Устройство и работа вакуумного усилителя тормозов

Усилитель усиливает. Это – аксиома. Методов увеличения прилагаемого усилия придумано множество. Автолюбителям будет интересен принцип работы вакуумного усилителя тормозов. В автомобильной промышленности приоритет отдается вакуумным и гидроусилителям. Связано это с компенсацией обратной связи. При нажатии на педаль тормоза не чувствуются все рывки и удары колес. Гидравлическая компенсация гасит обратную связь и делает использование тормозных систем более комфортным и плавным.

В современных автомобилях движение жидкости по тормозным шлангам регулируется нажатием педали и передается усилителю, который управляет непосредственно поршнем гидроцилиндра, распределяющего равномерно нагрузку по тормозной системе машины.

Почему вакуум?

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов основан на воздействии внешнего атмосферного давления на разряженную область. Данное устройство можно представить как камеру, разделенную между собой эластичной мембраной. Одна половина камеры соединяется непосредственно с атмосферой, а другая - с патрубком выпускного коллектора двигателя, в котором при работе создается давление значительно меньшее, чем в окружающей атмосфере. Это - не вакуум, а достаточно низкое давление, но устройство принято называть усилителем вакуумного типа.

Если давление понижено с одной стороны мембраны, а с другой ее стороны - нормальное атмосферное давление, мембрана начнет изгибаться в сторону разрежения. Использует это физическое явление и схема вакуумного усилителя тормозов. Гибкая мембрана, изгибаясь с достаточным усилием, передает часть своей энергии подвижным частям тормозной системы.

Откуда вакуум?

Вакуум в автомобиле есть, хотя это тоже не совсем он, а лишь разряженная атмосфера, которая возникает в процессе работы двигателя и сгорания топлива.

Как известно для горения нужен кислород, а кислород содержится в атмосфере. Горит топливо сильно, коллектор двигателя засасывает воздух как пылесос, создается разряженная атмосфера - вот её и использует данный тип усилителя в своей работе.

Как это работает?

Разделение атмосферной и разреженной полости непостоянно: при состоянии покоя, когда педаль тормоза находится в полностью отжатом состоянии, полости соединяются между собой через вакуумный клапан, который открыт. Но в то же время клапан атмосферной полости закрыт и в обеих камерах устанавливается давление равное коллекторному давлению работающего двигателя автомобиля.

Через мембрану конструкции проходит шток. Соединение мембраны со штоком герметично. Со стороны камеры с атмосферным давлением шток соединен непосредственно с тормозной педалью через систему крепежей. С другой стороны шток, выходящий из второй камеры, оказывает усилие на поршень гидроцилиндра. Устройство вакуумного усилителя тормозов предусматривает непосредственное соединение педали тормоза и поршня гидроцилиндра тормозной системы, что позволяет ей не терять работоспособность при поломке.

А не теряет тормозная система своих функций из-за прямой связи исполнительного механизма гидроцилиндра с педалью тормоза, мембрана только помогает движению этой связки, используя давление атмосферного столба. Оказывается, воздух не только помогает в сгорании топлива в цилиндрах и крутится в колесах, он еще и берет часть работы водителя, помогая педали нажимать. Как работает вакуумный усилитель тормозов примерно ясно. Его работа основана на тех же законах что и обычного барометра - чем больше внешнее давление, тем больше отклоняется стрелка, прикрепленная к герметичной емкости с откачанным воздухом.

Конструктивно принцип действия вакуумного усилителя тормозов ничем не отличается при функционировании от любого вакуумного устройства с рабочей мембраной (диафрагмой). В эту категорию входят разнообразные насосы и приборы мягкой циркуляции. Отличительная особенность их в том, что клапана механизма имеют управление и перекрываются подвижными деталями. Педаль, находясь в крайнем верхнем положении (отжата), полностью поддерживается центральной пружиной, она и возвращает педаль в это положение, приводит в готовность усилитель, возвращая диафрагму в начальное положение при заглушенном двигателе.

Дави на тормоз

Атмосферный клапан закрыт, а клапан, соединяющий две полости вакуумную и воздушную, открыт. При заведенном двигателе создается разрежение в камерах.

При начале торможения происходит открытие атмосферного клапана и одновременное закрытие соединяющего обе камеры обратного клапана. В камере в этот момент очень разряженная среда, и внешняя атмосфера начинает давить на мембрану с огромной силой, которая увлекает за собой рабочий шток.

Отпускай!

При возвращении педали тормоза обратно происходит следующий процесс: атмосферный клапан закрывается, клапан между двумя половинками - открывается, двигатель работает и разряжение создается вновь, приводя всю систему к первоначальному состоянию – готовности к торможению.

В этих примерах описана работа вакуумного усилителя тормозов ваз, с небольшими изменениями такая система используется во многих моделях современных автомобилей. Такое решение обусловлено, прежде всего, простотой реализации и возможностью использовать природные силы и внешние условия. Малое количество подвижных деталей делает систему весьма надежной и неприхотливой. Основные поломки случаются из-за износа уплотнительных манжет с коллектором двигателя и устраняются даже неподготовленным мастером. В остальных случаях для безопасности при повреждениях предпочтительней заменить полностью неисправный механизм.

Так работает вакуумный усилитель тормозов фото которого обычно представлено в различных ракурсах, что позволяет увидеть как выглядит устройство и определить его примерные габаритные размеры. В статье описаны принципы работы, а схематические рисунки такого усилителя в разрезе подробно расскажут о его внутреннем устройстве и помогут понять принцип действия.

Тел.: +7 (84235) 4-84-42
ул. Промышленная, д.2
г. Димитровград, Ульяновская обл., 433504