Безопасность во время движения практически полностью зависит от работоспособности тормозной системы. И чтобы сделать эту систему простой и надежной, в ее устройстве применили гидропривод, благодаря которому усилие, прилагаемое водителем на тормозную педаль, посредством жидкости передается на рабочие механизмы, установленные на ступицах колес.

Но в таком приводе есть одна особенность – для эффективного торможения колодки должны прижиматься к дискам или барабанам со значительным усилием. Силы, прилагаемой водителем – в целом достаточно, чтобы воздействовать на тормозные механизмы. Но частое нажатие на педаль, да еще и с хорошим усилием, приведет к очень быстрой усталости. Решить эту проблему гидропривода системы тормозов помогает усилитель.

Этот элемент позволяет существенно увеличить давление рабочей жидкости в приводе системы во время воздействия на педаль, поэтому водителю при торможении не приходится прилагать значительные усилия.

Конструкция

На автотранспорте применяются четыре типа таких устройств:

  1. Вакуумный
  2. Гидравлический
  3. Электрогидравлический
  4. Электромеханический

Первый вариант – самый ходовой и очень широко используется. Электрогидравлический и гидравлический же узлы используются лишь на ряде авто. Самый совершенный и перспективный электромеханический узел, он уже внедрен на некоторых авто.

Вакуумный усилитель получил распространение благодаря конструктивной простоте. Он является промежуточным звеном между педалью и главным тормозным цилиндром (последний закрепляется на корпусе вакуумника). Такое место расположения указывает на то, что этот узел повышает усилие, прилагаемое водителем, а не воздействует на жидкость. Обнаружить вакуумник несложно – обычно он крепиться к задней стенке моторного отсека и к нему прикручен цилиндр с выходящими металлическими трубками.

В большинстве авто его можно увидеть именно там

Устройство усилителя тормозов этого типа включает в себя:

  • Корпус (состоит из двух половин, соединенных в единую конструкцию вальцовкой);
  • Диафрагма;
  • Толкатель, подходящий к педальному блоку и соединенный с педалью;
  • Шток, входящий в цилиндр и воздействующий на его поршень;
  • Возвратные пружины.

Устройство вакуумного усилителя

Диафрагма размещается внутри корпуса, деля его на полости, называемые камерами. Полость со стороны цилиндра, является вакуумной, и она через клапан соединяется с источником, создающим разрежение.

Используемый клапан называется обратным и в его задачу входит разъединение полости и источника разрежения и выполняет он две задачи. Первая из них – поддержание вакуума в одном значении при изменяющихся режимам работы мотора. Также этот элемент предотвращает оказание негативного влияния на функционирование силовой установки при повреждении корпуса или мембраны вакуумника.

Камера, расположенная со стороны педального узла, носит название атмосферной. В этой половине вакуумника сделан корпус, в котором размещен следящий клапан. В корпусе проделаны каналы, один из них соединяет полости между собой, а второй – камеру с атмосферой. Эти каналы и использует следящий клапан при работе усилителя. Сам же клапан приводится в движение толкателем.

Шток и толкатель хоть и не имеют жесткой связи и между ними располагается диафрагма с закрепленным в ней поршнем, но могут воздействовать друг на друга, что обеспечивает работоспособность системы при отказе вакуумника. Также шток и толкатель оснащены пружинами, устанавливающими эти элементы в начальное положение после прекращения торможения. Пружина штока установлена в вакуумной камере, а упругий элемент толкателя располагается в корпусе клапана.

В качестве источника вакуума выступает впускной коллектор силового агрегата. При функционировании силовой установки, в цилиндры засасывается большое количество воздуха. Соединение трубопроводом вакуумной полости с коллектором позволяет откачивать воздух из вакуумника самим двигателем и поддерживать в нем разрежение.

Принцип работы

Принцип функционирования усилителя не такой уж и сложный. При отпущенной педали следящий клапан держит открытым канал, объединяющий полости между собой, поэтому в обеих камерах воздух разрежен двигателем

При торможении водитель воздействует на педаль, при этом начинает смещаться толкатель и через поршень начинает давить на шток гидроцилиндра. Движение толкателя также приводит к смещению следящего клапана.

На начальном этапе движения клапан перекрывает первый канал и разъединяет полости – они становиться разделены и герметичны друг от друга.

