Сучасні автомобілі не покладаються на одну тендітну магістраль із гідравлічною рідиною для зупинки. Вони використовують окрему конструкцію. Два незалежні контури управляють гальмівним зусиллям, зазвичай розподіляючи навантаження між двома колесами кожен. Якщо одна магістраль виходить із ладу, друга половина системи продовжує працювати. Ви втрачаєте половину гальмівної потужності, звичайно, але не просто ковзаєте у стіну без будь-якого тертя.
Серцем цієї двоконтурної системи безпеки є головний гальмівний циліндр. Це clever інженерне рішення, що включає два поршні всередині одного корпусу. Така конструкція гарантує, що навіть якщо ущільнення одного поршня вийде з ладу, інше часто може створювати достатній тиск, щоб зберегти керованість автомобіля. Поруч із ним знаходиться комбінований клапан. Цей непомітний герой контролює різницю тиску між контурами. Якщо щось іде не так – наприклад, виникає витік в одному з контурів – він активує запобіжну лампу для водія. Він також забезпечує зміщення балансу, щоб передні та задні гальма залишалися збалансованими при великому навантаженні.
Ми заглянемо під капот, щоб достеменно зрозуміти, як ці два компоненти взаємодіють, щоб ви не стали «зоною деформації». Якщо ви трохи забули основи того, як колодки, диски та тиск рідини перетворюються на фізичне тертя, вам, ймовірно, слід спочатку прочитати введення в основи гальмівної механіки. А поки що давайте зосередимося на головному гальмівному циліндрі.
Розташування головного гальмівного циліндра
Ви не знайдете головний гальмівний циліндр у багажнику чи біля коліс. Він знаходиться в передній частині автомобіля, безпосередньо закріплений на підсилювачі гальм. Цей підсилювач прикріплений до перегородки кузова (щита двигуна), металевої стіни, що відокремлює відсік від пасажирського салону.
Сам підсилювач є пристроєм із вакуумним приводом. Він використовує вакуум у впускному колекторі двигуна для збільшення зусилля, яке ви прикладаєте до педалі гальма. Таким чином, коли ви натискаєте на педаль, ви не просто штовхаєте рідину; ви запускаєте вакуумну систему, яка посилює силу ваших ніг, перш ніж це зусилля досягне головного гальмівного циліндра.
Сам головний гальмівний циліндр зазвичай є блоком з литого алюмінію або чавуну. Він з’єднаний з бачком гальмівної рідини зверху за допомогою гумових ущільнень і шлангів. Цей бачок містить запас гальмівної рідини, необхідний для заповнення магістралей у міру зносу гальмівних колодок і поршнів, що висуваються далі, в супортах. У міру зношування колодок рівень рідини не падає значно, оскільки поршні супортів просто висуваються, щоб компенсувати зазор.
Усередині головного гальмівного циліндра розташовані два основні поршні, встановлені послідовно. Вони використовують загальний штовхач, з’єднаний із підсилювачем гальм. Коли ви натискаєте на гальмо, штовхач приводить обидва поршні в рух уперед. Перший поршень створює тиск у первинному контурі. Другий поршень, розташований за першим, створює тиск у вторинному контурі. Оскільки вони з’єднані, вони рухаються разом, але можуть працювати дещо незалежно, якщо одне із ущільнень протікає.
Роль комбінованого клапана
Комбінований клапан — це компактний вузол, що часто інтегрований у корпус головного гальмівного циліндра або встановлений поряд у моторному відсіку. Його завдання пасивне, але критично важливе. Він контролює гідравлічний тиск в обох контурах.
Якщо одному з контурів виникає витік, тиск у цій магістралі падає. Клапан виявляє цей дисбаланс. Він не просто не діє; він фізично переміщається, щоб максимально ізолювати протікаючий контур, намагаючись підтримувати тиск у справному контурі. Одночасно активує датчик різниці тисків. Цей датчик замикає електричний ланцюг, який
Головний гальмівний циліндр розташований впритул до перегородки кузова, прикручений до вакуумного підсилювача гальм з боку водія. Це компонент, що перетворює зусилля вашої ноги на гідравлічний тиск. Більшість водіїв ніколи його не бачать, але ви можете знайти його, простеживши гальмівні магістралі від педалі у моторний відсік.
Ідентифікація бачка та датчика
Шукайте напівпрозорий пластиковий резервуар, встановлений зверху на вузлі. Це бачок гальмівної рідини. Він містить гальмівну рідину, яка живить головний гальмівний циліндр. Рівень рідини падає в міру зношування гальмівних колодок, тому резервуар розрахований на те, щоб вміщати достатній запас рідини для підтримки повного рівня в системі.
