Устройство вакуумного усилителя тормозов автомобиля

Как работает вакуумный агрегат?

Корпус вакуумного усилителя тормозов разделен на две полости упругой перегородкой, называемой диафрагмой. Сквозь диафрагму проходит шток, который одним концом давит на поршень главного тормозного цилиндра, а вторым через проушину в толкателе соединяется с тормозной педалью.

Одна из полостей вакуумного усилителя тормозов при помощи шланга соединена с впускным коллектором двигателя (можете подробнее узнать об устройстве двигателя), в котором создается разрежение, поступающее в полость усилителя.

В корпусе вакуумного усилителя имеются два клапана: воздушный (атмосферный) и вакуумный (соединяющий обе полости усилителя), которые изменяют свое положение в зависимости от положения педали тормоза. В пассивном режиме, когда педаль тормоза не нажата, клапаны имеют следующие положения:

• воздушный – закрыт,
• а вакуумный клапан открыт.

Такое положение клапанов позволяет создавать одинаково разрежение по обе стороны диафрагмы вакуумного усилителя.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов следующий:

1. Когда вы нажимаете на педаль тормоза, шток, переворачиваясь, изменяет положение клапанов.
2. При этом вакуумный клапан перекрывает соединение между обеими полостями.
3. А воздушный, в свою очередь, запускает атмосферный воздух в полость между педалью тормоза и диафрагмой.

Таким образом, с обеих сторон диафрагмы создастся разность давлений, образующая усилие на штоке и помогающая водителю тормозить.

Вакуумные усилители тормозов имеют различное устройство, но принцип работы у всех одинаков. Например, вакуумные усилители на автомобилях ВАЗ имеют неразборную конструкцию – при неисправностях их заменяют целиком. А вот усилители тормозов «Москвичей», «Волг» и большинства моделей иномарок разборные, но при их ремонте без специального оборудования не обойтись.

Кстати, после ремонта тормозной системы иномарок, дополнительно потребуется прокачка тормозов с АБС.

Главный принцип работы вакуумного усилителя тормозов основывается на разнице давления, образующейся в вакуумной и атмосферной камере. Именно этот перепад оказывает воздействие на толкатель, перемещающий поршневой шток главного цилиндра системы. Для того чтобы поддерживать разряжение на должном уровне, используется обратный клапан вакуумного усилителя тормозов.

Особое внимание при проверке тормозной системы следует обращать на техническое состояние вакуумного усилителя. Хотя его неисправности и не вызывают катастрофических последствий, тем не менее, требующая повышенного усилия педаль тормоза создает дискомфорт и затрудняет управление автомобилем. Существуют, конечно, неисправности, которые все же потребуют ремонта или даже замены устройства.

В первую очередь, может разгерметизироваться либо оборваться шланг вакуумного усилителя тормозов, соединяющий его с коллектором двигателя автомобиля. После того, как будет слышно шипение, проверяется состояние самого шланга и качество затягивания хомутов.

Вакуумная камера, в которой не содержится воздуха, выходит на коллектор впуска, это осуществляется при помощи специального клапана. Обычно на современных автомобилях, к ним можно отнести модели не старше 2010 года, дополнительно установлен и электронасос, он отвечает за стабильную работу вакуумного усилителя.

В то время, когда двигатель авто не работает, этот специальный клапан отсоединяет усилитель тормоза от коллектора. Таким образом, при выключенном моторе тормоза у транспортного средства на время исчезают, перестают функционировать. Такой же принцип срабатывает и во время работы мотора, при условии даже незначительной поломки вакуумного устройства.

Вторая часть вакуумного агрегата, которую можно условно назвать атмосферной, как мы отметили ранее, соединена со второй вакуумной половиной при помощи клапана. Работа этого клапана и положена в основу функционирования вакуумного агрегата, так как он создает разные давления между двумя камерами этого тормозного устройства.

Когда водитель только начинает нажимать на педаль, толкатель приходит в движение по конкретной траектории, а именно – к следящему клапану, а также и штоку цилиндра тормоза. Таким движением клапан перекрывает канал между двумя частями агрегата, выполняющими разные функции.

В такой ситуации в вакуумной части прибора давление остается на прежнем уровне, а в камере атмосферной в этот момент происходит разряжение. Когда процесс торможения будет завершен, пружина возвратит диафрагму в первоначальное положение.

