В автомобилях с гидравлической тормозной системой ключевую роль играют главный и колесный тормозные цилиндры.О том, что такое тормозной цилиндр, какие бывают виды цилиндров, как они устроены и работают, а также о правильном выборе, обслуживании и ремонте этих деталей читайте в статье.
Тормозной цилиндр – функции, виды, особенности
Тормозной цилиндр — общее название органов управления и приводов тормозных систем транспортных средств с гидравлическим приводом.Существует два устройства, отличающихся по конструкции и назначению:
• Главный тормозной цилиндр (ГТЦ);
• Колесные (рабочие) тормозные цилиндры.
ГТЦ – орган управления всей тормозной системой, колесные цилиндры – это исполнительные механизмы, непосредственно приводящие в действие колесные тормоза.
ГТЦ решает несколько задач:
• Преобразование механической силы от педали тормоза в давление рабочей жидкости, достаточное для привода исполнительных механизмов;
• Обеспечение постоянного уровня рабочей жидкости в системе;
• Сохранение работоспособности тормозов при потере герметичности, протечках и в других ситуациях;
• Облегчение вождения (с усилителем тормозов).
Рабочие цилиндры имеют одну ключевую функцию – привод колесных тормозов при торможении автомобиля.Также эти компоненты обеспечивают частичный возврат ГТЦ в исходное положение при отпускании автомобиля.
Количество и расположение цилиндров зависит от типа автомобиля и количества осей.Главный тормозной цилиндр один, но многосекционный.Количество рабочих цилиндров может быть равно числу колес, в два или три раза больше (при установке на колесо двух или трех цилиндров).
Подключение колесных тормозов к ГТЦ зависит от типа привода автомобиля.
В заднеприводных автомобилях:
• Первый контур – передние колеса;
• Второй контур — задние колеса.
Типовая схема тормозной системы автомобиля
Возможно комбинированное подключение: при наличии двух рабочих цилиндров на каждом переднем колесе один из них подключается к первому контуру, второй – ко второму, он работает вместе с задними тормозами.
В переднеприводных автомобилях:
• Первый контур – правое переднее и левое заднее колеса;
• Второй контур – левое переднее и правое заднее колеса.
Могут использоваться и другие конфигурации торможения, но приведенные выше схемы являются наиболее распространенными.
Устройство и принцип работы главного тормозного цилиндра.
Главные тормозные цилиндры делятся на две группы по количеству контуров (секций):
• Одноконтурные;
• Двухконтурный.
Одноконтурные цилиндры сегодня практически не используются, их можно встретить на некоторых старых автомобилях.Подавляющее большинство современных автомобилей оснащены двухконтурными ГТЦ – по сути, это два цилиндра в одном корпусе, работающие по автономным тормозным контурам.Двухконтурная тормозная система более эффективна, надежна и безопасна.
Также главные цилиндры делятся на две группы по наличию усилителя тормозов:
• Без усилителя;
• С вакуумным усилителем тормозов.
Современные автомобили оснащены ГТЦ со встроенным вакуумным усилителем тормозов, что облегчает управление и повышает эффективность всей системы.
Конструкция главного усилителя тормозов проста.В его основе лежит литой цилиндрический корпус, в котором друг за другом установлены два поршня – они образуют рабочие секции.Передний поршень соединен штоком с усилителем тормозов или непосредственно с педалью тормоза, задний поршень не имеет жесткой связи с передним, между ними находится короткий шток и пружина.В верхней части цилиндра над каждой секцией имеются перепускной и компенсационный каналы, а из каждой секции выходят одна или две трубы для подключения к рабочим контурам.На цилиндре установлен бачок тормозной жидкости, он соединен с секциями с помощью перепускного и компенсационного каналов.
ГТЦ функционирует следующим образом.При нажатии на педаль тормоза передний поршень смещается, перекрывает компенсационный канал, в результате чего контур герметизируется и в нем увеличивается давление рабочей жидкости.Увеличение давления приводит в движение задний поршень, он также перекрывает компенсационный канал и сжимает рабочую жидкость.При движении поршней перепускные каналы в цилиндре всегда остаются открытыми, поэтому рабочая жидкость беспрепятственно заполняет полости, образовавшиеся за поршнями.В результате давление в обоих контурах тормозной системы возрастает, под действием этого давления срабатывают колесные тормозные цилиндры, толкая колодки – автомобиль замедляет ход.
