Zatrzymanie nowoczesnych samochodów nie opiera się na jednej delikatnej linii płynu hydraulicznego. Używają podzielonego projektu. Dwa niezależne obwody kontrolują siłę hamowania, zazwyczaj rozdzielając obciążenie pomiędzy dwa koła każde. Jeśli jedna linia ulegnie awarii, druga połowa systemu nadal działa. Oczywiście, tracisz połowę siły hamowania, ale nie wsuwasz się tak po prostu w ścianę bez żadnego tarcia.
Sercem tego dwuobwodowego układu bezpieczeństwa jest główny cylinder hamulcowy. Jest to sprytne rozwiązanie inżynieryjne, które obejmuje dwa tłoki w jednej obudowie. Taka konstrukcja gwarantuje, że nawet w przypadku awarii jednej uszczelki tłoka, druga często będzie w stanie nadal generować ciśnienie wystarczające do utrzymania właściwości jezdnych samochodu. Obok znajduje się zawór kombinowany. Ten niedoceniony bohater kontroluje różnicę ciśnień pomiędzy obwodami. Jeśli coś pójdzie nie tak – na przykład nastąpi nieszczelność w jednym z obwodów – włącza się lampka ostrzegawcza dla kierowcy. Zapewnia również zmianę równowagi, aby utrzymać równowagę przednich i tylnych hamulców pod dużym obciążeniem.
Zajrzymy pod maskę, aby dokładnie zrozumieć, jak te dwa elementy oddziałują na siebie, aby uniknąć powstania strefy zgniotu. Jeśli zapomniałeś trochę o tym, jak klocki, tarcze i ciśnienie płynu przekładają się na tarcie fizyczne, prawdopodobnie powinieneś najpierw przeczytać wprowadzenie do podstaw mechaniki hamulców. Na razie skupmy się na głównym cylindrze hamulcowym.
Lokalizacja głównego cylindra
Pompy hamulcowej nie znajdziesz w bagażniku ani w pobliżu kół. Znajduje się z przodu samochodu, bezpośrednio przymocowany do wzmacniacza hamulca. Wzmacniacz ten jest przymocowany do przegrody (osłony silnika), metalowej ściany oddzielającej komorę silnika od kabiny pasażerskiej.
Sam wzmacniacz jest urządzeniem napędzanym próżniowo. Wykorzystuje podciśnienie w kolektorze dolotowym silnika, aby zwielokrotnić siłę przyłożoną do pedału hamulca. Zatem naciskając pedał, nie tylko wciskasz płyn; uruchamiasz system podciśnienia, który wzmacnia siłę w nogach, zanim siła ta dotrze do głównego cylindra hamulca.
Sam główny cylinder hamulcowy jest zwykle wykonany z odlewu aluminiowego lub żeliwnego. Jest on podłączony do zbiornika płynu hamulcowego u góry za pomocą gumowych uszczelek i przewodów. Zbiornik ten zawiera zapas płynu hamulcowego niezbędny do napełnienia przewodów w przypadku zużycia klocków hamulcowych i wysunięcia się tłoczków w zaciskach. W miarę zużywania się klocków poziom płynu nie spada znacząco, ponieważ tłoczki zacisków po prostu wysuwają się, aby skompensować luz.
Wewnątrz głównego cylindra hamulcowego znajdują się dwa główne tłoki zamontowane szeregowo. Używają wspólnego popychacza podłączonego do wzmacniacza hamulca. Po włączeniu hamulca popychacz przesuwa oba tłoki do przodu. Pierwszy tłok wytwarza ciśnienie w obwodzie pierwotnym. Drugi tłok, umieszczony za pierwszym, wytwarza ciśnienie w obwodzie wtórnym. Ponieważ są połączone, poruszają się razem, ale mogą działać nieco niezależnie, jeśli jedna z uszczelek przecieka.
Rola zaworu kombinowanego
Zawór kombinowany to kompaktowy zespół, często integrowany z korpusem głównego cylindra lub montowany obok siebie w komorze silnika. Jego zadanie jest pasywne, ale krytyczne. Kontroluje ciśnienie hydrauliczne w obu obwodach.
Jeśli w jednym z obwodów wystąpi wyciek, ciśnienie w tym przewodzie spada. Zawór wykrywa tę nierównowagę. Nie jest po prostu bezczynny; fizycznie porusza się, aby w jak największym stopniu odizolować nieszczelny obwód, próbując jednocześnie utrzymać ciśnienie w zdrowym obwodzie. Jednocześnie aktywuje czujnik różnicy ciśnień. Czujnik ten uzupełnia obwód elektryczny, który
Główny cylinder hamulcowy znajduje się blisko przegrody nadwozia i jest przykręcony do podciśnieniowego wzmacniacza hamulca po stronie kierowcy. Jest to element, który przekształca siłę stopy w ciśnienie hydrauliczne. Większość kierowców nigdy tego nie widzi, ale można go znaleźć, śledząc przewody hamulcowe prowadzące od pedału z powrotem do komory silnika.
