Вакуумный усилитель тормозов — важный элемент тормозной системы автомобиля, позволяющий повысить ее эффективность и снизить нагрузку на водителя. Сейчас вакуумным усилитель оснащается любой современный автомобиль, хотя на дорогах все еще встречаются транспортные средства, обходящиеся без этого узла.
На подавляющем количестве современных автомобилей используется гидравлическая тормозная система. Она подразумевает, что усилие, необходимое для сжатия тормозных колодок, создается самим водителем при нажатии педали тормоза. Через главный тормозной цилиндр усилие передается на тормозные цилиндры, размещенные на колесах, с помощью несжимаемой жидкости. От цилиндров усилие передается на тормозные колодки, которые и осуществляют торможение.
Недостатком гидравлической тормозной системы является необходимость приложения водителем достаточно большого усилия для сжатия тормозных колодок. К тому же требуемое усилие зависит от веса автомобиля и увеличивается при повышении скорости, с которой совершается торможение. При длительной поездке или движении в городском режиме педаль тормоза может нажиматься десятки или даже сотни раз, что ведет к быстрому утомлению водителя. А это уже может сказываться и на безопасности движения.
Назначение вакуумного усилителя тормозов кроется в самом названии детали. Он призван увеличивать усилие, прилагаемое водителем, при передаче воздействия к тормозным цилиндром и далее к тормозным колодкам. Вакуумный усилитель увеличивает силу нажатия в несколько раз, что позволяет сделать торможение более эффективным и снижает физическую нагрузку на водителя.
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.
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.
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.
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:
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.
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.
Простота устройства вакуумного усилителя тормозов сказывается и на решении проблем с его неисправностью. Поломки внутри корпуса усилителя обычно приводят к полной замене узла. Если утечки совершаются из-за негерметичности шланга откачки воздуха, то можно заменить его на новый.
Встречаются и небольшие нарушения в работе усилителя, которые можно исправить регулировкой. Например, нарушение положения диафрагмы внутри корпуса можно исправить, отрегулировав положение штока. Оно определяет величину необходимого усилия, прикладываемого водителем на педаль тормоза. Правильное положение штока должно приводить к образованию зазора над плоскостью усилителя в размере 7,1 мм. Если зазор будет меньше, то тормозное усилие будет передаваться на главный тормозной цилиндр даже без нажатия педали тормоза. Если зазор будет больше, то педаль тормоза будет иметь слишком большой ход. Регулировка положения штока осуществляется при помощи регулировочного болта, расположенного со стороны вакуумной камеры усилителя.
В целом неисправности вакуумного усилителя тормозов встречаются достаточно редко. Простота конструкции обеспечивает достаточную надежность этого элемента тормозной системы автомобиля. Однако при наличии симптомов неисправности усилителя, которые подтверждаются диагностикой, лучше заменить его на новый. Это не только снижает нагрузку на водителя, но и повышает безопасность вождения.
