Вакуумный усилитель тормозов: устройство, принцип работы, неисправности

Вакуумный усилитель тормозов (ВУТ) является важным элементом в устройстве тормозной системы и представляет собой широко распространенное устройство на авто различных марок и моделей. 

Если просто, усилитель тормозов создает усилие при нажатии на педаль тормоза, благодаря чему тормоза срабатывают более эффективно, водителю проще использовать тормозную систему и т.д. Далее мы рассмотрим, как устроен и работает ВУТ.  

Содержание статьи

• Усилитель вакуумный: устройство
• Как работает вакуумный усилитель тормоза
• Как проверить вакуумный усилитель тормозов
• Подведем итоги

Усилитель вакуумный: устройство

Итак, работает указанный усилитель за счет разрежения. Благодаря тому, что в системе образуется вакуум, тормозной усилитель создает дополнительное усилие.  В плане конструкции вакуумный усилитель интегрирован в общий блок с ГТЦ (главный тормозной цилиндр).

Общая конструкция предполагает следующий набор элементов, из которых состоит вакуумный усилитель:

• корпус;
• диафрагма;
• следящий клапан;
• толкатель;
• шток поршня ГТЦ;
• возвратная пружина;

Хотя на разных моделях автомобилей устройство может несколько отличаться, общая схема характерна как для отечественных авто разных лет выпуска, так и иномарок (например, вакуумный усилитель тормозов ВАЗ или авто иностранного производства).

Сам корпус вакуумника условно делится на две части при помощи диафрагмы. Такое разделение формирует две камеры. Одна камера обращена к ГТЦ и называется вакуумной камерой, тогда как вторая, ближняя к педали тормоза, является атмосферной камерой.

В двух словах, вакуумная камера соединяется посредством обратного клапана с  областью во впускном коллекторе  за дроссельной заслонкой. Это и есть источник разряжения для ВУТ.

Также для того, чтобы  вакуумный цилиндр более точно и четко работал на разных режимах работы ДВС, в качестве источника разряжения может быть использован вакуумный электрический насос.  Как правило, данное решение используется  в авто с дизельным мотором, так как разряжение во впускном коллекторе таких ДВС небольшое.

Что касается обратного клапана, он разъединяет вакуумный усилитель и источник разряжения во время остановки мотора или при выходе из строя вакуумного насоса. В свою очередь, атмосферная камера соединена  при помощи следящего клапана с вакуумной камерой и атмосферой. Когда клапан находится в исходном положении, камера атмосферная соединяется вакуумной камерой. Если же водитель нажимает на педаль тормоза, тогда камера соединена с атмосферой.

Функцией толкателя является перемещение следящего клапана. Толкатель связан с педалью тормоза в салоне. Также диафрагма соединена со стороны вакуумной камеры со штоком поршня ГТЦ.

Именно благодаря тому, что диафрагма движется, осуществляется перемещение поршня, в результате чего тормозная жидкость под давлением нагнетается в рабочие тормозные цилиндры на колесах. По окончании торможения диафрагма возвращается в исходное положение за счет возвратной пружины.

Еще добавим, что на современных авто для экстренного торможения в общую схему может быть интегрирована система экстренного торможения. Данная система предполагает наличие дополнительного электромагнитного привода штока.

Еще можно выделить решение под названием активный усилитель тормозов, который способен работать в отдельных случаях без необходимости нажимать на педаль тормоза. Такой активный усилитель тормозов необходим для работы системы ESP.

Как работает вакуумный усилитель тормоза

Рассмотрев, как устроены вакуумные тормоза, необходимо изучить принцип работы вакуумного усилителя. Если просто, ВУТ работает за счет разницы давлений в вакуумной, а также атмосферной камере.

Когда педаль тормоза не нажата, давление в камерах одинаковое  и является таким, которое создает источник разряжения. Если же нажать на педаль, усилие передается через толкатель на следящий клапан.  Этот клапан  перекроет канал, который соединяет атмосферную камеру и вакуумную.

Далее, при последующем движении клапана, атмосферная камера через канал будет соединена с атмосферой, в то же время разряжение в атмосферной камере понизится. В свою очередь, разница давлений  будет оказывать воздействие на диафрагму. После того, как усилие пружины будет преодолено, произойдет перемещение штока поршня ГТЦ.

