На легковых автомобилях наибольшее распространение получила тормозная система у которой используется гидравлический привод. Вся работа этого типа привода основана на таком физическом свойстве жидкости, как несжимаемость, что позволяет использовать ее в качестве вещества, которое передает усилие.
Гидравлический привод тормозной системы состоит из главного тормозного цилиндра (ГТЦ), соединенного с тормозной педалью, и рабочих цилиндров (суппортов), установленных на ступицах колес. Движение жидкости между составляющими привода осуществляется по жидкостным магистралям, соединяющим все цилиндры.
ГТЦ – основной составной элемент привода. Благодаря этому узлу создается давление рабочей жидкости, что приводит к срабатыванию рабочих цилиндров. И делает это он за счет преобразования усилия, приложенного к педали тормоза, в давление жидкости.
Сейчас все авто оснащаются двухконтурными тормозными системами, что обеспечивает сохранение работоспособности тормозов при повреждении одной из магистралей, соединяющих цилиндры привода. Разделение на контуры и обеспечивается ГТЦ.
Узел имеет двухсекционную конструкцию, причем секции – герметичны и не соединены между собой. Каждая секция подает жидкость на два рабочих цилиндра. В случае повреждения магистрали одна из секций теряет работоспособность, поскольку герметичность ее нарушена. Но поскольку секции между собой не связаны, то вторая продолжает функционировать, поэтому автомобиль сохраняет возможность тормозить, хотя и с меньшей эффективностью, чем при полностью исправном приводе.
Несмотря на наличие двух секций, устройство главного тормозного цилиндра очень простое, что делает узел очень надежным и редко выходящим из строя.
Конструкция узла
Основными составными элементами ГТЦ являются:
- Корпус;
- Два рабочих поршня;
- Возвратные пружины;
- Уплотнительные манжеты, стопорные кольца.
Корпус – толстостенная деталь с отверстиями для подсоединения магистралей и резервуара (бачка), с содержащейся в ней рабочей жидкостью, и с проделанными специальными каналами. Все остальные составные элементы помещены внутрь корпуса.
Бачок может размещаться прямо на корпусе или же быть выносным. Во втором варианте резервуар с ГТЦ соединяется трубопроводами. Чтобы при пробое одной из магистралей жидкость полностью не ушла через негерметичную секцию, бачок внутри имеет перегородку. Поэтому даже при пробое и вытекании жидкости из одного контура, количества ее в бачке будет достаточно для работы второго контура.
Разделение ГТЦ на секции выполнено поршнями, установленных один за другим. И хоть жесткой связи между ними нет, но в процессе работы они воздействуют друг на друга.
Каждый поршень оснащен своей возвратной пружиной, которая устанавливает их в исходное положение при прекращении нажатия на педаль. Первая пружина размещена между поршнями (ее упором выступает второй поршень), для второй упором является корпус.
Жидкость из резервуара в цилиндр подается по специальным каналам, причем для каждой секции предусмотрено по два таких канала, один из них – компенсационный, второй — перепускной.
Компенсационный канал обеспечивает подачу жидкости в пространство перед поршнями. Перепускные же каналы нужны для предотвращения образования пустот и разряжения за поршнями при их перемещении.
Герметичность секций и самого корпуса обеспечивается уплотнительными манжетами, установленными на поршнях, а также в корпусе. Для защиты от пыли со стороны входа штока усилителя установлен пыльник. Для предотвращения выхода поршней из цилиндра с этой же стороны установлено стопорное кольцо.
Принцип функционирования
Принцип работы главного тормозного цилиндра – очень прост. В начальном положении поршни благодаря пружинам находятся в крайнем положении. Компенсационные каналы открыты, а перепускные — закрыты, секции ГТЦ соединены с резервуаром, поэтому в системе привода поддерживается атмосферное давление.
Если возникает надобность замедлить движение на авто, водитель нажимает на педаль тормоза и смещает шток. Усилие водителя повышается за счет вакуумного усилителя. Шток, выходящий из усилителя, начинает давить на первый поршень. Тот, преодолевая усилие пружины, начинает смещаться и первым делом закрывает компенсационный канал, отсоединяя секцию от бачка. В результате пространство перед поршнем оказывается герметичным, поэтому движение поршня сопровождается повышением давления жидкости перед ним.
Одна часть жидкости начинает выходить в магистрали, ведущие к рабочим цилиндрам контура, вторая же – давить на другой поршень и в этой секции повторяется все то же самое, что и в первой – при движении закрывается компенсационный канал, давление начинает нарастать, и уже под давлением жидкость по магистралям поступает к рабочим цилиндрам.
Смещаясь поршни также открывают перепускные каналы, и жидкость попадает в пространство за поршнями, предотвращая образование пустот. Также жидкость, попавшая за поршни, обеспечивает плавный возврат их после прекращения воздействия на педаль тормоза, поскольку при обратном движении поршней она создает противодействие усилию пружин.
ГТЦ сохраняет работоспособность одной секции при разгерметизации второй. Если повреждены магистрали контура первого цилиндра при нажатии на педаль в первой секции не создается давление, поэтому поршень полностью сжимает пружину, а поскольку ее упором выступает второй поршень, то после полного сжатия упругого элемента усилие начинает передаваться на него, заставляя его смещаться – давление во втором контуре возрастает и два рабочих цилиндра тормозной системы срабатывают.
Если не герметична вторая секция, то создаваемое в первой секции давление приведет к смещению второго поршня до упора, что в дальнейшем обеспечит нарастание давления в контуре.
Основные проблемы с узлом
Простота конструкции обеспечивает высокую надежность ГТЦ, но и в нем есть «слабые места». Самая распространенная проблема в этом узле – износ резинотехнических элементов. Уплотнительные манжеты от постоянного воздействия жидкости со временем теряют эластичность, растрескиваются. Из-за этого герметичность секций уже не соблюдается, поэтому в случае пробоя магистрали автомобиль лишается тормозов полностью. Если же повреждена манжета корпуса, то жидкость начинает выходить наружу.
Течь тормозной жидкости с ГТЦ
Тормозная жидкость очень гигроскопична, что также может оказать негативное воздействия. Из-за контакта с водой, накопившейся в жидкости, металлические поверхностей внутри корпуса могут покрыться коррозией, что становиться причиной подклинивания поршней при работе ГТЦ.
Но ГТЦ хорошо поддается ремонту и большинство проблем с ним удается устранить путем восстановления узла с помощью ремкомплектов.
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 (читайте также о том, как устроен вакуумный усилитель тормозов).
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).
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.
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.
Источник: