомутов и соответствующих прокладок. Далее, с помощью слесарных инструментов просто поменять одни трубки на другие.

Ремонт вспомогательных насосов

Как указывалось выше, при частичном выходе из строя механического вакуумного насоса некоторые автолюбители попросту удаляют их шток, тем самым отключая их и устраняя стук, возникающий при работе насоса. При этом усилитель тормозов будет работать, однако не так эффективно, что будет выражаться в том, что педаль будет более «тугая». Некоторые автолюбители выходят из положения разворотом штока на 180 градусов. Иногда это помогает, поскольку имеется лишь на одной их части.

Что касается электрических вакуумных насосов, то обычно эти узлы являются неремонтопригодными, соответственно, их попросту заменяют на новые.

https://ivspecodezda.ru/diafragma-dlya-vakuumnogo-usilitelya-tormozov/