При этом общая конструкция вакуумного усилителя позволяет создать дополнительное усилие на штоке поршня ГТЦ, причем усилие пропорционально той силе, с которой водитель жмет на педаль тормоза. Получается, чем сильнее нажатие, тем активнее работает усилитель.

После того, как водитель отпустит педаль тормоза, произойдет соединение атмосферной и вакуумной камеры, давление в обеих камерах выровняется и диафрагма перейдет в начальное положение за счет усилия возвратной пружины.

Примечательно то, что  полное дополнительное усилие,  которое позволяет получить тормозной вакуум, от трех до пяти раз выше  того усилия, которое прикладывает водитель, нажимая на педаль тормоза. Кстати,  возможно получить и большее дополнительное усилие при такой необходимости. В таком случае в конструкции ВУТ используют большее количество камер, а также устанавливают большую диафрагму.

Само собой, наличие усилителя тормозов значительно облегчает процесс управления ТС, так как торможения при езде приходится применять часто и активно. Также повышается безопасность, так как водитель получает возможность быстро затормозить, практиковать импульсное торможение, точнее дозировать усилие на педали, причем, не прикладывая особых физических усилий. Вполне очевидно, что большую часть работы при торможении делает ВУТ. 

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

В процессе эксплуатации ТС вакуумный усилитель тормозов  изнашивается и может выйти из строя. Если усилитель перестанет работать, тормоза полностью не пропадут,  однако потребуется прикладывать большие усилия  на педали тормоза для того, чтобы добиться эффективного торможения.

По этой причине важно знать, какие признаки неисправности вакуумного усилителя тормозов указывают на проблемы с данным элементом, а также как проверить ВУТ.

Как правило, проблемы зачастую связаны с механическим повреждением соединения шланга, который соединяет усилитель и впускной коллектор. На деле, трещины резинового шланга приводят к тому, что в рабочей камере нет вакуума.

Еще в устройстве ВУТ со временем залипает клапан, не редко обнаруживается, что повреждена рабочая поверхность диафрагмы и т.д. Основные признаки поломок проявляются в виде ухудшения торможения, требуется сильнее нажимать на тормоз, во время торможения слышно шипение и скачут обороты двигателя. В некоторых случаях мотор троит или даже глохнет при нажатии на тормоз.

Так или иначе, проверка вакуумного усилителя тормозов  может быть произведена быстро и без его снятия. Есть три простых способа диагностики ВУТ. 

• Первый предполагает то, что машину заводят, далее двигатель работает на холостом ходу около 5 минут, затем машину глушат и водитель полностью нажимает на педаль тормоза.

Это нужно, чтобы создать вакуум в усилителе. Далее педаль нужно отпустить и снова выжать.

Если  ВУТ неисправен, при втором качке ход педали тормоза заметно уменьшится (вакуум не создается). В норме педаль не должна становиться «дубовой», как минимум, первые 3-4 качка и более при заглушенном моторе. 

В результате выжатая педаль опустится еще ниже после пуска двигателя. Если этого не произошло, можно считать, что в системе нет вакуума, то есть ВУТ частично или полностью не работает.

• Еще один способ позволяет проверить механизм на предмет возможной утечки воздуха. Сначала мотор следует завести, после чего выжать педаль тормоза до упора и заглушить ДВС, не отпуская самой педали. Удерживая  тормоз нажатым около 30-40 сек., нужно проследить, не произошло ли отклонения педали от положения, которое было изначально, то есть на момент остановки ДВС.

Если отклонений нет, значит, все в  порядке. Если же педаль изменила положение, в системе есть утечка. Также при  отпускании педали она под действием возвратной пружины может начать принимать обратное положение.

Это указывает, что  имеет место неисправность, приводящая к тому, что давление в рабочей камере растет.

