Принципы работы вакуумного усилителя тормозов

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.

Шипит при торможении (с видеопримером)

На следующем видео можно услышать этот характерный звук:

К слову, штатный «вакуумник» ВАЗ-2110 по инструкции не подлежит ремонту, только замене, но мы и «сами с руками». Да и судя по количеству различных инструкций по самостоятельному ремонту автомобилей, выложенных в сети, можно утверждать, что любому отечественному автолюбителю со стажем более пяти лет можно смело присваивать звание инженера-конструктора заочно. Поэтому рассмотрим процедуру ремонта, тем более что разница в стоимости между ремкомплектом и самим вакуумным усилителем несоизмерима высока.

В любом случае вначале нам придётся демонтировать ВУТ, для этого нам понадобится минимум подручных средств.

Инструменты

• Рожковые и торцевые ключи размерами «10», «13», «17»;
• Мощная плоская отвёртка;
• Ремкомплект или ВУТ в сборе;
• Герметик и немного желания всё сделать своими руками.

На данном этапе у нас есть выбор: или сделать всё так, как гласит инструкция завода-изготовителя (отсоединить главный тормозной цилиндр от ВУТ, откручивая от него все тормозные трубки, с последующей его прокачкой) или же чуть проще и малой кровью (просто отодвинув его в сторону).

В любом случае выбор за вами, я же пойду по лёгкому пути:

1. Отсоединяем от тормозной педали шток-толкатель: Снимаем защёлку, вытаскиваем палец.
2. Отсоединяем от датчика уровня тормозной жидкости колодку с проводами: Отсоединяем колодку.
3. В моторном отсеке откручиваем две гайки, крепящие главный тормозной цилиндр к «вакуумнику»:

   Две гайки на «17».

4. Удерживая обратный клапан, снимаем с него вакуумный патрубок: Демонтаж вакуумного патрубка.
5. Как раз в этом месте все «мануалы» требуют отсоединения тормозных трубок от ГТЦ, я же предлагаю открутить всего одну гайку крепления тормозных магистралей к салону и просто убрать ГТЦ в сторону:

   Гайка на «10».

6. В салоне, под панелью приборов открутите четыре гайки, крепящие кронштейн педали тормоза:

   Гайки на «13».

7. Демонтируем вакуумный усилитель вместе с кронштейном: Демонтаж ВУТ.
8. Открутив две гайки крепления кронштейна педали и поддев его отвёрткой, отсоединяем его от «вакуумника»: Гайки на «17»Ремонт.
9. Приобретаем в магазине ремкомплект ВАЗ — 2108/2109:

   Содержимое ремкомплекта.

10. Аккуратно развальцовываем мощной отвёрткой и молоточком корпус вакуумного усилителя: Развальцовка.
11. Так как внутри находится возвратная пружина, для предотвращения «выстрела» свободной половинки закручиваем на шпильки открученные ранее гайки. Вот такая картина нам открылась: Деффект диафрагмы.
12. Далее разобрать диафрагму не получится, так как шпильки, крепящие её к корпусу, заклёпаны. Просто снимаем её манжету с корпуса относительно лёгким движением руки: Демонтаж.
13. Можете убедиться сами, каталожный номер «родной» и приобретённой манжеты совпадает! Каталожный номер.
14. Устанавливаем манжету в корпус диафрагмы, при этом аккуратно помогаем отвёрткой попасть её краю во внутренний паз: Внутренний паз диафрагмы.
15. Далее смазываем герметиком посадочное место шайбы на шпильке с гофрой… Смазка герметиком.
16. …и место стыка кронштейна педали с корпусом вакуумного усилителя: Герметизация.
17. На этом ремонт вакуумного усилителя можно считать законченным, остаётся лишь аккуратно завальцевать места крепления ранее развальцованных половинок. Установка «вакуумника» происходит строго в обратной последовательности.

Данная неполадка возникает при подсосе воздуха в вакуумном патрубке усилителя тормозов. Необходимо проверить на наличие подсосов как сам патрубок, так и места его соединений со впускным коллектором и ВУТ. Так как при данной неисправности происходит разгерметизация впускной системы двигателя, то в третьем и четвёртом цилиндре происходит обеднение воздушной смеси и двигатель начинает «троить». Более подробно о диагностике данной неисправности можете узнать в этой видеоинструкции.

