Відкрийте капот. Подивіться на бік водія, у районі перегородки салону. Там він перебуває. Чорний круглі балони. Це ваш вакуумний підсилювач гальм. Це непомічений герой, котрий робить зупинку effortless.
Ви не помічаєте його, поки він не вийде з ладу. Тоді педаль стає схожою на підйом брили.
Історія пояснює, чому ця деталь є. Десятиліття тому автомобілі оснащувалися барабанними гальмами. Ці старі системи мали свій механічний виграш. Вони забезпечували власну допомогу. Вам не потрібна була додаткова допомога. Ви могли просто натиснути та зупинитися.
Сьогодні все по-іншому. Дискові гальма керують передніми колесами. Вони зупиняють краще. Вони краще справляються із нагріванням. Але їм не вистачає природного важеля. Без допомоги двигуна водіння сучасного автомобіля стало б спортивним заходом. Ви б пішли зі втомленими ногами та болючими ікрами.
Підсилювач закриває цю прогалину. Він збільшує зусилля вашої ноги. Він перетворює легке натискання на різку зупинку.
Вакуумний підсилювач гальм – це круглий чорний балон, розташований ззаду в моторному відсіку з боку водія автомобіля.
Чому це важливо зараз? Тому що стандарти безпеки вищі. Гальмівні шляхи коротші. Але фізика дискових гальм не змінилася. Їм усе ще потрібна допомога.
Розглянемо альтернативу. Без вакуумної допомоги Без електродвигуна. Тільки людський м’яз проти металевих поршнів. Вам довелося б тиснути із зусиллям у сотні фунтів. Це вже не кермування. Це тяжка атлетика.
Вакуумний підсилювач гальм вирішує цю проблему. Він простий. Він ефективний. Він необхідний.
Вашому автомобілю байдуже, чи помічаєте ви його. Він просто працює. Поки що не перестане. Тоді ви дізнаєтесь, що він робить.
Усередині чорного бачка
Ви натискаєте на педаль. Машина сповільнюється. Але хто справді виконує основну роботу? Це не тільки ваші м’язи ніг. Це підсилювач гальм. Або, як його прийнято називати у галузі, вакуумний підсилювач.
Цей чорний бачок, розташований у моторному відсіку, виконує всю брудну роботу. Він приймає відносно слабке зусилля вашої ноги і посилює його багаторазово. Без нього зупинка сучасного автомобіля зажадала б сталевих ніг і потовиділення. Йдеться про тиск у сотні фунтів, що створюється чимось, що ви не можете ні побачити, ні відчути безпосередньо.
Цим «чимось» є вакуум.
Як вакуум робить вас сильнішим
Вакуум створюється двигуном як побічний продукт процесу згоряння. Коли поршні рухаються вниз на такті впуску, вони засмоктують повітря на циліндри. Це створює область низького тиску у впускному колекторі. Вакуумний підсилювач підключається до цієї системи.
Концепція проста.
- Джерело вакууму (зазвичай впускний колектор) підключено до одного боку підсилювача.
- Іншу сторону виведено в атмосферу.
– Посередині знаходиться діафрагма.
Коли ви не натискаєте на педаль гальма, вакуум подається на обидві сторони діафрагми. Тиск вирівнюється. Сила не створюється. Система перебуває у нейтральному стані.
Натисніть на педаль.
Відкривається клапан. Атмосферне повітря заповнює один бік діафрагми. Інший бік залишається під вакуумом. Тепер виникає перепад тиску. Тиск із більшою силою штовхає діафрагму. Цей рух передається на штовхач головного гальмівного циліндра.
Толкач впливає на головний гальмівний циліндр. Циліндр створює гідравлічний тиск. Цей тиск передається трубками до супортів або колісних циліндрів. Колодки притискаються до роторів. Барабанні колодки притискаються до барабанів.
Машина зупиняється.
Все це відбувається за мілісекунди. І повністю залежить від цього прихованого вакууму.