Подведем итоги

Как видно, вакуумник ВАЗ или любой другой машины является важным и ответственным элементом.  От качества его работы напрямую будет зависеть усилие, которое водитель должен прикладывать при торможении. Само собой, любые неполадки в системе тормозов требуют немедленной диагностики и устранения. Также признаки, рассмотренные выше, позволяют определить возможные проблемы ВУТ, что позволяет вовремя выявить неисправность.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему скрипят тормоза при торможении. Из этой статьи вы узнаете, по каким причинам появляется скрип тормозов, а также что делать водителю в подобной ситуации и как устранить скрипы.

В качестве итога отметим, что вся  тормозная система нуждается в регулярной проверке, а также своевременном обслуживании. Следует правильно подходить к выбору тормозных колодок, замечать случаи, когда педаль тормоза стала твердой или мягкой, обращать внимание на скрип при торможении, вовремя смазывать направляющие суппортов, менять тормозную жидкость, прокачивать тормоза и т.д.

Только такой подход позволяет утверждать, что тормозная система обслужена и находится в исправном состоянии. Также исключительно в сочетании с правильно подобранной резиной/дисками и полной работоспособностью всех дополнительных систем (например, ABS) водитель получает полный контроль над авто и максимальную безопасность при езде и торможении.  

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Предназначение вакуумного усилителя тормозов (ВУТ) — уменьшать давление ноги на педаль тормоза. Кроме того, вакуумный усилитель улучшает эффективность тормозного устройства в режиме экстренного торможения. Этим достигается большая безопасность для находящихся в автомобиле людей.

Неполадки с ВУТ могут поставить под угрозу жизни водителя и пассажиров. Поэтому, обнаружив признаки неисправности вакуумного усилителя тормозов, следует либо самостоятельно его отремонтировать, либо обратиться в автосервис.

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Устройство вакуумного усилителя тормозов ограничивается лишь несколькими составляющими.

Он состоит из следующих элементов:

• корпуса;
• рабочей диафрагмы;
• рабочего клапана;
• толкателя тормозной педали;
• штока цилиндра тормоза;
• возвратной пружины.

Корпус ВУТ герметичен и имеет округлую форму. Место установки — моторный отсек впереди тормозной педали. Установка главного тормозного гидроцилиндра происходит на корпусе усилителя.

Диафрагма является основной работающей частью ВУТ. Материал для её изготовления должен быть прочным и эластичным. Центр диафрагмы — место размещения буферного металлического «пятака».

Он служит для упора штока, продолжающего педаль и цилиндр. Благодаря тому, что диафрагма делит корпус напополам, в нём образуются вакуумная и атмосферная камеры. Первая направлена к тормозному цилиндру, вторая — обратно.

Когда диафрагма установлена, корпус подвергается герметизирующей вальцовке. Рабочий клапан, служащий для соединения камер, приводится в действие педалью тормоза. Вакуумная камера обладает технологическим отверстием для шланга от источника, создающего разряжение.

Режим ожидания возникает при открытии рабочего клапана, что необходимо для поддержания низкого давления в обоих камерах. В это состояние диафрагма возвращается с помощью возвратной пружины.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Как работает вакуумный усилитель тормозов? Ответ очевиден, если изучить его устройство. Нажатием тормозной педали вызывается переход рабочего клапана в положение, при котором связь между двумя камерами перекрыта.

Дальнейшее нажатие ведёт к открытию специального отверстие, соединяющее содержимое атмосферной камеры с воздухом снаружи.

Давление воздушного столба в атмосфере Земли намного выше такового в камере. Принцип работы вакуумного усилителя тормозов основан на различии в давлении, приводящей шток в действие. Движение штока заставляет тормоза работать.

Именно так работает ВУТ автомобиля, на котором установлен бензиновый двигатель. Роль источника разряжения в нём отведена выпускному коллектору. Дизельный двигатель внутреннего сгорания требует для этих целей установки вакуумного насоса.

По своему устройству вакуумные насосы производства различных компаний сильно отличаются друг от друга. «Фордовский» насос является цилиндром с мембраной для создания разряжения. Усилители производства компании «Рено» представляют собой вращающиеся лопатки. Однако основного принципа работы это не меняет.

Признаки неисправности вакуумного усилителя тормозов

Перечень поломок ВУТ не слишком обширен.

