Принцип работы вакуумного насоса автомобиля

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.

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.

  1. Функции вакуумного усилителя
  2. Устройство вакуумного усилителя тормозов
  3. Принцип работы вакуумного усилителя тормозов
  4. Датчики вакуумного усилителя
  5. Заключение

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.

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.

Читайте также  Камаз 6460 технические характеристики

Вакуумный насос

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.

Что такое вакуумный насос. Какие признаки неисправности и устранение. Что такое вакуумный насос и для чего он нужен.

29 января 2021 г.

1452

Время на чтение: 4 мин.

Что такое вакуумный насос для автомобиля

Автомобильный вакуумный насос – такие устройства присутствуют в конструкции практически всех современных машин. Чаще всего их используют в качестве усилителя тормозной системы. Но эти устройства могут использоваться и для других целей, например, для управления турбонагнетателями либо для улучшения работы климат-контроля.

Принцип работы вакуумных насосов различных типов, их особенности

Принцип работы вакуумного насоса заключается в создании разрежения в определенной области. Устройства, которые применяют в автомобилестроении обычно рассчитаны на разрежение до 0,7-0,9 бар. Удаленный из вакуумной системы воздух затем поступает в картер коленвала либо подается к головке блока цилиндров.

Место размещения таких устройств чаще всего располагается рядом с головкой блока цилиндров либо непосредственно на ней. За счет этого достигается непрерывное снабжение устройства маслом, а в действие его приводит распредвал.

В зависимости от строения вакуумные насосы делят на виды:

1. Поршневые. Создают разрежение путем движения расположенного внутри корпуса устройства поршня и работы клапанов. Подвидом такой конструкции можно считать штанговые насосы, в них функцию поршня выполняет специальная штанга.

2. Мембранные. Вакуум создается при смещении внутреннего маятника и мембраны. За счет отсутствия трущихся частей практически не подвержен поломкам из-за загрязнений.

3. Пластинчатые. Высокая степень разрежения достигается за счет движения ротора с закрепленными на нем пластинами.

Поршневые и мембранные устройства сейчас применяют редко. В современных авто используют пластинчатые разновидности насосов либо комбинируют их с другими разновидностями (топливно/вакуумные, вакуумно/масляные).

Работает вакуумный усилитель тормоза следующим образом:

1. В обычном состоянии диафрагма, связанная с тормозным цилиндром прижата к стенке атмосферной части полости возвратной пружиной. При этом давление в камерах практически одинаковое (значительно ниже атмосферного), что обеспечивает работа следящего клапана.

2. При торможении усилие подается на диафрагму и смещает ее. В результате через перепускной клапан в атмосферную камеру попадает воздух. За счет разницы давлений он смещает перегородку между полостями, которая при смещении передает усилие на гидроцилиндр.

3. Когда водитель убирает ногу с тормозной педали возвратная пружина подает диафрагму назад. Это ведет к прижатию перегородки к стенке атмосферной полости, перекрытию перепускного клапана и вакуумированию всего внутреннего объема.

Разрежение при этом создается за счет работы поршня в цилиндре. В момент впуска топлива он опускается вниз, что создает область пониженного давления. Посредством шланга в нее откачивается воздух и вакуумной полости. В бензиновых моторах дополнительные насосы устанавливают редко, так как работы поршней достаточно для откачки воздуха, дополнительные насосы чаще используют в дизельных машинах.

Основные неисправности

Вакуумный насос входящий в состав тормозной системы автомобиля нередко выходит из строя. Это связано с тем, что устройство подвергается достаточно высоким нагрузкам, чувствительно к загрязнениям. Главные признаки неисправности:

1. Заметное снижение эффективности работы тормозов.

2. Двигатель начинает «троить».

3. Педаль тормоза начинает туго продавливаться.

Эти проблемы вызваны потерей герметичности в системе. Обычно возникают в результате повреждения шланга откачки воздуха, которые соединяет впускной коллектор и усилитель. Но бывают и другие неисправности:

1. Нарушение герметичности атмосферной либо вакуумной камерах.

2. Повреждения внутренних механизмов насоса.

3. Поломки клапанов.

4. Выход из строя возвратной пружины.

Важно понимать, что даже если насос полностью прекратит функционировать тормозная система останется работоспособной. Но ее работа заметно ухудшиться, что может стать причиной серьезной аварии в результате потери управления транспортным средством.

При первых признаках неисправности необходимо провести диагностику работы вакуумной системы. Даже не обладая серьезными навыками можно выполнить поверхностный осмотр, что позволит обнаружить повреждения шланга либо нарушения целостности корпуса. Но для поиска более серьезных неисправностей лучше обратиться в специализированный центр.

Заключение

Чаще всего неисправности усилителя тормозов легко исправить заменой износившейся части. Но если был поврежден корпус – придется заменить весь узел. Также полная замена рекомендуется после ремонта поврежденного двигателя так как работа насоса тесно связана с ним. Это позволит в дальнейшем избежать нанесения косвенного ущерба тормозной и двигательной системе.