Чому він вам потрібен
Подумайте про керування авто без підсилювача гальм. Старі автомобілі 1950-х років часто мали слабкі чи відсутні підсилювачі. Зупинка на високих швидкостях вимагала грубої фізичної сили. Ви давили на педаль усіма силами. Ваші ноги тремтіли.
Сучасні автомобілі? Ви лише злегка торкаєтесь педалі. Комп’ютер (і вакуум) роблять все інше. Підсилювач збільшує ваше зусилля приблизно в 4-5 разів. У деяких високопродуктивних системах коефіцієнт вищий. Саме тому легке натискання призводить до різкої зупинки.
Але тут є нюанс. Це залежить від двигуна.
Якщо двигун глухне, ви втрачаєте вакуум. Педаль стає твердою. Гальма ще працюють, але вам потрібно сильно натискати на педаль, щоб вручну створити достатній гідравлічний тиск. Зупинитись можливо. Але це непросто. І це не для людей зі слабкими нервами.
Діафрагма та клапани
Усередині бачка все влаштовано компактно. У вас є велика гумова діафрагма, поділена на дві камери. Одна камера підключена до впускного колектора через шланг. Інша – це силова камера.
Також є зворотна пружина. Ця пружина повертає діафрагму у вихідне положення, коли ви відпускаєте педаль. Вона також забезпечує правильне закриття клапана.
Сам клапан – це “мозок” усієї системи. Це простий шестерний або поршневий клапан.
Анатомія вакуумного підсилювача
Це просто металевий балон. Виглядає оманливо просто. Але всередині працює вакуумний підсилювач на межі можливостей. Діафрагма розділяє камеру. Центральна тяга проходить прямо посередині. З одного кінця підключається linkage педалі гальма. З іншого – поршень головного гальмівного циліндра.
Логіка роботи клапана жорстока, але ефективна. Ви натискаєте на педаль. Клапан відчиняється. Вакуум тягне один бік діафрагми. Атмосферний тиск тисне на іншу. Ви отримуєте зусилля без надмірної напруги.
Але система призначена не лише для створення зусиль. Вона призначена для його підтримки. Або втрати.
Роль зворотного клапана
На сцену виходить зворотній клапан. Невелика деталь із латуні або пластику. Вкручується в шланг, що йде до впускного колектора. Його завдання бінарне. Лише в один бік.
Коли двигун працює, вакуум надходить усередину. Клапан тримає його там. Підтримуючи запас вакууму у підсилювачі гальм. Ви відпускаєте педаль газу. Вакуум залишається заблокованим. Ви отримуєте одне-два ефективні гальмування навіть у разі зупинки двигуна.
Якщо клапан виходить із ладу? Натискаєте на педаль. Нічого. Або м’яка педаль, що провалюється в підлогу. Саме тому його перевіряють під час планового технічного обслуговування. Свистячий звук під капотом зазвичай означає, що клапан пробитий чи шланг тріснув.
Чому це важливо
Ви не думаєте про ці деталі, поки вони не зламаються. Тоді ви стоїте на узбіччі. На трасі. Нога тисне на педаль. Педаль жорстка. Жодної допомоги. Жодного підсилювача. Лише механічний зв’язок. І багато тривоги.
Вакуумний підсилювач збільшує ваші зусилля. Зворотний клапан зберігає їх. Разом вони роблять гальмування легким. Розділіть їх? Ви повернетеся в темні віки. Буквально. До появи гальм із підсилювачем. До легких поїздок працювати. До впевненої їзди шосе.
Тому перевіряйте клапан. Прислухайтеся до свисту. Переконайтеся, що балон цілий. Тому що коли вам знадобиться це посилення, ви не ставитимете запитань. Ви просто сподіватиметеся, що воно спрацює.
Подивіться цей зворотний клапан. Це односторонній вентиль для повітря. Його єдине завдання – випускати повітря з вакуумного підсилювача, але не давати йому повертатись назад. Чому це важливо? Тому що якщо двигун заглухне або лусне вакуумний шланг, вам все ще потрібні гальма. Зворотний клапан утримує вакуум усередині, дозволяючи зробити кілька зупинок, перш ніж підсилювач вичерпає свій потенціал. Втратити паливо на шосе страшно саме собою, не кажучи вже про втрату гідравлічного тиску.
