На легковых автомобилях для срабатывания механизмов тормозной системы чаще всего используется гидравлический привод. Широкое распространение этот тип привода получил за счет небольшой металлоемкости конструкции, сравнительной простоте и надежности.
Принцип работы тормозной системы
В основе работы гидравлического привода лежит свойство жидкости не сжиматься от внешнего воздействия. Благодаря этому жидкость отлично выполняет роль передатчика усилия без каких-либо потерь, но при условии, что в ее составе будет отсутствовать газ.
Принцип действия тормозной системы с гидравлическим приводом очень прост: водитель жмет на педаль тормоза, тем самым начинает воздействовать на тормозную жидкость, находящуюся в герметичных трубопроводах. Поскольку она не сжимается, то усилие приводит к перемещению ее по трубопроводам, концы которых соединены с рабочими механизмами.
Из-за этого давление в полостях механизмов возрастает, и поршни механизмов выходят со своих посадочных мест, прижимая колодки к дискам или барабанам – происходит замедление движения. При прекращении воздействия на педаль давление падает (жидкость возвращается обратно) и поршни механизмов становятся в исходное положение.
Назначение и устройство
Основным элементом гидравлического привода является главный тормозной цилиндр (ГТЦ). Это именно благодаря ему осуществляется преобразование механического действия в давление тормозной жидкости. Также он еще и осуществляет разделение всей тормозной системы по контурам, что очень важно.
Основным условием нормального функционирования гидравлического привода является герметичность системы. В случае пробоя трубопроводов из-за утечки вся система перестанет работать. Чтобы исключить полный отказ системы ее разделили на два независимых друг от друга контура. Каждый из них объединяет по два тормозных механизма. В результате при повреждении трубопровода одного из контуров, второй остается герметичным и механизмы, с которыми он соединен, продолжают выполнять свою функцию. И хоть эффективность работы системы снижается, но автомобиль все же сохраняет возможность торможения.
Устройство и принцип действия двухконтурного ГТЦ достаточно интересны. И хоть внешне они могут отличаться, но внутреннее устройство всех главных цилиндров практически одинаково.
Внутри корпуса проделана полость, и каналы для соединения с трубопроводами (ведущими на тормозные механизмы), и бачком, откуда подается жидкость. В этой полости помещены два поршня, установленные друг за другом. Ими и осуществляется воздействие на жидкость. Чтобы обеспечить возврат поршней в исходное положение после отпускания педали, оба они подпружинены. Причем упором пружины первого поршня выступает второй. Пружина же второго поршня упирается в торцевую стенку полости корпуса.
Поскольку каждый из поршней отвечает за подачу жидкости только на свой контур, то вся полость ими разделена на две камеры (одна находится между поршнями, вторая – между поршнем и стенкой корпуса). Чтобы обеспечить герметичность каждой из них, на поршнях установлены резиновые уплотнительные элементы.
Каждая из рабочих камер соединена с бачком двумя каналами – компенсационным и перепускным. Благодаря им происходит восполнение количества жидкости в системе и предотвращение образования разрежения и завоздушивания в системе при отпускании педали. Также к камере присоединяется два трубопровода, каждый из которых ведет на свой тормозной механизм.
Бачок может крепиться непосредственно на корпус ГТЦ или быть вынесенным (в этом случае он с цилиндром соединяется трубопроводами). Жидкость из него подается на оба контура, но при этом внутри бачка есть перегородка, разделяющая жидкость по контурам. Нужно это для того, чтобы в случае разгерметизации системы вся жидкость не вытекла.
Принцип работы
Теперь рассмотрим, как все работает: за счет воздействия пружин поршни установлены в исходном положении. При этом компенсационные каналы открыты, камеры полностью заполнены жидкостью (система соединена с атмосферой).
При нажатии на педаль тормоза водитель перемещает соединенный с ней шток. Этот шток, преодолевая усилие пружины, толкает первый поршень. Перемещаясь, он закрывает компенсационный канал, что приводит к герметизации контура (он отсоединяется от атмосферы) и открывает перепускной (жидкость из бачка поступает в полость за поршнем).
При этом в камере начинает возрастать давление. Одна часть жидкости из нее идет в трубопроводы, воздействуя на тормозные механизмы, другая же – толкает второй поршень. Он, перемещаясь, делает то же самое, что и первый – закрывает один канал и открывает другой, а также выталкивает жидкость в трубопроводы.
При отпускании педали, пружины возвращают поршни в исходное положение. При этом, имеющаяся за поршнями жидкость возвращается обратно в бачок через перепускной канал (все это исключает возникновение разрежения). Став в начальное положение, поршни открывают компенсационные каналы, соединяя систему с атмосферой (происходит выравнивание давления в ней).
Теперь рассмотрим, как же работает ГТЦ в случае, если один из контуров потерял герметичность. Для начала разберем ситуацию, когда поврежден контур, за работу которого отвечал первый поршень. Поскольку он разгерметизирован и жидкости перед поршнем нет, то при нажатии на педаль, давление в камере не будет повышаться. Поршень, не встречая сопротивления, сместится до упора и уже механическим способом начнет воздействовать на второй поршень. А тот в свою очередь, передвигаясь, выполнит свою функцию – обеспечит нагнетание жидкости в механизмы своего контура.
