2258

под действием пружины 19, возвращается в исходное положение. При этом закрывается впускной клапан и открывается выпускной клапан, через который сжатый воздух из пневматического цилиндра выходит в атмосферу, пневматический поршень перемещается в исходное положение. Усилие на толкатель 3 не передается и он вместе с поршнем рабочего цилиндра 5 возвращается в исходное положение, осуществляется плавное включение сцепления.

Следящее устройство обеспечивает автоматическое изменение давления воздуха на пневматический поршень в зависимости от усилия нажатия на педаль сцепления. К основным частям следящего устройства относятся следящий поршень 7 с уплотнительной манжетой 8, впускной и выпускной клапаны, мембрана и пружины.

При удержании педали сцепления сила со стороны гидравлического привода уравновешивается с силой пружины 19 и силой давления в пневматическом приводе. Давление в гидравлическом приводе уменьшается вследствие увеличения объема полости рабочего цилиндра (поршень рабочего цилиндра 5 перемещается влево). Поршень следящего устройства под действием пружины 19 перемещается влево и занимает среднее положение, при этом впускной клапан закрывается, выпускной по прежнему закрыт. Сжатый воздух в пневматический цилиндр не подается, поршень 5 больше не перемещается.

Перепускной клапан 9 предназначен для удаления воздуха из гидравлического привода.

Контрольное отверстие закрыто пробкой 13 и предназначено для выполнения регулировки следящего устройства.

Пружина распорная 27 предотвращает смещение уплотнительной манжеты 25. Причем при перемещении поршня рабочего цилиндра 5 втулка, в которую упирается левый край пружины 26, остается неподвижной.

При нажатии и удержании педали сцепления на толкатель поршня рабочего цилиндра 3 действует суммарное усилие, обеспечивающее полное выключение сцепления, водитель воздействует на педаль с силой около 200 Н (20 кгс).

При отсутствии сжатого воздуха в пневматической системе сохраняется возможность управления сцеплением, так как выключение сцепления может быть осуществлено только за счет давления в гидравлическом приводе, под действием давления в котором поршень рабочего цилиндра 5 перемещается и воздействует на вилку

10

выключения сцепления через шток 3. При этом усилие на педали, создаваемое водителем, должно быть около 600 Н (60 кгс).

По сути, у усилителя имеется три рабочих состояния:

-педаль не нажата или отпускается;

-педаль нажимается;

-педаль удерживается в неподвижном положении.

Каждому из состояний соответствует определенное положение впускного и выпускного клапанов (рис. 3).

а)

б)

в)

Рис. 3. Рабочие состояния блока клапанов пневматического усилителя:

а – педаль не нажата или отпускается; б – педаль нажимается; в – педаль удерживается в неподвижном положении

11

Контрольные вопросы

1.В каком положении находятся впускной и выпускной клапаны при нажатой педали?

2.В каком положении находятся впускной и выпускной клапаны при перемещении педали на 50 % от полного хода педали?

3.Каким образом передается усилие на вилку выключения сцепления при отсутствии в системе сжатого воздуха?

4.С какой целью в состав пневматического усилителя включено следящее устройство?

5.С какой целью в состав усилителя включен перепускной клапан?

12

Практическая работа №2

ВАКУУМНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТОРМОЗНОГО ПРИВОДА

Цель работы – изучение конструкции и принципа работы вакуумного усилителя гидравлического тормозного привода ВАЗ-1118.

Введение

Конструкции тормозных систем постоянно совершенствуются, поскольку к ним предъявляются наиболее жесткие требования в отношении надежности и обеспечения безопасности дорожного движения.

Современные автомобили оборудуются несколькими тормозными системами, выполняющими различные функции и имеющие разное назначение:

-рабочая тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля, вплоть до полной его остановки. Является наиболее эффективной среди всех тормозных систем, взаимодействует со всеми колесами автомобиля. Используется при служебном и экстренном торможениях;

-стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте в неподвижном состоянии. Обычно задействуются задние колеса автомобиля;

-запасная тормозная система предназначена для снижения скорости автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы, по сути, является резервной. Реализуется как отдельная тормозная система или как часть рабочей тормозной системы;

-вспомогательная тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля без использования других тормозных систем и является альтернативной.

Совокупность всех тормозных систем называется тормозным управлением автомобиля.

Каждая тормозная система включает в свой состав тормозной привод, на который непосредственно воздействует водитель, и несколько тормозных механизмов, установленных на каждом колесе автомобиля.

13

Тормозной привод предназначен для передачи усилия (управляющего воздействия) от тормозной педали к тормозным механизмам. Тормозной привод может быть: механическим, гидравлическим, пневматическим и комбинированным.

Тормозные механизмы предназначены для создания искусственного сопротивления движения автомобиля.

Вакуумный усилитель предназначен для уменьшения усилия, которое требуется прилагать к педали при управлении тормозной системой автомобиля [6].

При выходе из строя вакуумного усилителя значительно возрастает усилие на педаль тормоза, что негативно сказывается на управлении автомобилем.

Рис. 1. Общий вид вакуумного усилителя тормозного привода:

1 – главный тормозной цилиндр; 2 – емкость с тормозной жидкостью; 3 – корпус усилителя

Втормозных приводах без усилителей через систему тяг и рычагов усилие от педали управления тормозной системой передается на шток главного цилиндра.

Вслучае наличия в тормозном приводе вакуумного усилителя (рис. 1) он устанавливается перед главным цилиндром 1 и позволяет увеличить давление на шток и одновременно снизить усилие на тормозной педали.

14

Рис. 2. Вакуумный усилитель тормозного привода ВАЗ-1118:

1 – крышка корпуса; 2 – диафрагма; 3 – корпус; 4 – опорное кольцо; 5 – уплотнительный чехол шпильки; 6 – шпилька усилителя; 7 – корпус клапанов; 8 – упорная пластина воздушного клапана; 9 – поршень-воздушный клапан; 10 – вакуумный клапан; 11 – упорная втулка; 12 – воздушный фильтр; 13 – толкатель; 14 – защитный чехол корпуса клапана; 15 – возвратная пружина толкателя; 16 – возвратная пружина клапана; 17 – опорное кольцо клапана; 18 – манжета со стопорным кольцом; 19 – буфер штока; 20 – направляющая втулка штока; 21 – обратный клапан; 22 – уплотнительная втулка; 23 – шток; 24 – регулировочный болт; 25 – возвратная пружина диафрагмы; 26 – чашка крышки корпуса

15

Вакуумный усилитель диафрагменного типа работает за счет разности давлений в вакуумной и атмосферной полостях, вследствие чего при нажатии тормозной педали создается дополнительное усилие на поршень главного цилиндра.

Применение усилителя улучшает условия работы водителя и что наиболее важно – повышает безопасность движения.

Теоретические положения

На рис. 2 представлено устройство вакуумного усилителя тормозного привода модели 1118-3510006-11 автомобиля «Lada Kalina» (ВАЗ-1118).

Усилие от тормозной педали передается на толкатель 13, который может перемещаться внутри неподвижного корпуса 3. Металлический штампованный корпус с помощью двух шпилек 6 крепится к щиту передка кузова в моторном отсеке. С противоположной стороны к крышке корпуса 1 с помощью шпилек 6 крепится главный цилиндр.

Вкрышку усилителя вставлен обратный клапан 21 с уплотнительной резиновой втулкой 22. Через штуцер обратного клапана 21 из полости А усилителя откачивается воздух (штуцер обратного клапана шлангом соединен с впускным коллектором, в котором создается разрежение). Обратный клапан предотвращает проникновение в усилитель паров бензина из впускного коллектора. Клапан открывается в случае, когда разрежение во впускном коллекторе становиться больше, чем в полости А усилителя, и закрывается при выравнивании разрежений. Кроме этого, наличие обратного клапана 21 позволяет выполнить 2-3 эффективных торможения при аварийной остановке двигателя.

Все подвижные детали усилителя находятся внутри корпуса 3. Корпус 3 и крышка 1 герметично соединены между собой утолщенным фланцем диафрагмы 2 и для обеспечения герметичности шпильки 6 помещены в уплотнительные чехлы 5.

Резиновая диафрагма 2 разделяет корпус на две полости А и Б. Диафрагма 2 зафиксирована в рабочем положении опорным кольцом 4, которое ограничивает ее перемещение и не допускает больших деформаций.

Внеподвижном корпусе усилителя 3 размещен корпус клапанов 7, который может перемещаться в осевом направлении.

