Вакуумный усилитель тормозов.

Вакуумный усилитель тормозов появился на серийных автомобилях ещё в 50 — 60 годах прошлого века и позволил значительно облегчить усилие на тормозную педаль и эффективность тормозов. В этой статье будет подробно описано устройство и принцип работы вакуумного усилителя, знание которых существенно поможет даже начинающим водителям самостоятельно выявить и устранить самые распространённые неисправности усилителя, которые так же будут описаны в этой статье (и как их устранить).

Вакуумный усилитель служит для уменьшения усилия, которое прикладывает водитель к тормозной педали, тем самым облегчая управление машиной и повышая эффективность тормозов. Усилитель расположен в подкапотном пространстве (моторном отсеке) автомобиля и крепится задним фланцем к кронштейну педалей и перегородке, разделяющей моторный отсек от салона.

Далее будет подробно описано устройство вакуумного усилителя тормозов ваз, который достаточно распространён и не сильно отличается по конструкции от усилителей других машин, в том числе и иномарок. Принцип работы у многих усилителей разных машин одинаков, за исключением некоторых мелочей.

Работа усилителя тормозов разумеется возможна при работающем двигателе машины, то есть когда в впускном коллекторе двигателя создаётся разряжение воздуха, но о работе усилителя немного позже, а сначала рассмотрим его устройство, знание которого позволит новичкам лучше понять принцип работы и возможные неполадки.

Устройство вакуумного усилителя тормозов ваз.

Рисунок 1 — вакуумный усилитель в момент торможения. 1 — главный тормозной цилиндр, 2 — шток, 3 — вакуумный клапан, 4 — возвратная пружина, 5 — корпус клапана, 6 — диафрагма, 7 — корпус усилителя, 8 — крышка усилителя, 9 — буфер штока, 10 — упорная пластина поршня, 11 — поршень, 12 — клапан усилителя, 13 — пружина клапана, 14 — возвратная пружина клапана, 15 — воздушный фильтр, 16 — толкатель, 17 — оттяжная пружина, 18 — наконечник включателя стопсигнала, 19 — вилка толкателя, 20 — тормозная педаль, 21 — пыльник, 22 — манжета, 23 — уплотнитель, 24 — регулировочный болт.

Вакуумный усилитель тормозов состоит из корпуса 7 (см. рисунок 1) крышки 8  и корпуса клапана 5 с диафрагмой 6. Благодаря корпусу 5 и резиновой диафрагмы 6 усилитель разделяется на две полости, одна из которых вакуумная А, а вторая полость атмосферная Д. К тому же корпус клапана 5 не только делит усилитель на две полости, но ещё и выполняет роль большого поршня, который двигается в общем корпусе 7.

На большинстве автомобилей корпус клапана 5 выполнен из пластмассы и имеет сквозное отверстие, из которого идут каналы В и С. Канал обозначенный на рисунке буквой В соединяет центральное отверстие с вакуумной полостью, а канал С соединяет центральное отверстие с атмосферной полостью.

В центр корпуса клапана 5 заходит толкатель 16, который через вилку 19 шарнирно соединён с тормозной педалью 20. Передний конец толкателя имеет шаровый наконечник, который зафиксирован в поршне 11.

Продольное перемещение поршня 11 относительно корпуса клапана ограничено упорной пластиной 10, которая неподвижно зафиксирована в корпусе клапана и которая заходит в кольцевую проточку в поршне. И ширина поршня немного больше пластины.

Кольцевой зазор между корпусом клапана 5 и горловиной крышки 8 уплотняется манжетой 22, которая должна быть в хорошем состоянии. А поверхность корпуса клапана должна быть смазана консистентной смазкой (Литолом 24 или ЦИАТИМом-221).

От попадания пыли и грязи горловина крышки 8 защищена резиновым гофрированным пыльником 21 (разумеется этот пыльник не должен иметь трещин, а тем более разрывов). Так же вокруг толкателя установлен фильтр 15 очистки воздуха, поступающего в полость усилителя и ещё установлены опорные чашки пружин, сами пружины 13 и 14 и резиновый клапан 12.

В передней части корпуса 7 вакуумного усилителя, на выходе штока 2, вставлен уплотнитель 23. А на конце штока 2 стоит регулировочный болт 24, который при торможении машины упирается в посадочное место в поршне главного тормозного цилиндра 1. Своей задней частью шток 2 упирается в резиновый буфер 9, который установлен между штоком и поршнем 11.