Неполадки возникают, в основном, из-за следующих причин:

• разгерметизировался трубопровод, обеспечивающий движение воздуха при разряжении или места его стыков;
• произошла поломка обратного клапана;
• разгерметизировалась хотя бы одна рабочая камера в усилителе;
• вышел из строя установленный на некоторых двигателях вакуумный насос.

В последнем случае усилитель сможет продолжать работу, однако усилие на педаль будет ощутимо возрастать.

Чтобы понять, что в вакуумном усилителе тормозов «что-то не так», не нужно быть специалистом в устройстве автомобиля или проявлять чудеса наблюдательности. Тугой выжим педали, скрежет, «троение» на холостом ходу говорит о явных проблемах.

Существует ещё один верный способ распознать неисправность ВУТ. Несколько раз качните тормозную педаль и зафиксируйте её посреди хода. Если она проваливается — усилитель тормозов исправен. Если же педаль не изменила своё положение — требуется ремонтировать ВУТ.

В одних ситуациях с нажатием педали наблюдается падение оборотов, производимых силовой установкой, в других — абсолютно наоборот. Это указывает на конкретную причину неисправности — разгерметизацию.

Она сопровождается подсосом воздуха внутрь коллектора, вызывающим резкое изменение пропорций компонентов, из которых состоит топливно-воздушная смесь. Это и приводит к столь существенным изменениям в режиме работы двигателя. Ещё один явный признак подсоса — шипение, сопровождающее выжим педали.

Плохая работа насосов обычно определяется на слух. Механический вакуумный насос может издавать характерный постоянный стук — признак неисправности приводного штока. Неполадки в электрическом насосе сопровождаются высоким уровнем шума при работе. В этом случае виноват, скорее всего, приводной электродвигатель.

Существуют и другие признаки, помогающие распознать проблемы в вакуумном усилителе тормозов, не залезая при этом под капот вашего автомобиля.

Например, при смене режима работы силовой установке в результате действия тормозов, проверить ВУТ можно, отсоединив выпускной коллектор от трубопровода. При этом для заглушения штуцера используется резиновая заглушка или подходящая по диаметру трубка, которая должна быть пережата.

Импровизированная заглушка прочно фиксируется при помощи хомута. После этого двигатель ненадолго запускается. Если нажатие педали не сопровождается сменой оборотов, это значит, что усилитель подсасывает воздух.

Ремонт вакуумного усилителя тормозов

Если неполадки обнаружены, следует конкретизировать их причину в процессе осмотра усилителя перед ремонтом. Устранение проблем с ВУТ возможно лишь при повреждении трубопровода, а также обратного клапана или его уплотнителя.

В остальных случаях вакуумный усилитель тормозов лучше заменить. Но чтобы выяснить, какой именно элемент ВУТ получил повреждение, требуется тщательная проверка отдельных его деталей,особенно это касается трубок и хомутов.

Необходимо выполнить следующие действия:

• исследовать хомуты и трубку на наличие трещин;
• осмотреть резину, уплотняющую обратный клапан ВУТ на предмет расслоения.

Устранение расслоений и трещин — довольно сложный процесс. Гораздо более простым решением проблемы является смена хомутов и трубопровода. Стоят они дёшево и всегда имеются в продаже отдельно от других деталей усилителя.

Если такая замена не помогает — ВУТ придётся менять целиком.

Чтобы поменять вакуумный усилитель тормозов, необходимы:

1. отсоединение тяги привода усилителя от педали тормоза;
2. снятие главного тормозного цилиндра, расположенного под капотом автомобиля;
3. отсоединение вакуумного шланга от обратного клапана;
4. установка нового вакуумного усилителя в обратном порядке;
5. проверка работы нажатием педали при движении под уклон.

При наличии шумов в механическом вакуумном насосе иногда помогает изменение расположения штока — переворот на 180 градусов. Электрический насос, как правило, ремонту не подлежит, и ему требуется замена.

Выявить неполадки в работе вакуумного усилителя тормозов не слишком сложно даже для неопытного водителя. Если у вас хватает навыков, вы можете осуществить некоторые виды ремонта собственными силами, однако в ряде случаев требуются услуги автосервиса.