При дальнейшем перемещении клапан открывает канал, объединяющий атмосферную полость с атмосферой. Поскольку полости – разъединены, то в вакуумной камере сохраняется разрежение, созданное двигателем. При соединении каналом атмосферной полости с атмосферой, воздух заходит в нее — возникает разница давления между камерами, что приводит к прогибанию мембраны (она смещается в сторону главного тормозного цилиндра). В результате мембрана поршнем, зафиксированным в ней, начинает давить на шток толкая рабочие поршни главного цилиндра.

Наглядный пример работы усилителя

При отпускании педали пружины возвращают шток, толкатель и следящий клапан в исходное положение и разница давления устраняется соединением полостей каналом.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что функционирование усилителя построено на разнице давления, вакуумник показал себя очень эффективным узлом, способным увеличить усилие, приложенное водителем на 60-70%.

Широкое распространение вакуумные усилители получили благодаря:

  • высокой эффективности работы;
  • надежности;
  • простого устройства;
  • автономности работы (для функционирования требуется лишь создание давления).

Единственным же недостатком вакуумника можно считать только прекращение функционирования при остановке силового агрегата. Примечательно, что полный отказ усилителя происходит не сразу после прекращения работы мотора. Благодаря обратному клапану при остановке мотора в полостях сохраняется разрежение, поэтому узел еще способен выполнить свою функцию, но остаточного вакуума достаточно всего на 2-3 нажатия педали. Далее для срабатывания тормоза придется прилагать значительное усилие.

Влияние систем безопасности на конструкцию усилителя

Системы безопасности, которые сейчас активно внедряются в конструкцию авто, по большей части касаются тормозной системы, чтобы повысить ее эффективность.

Модернизация тормозов коснулась и усилителя. Многие автомобили сейчас оснащаются системой экстренного торможения, которая «дожимает» тормозную педаль, обеспечивая создание максимального давления на рабочих механизмах. И реализовать эту систему удалось доработкой конструкции вакуумника.

В устройство вакуумного усилителя тормозов добавили два новых элемента – датчик скорости перемещения штока цилиндра (датчик хода мембраны) и исполнительный механизм – электромагнитный привод. Работа системы контролируется электронным блоком.

Устройство активного вакуумника

Суть работы очень проста – при экстренном торможении водитель «бьет» по педали тормоза. Вакуумник срабатывает, и установленный датчик определяет быстрое перемещение штока. На основе сигнала от датчика ЭБУ подает импульс на исполнительный механизм – электромагнитный привод «дотягивает» мембрану, смещая шток, чтобы создать максимальное давление в приводе тормозов.

Следующим этапом в развитии узла стало создание так называемого активного усилителя. Такой вакуумник задействуется уже в системе стабилизации авто (ESP).

Активный усилитель отличается от обычного тем, что он может срабатывать без какого-либо участия водителя. ESP для своей работы использует ряд агрегатов и систем авто, включая и тормозную. В определенные моменты ESP для удержания авто на заданной траектории использует тормозные механизмы, и чтобы создать необходимое давление на них, в работу включается усилитель, причем самостоятельно.

Активный вакуумник для работы в автоматическом режиме использует те же составные элементы, что и система экстренного торможения – датчик и исполнительный механизм. Функционирование усилителя в таком режиме полностью контролируется электроникой.

Гидравлический и электрогидравлический усилители

Электрогидравлический усилитель работает совсем по другому принципу. Состоит он из насоса с приводом от электродвигателя, гидроаккумулятора, распределительного блока и главного тормозного цилиндра. В народе такой усилитель получил название гидроблока. У гидравлического же давление создается механическим насосом, который работает и на гидроусилитель руля.

Принцип работы усилителя тормозов этой конструкции такой – при включении зажигания, начинает работать насос, закачивая тормозную жидкость под давлением в аккумулятор. Во время торможения поршни главного цилиндра открывают каналы и жидкость под давлением из аккумулятора поступает сначала в полость перед поршнями, создавая дополнительное давление в приводе. В результате для срабатывания тормозных механизмов водителю нужно приложить значительно меньше усилия.

Электрогидравлический усилитель считается более эффективным, но из-за сложной конструкции широкого применения он не получил.

Будущее уже здесь

Самым последним созданным устройством является электромеханический усилитель iBooster от компании Bosch, он отвечает современным требованиям и может применяться в любых автомобилях. Особенно хорошо подходит для электромобилей и авто с системами автономного управления.