Экскурс по производителям

Если вы решили взять запчасть-аналог, нужно разбираться в фирмах, занимающих свою нишу на вторичном рынке автомобильных комплектующих. Если вкратце, то одни фирмы являются производителями, реализующими товар собственного производства под именами собственных брендов

(зачастую она копирует имя фирмы), а другие фирмы лишь предлагает продукцию первых. Конечно, первые отличаются друг от друга по ценовой политике и качеству выпускаемых продуктов, но вот вторые могут оказаться совершенно непредсказуемыми – товары из одной партии могут существенно отличаться от товаров из другой. По этой причине мы советуем автолюбителям покупать вакуумные усилители проверенных немецких производителей: Bosch , ATE , TRW . Это признанные эксперты по тормозным системам, поставляющие свою продукцию на конвейеры практически всех европейских автомобильных концернов. По сути, аналог немецкого производства будет тем же оригиналом, просто под именем фирмы-производителя.

Средние по качеству, но зато привлекательные в ценовом плане усилители можно найти в каталогах JP Group . Тайваньские усилители Vika хоть и могут привлечь автолюбителя низкой ценой, вряд ли порадуют качеством – их производитель специализируются на максимально дешевых репликах деталей для автомобилей концерна VAG. Как показывает практика, наиболее дешевые из запчастей на рынке оказываются наименее качественными, и, как следствие, чаще выходят из строя и имеют ощутимо меньшений эксплуатационный ресурс. Их стоит покупать лишь тогда, когда вы не имеете большой бюджет на приобретение комплектующих, но выйти на дорогу все-таки надо как можно скорее.

Проверка состояния

О необходимости поменять вакуумный усилитель или главный тормозной цилиндр могут сообщить соответствующие признаки.

Первоочередной признак выхода из строя ВУТ заключается в увеличении усилия, которое нужно прикладывать к педали для торможения.

Чтобы точно убедиться в неисправности, выполните следующую проверку:

• Заглушите двигатель;
• 5-6 раз подряд выжмите педаль тормоза;
• Зажмите педаль в пол;
• Заведите двигатель;
• Если ВУТ исправен, педаль сразу же пойдет вверх.

Проверяем состояние

Если у вас под капотом стоит карбюраторный двигатель на ВАЗ 2109, определить неисправность ВУТ можно несколько иначе на начальных стадиях:

• Изначально педаль будет работать нормально, прикладывать придется небольшое усилие, торможение происходит нормально;
• Но при этом двигатель троит на холостых;
• При нажатии на тормозную педаль холостой ход успокаивается;
• Нажав на газ при нейтральной передаче, возникают провалы в работе карбюратора;
• Если такие симптомы наблюдаются, при работающем моторе снимите патрубок со штуцера ВУТ и заглушите его пальцем или другим подручным инструментом;
• Стабилизировался холостой ход? В этом случае замены вакуумника не избежать.

Если подобная неисправность была обнаружена во время движения, продолжать ехать можно только при отключении ВУТ.

Его ремонт и замена

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.

Видео — замена ВУТ на автомобиле ГАЗЕЛЬ:

Может заинтересовать:

Устройство вакуумного усилителя тормозов

Вакуумный усилитель тормозов предназначен для повышения удобства использования системы торможения. Автомобиль без ВУТ тормозил бы очень тяжело – усилие, передаваемое на педаль, в этом случае было весьма существенным, что отражалось бы на безопасности вождения в худшую сторону.

Расположен ВУТ, как правило, прямо за моторным щитом. Конструктивно этот элемент выполнен в виде неразборного металлического блока, соединенного с главным тормозным цилиндром и бачком тормозной жидкости.

В состав вакуумника входят следующие элементы:

• Корпус.
• Разделительная мембрана (производится из гибкого материала).
• Обратный клапан.
• Толкатель педали тормоза.
• Шток гидроцилиндра.
• Пружина возвратного действия.
• Следящий клапан.

Рекомендуем: Чем отличается стойка от амортизатора

Принципа работы вакуумника основан на разнице атмосферного давления, вследствие чего создается разрежение, обеспечивающее формирование давление (а вместе с тем и передаваемое усилие) в тормозной системе.