16

При отпущенной тормозной педали корпус клапанов 7 занимает крайнее правое положение, так как на него воздействует возвратная пружина диафрагмы 25. Толкатель 13 при этом также занимает крайнее правое положение, поскольку на него воздействуют возвратная пружина 15 и корпус клапанов 7 через упорную пластину воздушного клапана 8 и поршень 9. Упорная пластина 8 занимает среднее положение в прорези корпуса клапанов 7, поскольку при перемещении вправо она упирается в корпус усилителя 3. При этом пластина 8, ограничивает ход поршня 9, и в таком положении между корпусом клапанов 7 и вакуумным клапаном 10 остается зазор, полости А и Б сообщаются. Величина разрежения при работающем двигателе в этих полостях одинакова, диафрагма 2 находится в среднем положении.

При плавном нажатии на тормозную педаль (служебное торможение) толкатель 13 перемещается влево (рис. 3, а). Свободный ход толкателя равен расстоянию между упорной пластиной воздушного клапана 8 и корпусом клапанов 7. Дальнейшее воздействие на тормозную педаль приводит к перемещению вслед за поршнем 9, вакуумного клапана 10 (под действием пружины 16). Вакуумный клапан 10 закрывается, полости А и Б разобщаются. Последующее перемещение педали приведет к тому, что упорная пластина 8 переместится влево и откроется воздушный клапан 9. Из полости А по прежнему будет откачиваться воздух, а полость Б будет соединена с атмосферой. Воздух поступит через отверстия в защитном чехле 14 и воздушный фильтр 12 (рис. 3, в) в полость Б. Под действием возникающего перепада давлений в полостях усилителя влево переместится диафрагма и корпус клапанов 7. Усилие на штоке 23 будет складываться из усилия, создаваемого водителем, и усилия со стороны диафрагмы, на которую будет воздействовать разница давлений в полостях.

При резком нажатии на тормозную педаль упорная пластина 8 займет крайнее левое положение, при котором воздушный клапан будет открыт на максимально возможную величину. В результате в полости Б давление воздуха, равное атмосферному, будет создано за меньший промежуток времени, по сравнению со служебным торможением. Таким образом обеспечивается высокая скорость срабатывания усилителя при экстренном торможении [5].

17

а)

б)

в)

Рис. 3. Рабочие состояния клапанов вакуумного усилителя:

а– тормозная педаль не задействована; б – тормозная педаль удерживается в неподвижном положении;

в– тормозная педаль нажимается

18

При удержании тормозной педали в неподвижном положении устанавливается равновесие сил, действующих со стороны толкателя 13 (усилие, создаваемое водителем) совместно с дополнительным усилием, возникающим в связи с разностью давлений в полостях, и сил, действующих со стороны главного тормозного цилиндра на шток 23. Воздушный и вакуумный клапаны при этом будут закрыты (рис. 3,

б).

Герметичность полости Б при перемещении корпуса клапанов обеспечивается с помощью манжеты 18. Стопорное кольцо предотвращает смещение манжеты.

При нарушении герметичности усилителя или отсутствии разрежения (наиболее вероятные неисправности) у водителя сохраняется возможность выполнения торможения. В этом случае воздействие от толкателя 13 через поршень 9 и упорную пластину 8 передается непосредственно на корпус клапанов, жестко связанный со штоком 23. Усилие со штока 23 передается к главному тормозному цилиндру и будет равно усилию на толкателе 13, которое создаст водитель, воздействуя на тормозную педаль. Следует отметить, что величина усилия на тормозной педали, необходимая для выполнения экстренного торможения, может достигать 700 – 800 Н. С исправным усилителем величина усилия обычно лежит в пределах 200 – 400 Н при экстренном торможении и 80 – 130 Н при служебном торможении.

Проверку работоспособности усилителя выполняют следующим образом: при неработающем двигателе нажимают на тормозную педаль 3-5 раз, удерживая педаль в нажатом положении, запускают двигатель, тормозная педаль должна переместиться вперед. В случае если этого не произошло, необходимо проверить герметичность соединений вакуумного шланга и работу обратного клапана [5].

Контрольные вопросы

1.Принцип работы усилителя при служебном торможении.

2.В каком положении находятся детали усилителя при отсутствии воздействия на тормозную педаль?

3.В каком положении находятся детали усилителя при удержании тормозной педали в неподвижном положении?

4.Каким образом выполняется торможение при выходе из строя вакуумного усилителя?

19