Так или иначе, пренебрегать состоянием ВУТ не следует — от этого порой зависит ваша безопасность на трассе.

Как работает усилитель тормозов?

Усилитель тормозов — это компонент, который многократно увеличивает тормозное усилие, когда водитель нажимает педаль тормоза. Это приводит к остановке автомобиля с уменьшенным давлением ноги на педаль. До усилителей тормозов ручные тормоза требовали гораздо больше усилий, чтобы нажать на педаль тормоза и остановить автомобиль. Усилитель тормозов обеспечивает максимальную мощность торможения при минимальном нажатии на педаль.

В настоящее время используется несколько различных типов усилителей тормозов:

• Вакуумные системы усилителей тормозов
• Системы гидроусилителей тормозов
• Электрогидравлические системы усилителей тормозов

Ниже приведены пояснения по каждому типу системы.

Вакуумный усилитель тормозов

Вакуумный усилитель тормозов наиболее распространен в легковых автомобилях. Вакуумный усилитель, используемый на большинстве автомобилей с бензиновым двигателем, устанавливается на противопожарной перегородке между педалью тормоза и главным тормозным цилиндром. Бустер представляет собой металлическую камеру с гибкой диафрагмой, разделяющей обе стороны. Вакуумные усилители обычно имеют диаметр 6-8 дюймов и толщину 3-4 дюйма. Разрежение двигателя подается к обеим сторонам диафрагмы до тех пор, пока не будет нажата педаль тормоза. При нажатии на педаль металлический стержень прижимает клапан к диафрагме и позволяет атмосферному давлению поступать в камеру со стороны педали. Поскольку сторона камеры главного цилиндра все еще находится под вакуумом, разница в давлении создает помощь или «ускорение», необходимое при торможении.

В случаях, когда вакуум в двигателе недостаточен, можно использовать вакуумный насос для создания вакуума, необходимого для правильной работы бустера. Ищете новый вакуумный усилитель тормозов? Найдите подходящую запасную часть для вашего автомобиля здесь.

Hydro-Boost

Гидроусилитель тормозов устанавливается на противопожарной перегородке между педалью тормоза и главным цилиндром, как и вакуумный усилитель. Вместо разрежения в двигателе гидравлическое давление подается насосом гидроусилителя руля для помощи при торможении. При нажатии педали тормоза золотниковый клапан перемещается внутри корпуса и направляет давление жидкости в камеру. Сила жидкости в камере заставляет поршень двигаться вперед и обеспечивает ускорение при торможении. Аккумулятор сохраняет давление на случай потери давления в гидроусилителе руля.

Гидроусилитель используется в тех случаях, когда разрежение в двигателе может быть слабым (двигатели с наддувом или турбонаддувом) или отсутствовать (дизельные двигатели).

Электрогидравлический

Электрогидравлический усилитель — это новый тип помощи при торможении, применяемый в гибридных и электрических транспортных средствах. Упомянутый как «тормоз по проводам», нет прямой связи между педалью тормоза и тормозной системой. Система частично электрическая, частично гидравлическая. Датчики измеряют силу нажатия на педаль тормоза и отправляют эти сигналы в электронный блок управления (ЭБУ). Используя входные данные от нескольких датчиков, ЭБУ определяет, какое тормозное давление необходимо для каждого колеса. Электрогидравлическая тормозная система объединяет в себе функции антиблокировочной системы торможения и контроля устойчивости. Система также интегрируется с рекуперативным торможением на электромобилях. Это происходит, когда электродвигатель реверсирует, чтобы замедлить транспортное средство и перезарядить аккумуляторы. Ввод педали тормоза используется для определения того, требуется ли дополнительное гидравлическое усилие для остановки автомобиля.

Несмотря на то, что вакуумные и гидроусилители тормозов были широко распространены на протяжении десятилетий, постепенно они могут быть заменены электрогидравлическими системами для более точного управления торможением и интеграции с системами безопасности транспортных средств.

Необходимо заменить или модернизировать усилитель тормозов вашего автомобиля? BuyBrakes предлагает лучшие цены на запасные тормозные усилители для вашего автомобиля. Мы предлагаем как вакуумные, так и гидравлические усилители, в зависимости от вашей модели.