Збоку від бачка знаходиться електричний роз’єм. Це датчик рівня рідини. Це простий перемикач, який замикає ланцюг на масу, коли рівень рідини опускається нижче за безпечну позначку. Коли це відбувається, на приладовій панелі спалахує червоний індикатор попередження про гальма. Це не є несправністю ABS. Це прямий сигнал про те, що необхідно долити рідину.
Чому важливо знати розташування
Знання розташування цього вузла допомагає при технічному обслуговуванні. Вам не потрібно прокачувати всю систему, щоб додати рідину. Але якщо датчик спрацьовує передчасно, це може означати витік в інших місцях. Перевірте супорти, колісні циліндри та гальмівні шланги. Бачок не втрачає рідину сам собою. Це замкнута система.
Датчик є простий поплавковий вимикач. Низький рівень рідини = низький опір = індикатор попередження.
Якщо ви під капотом, простежте за трубками. Зазвичай вони сталеві чи гумові, йдуть від головного гальмівного циліндра до кожного кута автомобіля. Бачок є відправною точкою. Тримайте його у чистоті. Бруд у рідині вбиває головний гальмівний циліндр.
Як двоконтурний головний гальмівний циліндр справляється з відмовою
Головний гальмівний циліндр це не просто простий насос. Усередині його алюмінієвого або пластикового корпусу знаходяться два окремі поршні, дві пружини та дві незалежні камери для гальмівної рідини. Вони працюють узгоджено, але спроектовані так, щоб продовжувати функціонувати навіть у разі відмови одного з контурів.
Ось що відбувається, коли ви різко натискаєте на гальмо педаль. Тяга штовхає первинний поршень вперед. У першому контурі наростає тиск рідини. У міру зростання цього тиску воно впливає на задню частину вторинного поршня. Цей вторинний поршень у свою чергу стискає рідину в другому контурі. У справній системі тиск вирівнюється. Обидва контури мають однакове зусилля. Забезпечується збалансоване гальмування.
Але системи можуть давати текти.
Якщо супорт повністю зливає рідину або лопається задній колісний циліндр, цей контур втрачає тиск. Головний гальмівний циліндр реагує певним механічним чином. Хвиля тиску, що зазвичай штовхає вторинний поршень вперед, зникає. Без цього протидіючого зусилля первинний поршень упирається у вторинний. Вони блокуються разом.
Головний гальмівний циліндр фактично перетворюється на однопоршневий пристрій.
Це функція безпеки, а чи не конструктивний недолік. Другий контур залишається під тиском. Він працює. Але для його включення вам доведеться натискати на педаль гальма значно глибше. Педаль здається м’якою або «ватною», тому що ви заповнюєте порожнечу, що утворилася через витік, перш ніж тиск зможе реально нарости.
Результат – погане гальмування. Завдяки тому, що тільки два колеса (зазвичай передні на більшості автомобілів із переднім приводом) забезпечують гальмівне зусилля, уповільнення автомобіля різко знижується. Ви відчуєте, що автомобіль відводить убік, якщо витік знаходиться у протилежному діагональному контурі, або просто помітите загальне зниження ефективності гальмування. Чи не їздіть так.
Роль комбінованого клапана
Більшість автомобілів з дисковими гальмами спереду та барабанними ззаду оснащені комбінованим клапаном. Це єдиний блок, що поєднує кілька функцій, який зазвичай монтується на гальмівній магістралі або поряд із головним гальмівним циліндром.
Навіщо він потрібний? Тому що дискові та барабанні гальма поводяться по-різному. Дисковим гальмам потрібно менший об’єм рідини для спрацьовування, але вони виділяють більше тепла. Барабанним гальмам потрібен більший об’єм рідини для розширення колодок притисканням до барабана. Комбінований клапан керує цією відмінністю.
Зазвичай він містить три компоненти в одному корпусі:
- Датчик різниці тисків: Це електричний датчик, який включає контрольну лампу гальмівної системи на панелі приладів. Якщо тиск падає між двома контурами (як у сценарії з витоком вище), датчик замикає ланцюг на масу, спалахує червона лампа гальмівної системи. Він повідомляє вам, що система несправна.
- Пропорційний клапан: Він обмежує тиск рідини на задні барабанні гальма. Без нього задні барабани заблокуються раніше, ніж почнуть схоплювати передні дискові гальма, особливо при різкому гальмуванні. Він забезпечує основну роботу переднім гальмам, зберігаючи обертання задніх коліс на рівні, достатньому для стійкості.
- Дозіруючий клапан: Він на секунду затримує подачу тиску на задні гальма при початковому натисканні на педаль. Це дозволяє переднім дисковим супортам закрити проміжок між колодками і дисками до того, як розширяться задні барабанні колодки. Це синхронізує спрацювання гальм, щоб ви не отримали ривків або нерівномірної зупинки.