Электронный iBooster компании Bosch

Управляется собственным электронным блоком связанным с другими электронными системами, но при этом имеет прямую связь педали с тормозным цилиндром. Скорость работы iBooster очень высока, например он замедляет автомобиль в три раза быстрее чем система ESP.

Каждый из этих усилителей имеет свои достоинства и у производителей есть выбор, но прогресс требователен и скорее всего простые механизмы будут вытеснять более современные и производительные системы такие как iBooster.

Для обеспечения требуемого усилия прижатия тормозных колодок или барабанов во время торможения, особенно экстренного, требуется большое усилие. Оно примерно соответствует 80 кг. Применение такого усилия с помощью давления на педаль тормоза одной ногой создает большую физическую нагрузку водителю.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Поэтому, начиная с 70-х годов двадцатого века, практически на все автомобили начали устанавливать вакуумные усилители тормозов (ВУТ). Они уменьшают требуемое усилие в три-четыре раза.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

В принципе, можно уменьшить усилие еще больше. Но тогда теряется информативность педали тормоза, увеличивается ускорение торможения, значительно уменьшается управляемость автомобилем. От работоспособности ВУТ, соблюдения его штатных параметров напрямую зависит безопасность движения и комфортность езды.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Как работает вакуумный усилитель тормозов (принцип работы)

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

ВУТ обычно представляет собой цилиндрический блок, внутреннее пространство которого разделено на две камеры с диафрагмой, которая может перемещаться. Со стороны главного тормозного цилиндра, конструктивно объединенного с ВУТ, находится вакуумная камера, со стороны педали тормоза – атмосферная.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Диафрагма в вакуумной камере соединена с приводящим штоком тормозного цилиндра. Обратный клапан вакуумной камеры, соединен с помощью шланга с источником разряжения.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

Следящий клапан, находящийся в атмосферной камере, механически соединен толкателем с тормозной педалью. Посредством этого клапана атмосферная камера сообщается с вакуумной камерой через вакуумный канал, либо атмосферой через атмосферный канал.

p, blockquote 10,0,1,0,0 —> adsp-pro-1 —>

В качестве «поставщика» вакуума в бензиновых двигателях используют разряжение, создаваемое после дроссельной заслонки в области впускного коллектора.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

В дизельных двигателях такого разряжения обычно недостаточно для нормальной работы вакуумного усилителя тормозов. В этом случае устанавливают дополнительный вакуумный насос, механически соединенный с вращающимся коленвалом либо распредвалом. На некоторые автомобили с бензиновыми двигателями также устанавливается вакуумный насос.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

В основе принципа работы вакуумного усилителя лежит разность величин давлений в камерах, которые разделяются диафрагмой. При отжатой педали атмосферная и вакуумная камеры ВУТ связаны вакуумным каналом. Таким образом, в них устанавливается одинаковое давление. Шток главного цилиндра остается на месте.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Во время торможения следящий клапан перекрывает вакуумный канал и одновременно открывает атмосферный. Диафрагма, испытывая различные давления атмосфера-вакуум, начинает перемещаться в направление главного тормозного цилиндра. Усилие, создаваемое штоком цилиндра, в несколько раз больше усилия, создаваемого водительской ногой на тормозную педаль. В этом заключается эффект вакуумного усиления торможения.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Если педаль тормоза прекращает движение, диафрагма также остается на месте, фиксируя текущее усилие. При отпускании педали возвратный клапан вновь открывает вакуумный канал. Возврат штока в главном тормозном цилиндре обеспечивается действием возвратной пружины.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Вакуумный усилитель тормозов, исходя из своего принципа действия, имеет неприятную особенность эксплуатации: эффективность усиления напрямую зависит от атмосферного давления. Чем ниже атмосферное давление, тем меньше степень его превышения над давлением в вакуумной камере, меньше коэффициент усиления.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Теоретически (и практически тоже) на высоте более 3500 метров над уровнем моря ВУТ теряет свою эффективность. В условиях обычной эксплуатации транспортного средства при небольших перепадах атмосферного давления и негористой местности изменение его эффективности незаметно. В условиях высокогорья применяются иные типы усилителей тормозов.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

Основные признаки неисправности ВУТ

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

В процессе эксплуатации автомобилей с ВУТ особое внимание уделяется вопросам герметичности его конструкции и трубок, идущих к нему. Признаками неисправности являются:

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

  • необходимость увеличения давления на педаль тормоза для эффективного торможения;
  • уменьшенная величина хода педали тормоза;
  • продолжение торможения после отжатия педали;
  • неровные обороты двигателя вследствие подсоса из вакуумного шланга;
  • наличие дополнительных звуков типа «подсос» в момент торможения;
  • полный отказ работы усилителя.