Identyfikacja zbiornika i czujnika
Poszukaj półprzezroczystego plastikowego zbiornika zamontowanego na górze zespołu. To jest zbiornik płynu hamulcowego. Zawiera płyn hamulcowy zasilający główny cylinder hamulcowy. Poziom płynu spada wraz ze zużyciem klocków hamulcowych, dlatego zbiornik został zaprojektowany tak, aby pomieścić wystarczającą ilość płynu, aby utrzymać pełny poziom płynu w układzie.
Z boku zbiornika znajduje się złącze elektryczne. To jest czujnik poziomu cieczy. Jest to prosty przełącznik, który zamyka obwód z masą, gdy poziom płynu spadnie poniżej bezpiecznego poziomu. Gdy to nastąpi, na desce rozdzielczej zaświeci się czerwona lampka ostrzegawcza hamulców. To nie jest usterka ABS. Jest to bezpośredni sygnał o konieczności uzupełnienia płynu.
Dlaczego znajomość lokalizacji jest ważna
Znajomość lokalizacji tego urządzenia pomaga w konserwacji. Nie trzeba odpowietrzać całego układu, aby uzupełnić płyn. Jeśli jednak czujnik zadziała przedwcześnie, może to oznaczać nieszczelność w innych miejscach. Sprawdź zaciski, cylindry kół i przewody hamulcowe. Zbiornik sam w sobie nie traci cieczy. To jest zamknięty system.
Czujnik to prosty wyłącznik pływakowy. Niski poziom płynu = niski opór = zapala się lampka ostrzegawcza.
Jeśli jesteś pod maską, miej oko na rury. Są one zwykle wykonane ze stali lub gumy i biegną od głównego cylindra hamulcowego do każdego rogu samochodu. Zbiornik to punkt wyjścia. Utrzymuj to w czystości. Brud w płynie zabija główny cylinder.
Jak dwuobwodowy cylinder główny radzi sobie z awarią
Główny cylinder hamulcowy to coś więcej niż zwykła pompa. Wewnątrz aluminiowego lub plastikowego korpusu znajdują się dwa oddzielne tłoki, dwie sprężyny i dwie niezależne komory na płyn hamulcowy. Działają wspólnie, ale zostały zaprojektowane tak, aby nadal działać nawet w przypadku awarii jednego z obwodów.
Tak się dzieje, gdy wciśniesz pedał hamulca. Siła nacisku popycha tłok główny do przodu. W obwodzie pierwotnym wzrasta ciśnienie płynu. W miarę wzrostu ciśnienia oddziałuje ono na tylną część tłoka wtórnego. Ten wtórny tłok z kolei spręża płyn w obwodzie wtórnym. W działającym układzie ciśnienie wyrównuje się. Obydwa obwody działają na tę samą siłę. Zapewnia zrównoważone hamowanie.
Ale systemy mogą przeciekać.
Jeśli zacisk całkowicie spłynie płyn lub cylinder tylnego koła pęknie, w tym konkretnym obwodzie spadnie ciśnienie. Główny cylinder hamulcowy reaguje w specyficzny sposób mechaniczny. Fala ciśnienia, która normalnie popycha tłok wtórny do przodu, znika. Bez tej siły przeciwnej tłok główny naciska na tłok wtórny. Zamykają się razem.
Główny cylinder hamulcowy zasadniczo staje się jednostką jednotłokową.
Jest to funkcja bezpieczeństwa, a nie wada konstrukcyjna. Drugi obwód pozostaje pod ciśnieniem. To działa. Ale żeby go włączyć, trzeba będzie wcisnąć pedał hamulca znacznie głębiej. Pedał wydaje się miękki lub gąbczasty, ponieważ wypełniasz pustkę pozostawioną przez wyciek, zanim faktycznie wzrośnie ciśnienie.
Efektem jest słabe hamowanie. Ponieważ tylko dwa koła (zwykle przednie koła w większości pojazdów z napędem na przednie koła) zapewniają siłę hamowania, opóźnienie pojazdu jest znacznie zmniejszone. Poczujesz, że samochód ściąga na jedną stronę, jeśli wyciek występuje po przeciwnej przekątnej lub po prostu zauważysz ogólny spadek skuteczności hamowania. Nie jedź tak.
