Вакуумный усилитель тормозной системы является одним из наиболее широко распространенных видов усилителей, которые имеют применение в современных автомобилях. Он позволяет создать дополнительное воздействие на педаль тормоза, используя для этого разряжение. Усилитель служит для снижения нагрузки на тормозную систему машины и для того, чтобы водитель меньше уставал.
По своей конструкции усилитель данного типа является одним блоком с главным тормозным цилиндром. Обычно он состоит из следующих компонентов:
- Диафрагма;
- Корпус усилителя;
- Толкатель;
- Возвратная пружина;
- Следящий клапан;
- Шток поршня цилиндра.
Схема вакуумного усилителя тормозов
При помощи диафрагмы корпус усилителя делится на два отсека-камеры. Та из них, что ближе к тормозному главному цилиндру – вакуумная, а та, что расположена со стороны педали – атмосферная камера.
Вакуумная камера соединяется с источником разряжения посредством обратного клапана. Как источник разряжения в большинстве случаев используют область, расположенную во впускном коллекторе двигателя, сразу после заслонки дросселя. Чтобы вакуумный усилитель мог нормально функционировать на всех режимах двигателя в качестве источника разряжения можно использовать вакуумный электронасос. На двигателях дизельного типа, у которых разряжение во впускном коллекторе малое, такой насос используется в обязательном порядке. Обратный клапан служит для разъединения источника разряжения и вакуумного усилителя при прекращении работы двигателя или если вакуумный насос выйдет из строя.
Атмосферная камера соединяется при помощи следящего клапана с:
- Вакуумной камерой – в исходном положении;
- Атмосферой – если педаль тормоза нажата.
Толкатель обычно соединен с педалью тормоза и необходим для движения следящего клапана.
Со стороны вакуумной камеры диафрагма присоединена к штоку поршня цилиндра. Ее движение необходимо для перемещения поршня и перегонки тормозной жидкости к колесам.
Возвратная пружина после окончания процесса торможения возвращает диафрагму в то положение, которое она занимала до этого.
Для увеличения эффективности торможения в ситуациях экстренного характера в систему вакуумного усилителя тормозов может быть добавлена система экстренного торможения, которая представляет собой дополнительный привод штока.
Развитием идеи вакуумного усилителя тормозов можно назвать активный усилитель тормозов. Он активизирует работу усилителя только в отдельных случаях и помогает нагнетать давление без привлечения водителя. Он обычно используется в ESP в целях предотвращения опрокидываний и снижения избыточной поворачиваемости.
Действие вакуумного усилителя основано на той разности давлений, что создается в атмосферной и вакуумной камерах. При нормальном положении давление и в той, и в другой камере одно и то же и равно давлению, которое создает источник разряжения.
Как только водитель нажимает педаль тормоза, усилие передается через толкатель следящему клапану, который перекрывает канал между вакуумной и атмосферной камерой. Дальнейшее движение клапана приводит к тому, что атмосферная камера соединяется с атмосферой, после чего в этой камере разряжение снижается. Диафрагма, на которую действует разность давлений, перемещает шток поршня тормозного цилиндра.
Таким образом, конструкция вакуумного усилителя помогает создать дополнительное усилие на поршень тормозного цилиндра, и чем больше давление на педаль тормоза, тем выше эффективность торможения, то есть чем сильнее водитель надавит на педаль, тем лучше сработает усилитель.
После того, как процесс торможения будет завершен, вакуумная и атмосферная камера вновь соединяются и, соответственно, давление в них выравнивается, а диафрагма переводится при помощи возвратной пружины в исходное положение.
В большинстве случаев самое большое дополнительное усилие, которое обеспечивается при помощи вакуумного усилителя в 4-5 раз сильнее, чем давление от ноги водителя. Еще большее увеличение дополнительного усилия может быть достигнуто при помощи увеличения числа камер или размера диафрагмы.