В случае разгерметизации контура, за который отвечает второй поршень, все работает несколько по-иному. При нажатии на педаль, первый поршень начнет срабатывать как положено и в камере перед ним начнет возрастать давление. Но поскольку его не будет во второй камере, то не возникнет сопротивления и второй поршень под действием давления сместится и упрется в стенку корпуса. Это обеспечит выдавливание жидкости из первой камеры в трубопроводы контура.
Основные неисправности
Несмотря на простоту конструкции и небольшое количество подвижных элементов, ГТЦ нередко перестает нормально выполнять свои функции из-за неисправностей.
Выявить поломку ГТЦ несложно. Первые сигналы о неисправности подаст тормозная педаль. Любое изменение в ее поведении при нажатии (легкость, увеличение усилия и т. д.), указывает на поломку. Но она будет сигнализировать о появлении проблем во всей системе. Более точно выявить неисправность позволяет проверка системы на трассе (авто разгоняется, а после осуществляется экстренное торможение). А далее по следам определяется, как работает система. После только остается визуально осмотреть все составные части привода на наличие подтеков.
Главный тормозной цилиндр теряет свою герметичность обычно из-за сильного износа или повреждения уплотняющих манжет. При этом жидкость может перетекать между камерами, а также выходить наружу из корпуса. При этом в систему проникает воздух. В результате значительно снижается давление и эффективность тормозной системы ухудшается.
Подсос воздуха в системе может происходить из-за закупорки вентиляционного отверстия в крышке бачка. Из-за этого при перемещении жидкости в бачке образуется разрежение, которое компенсируется воздухом, проникающим через манжету. В итоге, завоздушивание системы становится причиной падения эффективности работы системы.
Заклинивание поршня может произойти по двум причинам – попаданием сора внутрь цилиндра через бачок или образованием ржавчины на внутренних поверхностях корпуса. Это приводит к тому, что один из контуров прекращает работу.
Восстановление работоспособности ГТЦ возможно только в случае износа или повреждения уплотнителей или же засорении. Для проведения ремонта продаются специальные ремкомплекты.
Зачастую промывка цилиндра и замена резинотехнических элементов позволяет полностью восстановить работоспособности. Но бывают и случаи, когда такие меры не помогают и решить проблему можно только путем замены узла в сборе.
Приобретая автомобиль, каждый человек осознает, сколь сложным механизмом ему придется управлять. Все механизмы и элементы имеют свое конструктивное предназначение. В частности, главный тормозной цилиндр (ГТЦ) ответственен за преобразование нажатия на тормозную педаль в гидравлическое давление, запускающее процесс торможения машины. Такая функциональность обеспечивается с помощью подачи гидравлической жидкости, которая отличается высокой температурой закипания. Знать устройство ГТЦ нужно каждому автомобилисту, чтобы правильно понимать причины возникновения сбоев.
Максимальная надежность тормоза и повышенный уровень безопасности в современных автомобилях достигается установкой 2-секционных главных цилиндров. Так как внутрицилиндровые контуры практически не зависят друг от друга, частично обеспечивается сохранение работоспособности тормоза при разгерметизации одного из них. Однокамерная система фактически ушла в небытие ввиду невозможности распределения ею механического усилия на все цепи, чтобы машина не потеряла управляемость.
Устройство главного тормозного цилиндра
Система торможения моделей отечественного автопрома и иномарок работает практически идентично, если и имеются различия, то они незначительны. Разобравшись с принципом работы главного тормозного цилиндра в одной марке автомобиля, можно «общаться на ты» и с остальными.
Крепление самого ГТЦ осуществляется к вакуумному усилителю ТС, при его наличии. Основные элементы внутри корпуса:
- резервуар (бачок с тормозной жидкостью);
- уплотнительные манжеты (к каждому поршню);
- поршень (2 шт.);
- возвратные пружины;
Некоторые модели автомобилей дополнительно оснащаются индикатором для контроля за перепадами давления внутри контуров. В разрезе цилиндр выглядит как конструкция, состоящая из двух секций, каждая из которых отвечает за нормальное торможение всех колес, но только в прямо противоположном направлении от корпуса.
Принцип работы ГТЦ простыми словами
Процесс активизируется нажатием на тормозную педаль. Результатом механического усилия становится нагрузка внутрь цилиндра, осуществляемая при помощи штока. Он и направляет поршни по нужной траектории, преодолевая усилие возвратной пружины. Перемещение поршней сопровождается перекрытием компенсационных каналов, что вызывает открытие перепускного канала и герметизацию всего контура.
Параллельно создается давление, приводящее в движение суппорта. Часть жидкости отходит в трубопроводы, активируя ТС, другая – подталкивает второй поршень, который при передвижении выполняет те же функции.