Главное в узле — надежность конструкции. Для того чтобы приблизительно представить принцип работы вакуумника, можно вообразить себе работу механизма, в рабочий накопительный бачок которого во время работы двигателя автомобиля подается воздух, в итоге достигающий большого давления.

Именно по этой причине, на автомобилях ВАЗ, при заглушенном двигателе, давление на педаль не дает такого эффекта, кажется, что тормоза просто пропадают, что в свою очередь вводит неопытных водителей в полное замешательство. На самом же деле необходимо просто значительно усилить давление, ведь вакуумник не участвует в процессе.

Как видим, особых секретов в том, по какому принципу он работает, нет. Однако производители обычно с особым тщанием относятся именно к конструкции данного узла. Оно и понятно. Для современного автомобиля, который предназначен для эксплуатации на высоких скоростях, надежная работа тормозов — самое главное обстоятельство. И в этом плане конструкция вакуумного усилителя, конечно же, просто обязана отличаться надежностью.

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.

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

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Основное назначение вакуумного усилителя тормозов заключается в создании дополнительных усилий, способствующих более продуктивной работе гидравлики тормозного контура. Иными словами он помогает водителю, давящему на педаль тормоза.

Устройство и принцип работы вакуумного усилителя тормозной системы

Вакуумный усилитель тормозной системы представляет собой корпус из металла, он механически, а также и конструктивно соединен с ГТЦ, они являются составными частями одной тормозной системой. Корпус усилителя имеет две части, на которые делит его диафрагма:

1. Первая часть усилителя – вакуумная, она расположена со стороны главного тормозного цилиндрика.
2. Вторая часть – атмосферная, она относится уже непосредственно к тормозной педали.

Усилитель тормозных систем вакуумного типа вместе с ГТЦ имеют такие составные части:

• Основной корпус.
• Следящий клапан.
• Диафрагма.
• Толкатель.
• Возвратная пружина.
• Шток поршня ГТЦ.

Устройство «вакуумника» достаточно замысловатое. В его состав входят: корпус, рабочий клапан, шток, гидравлический цилиндр, рабочая диафрагма, толкатель, возвратная пружина и педаль, на которую давит водитель.

Эта сложная конструкция обеспечивает единую слаженную работу. Так, нажимая на педаль тормоза, водитель задействует шток, который осуществляет давление на рабочий клапан. Он включается в работу, блокируя взаимодействие гидравлики в отдельных камерах. Открытие клапана атмосферной камеры способствует усилению давления за счет дополнительного притока наружного воздуха.

Получается такое соотношение, при котором одна сторона диафрагмы имеет разряженный воздушный фон, а другая получает двойное толкательное усилие – от ноги водителя и атмосферного воздуха. Эта разность давлений позволяет штоку приходить к действию, которое через гидравлическую жидкость передается к исполнительным элементам, останавливающим автомобиль во время движения.

Принцип работы вакуумного усилителя тормозов и признаки неисправности

Если у водителя неожиданно перестал работать вакуумный тормозной усилитель, переживать не стоит, выход есть. Необходимо просто приложить немного больше усилий при давлении на педаль тормоза, а также и управлять транспортным средством с незначительным усилием.

О полной замене или детальном ремонте вакуумного агрегата стоит всерьёз задуматься только в тех ситуациях, когда он частично или полностью утратил свои функции.

Признаки поломки:

• Водитель прилагает все больше и больше усилий, чтобы нажать на тормозную педаль, но торможение при этом становится все более слабым с каждым нажатием.
• Если во время холостой работы двигателя он начинает «троить», при этом при нажатии педали тормоза он работает нормально, держит нужный ритм.
• Если произошел, обрыв шланга или образовалась трещина в нем, обычно это сопровождается громким шипением или другими посторонними звуками, нехарактерными для обычной работы транспортного средства.
• Во время работы вакуумный агрегат начал подсасывать воздух, пусть даже в небольшом объеме.
• Если произошел разрыв диафрагмы, полностью износилась резина на клапанах или сальниках.

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

• 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.

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

Основные причины отказа работоспособности вакуумного усилителя тормозов:

• 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.

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.

Любая поломка вакуумного усилителя считается критической для его работы, если она делает создание безвоздушного пространства внутри корпуса невозможным. Происходит завоздушивание системы, не дающее тормозам качественно выполнять свои функции. Подобные проблемы определить не сложно. Они имеют множество характерных признаков.

• «Тяжелая» педаль. По ощущениям это схоже с нажатием на педаль тормоза на заглушенной машине. Водителю приходится надавливать значительно сильнее, однако это не слишком способствует более эффективной работе тормозов.
• В режиме холостых оборотов у двигателя возникают небольшие вибрации, которые полностью пропадают при задействовании педали тормоза.
• Во время нажатия на тормоз из «вакуумника» доносятся посторонние «пшикающие» звуки. Такой симптом можно обнаружить лишь при заведенном моторе автомобиля.
• Возникновение подсоса воздуха. Тут, думаем, дополнительных пояснений не требуется.

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

Система тормозов всегда должна быть исправной, от этого зависит безопасность при движении и самого водителя, и его пассажиров. Именно поэтому стоит очень чутко относиться к любым изменениям в функционировании тормозной системы транспортного средства.

Вас должны насторожить щелчки, треск, скрежет и другие посторонние звуки. Существуют также и другие признаки поломки вакуумника, которые опытный водитель никогда не оставит без внимания. Любой водитель перед отправлением в путь, особенно дальний, может самостоятельно убедиться в исправности вакуумника, провести такую проверку сможет даже новичок в автоделе.

Если педаль тормоза слишком тверда, это, скорее всего, вызвано разрежением в коллекторе впуска или с неисправностью шланга. Также это может быть вызвано дефектом самого вакуумного усилителя или контрольного клапана, которым он оснащен.

Как проверить?

1. Если двигатель вашего транспортного средства «троит», но это происходит только до того, как вы нажмете тормоза? Это обычно вызвано разгерметизацией, при которой воздух засасывается в коллектор впуска. Происходит резкое смешивание воздуха с топливной смесью, которая поступает к цилиндрам двигателя.
2. Выключите мотор вашего авто, нажмите педаль пять — шесть раз подряд. При седьмом нажатии на тормоза остановитесь на середине хода. Педаль не отпускайте, одновременно заводите мотор. Если в этот момент педаль провалится до пола – агрегат исправен. Если при запуске мотора педаль тормоза не поменяла свое положение, то необходимо заменить или отремонтировать ее.
3. Если при осмотре своего авто вы заметите подтеки, которые оставляет тормозная жидкость, также стоит обратиться в автосервис.

Будьте внимательны и время от времени проверяйте исправность тормозной системы вашего авто. Как и любая деталь машины, ее работа требует контроля, неисправность тормозов очень опасна, поэтому стоит внимательно следить за их работоспособностью.

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.

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.

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.

Как отремонтировать вакуумный усилитель?

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

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

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.

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

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.

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.

Неисправный вакуумный усилитель тормозов необходимо заменять. Этот элемент не является ремонтопригодным. Его стоимость относительно невысокая, а выполнение всех необходимых работ любой мало-мальски подготовленный автолюбитель вполне сможет осуществить самостоятельно. Приведем краткий алгоритм действий, по замене вакуумного усилителя.

1. Первым делом требуется открутить главный цилиндр тормозной системы от корпуса усилителя. Разъем автомобильной проводки, идущий от него к бачку с тормозной жидкостью, необходимо отключить. Трубки откручивать не следует, их вполне можно оставить прикрученными.
2. Отворачиваем крепежные шурупы усилителя от металлического щитка, расположенного между моторным отсеком и салонной частью.
3. Третьим действием станет отсоединение тормозной педали от усилителя, после чего сам усилитель с небольшими усилиями нужно потянуть к себе.
4. Далее устанавливаем новый «вакуумник», подсоединяя все элементы в обратном порядке. Место соединения главного цилиндра тормозной системы необходимо промазать тонким слоем герметика, чтобы обезопасить стык от проникновения воздуха внутрь контура.

Подведем итоги

Подводя итоги, скажем, что вакуумный усилитель тормозной системы достаточно надежен. Он редко выходит из строя, однако если такое случилось, его требуется безотлагательно заменять. Эксплуатируя этот элемент неисправным, вы рискуете своей безопасностью, ведь качественная работа тормозов во время таких поездок гарантирована не будет. Вследствие этого значительно повышается вероятность возникновения критических дорожных ситуаций.