Как работает Вакуумный Усилитель Тормозов (устройство, неисправности ВУТ и способы проверки)

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.

Читайте также  ЗИЛ 433360 грузоподъемность

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 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.

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.

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.

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.

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.

Вакуумный усилитель тормозов

Безопасность во время движения практически полностью зависит от работоспособности тормозной системы. И чтобы сделать эту систему простой и надежной, в ее устройстве применили гидропривод, благодаря которому усилие, прилагаемое водителем на тормозную педаль, посредством жидкости передается на рабочие механизмы, установленные на ступицах колес.

Но в таком приводе есть одна особенность – для эффективного торможения колодки должны прижиматься к дискам или барабанам со значительным усилием. Силы, прилагаемой водителем – в целом достаточно, чтобы воздействовать на тормозные механизмы. Но частое нажатие на педаль, да еще и с хорошим усилием, приведет к очень быстрой усталости. Решить эту проблему гидропривода системы тормозов помогает усилитель.

Этот элемент позволяет существенно увеличить давление рабочей жидкости в приводе системы во время воздействия на педаль, поэтому водителю при торможении не приходится прилагать значительные усилия.

Конструкция

На автотранспорте применяются четыре типа таких устройств:

  1. Вакуумный
  2. Гидравлический
  3. Электрогидравлический
  4. Электромеханический

Первый вариант – самый ходовой и очень широко используется. Электрогидравлический и гидравлический же узлы используются лишь на ряде авто. Самый совершенный и перспективный электромеханический узел, он уже внедрен на некоторых авто.

Читайте также  Молотковая дробилка принцип работы

Вакуумный усилитель получил распространение благодаря конструктивной простоте. Он является промежуточным звеном между педалью и главным тормозным цилиндром (последний закрепляется на корпусе вакуумника). Такое место расположения указывает на то, что этот узел повышает усилие, прилагаемое водителем, а не воздействует на жидкость. Обнаружить вакуумник несложно – обычно он крепиться к задней стенке моторного отсека и к нему прикручен цилиндр с выходящими металлическими трубками.

В большинстве авто его можно увидеть именно там

Устройство усилителя тормозов этого типа включает в себя:

  • Корпус (состоит из двух половин, соединенных в единую конструкцию вальцовкой);
  • Диафрагма;
  • Толкатель, подходящий к педальному блоку и соединенный с педалью;
  • Шток, входящий в цилиндр и воздействующий на его поршень;
  • Возвратные пружины.

Устройство вакуумного усилителя

Диафрагма размещается внутри корпуса, деля его на полости, называемые камерами. Полость со стороны цилиндра, является вакуумной, и она через клапан соединяется с источником, создающим разрежение.

Используемый клапан называется обратным и в его задачу входит разъединение полости и источника разрежения и выполняет он две задачи. Первая из них – поддержание вакуума в одном значении при изменяющихся режимам работы мотора. Также этот элемент предотвращает оказание негативного влияния на функционирование силовой установки при повреждении корпуса или мембраны вакуумника.

Камера, расположенная со стороны педального узла, носит название атмосферной. В этой половине вакуумника сделан корпус, в котором размещен следящий клапан. В корпусе проделаны каналы, один из них соединяет полости между собой, а второй – камеру с атмосферой. Эти каналы и использует следящий клапан при работе усилителя. Сам же клапан приводится в движение толкателем.

Шток и толкатель хоть и не имеют жесткой связи и между ними располагается диафрагма с закрепленным в ней поршнем, но могут воздействовать друг на друга, что обеспечивает работоспособность системы при отказе вакуумника. Также шток и толкатель оснащены пружинами, устанавливающими эти элементы в начальное положение после прекращения торможения. Пружина штока установлена в вакуумной камере, а упругий элемент толкателя располагается в корпусе клапана.

В качестве источника вакуума выступает впускной коллектор силового агрегата. При функционировании силовой установки, в цилиндры засасывается большое количество воздуха. Соединение трубопроводом вакуумной полости с коллектором позволяет откачивать воздух из вакуумника самим двигателем и поддерживать в нем разрежение.

Принцип работы

Принцип функционирования усилителя не такой уж и сложный. При отпущенной педали следящий клапан держит открытым канал, объединяющий полости между собой, поэтому в обеих камерах воздух разрежен двигателем

При торможении водитель воздействует на педаль, при этом начинает смещаться толкатель и через поршень начинает давить на шток гидроцилиндра. Движение толкателя также приводит к смещению следящего клапана.

На начальном этапе движения клапан перекрывает первый канал и разъединяет полости – они становиться разделены и герметичны друг от друга.