При снятой ножке педали поршни стремятся вернуться в исходное положение (это обеспечивают пружины), этому способствуют и возвратные пружины колодок, сжимающие рабочие цилиндры.Однако рабочая жидкость, попадающая в полости за поршнями ГТЦ через перепускные каналы, не позволяет поршням мгновенно вернуться в исходное положение – благодаря этому отпуск тормозов происходит плавно, а система работает надежнее.При возвращении в исходное положение поршни открывают компенсационный канал, в результате чего давление в рабочих контурах сравнивается с атмосферным.При отпускании педали тормоза рабочая жидкость из бачка беспрепятственно поступает в контуры, что компенсирует уменьшение количества жидкости из-за протечек или по другим причинам.
Конструкция главного тормозного цилиндра обеспечивает работоспособность системы в случае утечки рабочей жидкости в одном из контуров.Если в первичном контуре возникла утечка, то поршень вторичного контура приводится в движение непосредственно от поршня первичного контура – для этого предусмотрен специальный шток.Если утечка возникает во втором контуре, то при нажатии на педаль тормоза этот поршень упирается в торец цилиндра и обеспечивает повышение давления жидкости в первичном контуре.В обоих случаях ход педали увеличивается, а эффективность торможения несколько снижается, поэтому неисправность необходимо устранить как можно скорее.
Вакуумный усилитель тормозов также имеет простую конструкцию.В его основе лежит герметичный цилиндрический корпус, разделенный мембраной на две камеры – заднюю вакуумную и переднюю атмосферную.Вакуумная камера соединена с впускным коллектором двигателя, поэтому в ней создается пониженное давление.Атмосферная камера соединена каналом с вакуумом, а также с атмосферой.Камеры разделены клапаном, установленным на диафрагме, через весь усилитель проходит шток, который с одной стороны соединен с педалью тормоза, а с другой упирается в главный тормозной цилиндр.
Принцип работы усилителя следующий.При не нажатой педали обе камеры сообщаются через клапан, в них наблюдается низкое давление, весь узел неработоспособен.При приложении силы к педали клапан разъединяет камеры и одновременно соединяет переднюю камеру с атмосферой – в результате давление в ней увеличивается.Из-за разницы давлений в камерах диафрагма стремится переместиться в сторону вакуумной камеры – это создает дополнительную силу на штоке.Таким образом, вакуумный усилитель облегчает управление тормозами, уменьшая сопротивление педали при ее нажатии.
Устройство и принцип работы колесных тормозных цилиндров.
Рабочие тормозные цилиндры делятся на два типа:
• Для барабанных колесных тормозов;
• Для дисковых тормозов колес.
Рабочие цилиндры в барабанных тормозах представляют собой самостоятельные детали, которые устанавливаются между колодками и обеспечивают их выдвижение при торможении.Рабочие цилиндры дисковых тормозов интегрированы в тормозные суппорты, они обеспечивают прижатие колодок к диску при торможении.Конструктивно эти детали имеют существенные различия.
Колесный тормозной цилиндр барабанных тормозов в простейшем случае представляет собой трубку (литой корпус) с вставленными с концов поршнями, между которыми находится полость для рабочей жидкости.Снаружи поршни имеют упорные поверхности для соединения с колодками, для защиты от загрязнения поршни закрыты эластичными колпачками.Также снаружи находится штуцер для подключения к тормозной системе.
Тормозной цилиндр дисковых тормозов представляет собой цилиндрическую полость в суппорте, в которую через уплотнительное кольцо вставляется поршень.На обратной стороне поршня имеется канал со штуцером для подключения к контуру тормозной системы.Суппорт может иметь от одного до трех цилиндров разного диаметра.
Колесные тормозные цилиндры работают просто.При торможении давление в контуре увеличивается, рабочая жидкость поступает в полость цилиндра и толкает поршень.Поршни барабанного тормозного цилиндра толкаются в противоположных направлениях, каждый из них приводит в движение свою колодку.Поршни суппорта выходят из своих полостей и прижимают (прямо или косвенно, через специальный механизм) колодку к барабану.При прекращении торможения давление в контуре снижается и в какой-то момент силы возвратных пружин становится достаточно, чтобы вернуть поршни в исходное положение – автомобиль освобождается.
Выбор, замена и обслуживание тормозных цилиндров
При выборе рассматриваемых деталей необходимо строго придерживаться рекомендаций производителя транспортного средства.При установке цилиндров другой модели или типа тормоза могут ухудшиться, что недопустимо.
В процессе эксплуатации главный и рабочий цилиндры не нуждаются в специальном обслуживании и без проблем служат долгие годы.При ухудшении работы тормозов или всей системы необходимо провести диагностику цилиндров и в случае их неисправности просто заменить.Также периодически нужно проверять уровень тормозной жидкости в бачке и при необходимости дополнять его.
Время публикации: 21 августа 2023 г.