Ви не знайдете його на кожному автомобілі. Суто дискові гальмівні системи часто використовують модуль ABS для модуляції тиску. Але якщо ви працюєте зі старим седаном або вантажівкою із задніми барабанними гальмами, цей клапан є «мозком» гідравлічного балансу.
Комбінований клапан: одна деталь, три функції
Перший крок – знайти комбінований клапан, але розуміння того, навіщо він потрібен, справді допоможе вам відремонтувати гальмівну систему. Ви не знайдете окремих корпусів для затримки клапана, датчика різниці тиску або пропорційного клапана. У більшості сучасних легкових автомобілів та легких вантажівок ці три різні функції об’єднані в одному блоці. Це комбінований клапан.
Він розташований у гальмівній магістралі, що зазвичай кріпиться до перегородки моторного відсіку або лонжерону рами. Його завдання – керувати розподілом гідравлічного тиску та попереджати вас про несправності. Якщо ви шукаєте його, дивіться між головним гальмівним циліндром та місцем поділу контурів на передній та задній. Це металевий блок із двома або трьома штуцерами для входу та виходу гальмівної рідини.
Розбір «трійки»
Цей вузол виконує три окремих пристроїв. Ось що контролює кожна частина комбінованого клапана.
Клапан затримки (Metering Valve)
Цей компонент затримує тиск у передніх гальмах до тих пір, поки не спрацюють задні гальма. Без нього передні дискові гальма заблокувалися до того, як задні барабанні (або дискові) гальма почнуть стискати диски. Клапан затримки відкладає тиск тиску на передню вісь приблизно на 0,1–0,2 секунди. Це забезпечує одночасне спрацювання передніх та задніх гальм. Він залишається закритим, доки тиск не досягне встановленого значення, зазвичай близько 100-150 psi. Як тільки цей поріг досягнутий, клапан відкривається, дозволяючи тиску надходити на передню вісь.
Пропорційний клапан (Proportioning Valve)
Це редуктор тиску. Заднім гальмам потрібно менше гідравлічного зусилля, ніж переднім, особливо при сильному гальмуванні, коли вага автомобіля переноситься вперед. Якби ви подавали 100% тиск від головного гальмівного циліндра на задні колеса, вони б миттєво заблокувалися. Пропорційний клапан обмежує тиск задньої осі. У типовому налаштуванні може обмежувати тиск на задніх колесах до 60–70% від тиску на передніх. Це тримає задні шини на межі ковзання, але не дає їм заблокуватись. У деяких старих автомобілях використовуються окремі клапани затримки та пропорційні клапани. У сучасних автомобілях їх поєднують в один блок для економії місця та коштів.
Датчик різниці тиску (Pressure Differential Switch)
Це електрична “мозкова частина” комбінованого клапана. Всередині корпусу поршень переміщається залежно від балансу гідравлічного тиску. Якщо в одному з контурів є витік, наприклад, у м’якій задній гальмівній магістралі, поршень зміщується з центральної позиції. Цей рух замикає електричний перемикач. Перемикач створює ланцюг на масу, включаючи контрольну лампу гальмівної системи на панелі приладів. Це проста, але ефективна система безпеки. Якщо лампа спалахнула, у вас порушено тиск у контурах. Не ігноруйте це.
Чому важливо знати розташування
Комбінований клапан зазвичай монтується на перегородці моторного відсіку з боку водія, поряд із головним гальмівним циліндром. У деяких автомобілях він прикручений до лонжерона рами біля колісної арки. Точне розташування залежить від марки та моделі. Якщо ви замінюєте його, вам потрібно від’єднати гальмівні магістралі. Підготуйте ганчірки та ємність для збирання рідини. Гальмівна рідина роз’їдає фарбу. Вона також викликає корозію металевих деталей, якщо залишити її надовго.
При знятті комбінованого клапана огляньте болти на предмет корозії. Іржа може прикипіти болти, зробивши їх демонтаж жахом. Проникне мастило допомагає, але іноді потрібно нагрівання. Будьте обережні поруч із гальмівними магістралями та шлангами. Нагрівання може пошкодити гумові компоненти.
Ознаки несправності комбінованого клапана
Несправний комбінований клапан зазвичай проявляється двома способами. По-перше,
Чому заднім гальмам потрібен випереджальний старт
Комбінаційний клапан – це не просто один компонент. Це сукупність функцій, об’єднаних в одному вузлі, причому три із цих секцій виконують різні завдання. Перша їх — клапан дозування (metering valve). Цей компонент є обов’язковим для будь-якого транспортного засобу, в якому використовуються дискові гальма спереду та барабанні ззаду.