При дальнейшем перемещении клапан открывает канал, объединяющий атмосферную полость с атмосферой. Поскольку полости – разъединены, то в вакуумной камере сохраняется разрежение, созданное двигателем. При соединении каналом атмосферной полости с атмосферой, воздух заходит в нее — возникает разница давления между камерами, что приводит к прогибанию мембраны (она смещается в сторону главного тормозного цилиндра). В результате мембрана поршнем, зафиксированным в ней, начинает давить на шток толкая рабочие поршни главного цилиндра.

Наглядный пример работы усилителя

При отпускании педали пружины возвращают шток, толкатель и следящий клапан в исходное положение и разница давления устраняется соединением полостей каналом.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что функционирование усилителя построено на разнице давления, вакуумник показал себя очень эффективным узлом, способным увеличить усилие, приложенное водителем на 60-70%.

Широкое распространение вакуумные усилители получили благодаря:

  • высокой эффективности работы;
  • надежности;
  • простого устройства;
  • автономности работы (для функционирования требуется лишь создание давления).

Единственным же недостатком вакуумника можно считать только прекращение функционирования при остановке силового агрегата. Примечательно, что полный отказ усилителя происходит не сразу после прекращения работы мотора. Благодаря обратному клапану при остановке мотора в полостях сохраняется разрежение, поэтому узел еще способен выполнить свою функцию, но остаточного вакуума достаточно всего на 2-3 нажатия педали. Далее для срабатывания тормоза придется прилагать значительное усилие.

Влияние систем безопасности на конструкцию усилителя

Системы безопасности, которые сейчас активно внедряются в конструкцию авто, по большей части касаются тормозной системы, чтобы повысить ее эффективность.

Модернизация тормозов коснулась и усилителя. Многие автомобили сейчас оснащаются системой экстренного торможения, которая «дожимает» тормозную педаль, обеспечивая создание максимального давления на рабочих механизмах. И реализовать эту систему удалось доработкой конструкции вакуумника.

В устройство вакуумного усилителя тормозов добавили два новых элемента – датчик скорости перемещения штока цилиндра (датчик хода мембраны) и исполнительный механизм – электромагнитный привод. Работа системы контролируется электронным блоком.

Устройство активного вакуумника

Суть работы очень проста – при экстренном торможении водитель «бьет» по педали тормоза. Вакуумник срабатывает, и установленный датчик определяет быстрое перемещение штока. На основе сигнала от датчика ЭБУ подает импульс на исполнительный механизм – электромагнитный привод «дотягивает» мембрану, смещая шток, чтобы создать максимальное давление в приводе тормозов.

Следующим этапом в развитии узла стало создание так называемого активного усилителя. Такой вакуумник задействуется уже в системе стабилизации авто (ESP).

Активный усилитель отличается от обычного тем, что он может срабатывать без какого-либо участия водителя. ESP для своей работы использует ряд агрегатов и систем авто, включая и тормозную. В определенные моменты ESP для удержания авто на заданной траектории использует тормозные механизмы, и чтобы создать необходимое давление на них, в работу включается усилитель, причем самостоятельно.

Активный вакуумник для работы в автоматическом режиме использует те же составные элементы, что и система экстренного торможения – датчик и исполнительный механизм. Функционирование усилителя в таком режиме полностью контролируется электроникой.

Гидравлический и электрогидравлический усилители

Электрогидравлический усилитель работает совсем по другому принципу. Состоит он из насоса с приводом от электродвигателя, гидроаккумулятора, распределительного блока и главного тормозного цилиндра. В народе такой усилитель получил название гидроблока. У гидравлического же давление создается механическим насосом, который работает и на гидроусилитель руля.

Электрический вариант усилителя

Принцип работы усилителя тормозов этой конструкции такой – при включении зажигания, начинает работать насос, закачивая тормозную жидкость под давлением в аккумулятор. Во время торможения поршни главного цилиндра открывают каналы и жидкость под давлением из аккумулятора поступает сначала в полость перед поршнями, создавая дополнительное давление в приводе. В результате для срабатывания тормозных механизмов водителю нужно приложить значительно меньше усилия.

Электрогидравлический усилитель считается более эффективным, но из-за сложной конструкции широкого применения он не получил.

Будущее уже здесь

Самым последним созданным устройством является электромеханический усилитель iBooster от компании Bosch, он отвечает современным требованиям и может применяться в любых автомобилях. Особенно хорошо подходит для электромобилей и авто с системами автономного управления.

Электронный iBooster компании Bosch

Управляется собственным электронным блоком связанным с другими электронными системами, но при этом имеет прямую связь педали с тормозным цилиндром. Скорость работы iBooster очень высока, например он замедляет автомобиль в три раза быстрее чем система ESP.

Каждый из этих усилителей имеет свои достоинства и у производителей есть выбор, но прогресс требователен и скорее всего простые механизмы будут вытеснять более современные и производительные системы такие как iBooster.