Внутри ВУТ расположена диафрагма в виде перегородки. Каждая из разделяемых диафрагмой камер (полостей) герметична. Притом камеры равны друг другу по объему.

Одна из камер свободно сообщается с атмосферой (она так и называется – атмосферная часть), вторая связана со шлангом, ведущим из выпускной трубы двигателя. С этой стороны формируется пониженное, по сравнению с атмосферным, давление. Эта полость называется вакуумной, она расположена со стороны ГТЦ.

Атмосферная камера, находящаяся ближе с тормозной педали, содержит клапан обратного действия. Он призван препятствовать снижению давления во впускном коллекторе мотора. Благодаря этому, топливо не может попадать в механизм ВУТ.

Величина разрежения в этой полости контролируется следящим клапаном. Вакуумная же камера благодаря клапану обратного действия поддерживает давление на одном уровне. Иными словами, мембрана испытывает одинаковые значения давления со стороны обеих камер. Передвижение следящего клапана осуществляется через толкатель, который связан с тормозной педалью. Назначение пружины – обеспечение возврата диафрагмы в обычное состояние после прекращения торможения.

В некоторых ситуациях, когда автомобиль оснащается механизмом экстренного торможения, шток оборудуется специализированным электромагнитным приводом.

Тормозная система предназначена для остановки автомобиля в различных ситуациях на дороге. От степени ее надежности зависит безопасность водителя, пассажиров и других участников дорожного движения. Усилить торможение автомобиля и предотвратить преждевременный износ тормозной системы поможет специальное приспособление – вакуумный усилитель тормозов.

Благодаря этому устройству не требуется прилагать больших усилий на педаль тормоза, что сокращает усталость водителя. Усилитель состоит из нескольких элементов:

• корпус;
• толкатель;
• возвратная пружина;
• диафрагма;
• шток поршня тормозного цилиндра;
• следящий клапан.

Корпус устройства разделяется диафрагмой на два отсека (камеры) – одна называется вакуумная, она расположена с обратной стороны педали тормоза; противоположная камера – атмосферная, устанавливается непосредственно за педалью тормоза.

Для работы вакуумная камера требует источник разряжения. Им, зачастую, выступает область двигателя после дроссельной заслонки. Альтернативой выступает специальный вакуумный насос. Он обеспечивает бесперебойную работу вакуумного усилителя тормозов, даже когда двигатель не запущен.

В зависимости от положения педали, атмосферная камера с помощью клапана соединяется:

• Когда педаль отпущена – с вакуумной камерой.
• Когда педаль выжата – с атмосферой.

Толкатель связан напрямую с педалью тормоза, он передает механическую энергию на следящий клапан.

Вакуумная камера соединена с главным тормозным цилиндром. Разность давления приводит к нагнетанию в него тормозной жидкости.

Возвратная пружина предназначена для возвращения диафрагмы в исходное положение по окончании процесса торможения.

Видео – Как самостоятельно проверить вакуумный усилитель

Характерным признаком какой-либо неисправности ВУ может быть полная или частичная его неспособность поглощать усилия, которые формируются на педали системы торможения. Иными словами, если вы, нажимая на педаль, ощущаете слишком большие усилия, значит, ВУ не работает. Как правило, проблема может заключаться в обрыве, перетирании или разгерметизации эластичного трубопровода, обеспечивающего соединение коллектора мотора с ВУ. Поломка также может быть следствием появления различных дефектов внутри самой конструкции усилителя: повреждение и нарушение эластичности диафрагмы, отслеживающего клапана и так далее.

Для выявления источников неисправностей необходимо провести ряд простых тестов. Преимуществом нижеприведенных методов является то, что они не требуют использования специального оборудование или других диагностических приспособлений. Эти проверочные операции доказывают свою практичность и эффективность уже на протяжении многих десятилетий.

Метод №1

Запустите силовой агрегат. Дайте поработать пару минут на нейтральной скорости, а затем заглушите мотор. Понажимайте несколько раз педаль системы торможения. В том случае, если узел работает исправно, при первой попытке, как это и предусмотрено, педаль выжмется до упора. Значит, образовавшийся вакуум притянул диафрагму, которая привела в движение поршень ГТЦ с помощью штока. После того как Вы отпустите педаль, в камерах должен восстановится баланс давления. Во всех следующих попытках воздействия на педаль ее ход будет уменьшаться. Это обуславливается отсутствием подкачки, разряжению браться неоткуда. Если между нажатиями после выключения двигателя не возникает ощутимая разница, значит, устройство не получает дополнительное усилие от ГТЦ.

