На легкових автомобілях для спрацьовування механізмів гальмівної системи найчастіше використовується гідравлічний привід. Широке поширення цей тип приводу отримав за рахунок невеликої металоємності конструкції, порівняльної простоті і надійності.
Принцип роботи гальмівної системи
В основі роботи гідравлічного приводу лежить властивість рідини не стискатися від зовнішнього впливу. Завдяки цьому рідина відмінно виконує роль передавача зусилля без будь-яких втрат, але за умови, що в її складі буде відсутній газ.
Принцип дії гальмівної системи з гідравлічним приводом дуже простий: водій тисне на педаль гальма, тим самим починає впливати на гальмівну рідину. що знаходиться в герметичних трубопроводах. Оскільки вона не стискається, то зусилля призводить до переміщення її по трубопроводах, кінці яких з'єднані з робочими механізмами. Через це тиск в порожнинах механізмів зростає, і поршні механізмів виходять зі своїх посадочних місць, притискаючи колодки до дисків або барабанів - відбувається уповільнення руху. При припиненні впливу на педаль тиск падає (рідина повертається назад) і поршні механізмів стають у вихідне положення.
Головний гальмівний циліндр. Призначення, пристрій
Основним елементом гідравлічного приводу є головний гальмівний циліндр (ГТЦ). Це саме завдяки йому здійснюється перетворення механічної дії в тиск гальмівної рідини. Також він ще і здійснює поділ всієї гальмівної системи по контурах, що дуже важливо.
Основною умовою нормального функціонування гідравлічного приводу є герметичність системи. У разі пробою трубопроводів через витік вся система перестане працювати. Щоб виключити повна відмова системи її розділили на два незалежних один від одного контуру. Кожен з них об'єднує по два гальмівних механізму. В результаті при пошкодженні трубопроводу одного з контурів, другий залишається герметичним і механізми, з якими він з'єднаний, продовжують виконувати свою функцію. І хоч ефективність роботи системи знижується, але автомобіль все ж зберігає можливість гальмування.
Пристрій і принцип дії двоконтурного ГТЦ досить цікаві. І хоч зовні вони можуть відрізнятися, але внутрішній устрій всіх головних циліндрів практично однаково.
Усередині корпусу виконана порожнина, і канали для з'єднання з трубопроводами (провідними на гальмівні механізми), і бачком, звідки подається рідина. У цій порожнині поміщені два поршня, встановлені один за одним. Ними і здійснюється вплив на рідину. Щоб забезпечити повернення поршнів в початкове положення після відпускання педалі, обидва вони подпружінени. Причому упором пружини першого поршня виступає другий. Пружина ж другого поршня впирається в торцеву стінку порожнини корпусу.
Оскільки кожен з поршнів відповідає за подачу рідини тільки на свій контур, то вся порожнину ними розділена на дві камери (одна знаходиться між поршнями, друга - між поршнем і стінкою корпусу). Щоб забезпечити герметичність кожної з них, на порушених встановлені гумові ущільнювальні елементи.
Кожна з робочих камер з'єднана з бачком двома каналами - компенсаційним і перепускним. Завдяки їм відбувається заповнення кількості рідини в системі і запобігання утворенню розрідження і завоздушіванія в системі при відпуску педалі. Також до камери приєднується два трубопроводи, кожен з яких веде на свій гальмівний механізм.
Бачок може кріпитися безпосередньо на корпус ГТЦ або бути винесеним (в цьому випадку він з циліндром з'єднується трубопроводами). Рідина з нього подається на обидва контури, але при цьому всередині бачка є перегородка, що розділяє рідина по контурах. Потрібно це для того, щоб в разі розгерметизації системи вся рідина не витекла.
Принцип роботи
Тепер розглянемо, як все працює: за рахунок впливу пружин поршні встановлені в початковому положенні. При цьому компенсаційні канали відкриті, камери повністю заповнені рідиною (система з'єднана з атмосферою).