Суппорта сжимают тормозные диски при помощи колодок, машина останавливается. Возвращение поршней через компенсационное отверстие к начальному положению происходит после отжатия педали тормоза. Исходный режим поршней внутри контуров устанавливается воздействием пружин. Вернувшись в первоначальное положение, поршни снова открывают компенсационные каналы, чем выравнивают давление в ТС. Отработанная жидкость медленно перетекает обратно в свой резервуар.
Причины неисправности в устройстве ГТЦ
При нарушении герметичности в одном из контуров давление между первичным и вторичным цилиндром теряется. Это приводит к тому, что ГТЦ функционирует так, будто он обладает лишь одним контуром. Толкатель начнет передвигать оба поршня в исправном контуре до момента, пока поршень неисправного не достигнет торца цилиндрового корпуса. Соответственно, в разгерметизированной камере обеспечится требуемое давление. Если механизм «холостого хода» нормально отрегулирован, ТС эффективно замедлит автомобиль даже в условиях своей неполноценности.
Вот некоторые признаки неисправности в устройстве ГТЦ:
- разгерметизация цилиндра определяется по наличию течи на корпусе и специфическому запаху;
- износ тормозных колодок характеризуется характерным скрипом и протечкой тормозной жидкости;
- заклинивание регулятора, который распределяет усилие тормоза. В этом случае обязательно требуется прочистить тело цилиндра. Наблюдается низкий порог чувствительности педали тормоза, её приходится буквально «утапливать» в пол;
- педаль заваливается в пол — эта поломка образуется вследствие неработающих поршней. Если они не в состояние выработать нужное давление, то колодки не могут нормально сжиматься;
- повышение хода тормозной педали — признак того, что произошло завоздушивание ТС. Эксплуатация автомобиля в таком состоянии опасна, т. к. велик риск перегреть ТС до закипания. Устранить эту неприятность поможет прокачка.
Если что-то из вышеперечисленного происходит постоянно, можно говорить о повреждении клапана вакуумного усилителя либо полной потери герметичности в системе. Если поврежден сам металлический корпус или имеются задиры на поршне, требуется полная замена ГТЦ. При износе прокладки меняются все составляющие ремкомплекта (уплотнительные манжеты, резиновые прокладки, пружины).
Как прокачать главный тормозной цилиндр? Надо открутить клапан сброса воздуха в корпусе цилиндра и надавливать на педаль до вытекания идеально равномерной жидкости, без примеси воздуха. По завершении клапан возвращается на место и резервуар необходимо заполнить жидкостью заново. Последовательность прокачки механизмов такова: 1 — задний правый; 2 — передний левый; 3 — задний левый; 4 — передний правый.
Частой причиной неисправности этого элемента становится потеря герметичности корпуса и утечка тормозной жидкости. Дефект, вызывающий утечку тормозной жидкости, — протечка задней манжеты, определить её можно по наличию замасливания в месте стыка ГТЦ и вакуумного усилителя. Это может происходить вследствие пробоя гибких трубок из-за трения о вращающееся колесо.
Хорошо, если в области прохождения магистрали через арку она защищена специальной пружиной, не дающей колесу перетирать элемент. Если уровень жидкости снижен, надо проверить герметичность всей ТС и заменить поврежденную трубку.
Замена и ремонт ГТЦ — некоторые моменты
Рекомендация по поводу проведения ремонтных работ данного элемента проста – легче заменить его полностью, если не требуется банальной замены уплотнителей из резины. Самая распространенная причина некорректной работы ГТЦ – подтекание гидравлического вещества, потому надо периодически контролировать стык тормозного цилиндра.
При отсутствии внешних механических повреждений надо сменить изношенные запчасти, обязательно промыв ремкомплектные изопропиловым спиртом. Наличие разбухших манжет может сигнализировать о низком качестве тормозной жидкости, потому стоит сменить и её.
Параметры регулятора давления установлены изготовителем, потому запрещена его самостоятельная регулировка и проведение ремонтных работ!
Автовладелец сам определяет, произвести ремонт главного тормозного цилиндра лично или обратиться к специалистам. Однако прежде чем делать выводы, следует определить причину поломки.
Как проверить главный тормозной цилиндр?
- Следует обратить внимание на показания приборов на панели. Как правило, они своевременно оповещают о возникших неполадках с помощью индикаторов.
- При появлении тревожного сигнала надо проверить, нет ли протечек жидкости.
- Осмотреть стыки и выходы каждого контура ГТЦ.
- Проверить давление внутри ТС.
Если результат проверки выявил причину сбоя в работе тормоза, то надо срочно принять меры по ее устранению. Если же самостоятельно обнаружить первопричину не удалось, а проблема осталась, следует обратиться за квалифицированной подмогой. В большинстве случаев, достаточно произвести прочистку или прокачку ГТЦ. Замена его целиком предусмотрена при разгерметизации корпуса или повреждении поршня.
Заключение
Корректная работа главного цилиндра — залог безопасного управления автомашиной и обеспечения сохранности жизни водителя и других участников дорожного движения. Потому контроль за правильным функционированием тормозной системы должен осуществляться регулярно.