Признаки неисправного или неисправного вакуумного усилителя тормозов

3 декабря 2021 г. Испытательное оборудование

Чтобы остановить машину, требуется много энергии. Даже Фреду Флинтстоуну пришлось сильно упереться ногами в землю, чтобы его машина остановилась. А теперь представьте, что его машина управлялась не только тем, как быстро он бежал, но и современным двигателем. Попытка остановиться была бы почти невозможной. Вот тут-то и появляются усилители тормозов. В этой статье мы рассмотрим, что это такое и как определить неисправный усилитель тормозов.

Попросите вашего механика проверить ваши усилители тормозов, когда вы в следующий раз посетите магазин.

Усилители тормозов определены

Когда вы едете и приближаетесь к знаку остановки, вы нажимаете на педаль тормоза, что затем замедляет вашу машину. Когда вы нажимаете на педаль, усилитель тормозов использует разрежение и давление двигателя для поддержки педали тормоза с увеличением силы на главном тормозном цилиндре. По сути, если бы Фред использовал усилитель тормозов, это значительно увеличило бы его способность останавливаться быстрее.

Усилитель — это то, что отличает автомобиль с усилителем рулевого управления от автомобиля с ручным рулевым управлением. Чаще всего они используются с автомобилями, в которых используются гидравлические тормоза, а не тормозные контуры системы сжатого воздуха.

Без усилителя тормозов вам пришлось бы намного сильнее давить на тормоза, чтобы создать такое же давление в тормозном цилиндре.

Типы усилителей тормозов

Существует несколько разновидностей усилителей тормозов, которыми оборудованы определенные типы транспортных средств. Знание различий поможет повысить вашу осведомленность, если с ними возникнет проблема.

Вакуумные насосы заменят впускной коллектор двигателя для автомобилей, которые не используют воздух для охлаждения двигателя или используют другой метод охлаждения вне впуска, например автомобили с турбонаддувом, электромобили, гибридные автомобили и автомобили с дизельным двигателем. Вакуумный насос обычно используется в высокогорных местах, где транспортные средства не могут создать достаточный вакуум для усилителя тормозов.

Вакуумный усилитель тормозов является наиболее распространенным типом усилителя тормозов. Он использует вакуум газового двигателя для увеличения давления на педаль тормоза.

Гидравлический усилитель тормозов использует прямое гидравлическое давление. Вместо того, чтобы генерировать энергию за счет вакуумного давления, он использует энергию насоса гидроусилителя руля.

Признаки неисправного усилителя тормозов

Чувствовать себя уверенно на дороге означает не только выполнять регулярное техническое обслуживание, но и знать признаки того, когда следует доставить автомобиль в сервисный центр. Регулярное техническое обслуживание не распространяется на все, поэтому обращайте внимание на общие признаки неисправного усилителя тормозов:

• Тугое нажатие на педаль тормоза является явным признаком неисправности усилителя тормозов, поскольку усилитель утратит свою способность усиливать усилие вашей ноги на тормоз, что потребует от вас большего давления.
• Высокое положение педали тормоза может произойти, когда существует дисбаланс давления в вакуумной камере, в результате чего педаль находится выше, чем обычно, и медленнее возвращается в исходное положение после отпускания.
• Увеличенный тормозной путь — явный признак неисправных или неисправных усилителей тормозов.
• Сигнальные лампы , такие как ABS или антиблокировочная тормозная система, активируются при отказе электронной системы усилителя тормозов.
• Утечка жидкости e характерна для отказа гидроусилителя. Электронные усилители тормозов, размещенные в главном цилиндре, также могут иметь утечки, которые влияют на их работу.
• Нарушение работы двигателя может произойти из-за утечки вакуума, когда есть отверстие в диафрагме или обратном клапане, который подает воздух в систему. Воздух попадает в топливную смесь, что снижает охлаждающее действие, увеличивает трение и температуру в двигателе и может привести к преждевременному воспламенению.
• Перегрев гидроусилителя может быть вызван необычно высокой температурой снаружи автомобиля, что может привести к повреждению уплотнения и золотника гидроусилителя тормозов.