Центральным элементом тормозной системы автомобиля является главный тормозной цилиндр (сокращенно ГТЦ). Он обеспечивает преобразование усилия с педали тормоза в гидравлическое давление в системе. Рассмотрим функции ГТЦ, его устройство и принцип работы. Уделим внимание и особенностям работы элемента при выходе из строя одного из его контуров.
Главный цилиндр: его назначение и функции
Общий вид главного тормозного цилиндраВ процессе торможения происходит непосредственное воздействие водителя на педаль тормоза, которое передается на поршни главного цилиндра. Поршни, воздействуя на тормозную жидкость, приводят в действие рабочие тормозные цилиндры. Из них, в свою очередь, выдвигаются поршни, прижимающие тормозные колодки к барабанам или дискам. Работа главного тормозного цилиндра основана на свойстве тормозной жидкости не сжиматься под действием внешних сил, а передавать давление.
Главный цилиндр выполняет следующие функции:
- передача механического усилия с педали тормоза с помощью тормозной жидкости к рабочим цилиндрам;
- обеспечение эффективного торможения автомобиля.
В целях повышения уровня безопасности и обеспечения максимальной надежности системы предусмотрена установка двухсекционных главных цилиндров. Каждая из секций обслуживает свой гидравлический контур. В заднеприводных автомобилях первый контур отвечает за тормоза передних колес, второй – задних. В переднеприводном автомобиле тормоза правого переднего и левого заднего колес обслуживает первый контур. Второй – отвечает за тормоза левого переднего и правого заднего колес. Данная схема называется диагональной и получила наибольшее распространение.
Устройство главного тормозного цилиндра
Главный цилиндр располагается на крышке . Конструктивная схема главного тормозного цилиндра следующая:
- корпус;
- бачок (резервуар) ГТЦ;
- поршень (2 шт.);
- возвратные пружины;
- уплотнительные манжеты.
А1,А2 — компенсационные отверстия; Б1,Б2 — перепускные отверстия; В,Г,Д,Е — полости; 1- корпус; 2- трубка; 3- соединительная втулка; 4 — бачок; 5 — защитный колпачок; 6 — датчик сигнализатора аварийного падения тормозной жидкости; 7 — упорное кольцо; 8 — наружная манжета; 9 — направляющая втулка; 10, 17 — поршни; 11 — стопорное кольцо; 12 — уплотнительное кольцо; 13 — шайба поршня; 14, 16 — манжеты; 15, 18 — упорные шайбы; 19 — пружина; 20 — пробка; 21 — болт держателя пружины; 22 — держатель пружины; 23 — пружина. Бачок с жидкостью главного тормозного цилиндра расположен непосредственно над цилиндром и соединен с его секциями через перепускные и компенсационные отверстия. Бачок необходим для восполнения жидкости в системе тормозов в случае ее утечки или испарения. Уровень жидкости можно отслеживать визуально за счет прозрачных стенок бачка, где находятся контрольные метки.
Кроме того, за уровнем жидкости следит специальный датчик, расположенный в бачке. В том случае, когда жидкость опускается ниже установленной нормы, загорается сигнальная лампа, расположенная на панели приборов.
В корпусе ГТЦ расположены два поршня с возвратными пружинами и резиновыми уплотнительными манжетами. Манжеты нужны для уплотнения поршней в корпусе, а пружина обеспечивает возврат и удержание поршней в исходном положении. Поршни обеспечивают нужное давление тормозной жидкости.
Главный тормозной цилиндр может быть дополнительно оборудован датчиком перепада давления. Последний необходим для предупреждения водителя о неисправности в одном из контуров по причине потери герметичности. Датчик давления может располагаться как в главном тормозном цилиндре, так и в отдельном корпусе.
Принцип работы главного тормозного цилиндра
1 — тормозной бачок; 2 — вакуумный усилитель; 3 — педаль тормоза; 4 — главный тормозной цилиндр. В момент нажатия педали тормоза шток вакуумного усилителя начинает толкать поршень первого контура. В процессе перемещения он перекрывает компенсационное отверстие, за счет чего начинает расти давление в этом контуре. Под действием давления начинает свое перемещение второй контур, давление в котором также поднимается.
Через перепускное отверстие в образовавшуюся при движении поршней пустоту попадает тормозная жидкость. Поршни перемещаются до тех пор, пока им это позволяют делать возвратная пружина и упоры в корпусе. Срабатывание тормозов происходит за счет максимального давления, создаваемого в поршнях.
После остановки автомобиля поршни возвращаются в исходное положение. При этом давление в контурах постепенно начинает соответствовать атмосферному. Разряжению в рабочих контурах препятствует тормозная жидкость, которая заполняет пустоты за поршнями. При движении поршня жидкость через перепускное отверстие возвращается в бачок.
Работа системы при выходе из строя одного из контуров
Устройство двухконтурного тормозного привода В случае утечки тормозной жидкости в одном из контуров — второй продолжит работу. Первый поршень будет перемещаться по цилиндру до контакта со вторым поршнем. Последний начнет перемещение, за счет которого произойдет срабатывание тормозов второго контура.
Если произойдет утечка во втором контуре, главный тормозной цилиндр будет работать по другой схеме. Первый клапан за счет своего движения приводит в действие второй поршень. Последний двигается беспрепятственно до достижения упором торца корпуса цилиндра. За счет этого начинает расти давление в первом контуре, и происходит торможение автомобиля.
Даже при увеличении хода педали тормоза вследствие утечки жидкости автомобиль сохранит управление. Однако торможение будет не столь эффективным.
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 , 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, к дискам или барабанам – происходит замедление движения. При прекращении воздействия на педаль давление падает (жидкость возвращается обратно) и поршни механизмов становятся в исходное положение.
Видео: Принцип работы тормозной системы
Главный тормозной цилиндр. Назначение, 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 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.
Видео: Главный тормозной цилиндр
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.
Видео: Замена ремкомплекта на главном тормозном цилиндре на ВАЗ 2107
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.
Основными неисправностями главного тормозного цилиндра являются:
- Разгерметизация.
- Подсос воздуха.
Главный тормозной цилиндр теряет свою герметичность обычно из-за 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.
Видео:Замена главного тормозного цилиндра ваз 2108 2109 2110
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.
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.
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.
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.
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.
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?
Основным фактором неисправности вакуумного усилителя тормозов считается его полная или частичная неспособность создания вакуума в рабочей камере. Потенциальным источником проблемы служит обрыв либо разгерметизация соединения шланга, стыкующего впускной коллектор двигателя и усилитель.
Помехи в работе агрегата вызываются и дефектами, находящимися внутри усилителя – вследствие нарушения целостности рабочей поверхности диафрагмы или утери эластичности клапаном. Для того чтобы обнаружить неисправности вакуумного усилителя тормозов, проводятся определённые тесты.
Способы и признаки обнаружения неисправностей вакуумного усилителя тормозов
- Например. Запустить двигатель, а по прошествии нескольких минут заглушить его. Потом сколько-нибудь раз с обычным усилием нажать на педаль тормоза. При исправном усилителе в момент первого нажатия педаль выжмётся, как полагается, до упора. Система сработает, и создавшийся вакуум притянет диафрагму, которая помогает толкать через шток поршень главного тормозного цилиндра.
Дальше клапан сравняет давление в камере с атмосферным. Во время второго и последующих нажатий педали разряжению браться будет неоткуда, отчего ход педали будет становиться всё меньше и меньше. Если между первоначальным и дальнейшими нажатиями на педаль разницы не чувствуется, то ясно: данный прибор дополнительное усилие в главном тормозном цилиндре не обеспечивает.
- Вслед за проделанным опытом нелишне выполнить ещё один. Двигатель выключен. Педаль тормоза сколько-нибудь раз подряд нажата. Её ход о чём-то засвидетельствовал. Либо результаты эксперимента показались неубедительными, либо появилось желание произвести контрольную апробацию. Производятся следующие действия. Выжимается педаль тормоза, и при нажатой педали заводится двигатель.
