Вакуумний підсилювач гальм - пристрій та принцип роботи

Точне керування уповільненням автомобіля можливе лише за умови прийнятної величини зусилля, що прикладається водієм до педалі. Але потужні гальма сучасних машин вимагають створення значних тисків у гальмівній системі. Тому поява підсилювача гальм стала необхідністю, а оптимальним рішенням – використання розрідження у впускному колекторі двигуна. Так з'явився вакуумний підсилювач гальм (ВУТ), який зараз застосовується майже на всіх серійних автомобілях.

Призначення підсилювача

Вимагати від водія надмірну силу виглядає нелогічно за наявності поряд такої потужної енергетики, як двигун внутрішнього згоряння. До того ж навіть необов'язково використовувати механічний, електричний чи гідравлічний типи приводу. У впускному колекторі є розрідження за рахунок насосної дії поршнів, яке можна застосувати, перетворивши на механічну силу.

Основна функція підсилювача – допомога водію при гальмуванні. Часті та сильні натискання на педаль втомлюють, точність керування уповільненням знижується. За наявності пристрою, який стане паралельно з людиною впливати на величину тиску в гальмівній системі, підвищаться комфорт і безпека. Гальмівні системи без підсилювача наразі вже неможливо зустріти на масовій техніці.

Схема організації посилення

Блок підсилювача розташовується між педальним вузлом та головним гальмівним циліндром (ГТЦ) гідравлічного приводу. Зазвичай він виділяється своїми значними розмірами через необхідність застосування мембрани великої площі. До складу ТВП входять:

• герметичний корпус, що дозволяє змінювати та підтримувати різний тиск у його внутрішніх порожнинах;
• еластична діафрагма (мембрана), що розділяє атмосферну та вакуумну порожнини корпусу;
• шток педалі;
• шток головного гальмівного циліндра;
• пружина, що підтискає діафрагму;
• керуючий клапан;
• штуцер відбору вакууму від впускного колектора, до якого приєднаний гнучкий шланг;
• Фільтр атмосферного повітря.

Коли педаль не натиснута, обидві порожнини в корпусі знаходяться під атмосферним тиском, діафрагма підібрана зворотною пружиною у бік штока педалі. При переміщенні штока, тобто натисканні на педаль, клапан перерозподіляє тиск таким чином, що порожнина за мембраною повідомляється з колектором, а з протилежного боку зберігається атмосферний рівень.

Якщо на автомобілі встановлений дизельний двигун, у якого відсутня дросельна заслінка, і розрідження в колекторі мінімальне, вакуум генерується спеціальним насосом, що приводиться від двигуна або власного електромотора. Незважаючи на ускладнення конструкції, загалом такий підхід себе виправдовує.

Різниця тисків між зовнішньою та внутрішньою сторонами діафрагми завдяки її значній площі створює відчутну додаткову силу, прикладену до штока ГТЦ. Вона складається із зусиллям ноги водія, створюючи ефект посилення. Клапан регулює величину сили, не дозволяючи створювати стрибки тиску та забезпечуючи плавність роботи гальм. Обмін повітря між камерами та атмосферою проводиться через фільтр, що запобігає засміченню внутрішніх порожнин. У штуцері підведення розрідження встановлений зворотний клапан, що не дозволяє відстежувати зміни тиску у колекторі впускного.

Впровадження електроніки в підсилювач

Загальною тенденцією стала поява в автомобілі численних електронних помічників, які знімають частину вимог водія. Торкнулося це і вакуумних підсилювачів.

При необхідності негайно загальмувати не всі водії діють на педаль з необхідною інтенсивністю. Було розроблено систему допомоги при екстреному гальмуванні, датчик якої вбудовується у структуру ВУТ. Він вимірює швидкість переміщення штока, і як тільки її величина перевищує граничне значення, включається додатковий соленоїд, що повністю мобілізує можливості мембрани, максимально розкриваючи клапан, що регулює.

Іноді використовують і повністю автоматичне управління ВУТ. По команді систем стабілізації клапан розрідження відкривається, навіть якщо педаль взагалі не натиснута, і підсилювач вмикається в роботу інших гальмівних механізмів під керуванням електронних помічників.

Можливі несправності та регулювання

Виявляються неполадки збільшення зусилля на гальмівній педалі. Якщо таке сталося, слід перевірити ВУТ простим способом – кілька разів натиснути на педаль при зупиненому двигуні, після чого, утримуючи гальмо натиснутим, запустити мотор. Педаль повинна податися на деяку відстань за рахунок розрідження, що з'явилося.

Поломки зазвичай виникають через схудненої діафрагми або відмови керуючого клапана. Конструкція нерозбірна, ВУТ замінюється у зборі.

Регулювання полягає у встановленні певної величини вільного ходу штока. Так, щоб клапан своєчасно вмикався, і в той же час не виникало мимовільного підгальмовування. Але практично необхідність цього не виникає, всі підсилювачі надходять від виробника вже правильно відрегульованими.