При отсутствии вакуума или механического воздействия, возвратная пружина 4 перемещает корпус клапана 5 в крайнее правое положение. А вакуумная полость А соединяется шлангом с внутренней полостью впускного коллектора двигателя через штуцер, в котором располагается обратный клапан 3. Этот обратный клапан открывается при перепаде давления между полостью А усилителя и впускным коллектором двигателя.

Как было сказано выше, работоспособность усилителя возможна только при заведённом двигателе машины, когда во впускном коллекторе имеется разряжение воздуха, которое передаётся в полости А.

Работа вакуумного усилителя тормозов.

Рисунок 2. Вакуумный усилитель когда тормозная педаль не нажата.

Принцип работы вакуумного усилителя основан на разности давлений в вакуумной и атмосферной камерах. И создаваемое в вакуумной камере давление, перемещает шток и давит на поршень главного тормозного цилиндра, тем самым облегчая водителю давить на тормозную педаль. Выше был кратко описан принцип работы, а если намного подробнее, то читаем далее.

Работа усилителя заключается в следующем: при опущенной педали тормоза (см. рисунок 2) вакуумная полость А, через каналы С и В  сообщается с атмосферой полостью Д, с помощью кольцевой щели между передним торцом клапана 12 и расположенным перед ним кольцевым выступом корпуса клапана 5.

Атмосферная полость Д при этом изолирована от атмосферы торцом резинового клапана 12, который от усилия пружины 13 прижимается к заднему торцу поршня 11. И при этом по обе стороны диафрагмы имеется вакуум, и диафрагма и корпус клапана под действием пружины 4 прижимаются к крышке 8 корпуса усилителя.

При торможении автомобиля толкатель 16 совместно с поршнем 11 и прижатой к нему подвижной частью резинового клапана 12, передвигается вперёд до того момента, пока не исчезнет кольцевая щель и торец клапана 12 не упрётся в кольцевой выступ корпуса клапана 5. При этом вакуумная полость А будет изолирована от атмосферной полости Д.

При торможении дальнейшее перемещение тормозной педали 20 и её толкателя 16 отодвинет поршень 11 от клапана 12 (как показано на рисунке 1) и это приведёт к образованию кольцевой щели между ними и в атмосферную полость Д пойдёт воздух из полости Е, которая соединена с атмосферой через вористый воздушный фильтр 15.

Из-за разности давлений корпус клапана  5 и диафрагма 6 начнут перемещаться вперёд, от этого головка регулировочного болта 24 штока 2 начнёт давить на поршень главного тормозного цилиндра. При этом поршень создаст избыточное давление в гидравлической тормозной системе автомобиля.

Рисунок 3. Работа вакуумного усилителя, когда нажатие на тормозную педаль приостановлено.

Когда тормозная педаль прекратит перемещаться вперёд (см. рисунок 3), от действия разряжения в полости А, корпус клапана 5 совместно с прижатым к нему торцом резиновым клапаном 12 будет перемещаться вперёд до тех пор, пока клапан 12 не упрётся в задний торец поршня 11. От этого сообщение полости Д и полости Е прекратится, как и прекратится передвижение корпуса клапана 5.

При этом установится равновесие и тормозная жидкость в гидравлической тормозной системе будет находиться под постоянным давлением.

В случае экстренного торможения машины, поршень 11 упрётся через резиновый буфер 9 в шток 2 и начнёт механически воздействовать на поршень главного тормозного цилиндра. К тому же поршень 11, отходя от клапана 12, будет обеспечивать его упор в кольцевой выступ корпуса клапана 5. Это приведёт к разобщению полости Д и полости А и сообщению полости Д с атмосферой, а это увеличит давление, создаваемое в гидроприводе тормозной системы.

Рисунок 4. Работа вакуумного усилителя, когда водитель отпустил педаль тормоза (происходит растормаживание)

Когда торможение машины уже не требуется и водитель отпускает педаль тормоза, подвижные детали привода вернутся назад в начальное положение (как на рисунке 4) от действия возвратной пружины 17 тормозной педали и от действия возвратной пружины 4 вакуумного усилителя тормозов, ну и от действия возвратных пружин главного тормозного цилиндра.

При этом поршень 11 отожмёт клапан 12 от кольцевого выступа корпуса клапана 5 и при этом образуется кольцевая щель, через которую воздух начнёт по каналам В и С поступать из полости Д в полость А и при этом отсасываться разряжением во впускном коллекторе двигателя. При этом сообщение полости Д с полостью Е прекратится, так как торец клапана 12 от усилия пружины 13 прижат к поршню 11.