При исправном вакуумном усилителе в его вакуумной камере образовывается разряжение, из-за чего мембрана давит на шток, шток тянет за собой толкатель, соединённый с педалью, и последняя слегка опускается.
В случае, когда педаль осталась на месте, делается вывод: ожидаемая цепочка событий не состоялась ввиду неисправности вакуумного усилителя тормозов. Подобные проверки выявляют существенные поломки детали.
- Очередное испытание даёт возможность определить наличие небольших утечек воздуха. При работающем моторе автомобиля следует нажать на педаль тормоза, после чего, не отпуская её, заглушить двигатель. Удерживать педаль в таком же положении в течение полуминуты.
По причине нарушения герметичности усилителя давление в вакуумной камере станет повышаться. Диафрагма под влиянием возвратной пружины, лишившись поддержки силы, уравновешивающей её позицию, будет давить на толкатель, и поднимать тормозную педаль.
Если этого не наблюдается, значит, неисправности отсутствуют, и вакуумный усилитель тормозов работает нормально. В любом случае, при возникновении необходимости ремонта какого бы то ни было узла тормозов, учитывается, что второго шанса на починку может и не представиться, поэтому за содействием в диагностике и ремонте обращаются к профессионалам автосервиса. Они могут произвести .
При диагностике тормозной системы особое внимание уделяется главному тормозному цилиндру. Ведь именно он ответственен за эффективность торможения и от его исправности зависит функциональность всей тормозной системы.
Проверить и своевременно провести ремонт всех важных узлов и агрегатов тормозной системы можно в условиях собственного гаража. Вначале, не мешает вспомнить, что такое главный цилиндр и из чего он состоит.
Главный тормозной цилиндр входит в состав двухконтурной тормозной системы и является одной из составляющей ее гидравлического привода. Гидравлический привод, помимо цилиндра, включает в себя педаль управления тормозом, вакуумный усилитель, расширительный бачок, рабочие цилиндры и систему шлангов и трубопроводов для тормозной жидкости.
Прежде, чем снимать и разбирать главный цилиндр, необходимо провести диагностику тормозной системы. Как правило, основной неисправностью цилиндра является неравномерное распределение тормозной жидкости по рабочим контурам системы. Это может возникнуть в результате «завоздушивания» системы либо в результате утечки жидкости. В результате, давление распределяется по контурам неравномерно и колеса срабатывают с разной интенсивностью.
Диагностика главного тормозного цилиндра:
1. Горит контрольная лампа – индикатор неисправности системы.
2. Корпус цилиндра проверяется на наличие потеков тормозной жидкости. Проверяется соединение с контурами.
3. Проверяется наличие механических повреждений корпуса цилиндра.
4. Замеряется давление в контурах. Для этого к отверстиям контуров подсоединяется манометр, показатели которого сравниваются с контрольными цифрами, указанными в руководстве по эксплуатации.
Ремонт главного тормозного цилиндра
После проведения диагностики можно приступать к разборке цилиндра. Для этого его нужно снять с автомобиля, предварительно открутив выходы контуров. Цилиндр разбирается и все детали промываются спиртом. Все резиновые детали необходимо заменить на новые. Для каждой модели цилиндров существует свой ремкомплект. Если в процессе разборки резиновые детали разбухли и деформировались, это сигнал того, что использовалась несоответствующая тормозная жидкость.
Зеркало цилиндра и поршень не должны иметь царапин и механических повреждений. В результате нарушения зеркала, цилиндр лучше полностью заменить на новый. Не следует разбирать и пытаться ремонтировать регулятор давления цилиндра. Этот узел имеет заводские регулировки, и менять его следует только в комплекте.
Важно! Перед снятием главного цилиндра тормозной системы вашего авто нужно слить из распределительного бачка абсолютно всю тормозную жидкость, а контурные трубопроводы заглушить. После ремонта и установки на место тормозного цилиндра, все без исключения трубопроводы подсоединяются на место, тормозная жидкость заливается в распределительный бачок и вся тормозная система прокачивается до полного удаления воздуха, который может случайно появиться в системе.