При натисканні на педаль гальма водій переміщує з'єднаний з нею шток. Цей шток, долаючи зусилля пружини, штовхає перший поршень. Переміщаючись, він закриває компенсаційний канал, що призводить до герметизації контуру (він від'єднується від атмосфери) і відкриває пропускний (рідина з бачка надходить у порожнину за поршнем). При цьому в камері починає зростати тиск. Одна частина рідини з неї йде в трубопроводи, впливаючи на гальмівні механізми, інша ж - штовхає другий поршень. Він, переміщаючись, робить те ж саме, що і перший - закриває один канал і відкриває інший, а також виштовхує рідину в трубопроводи.
При відпуску педалі, пружини повертають поршні в початкове положення. При цьому, наявна за поршнями рідина повертається назад в бачок через перепускний канал (все це виключає виникнення розрідження). Ставши в початкове положення, поршні відкривають компенсаційні канали, поєднуючи систему з атмосферою (відбувається вирівнювання тиску в ній).
Тепер розглянемо, як же працює ГТЦ в разі, якщо один з контурів втратив герметичність. Для початку розберемо ситуацію, коли пошкоджений контур, за роботу якого відповідав перший поршень. Оскільки він розгерметизовано і рідини перед поршнем немає, то при натисканні на педаль, тиск в камері не підвищуватиметься. Поршень, не зустрічаючи опору, зміститься до упору і вже механічним способом почне впливати на другий поршень. А той у свою чергу, пересуваючись, виконає свою функцію - забезпечить нагнітання рідини в механізми свого контуру.
У разі розгерметизації контуру, за який відповідає другий поршень, все працює дещо по-іншому. При натисканні на педаль, перший поршень почне спрацьовувати як годиться і в камері перед ним почне зростати тиск. Але оскільки його не буде у другій камері, то не виникне опору і другий поршень під дією тиску зміститься і упреться в стінку корпусу. Це забезпечить видавлювання рідини з першої камери в трубопроводи контуру.
Основні несправності
Незважаючи на простоту конструкції і невелика кількість рухомих елементів, ГТЦ нерідко перестає нормально виконувати свої функції через несправності.
Виявити поломку ГТЦ нескладно. Перші сигнали про несправності подасть гальмівна педаль. Будь-яка зміна в її поведінці при натисканні (легкість, збільшення зусилля і т. Д.), Вказує на поломку. Але вона буде сигналізувати про появу проблем у всій системі. Більш точно виявити несправність дозволяє перевірка системи на трасі (авто розганяється, а після здійснюється екстрене гальмування). А далі по слідах визначається, як працює система. Після тільки залишається візуально оглянути всі складові частини приводу на наявність патьоків.
Основними несправностями головного гальмівного циліндра є:
Головний гальмівний циліндр втрачає свою герметичність зазвичай через сильний зносу або пошкодження ущільнюючих манжет. При цьому рідина може перетікати між камерами, а також виходити назовні з корпусу. При цьому в систему проникає повітря. В результаті значно знижується тиск і ефективність гальмівної системи погіршується.
Підсмоктування повітря в системі може відбуватися через закупорку вентиляційного отвору в кришці бачка. Через це при переміщенні рідини в бачку утворюється розрідження, яке компенсується повітрям, що потрапляє через манжету. У підсумку, завоздушіваніе системи стає причиною падіння ефективності роботи системи.
Заклинювання поршня може статися з двох причин - попаданням сміття всередину циліндра через бачок або утворенням іржі на внутрішніх поверхнях корпусу. Це призводить до того, що один з контурів припиняє роботу.
Відновлення працездатності ГТЦ можливо тільки в разі зносу або пошкодження ущільнювачів або ж засміченні. Для проведення ремонту продаються спеціальні ремкомплекти.
Найчастіше промивка циліндра і заміна гумотехнічних елементів дозволяє повністю відновити працездатність. Але бувають і випадки, коли такі заходи не допомагають і вирішити проблему можна тільки шляхом заміни вузла в зборі.