Когда двигатель автомобиля не работает (или при неисправном вакуумном усилителе тормозов) торможение машины возможно, но ход тормозной педали несколько увеличится и снизится эффективность тормозов. В таком случае привод поршней главного тормозного цилиндра будет осуществляться только механически, от тормозной педали через толкатель 16, поршень 11, резиновый буфер 9 и шток 2.

Основные неисправности и ремонт вакуумного усилителя.

Как и любой механизм, вакуумный усилитель, точнее его детали, со временем изнашиваются и требуют замены, обслуживания, или ремонта. Подсказкой для водителя, что с вакуумным усилителем что то не в порядке, послужит увеличение усилия, прилагаемого к тормозной педали и снижение эффективности торможения.

Снижение эффективности торможения конечно же может произойти и по другим причинам, например из-за неисправности суппортов (подробнее о их восстановлении советую почитать вот тут) или по другим причинам, описанным в статье «Тормозная система, её устройство и неисправности» (статья находится вот здесь), но вот увеличение усилия на тормозную педаль служит верным признаком неисправности вакуумного усилителя.

Частая причина неисправности усилителя, которая появляется со временем, особенно если машина часто ездит по пыльным дорогам — это засорение грязью или пылью воздушного фильтра 15 (см. рисунок 1). Грязный фильтр следует промыть, просушить, или заменить новым.

А при достаточно большом пробеге машины, неисправности могут появиться из-за заедания корпуса клапана 5 от разбухания (от старости) диафрагмы 6. Так же неисправности могут возникнуть из-за неплотного крепления вакуумного шланга, который соединяет вакуумный усилитель тормозов с штуцером впускного коллектора двигателя. Или из-за старения шланга на нём появляются трещины или разрывы.

Определить трещины или разрывы визуально достаточно легко, или можно услышать по характерному шипению (подсосу воздуха). Кстати при такой неисправности (негерметичности или порчи шланга) двигатель автомобиля как правило работает с перебоями, или теряет мощность, так как во впускной коллектор попадает лишний воздух и горючая смесь обедняется на всех режимах работы двигателя.

Ну и ещё менее распространённая неисправность, которая может возникнуть при небрежном уходе или от применения некачественной (поддельной и дешёвой) тормозной жидкости, или из-за попадания в тормозную жидкость бензина, масла — это разбухание уплотнителей гидроцилиндров тормозной системы. И появляется заедание подвижных деталей в гидроцилиндрах.

Чтобы выявить неисправность, следует промыть воздушный фильтр (если он грязный), проверить работу системы вентиляции картера (как её усовершенствовать я написал вот тут), заменить вакуумный шланг, если он разбух или имеет трещины, а тем более разрывы, и надёжно закрепить вакуумный шланг с помощью нового хомута (лучше более прочного из нержавеющей стали).

В случае заедания штока, следует разобрать главный тормозной цилиндр и заменить разбухшие манжеты новыми. При такой неисправности (разбухании уплотнителей) перед заменой резинок, следует обязательно промыть всю тормозную систему изопропиловым спиртом (если его нет, то промываем свежей тормозной жидкостью, той же марки, которая будет использоваться в системе). После промывки системы и установке новых манжет, заливаем свежую тормозную жидкость и прокачиваем систему.

Если после проведения выше описанных работ, неисправность не устранится (усилие к тормозной педали, при работающем двигателе, останется таким же тяжёлым как и при заглушенном моторе) то скорей всего причина неисправности в разбухшей или порванной диафрагме 6.

Заменить диафрагму новой не так просто, так как большинство усилителей имеют неразборный корпус (крышка 8 завальцована к корпусу 7), да и новую диафрагму не всегда удаётся купить. В таком случае вакуумный усилитель тормозов подлежит замене.

Проверить исправность вакуумного усилителя можно не только по уменьшению усилия на тормозную педаль при работающем моторе, но и другим способом. При неработающем двигателе нажимаем на тормозную педаль с небольшим усилием, затем заводим мотор. После того, как мотор завёлся, если тормозная педаль уйдёт немного вперёд (немного провалится), значит с вакуумным усилителем всё в порядке.

И последнее: на вакуумном усилителе и примыкающем к нему главному тормозному цилиндру не должно быть запотеваний и тем более потёков тормозной жидкости. Обнаружить точно откуда течёт можно если тщательно отмыть корпус усилителя и главного тормозного цилиндра и затем заведя двигатель понажимать на тормозную педаль несколько раз. После этого течи как правило обнаруживаются сразу, и разумеется негодные уплотнения следует заменить новыми.

Вот вроде бы и всё, надеюсь эта статья поможет начинающим водителям определить неисправность вакуумного усилителя тормозов и устранить большинство его неисправностей, успехов всем.