Если ВУТ по каким-либо причинам выходит из строя, либо глохнет двигатель, тормозная система в целом остается исправной, но требует больших усилий нажатия на педаль тормоза, как при его отсутствии. Это есть одно из основных условий безопасного движения. Однако, эффективность экстренного торможения при этом значительно уменьшается.

p, blockquote 21,1,0,0,0 —>

Поэтому во время аварийного буксирования автомобиля, если исправен двигатель, рекомендуется его завести, чтобы тормозная система работала в штатном режиме.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Основные причины неисправности

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

Основные причины отказа работоспособности вакуумного усилителя тормозов:

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

  • потеря герметичности вакуумного шланга;
  • неисправность диафрагмы;
  • потеря свойств клапанов;
  • нарушение герметичности камер;
  • поломка возвратной пружины.

Механизм ВУТ технологически давно отработан, поэтому большинство автовладельцев редко встречается с проблемой его неисправности. Учитывая важность эксплуатации исправной системы торможения, периодически, особенно перед дальними поездками, следует тестировать систему торможения.

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Как проверить вакуумный усилитель тормозов не снимая

p, blockquote 26,0,0,0,0 —>

Способ 1

Наиболее простой способ проверить работу ВУТ заключается в следующем. Необходимо завести и прогреть двигатель. Далее следует заглушить двигатель. После этого неоднократно нажать на педаль тормоза. Во время первого нажатия она должна выжаться до упора. После второго и дальнейших нажатий ход тормозной педали уменьшается. Если разницы между первым и последующими нажатиями не ощущается, значит, разряжение в усилителе не создается.

p, blockquote 27,0,0,0,0 —>

Видео — как проверить вакуумный усилитель тормозов на автомобиле:

p, blockquote 28,0,0,0,0 —>

p, blockquote 29,0,0,0,0 —>

Способ 2

Двигатель заглушен. Нажимается до предела педаль тормоза, лучше несколько раз, и фиксируется в нажатом состоянии. Затем двигатель заводится. Педаль должна немного податься вниз при исправном усилителе.

p, blockquote 30,0,0,0,0 —>

Определить наличие возможных утечек воздуха позволяет следующий простой тест. При заведенном двигателе максимально выжимается педаль тормоза. Глушится двигатель. Если в течение минуты после того, как двигатель остановится, педаль подастся немного вверх, следовательно, в системе есть утечка воздуха.

p, blockquote 31,0,0,0,0 —> adsp-pro-2 —>

Видео — как проверить подсос воздуха через вакуумный усилитель тормозов:

p, blockquote 32,0,0,1,0 —>

p, blockquote 33,0,0,0,0 —>

Его ремонт и замена

p, blockquote 34,0,0,0,0 —>

В случае отказа работоспособности ВУТ необходимо сразу принять меры к восстановлению его работоспособности.

p, blockquote 35,0,0,0,0 —>

Самостоятельно можно произвести замену вакуумного шланга. Также возможна замена вакуумного насоса в автомобилях с дизельными двигателями.

p, blockquote 36,0,0,0,0 —>

Более сложные ремонтные работы, связанные с восстановлением герметичности камер ВУТ, исправности диафрагмы, клапанов, других элементов конструкции, лучше доверить профессионалам на сертифицированной СТО. Следует помнить, что исправные тормоза – основа безопасности, на этом экономить не следует.

p, blockquote 37,0,0,0,0 —>

После ремонта необходимо проверить синхронность торможения колес, диагностировать системы ABS и ESP. Это следует делать на специальных стендах и соответствующем диагностическом оборудовании.

p, blockquote 38,0,0,0,0 —>

p, blockquote 39,0,0,0,0 —>

В большинстве случаев ремонт вакуумного усилителя может обойтись гораздо дороже, чем его покупка или замена ВУТ на б/у-шный в хорошем состоянии. Есть резон поискать усилитель на разборках. Тем более, они унифицированы: одна модель может применяться на разных марках автомобилей.

p, blockquote 40,0,0,0,0 —>

Смотрите как определить полярность аккумулятора и почему так важно её не перепутать.

Головное устройство в автомобиле — что это такое и как его выбирать.

Видео — замена ВУТ на автомобиле ГАЗЕЛЬ:

p, blockquote 42,0,0,0,0 —> p, blockquote 43,0,0,0,1 —>

Вакуумный усилитель тормозов или как говорят в простонародье «вакуумник» — является видом усилителя, применяющийся в тормозной системе авто. Служит для того, чтобы создавать дополнительное усилие педали тормоза за счет разряжения. Применение вакуумного усилителя дает облегчение работы тормозной системы.

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Металлический корпус самого усилителя тормозов диафрагмой разделён на две половины – на вакуумную, идущую со стороны ГТЦ (главного тормозного цилиндрика), и на атмосферную, выходящую на тормозную педаль. К слову сказать, вакуумный усилитель и ГТЦ конструктивно и механически объединены в единую систему – тормозную.

Вакуумный усилитель вместе с главным тормозным цилиндром включают в себя:
1. корпус,
2. диафрагму,
3. следящий клапан,
4. толкатель,
5. шток поршня ГТЦ,
6. возвратную пружину.

Безвоздушная камера, то есть вакуумная, выходит при помощи клапана на впускной коллектор. На всех современных автомобилях для стабильной работы усилителя тормозов дополнительно устанавливают электронасос. При выключенном двигателе клапан обратки отсоединяет вакуумный усилитель от коллектора — тормоза просто-напросто пропадают. Точно такой же принцип и при малейшей поломке вакуумного агрегата, даже если мотор работает.

Атмосферная камера, вторая половина устройства, при помощи клапана соединяется и с вакуумной камерой, и с атмосферой. Именно на клапане и основан весь принцип работы вакуумного усилителя – создание разницы давлений между двумя камерами. В исходном положении, когда вы не давите на педаль тормоза, давление в двух камерах одинаково.

Нажимая педаль, толкатель двигается к следящему клапану и штоку тормозного цилиндра. Этим самым клапан закрывает канал между вакуумом и атмосферой. Что получается? Со стороны вакуумной камеры давление остаётся прежним, а со стороны атмосферной камеры происходит разряжение.

По окончании торможения возвратная пружина возвращает диафрагму в начальное положение.

Признаки неисправного усилителя тормозов

Не стоит сильно пугаться, если у вас вдруг отказал вакуумный усилитель. Ничего в этом страшного нет – просто вам придётся с большим усилием давить на тормозную педаль и прилагать чуть больше усилий для управления автомобилем.

1. С каждым разом вам всё труднее и труднее нажимать педаль, а эффект от торможения минимальный;
2. На холостых оборотах двигатель «троит», нажав педаль тормоза — начинает работать ровно и ритмично;
3. Обрыв или трещина в шлаге, которые приводят к появлению шипения или посторонним звукам в усилителе;
4. Вакуумный усилитель начинает «подсасывать» воздух;
5. Разрыв диафрагмы, износ сальников или резины на клапанах.

Проверка усилителя тормозов

Проверить самостоятельно работу вакуумника не составляет особого труда. Есть несколько достаточно простых способов:

1. Двигатель начинает «троить», а после нажатия тормозов он работает как часики. Всё дело в том, что при разгерметизации воздух засасывается во впускном коллекторе. А это ведёт к резкому смешиванию воздуха и топливной смеси, поступающие в цилиндры двигателя.
2. При выключенном моторе прокачайте (нажмите) 5-6 раз педаль тормоза. Потом ещё раз нажмите и на середине хода остановите. Не отпуская педаль, запустите двигатель. Педаль «провалилась» до полика — вакуумный усилитель работает исправно. Если ничего не изменилось после запуска мотора, то стоит подумать о замене или ремонте.
3. Осматривая поверхность, вы заметили подтеки, оставляемые тормозной жидкостью.

Не стоит постоянно быть уверенным в работе вакуумника или тормозов. Они, как и вся машина, хотят получать внимания. А тормозная система особенно – она никогда не прощает ошибок.