Гальмівні колодки дискових гальм щільно прилягають до ротора. Гальмівні колодки барабанних гальм знаходяться у вільному стані на певній відстані від поверхні барабана. Натискаєте на педаль. Диски спрацьовують миттєво. Барабани запізнюються. Без втручання передні гальма спрацьовують першими. Це спричиняє нестабільність. Автомобіль прагне до крену або занесення.
Клапан дозування усуває цей розрив у часі. Він повністю блокує гідравлічний тиск, який подається на передні дискові гальма. Він чекає. Він стримує тиск. І лише коли тиск у системі досягає певного порогу, клапан відкривається. Цей поріг низький. Його достатньо лише для того, щоб висунути гальмівні колодки барабанів назовні, поки вони не торкнуться барабана.
Результат? Задні гальма спрацьовують на секунду раніше передніх. Ця невелика затримка тримає кузов автомобіля рівним. Це працює як кермо у літака. Автомобіль рухається прямо. Ви зупиняєтеся з контролем, а не в заносі.
Детектор витоків у вашому блоці клапанів
Далі слідує датчик диференціального тиску. Це ваша система раннього попередження про гідравлічну відмову. Усередині клапана невеликий поршень плаває у циліндрі. Ліва сторона підключена до одного гальмівного ланцюга. Права – до іншої.
У нормальних умовах тиск урівноважує поршень. Він залишається точно по центру. Але що станеться, якщо лусне шланг? Чи потече супорт? Тиск на цьому боці падає. Поршень зміщується. Він відхиляється від центру.
Цей рух замикає електричний перемикач. Провід, що веде до цього механізму, видно на стандартних схемах. Перемикач включає червоний індикатор гальмівної системи на панелі приладів. Ви відразу розумієте, що один ланцюг вийшов з ладу. Другий ланцюг все ще працює, але у вас немає резервування. Ви їдете до механіка. Ви не їдете через усю країну.
Управління перенесенням ваги за допомогою пропорційного клапана
Третя секція – це пропорційний клапан (proportioning valve). Його завдання просте. Він знижує гідравлічний тиск, що подається на задні гальма.
Чому? Через перенесення ваги. При гальмуванні інерція перекидає вагу автомобіля вперед. Ніс опускається. Задня частина піднімається. Найменша вага на задніх шинах означає менше зчеплення. Якби ви подавали однаковий тиск на всі чотири колеса, задні колеса заблокували б миттєво. Заблоковані колеса означають відсутність керування та збільшення гальмівної колії.
Більшість автомобілів і так мають зміщений вперед центр тяжіння. Двигун розташований спереду. Це додає ще більшого вертикального навантаження на передню вісь. Переднім гальмам потрібно більше зусилля затиску, щоб відповідати цій вазі. Заднім гальмам потрібно менше.
Пропорційний клапан обмежує потік. Він обмежує тиск задньої осі до безпечного відсотка. Якщо клапан налаштований на 70% і ваш головний гальмівний циліндр створює тиск 1000 psi на передній осі, то на задній осі буде лише 700 psi. Передні гальма беруть він основну частину гальмівного зусилля. Задні тримають траєкторію, не буксують.
Це тонкий баланс. Занадто мало тиску на задню вісь, і ви втрачаєте потенційну гальмівну силу. Занадто багато, і автомобіль заносить у кювет. Клапан розташований посередині. Він працює безшумно. Поки ви різко не натиснете на гальма. Тоді ви точно відчуєте, навіщо він потрібний.
Статті HowStuffWorks по темі
-
Як працюють антиблокувальні гальма (ABS)
-
Як працюють гальма
-
Як працюють дискові гальма
-
Як працюють барабанні гальма
-
Як працюють гальма з підсилювачем
Додаткові корисні посилання
-
Halting History: Brakes Then and Now (Історія зупинок: Гальма тоді й зараз)
-
InnerAuto: Braking System (InnerAuto: Гальмівна система)
-
Automotive 101: Brake System Operation – зверніть увагу на відмінності гальмівних рідин DOT (Автомобільний курс 101: Робота гальмівної системи – зверніть увагу на відмінності гальмівних рідин DOT)
-
Hydraulic Brakes (Гідравлічні гальма)
-
Master Cylinder Drawings (Креслення головного гальмівного циліндра)
-
Rebuilding the Brake Master Cylinder (Відновлення головного гальмівного циліндра)
-
Professional Mechanics Online: Brakes (Professional Mechanics Online: Гальма)
-
Auto.com: Daily automotive news and reviews (Auto.com: Щоденні автомобільні новини та огляди)