Метод №2

Второй способ диагностики необходимо проводить после предыдущего. Он позволяет получить более достоверную информацию о работоспособности системы

После того как Вы включили и выключили мотор, а потом нажали несколько раз на тормозную педаль и получили определенный результат, необходимо обратить внимание на положение тормозного рычага. Если ВУ исправно работает, рычаг должен вернуться в исходное положение. Выжмите полностью педаль системы торможения и запустите мотор, удерживая ее

После включения силового агрегата в вакуумной камере ВУ образуется определенное разряжение, которое заставит переместиться шток. Последний тянет за собой толкатель. Поэтому педаль легко опускается. Если в этом случае положение педали не изменилось, это является явным признаком выхода из строя механизма. В данном случае потребуется детальный осмотр с последующим ремонтом или заменой усилителя

Выжмите полностью педаль системы торможения и запустите мотор, удерживая ее. После включения силового агрегата в вакуумной камере ВУ образуется определенное разряжение, которое заставит переместиться шток. Последний тянет за собой толкатель. Поэтому педаль легко опускается. Если в этом случае положение педали не изменилось, это является явным признаком выхода из строя механизма. В данном случае потребуется детальный осмотр с последующим ремонтом или заменой усилителя.

Метод №3

Последний диагностический метод позволяет проверить систему на предмет утечки воздуха. Запустите мотор и нажмите на педаль, а затем заглушите агрегат, удерживая рычаг в активном положении 2-3 минуты. В случае какого-либо нарушения герметизации в конструкции ВУ разряжение внутри вакуумной полости начнет уменьшаться, что приведет к смещению диафрагмы. В итоге педаль будет медленно подниматься, так как исчезнет уравнивающая ее позицию сила. Разницу в необходимой прижимной силе можно ощутить буквально с первой минуты.

Вышеописанные методы позволяют выявить неисправности вакуумного усилителя тормозов. Если Вы повторили указанные процедуры и не обнаружили негативных изменений в работе устройства, значит, механизм поглощения усилия полностью исправен. При обнаружении поломок нужно срочно заняться ремонтом. Пренебрежение этой процедурой в лучше случае приведет к дорогостоящим ремонтным работам, а в худшем может стать причиной аварии в процессе движения транспортного средства из-за отказа тормозного усилителя.

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.

«>

Как проверить вакуумный усилитель тормозов

Возникает логический вопрос, как определить неисправность вакуумного усилителя тормозов. На самом деле сделать это достаточно просто, причем без использования дополнительного оборудования, проверку можно выполнить в условиях гаража и даже на улице.

Простейшая проверка выполняется по следующему алгоритму:

• При заглушенном двигателе необходимо накачать вакуумный усилитель (тормозную систему). Делается путем нажатия на педаль тормоза примерно 4…5 раз.
• В конце последнего нажатия педаль нужно зафиксировать в нажатом положении.
• Запустить двигатель на холостых оборотах.
• Если «вакуумник» работает исправно, то в него при запуске двигателя сразу пойдет разрежение, в результате чего педаль тормоз немного опустится вниз, что будет явно ощущаться поставленной на нее ногой.
• Соответственно, если педаль не двигается и не реагирует на запуск двигателя, то имеет место разгерметизация в системе.

Другую проверку имеет смысл выполнить в случае, если тормозная система работает, вроде бы, исправно, но при нажатии на педаль тормоза наблюдается изменение в режиме работы ДВС. Так, проверка выполняется по следующему алгоритму:

Отсоединить трубопровод от впускного коллектора.

• Его штуцер необходимо герметично «заглушить». Для этого можно воспользоваться хомутом или перетянутой резиновой трубкой с хомутом.
• Запустить двигатель и дать ему немного прогреться.
• Несколько раз нажать на педаль тормоза.
• Если в момент нажатия на соответствующую педаль в режиме работы двигателя не произошло изменений (его обороты не повысились и не понизились), значит, в системе вакуумного усилителя тормозов имеет место разгерметизация.
• Соответственно, если при нажатии педали двигатель начинает «захлебываться», значит, «вакуумник» и его система работают нормально.

