Вакуумный усилитель тормозов — устройство и принцип работы

Точное управление замедлением автомобиля возможно лишь при условии приемлемой величины усилия, прикладываемого водителем к педали. Но мощные тормоза современных машин требуют создания значительных давлений в тормозной системе. Поэтому появление усилителя тормозов стало необходимостью, а оптимальным решением – использование разрежения во впускном коллекторе двигателя. Так появился вакуумный усилитель тормозов (ВУТ), применяемый сейчас почти на всех серийных автомобилях.

Назначение усилителя

Требовать от водителя избыточную силу выглядит нелогично при наличии рядом такой мощной энергетики, как двигатель внутреннего сгорания. Причём даже необязательно использовать механический, электрический или гидравлический типы привода. Во впускном коллекторе присутствует разрежение за счёт насосного действия поршней, которое можно применить, преобразовав в механическую силу.

Основная функция усилителя – помощь водителю при торможении. Частые и сильные нажатия на педаль утомляют, точность управления замедлением снижается. При наличии устройства, которое станет параллельно с человеком влиять на величину давления в тормозной системе, повысятся и комфорт, и безопасность. Тормозные системы без усилителя сейчас уже невозможно встретить на массовой технике.

Схема организации усиления

Блок усилителя располагается между педальным узлом и главным тормозным цилиндром (ГТЦ) гидравлического привода. Обычно он выделяется своими значительными размерами из-за необходимости применения мембраны большой площади. В состав ВУТ входят:

• герметичный корпус, позволяющий изменять и поддерживать разное давление в его внутренних полостях;
• эластичная диафрагма (мембрана), разделяющая атмосферную и вакуумную полости корпуса;
• шток педали;
• шток главного тормозного цилиндра;
• пружина, поджимающая диафрагму;
• управляющий клапан;
• штуцер отбора вакуума от впускного коллектора, к которому подсоединён гибкий шланг;
• фильтр атмосферного воздуха.

Когда педаль не нажата, обе полости в корпусе находятся под атмосферным давлением, диафрагма поджата возвратной пружиной в сторону штока педали. При перемещении штока, то есть нажатии на педаль, клапан перераспределяет давление таким образом, что полость за мембраной сообщается с впускным коллектором, а с противоположной стороны сохраняется атмосферный уровень.

Если на автомобиле установлен дизельный двигатель, у которого отсутствует дроссельная заслонка, и разрежение в коллекторе минимально, то вакуум генерируется специальным насосом, приводимым от двигателя или собственного электромотора. Несмотря на усложнение конструкции, в целом такой подход себя оправдывает.

Разность давлений между внешней и внутренней сторонами диафрагмы, благодаря её значительной площади, создаёт ощутимую дополнительную силу, приложенную к штоку ГТЦ. Она складывается с усилием ноги водителя, создавая эффект усиления. Клапан регулирует величину силы, не позволяя создавать скачки давления и обеспечивая плавность работы тормозов. Обмен воздуха между камерами и атмосферой производится через фильтр, предотвращающий засорение внутренних полостей. В штуцере подвода разрежения установлен обратный клапан, не позволяющий отслеживать изменения давления во впускном коллекторе.

Внедрение электроники в усилитель

Общей тенденцией стало появление в автомобиле многочисленных электронных помощников, снимающих часть требований с водителя. Коснулось это и вакуумных усилителей.

При необходимости экстренно затормозить не все водители действуют на педаль с нужной интенсивностью. Была разработана система помощи при экстренном торможении, датчик которой встраивается в структуру ВУТ. Он измеряет скорость перемещения штока, и как только её величина превышает пороговое значение, включается дополнительный соленоид, полностью мобилизующий возможности мембраны, максимально раскрывая регулирующий клапан.

Иногда используется и полностью автоматическое управление ВУТ. По команде систем стабилизации клапан разрежения открывается, даже если педаль вообще не нажата, и усилитель включается в работу прочих тормозных механизмов под управлением электронных помощников.

Возможные неисправности и регулировка

Проявляются неполадки в увеличении усилия на тормозной педали. Если такое произошло, то следует проверить ВУТ простым способом – несколько раз нажать на педаль при остановленном двигателе, после чего, удерживая тормоз нажатым, запустить мотор. Педаль должна податься на некоторое расстояние за счёт появившегося разрежения.

Поломки обычно возникают из-за прохудившейся диафрагмы или отказа управляющего клапана. Конструкция неразборная, ВУТ заменяется в сборе.

Регулировка заключается в установке определённой величины свободного хода штока. Так, чтобы клапан своевременно включался, и в то же время не возникало самопроизвольного подтормаживания. Но практически необходимость в этом не возникает, все усилители поступают от производителя уже правильно отрегулированными.