Як насправді працює підсилювач
Конструкція проста. Елегантний, навіть. Для роботи їй потрібне джерело вакууму. Бензинові двигуни забезпечують його природним чином. Впускний колектор витягує повітря з камер згоряння, створюючи частковий вакуум у колекторі впускного (пламегасителі). Підключіть шланг до правильного місця, і ви зможете буквально викачати повітря із контейнера.
Дизельні двигуни влаштовані інакше. Вони не дроселюють впуск так само, тому не створюють природний вакуум. Дизельним автомобілям потрібен окремий вакуумний насос, щоб підтримувати роботу підсилювача гальм.
Коли ви натискаєте на педаль, шток проходить через підсилювач і потрапляє у головний гальмівний циліндр. Двигун підтримує частковий вакуум з обох боків діафрагми. Натискання на педаль відкриває клапан. Повітря надходить однією сторону підсилювача, тоді як інша сторона залишається ізольованою від вакууму.
Тиск наростає з цього боку. Діафрагма рухається. Вона сильніше штовхає шток. Поршень головного гальмівного циліндра отримує поштовх. Несподівано легке натискання на педаль відчувається так, ніби за ним стоїть серйозна сила.
Відпустіть педаль. Клапан перекриває зовнішню атмосферу. Він знову відкриває шлях до вакууму. Тиск з обох боків діафрагми вирівнюється. Система повертається у вихідний стан.
Вакуумний підсилювач збільшує зусилля педалі, використовуючи вакуум двигуна для переміщення діафрагми, яка штовхає поршень головного гальмівного циліндра.
Цей механізм дозволяє виконати кілька гальмування навіть у випадку заглухлого двигуна, покладаючись на збережений вакуум, що утримується зворотним клапаном. Це механічна мережа страхування, укладена в просту систему повітряного тиску.
Схема гальмівного підсилювача
Зібравши компоненти разом, ви отримуєте працездатну систему гальм із підсилювачем. Схема початку цієї серії статей показує внутрішні механізми крупним планом. Вона також демонструє, де ці деталі розташовані під капотом чи поруч із педаллю.
Подивіться, як підсилювач кріпиться до головного гальмівного циліндра. Зверніть увагу на вакуумний шланг, що йде до двигуна. Така конструкція створює зусилля, завдяки якому гальмування двотонного автомобіля здається легким. Без нього вам довелося б докладати значних зусиль до педалі кожної частки уповільнення.
Місце встановлення також має значення. У більшості автомобілів це складання знаходиться на перегородці кузова. Ви натискаєте на педаль. Підсилювач примножує це зусилля. Головний гальмівний циліндр подає рідину трубками. Гальмівні супорти стискають диски. Ось вся суть процесу за кілька кроків.
Якщо ви хочете глибше розібратися в гідравлічній стороні питання, ознайомтеся з нижченаведеними посиланнями.
Статті HowStuffWorks по темі
- Як працюють гальма
- Як працюють головні гальмівні циліндри та комбіновані клапани
- Як працюють барабанні гальма
- Як працюють дискові гальма
- Як працюють антиблокувальні гальма (ABS)
– Які існують типи гальмівних рідин? - Чому гальмівні магістралі мають стільки вигинів та петель?
- Що означає сигнальні лампи гальмівної системи в моєму автомобілі?
- Чи може антиблокувальна гальмівна система виявити спущену шину?
- Пояснення аварій з перекиданням
Інші корисні посилання
- Halting History: Brakes Then and Now
- Automotive 101: Brake System Overview
- Pictures: Power Brake Booster
- Brake System in Operation
- The Auto Channel Bulletin Boards and Chat Forum
- Professional Mechanics Online: Brakes
- Auto.com: Daily news and reviews