Обратите внимание, что выполнение описанной проверки необходимо проводить при стоящем автомобиле, поскольку в таком режиме у него не будет работать вакуумный усилитель тормозов со всеми вытекающими последствиями.

Если проверка выявила наличие разгерметизации, то следующим шагом будет локализация места повреждения. Сделать это не всегда просто, поскольку трещина или место утечки может быть очень маленьким и порой находиться в самых неожиданных местах. Однако в качестве проверки и профилактики необходимо проверить следующие элементы системы вакуумного усилителя:

• затяжка и общее состояние хомутов трубопровода ВУТ;
• трубка герметичности ВУТ в местах зажимов и по всей длине (по возможности), зачастую причиной разгерметизации является появление трещины именно в упомянутой трубке;
• состояние уплотнителя обратного клапана вакуумного усилителя, это также распространенная причина, особенно на старых автомобилях (например, ВАЗ-классика).

Если проверка не дала результатов, то имеет смысл попросту заменить все трубки вакуумного усилителя с хомутами.

Проверка обратного клапана

Проверить обратный клапан ВУТ можно с помощью одного из двух методов. Первый из них подразумевает демонтаж указанного элемента, а второй — на запущеном двигателе зажав педаль тормоза.

Как проверить снятый вакуумный усилитель тормозов

После того, как клапан снят, необходимо просто ртом или при помощи воздушного компрессора подуть в штуцер, который был подсоединен к усилителю. Если клапан исправен, то воздух должен проходить беспрепятственно. Следующий шаг в данном случае — втянуть воздух из того штуцера. Лучше всего ртом. Соответственно, обратно воздух клапан пропускать не должен. В противном случае обратный клапан частично или полностью вышел из строя и подлежит замене. Вместо рта можно воспользоваться плотной резиновой грушей, например, от ареометра.

Однако демонтировать обратный клапан — не лучшее решение, поскольку в процессе его снятия можно повредить герметичность системы вакуумного усилителя тормозов. Лучше проверять обратный клапан вакуумного усилителя тормозов на авто самым простым способом. В соответствии со вторым методом проверки рекомендуется действовать следующим образом:

• запустить двигатель и дать поработать около одной-двух минут;
• до упора нажать на педаль тормоза и заглушить двигатель;
• если обратный клапан исправен, то он закроется, поскольку со стороны коллектора нет разрежения, а в камере сохранится вакуум, соответственно, педаль не будет давить вверх (не надо будет оказывать дополнительного усилия для ее удержания);
• в противном случае (если педаль резко потянется вверх) имеет место повреждение обратного клапана ВУТ.

Как и в случае с трубопроводом, проще и быстрее заменить обратный клапан на новый, поскольку обычно этот агрегат является неразборным и неремонтопригодным, а цена его относительно невелика.

Устройство вакуумного усилителя

1 — фланец крепления наконечника; 2 — корпус усилителя; 3 —шток; 4 — крышка; 5 — поршень; 6 — болт крепления усилителя; 7 — дистанционное кольцо; 8 — опорная чашка пружины клапана; 9 — клапан; 10 — опорная чашка клапана; 11 — опорная чашка возвратной пружины; 12 — защитный колпачок; 13 — обойма защитного колпачка; 14 — толкатель; 15 — воздушный фильтр; 16 — возвратная пружина клапана; 17 — пружина клапана; 18 — уплотнитель крышки корпуса; 19 — стопорное кольцо уплотнителя; 20 — упорная пластина; 21 — буфер; 22 — корпус клапана; 23 — диафрагма; 24 — возвратная пружина корпуса клапана; 25 — уплотнитель штока; 26 — болт крепления главного цилиндра; 27 — обойма уплотнителя штока; 28 — регулировочный болт; 29 — наконечник шланга; 30 — клапан; А — вакуумная полость; В — канал, соединяющий вакуумную полость с внутренней полостью клапана; С — канал, соединяющий внутреннюю полость клапана с атмосферной полостью; Е — атмосферная полость