Rola zaworu kombinowanego
Większość pojazdów z hamulcami tarczowymi z przodu i bębnami z tyłu jest wyposażona w zawór kombinowany. Jest to pojedynczy zespół, który łączy w sobie kilka funkcji i zwykle montowany jest na przewodzie hamulcowym lub w pobliżu głównego cylindra hamulcowego.
Dlaczego jest to potrzebne? Ponieważ hamulce tarczowe i bębnowe zachowują się inaczej. Hamulce tarczowe wymagają mniej płynu do działania, ale generują więcej ciepła. Hamulce bębnowe wymagają większej ilości płynu, aby klocki dotknęły bębna. Zawór kombinowany reguluje tę różnicę.
Zwykle zawiera trzy komponenty w jednym opakowaniu:
- Czujnik różnicy ciśnień: Jest to czujnik elektryczny, który włącza lampkę ostrzegawczą hamulców na tablicy rozdzielczej. Jeżeli ciśnienie spadnie pomiędzy obydwoma obwodami (jak w powyższym scenariuszu nieszczelności), czujnik zamyka obwód z masą i zapala się czerwona lampka hamulca. Informuje, że system jest uszkodzony.
- Zawór dozujący: Ogranicza ciśnienie płynu docierającego do tylnych hamulców bębnowych. Bez tego tylne bębny zablokują się, zanim zaczną się włączać przednie hamulce tarczowe, zwłaszcza podczas gwałtownego hamowania. Przekazuje większość pracy przednim hamulcom, utrzymując obroty tylnych kół na poziomie wystarczającym do zapewnienia stabilności.
- Zawór dozujący: Opóźnia ciśnienie wywierane na tylne hamulce o ułamek sekundy po pierwszym naciśnięciu pedału. Dzięki temu zaciski przednich tarcz zamykają szczelinę między klockami a tarczami, zanim tylne klocki bębna rozszerzą się. Synchronizuje to hamulce, dzięki czemu nie dochodzi do szarpnięć i nierównego hamowania.
Nie znajdziesz go w każdym samochodzie. Układy hamulców tarczowych często wykorzystują moduł ABS do modulowania ciśnienia. Jeśli jednak pracujesz w starszym sedanie lub ciężarówce z tylnymi hamulcami bębnowymi, ten zawór jest „mózgiem” równowagi hydraulicznej.
Zawór kombinowany: jeden element, trzy funkcje
Pierwszym krokiem jest znalezienie zaworu kombinowanego, ale zrozumienie, dlaczego jest on potrzebny, naprawdę pomoże w naprawie układu hamulcowego. Nie znajdziesz osobnych obudów dla zaworu opóźniającego, czujnika różnicy ciśnień czy zaworu proporcjonalnego. Większość nowoczesnych samochodów osobowych i lekkich ciężarówek łączy te trzy różne funkcje w jedną całość. To jest zawór kombinowany.
Znajduje się w przewodzie hamulcowym, zwykle przymocowanym do przegrody komory silnika lub podłużnicy ramy. Jego zadaniem jest kontrolowanie rozkładu ciśnienia hydraulicznego i ostrzeganie o awariach. Jeśli go szukasz, rozejrzyj się pomiędzy głównym cylindrem hamulcowym a miejscem, w którym obwody rozdzielają się na przód i tył. Jest to metalowy blok z dwoma lub trzema złączami do wlotu i wylotu płynu hamulcowego.
Analiza „trojki”
Węzeł ten wykonuje pracę trzech odrębnych urządzeń. Tym właśnie steruje każda część zaworu kombinowanego.
Zawór dozujący
Element ten utrzymuje ciśnienie w przednich hamulcach do momentu włączenia tylnych hamulców. Bez tego przednie hamulce tarczowe zablokowałyby się, zanim tylne hamulce bębnowe (lub tarczowe) zaczęły ściskać tarcze. Zawór opóźniający opóźnia ciśnienie wywierane na przednią oś o około 0,1 do 0,2 sekundy. Dzięki temu hamulce przednie i tylne zostaną włączone jednocześnie. Pozostaje zamknięty, dopóki ciśnienie nie osiągnie ustawionej wartości, zwykle około 100-150 psi. Po osiągnięciu tego progu zawór otwiera się, umożliwiając przepływ ciśnienia do przedniej osi.
Zawór dozujący
To jest reduktor ciśnienia. Hamulce tylne wymagają mniejszej siły hydraulicznej niż hamulce przednie, szczególnie podczas gwałtownego hamowania, gdy ciężar pojazdu jest przenoszony do przodu. Jeśli przyłożysz 100% ciśnienia z głównego cylindra do tylnych kół, zostaną one natychmiast zablokowane. Zawór proporcjonalny ogranicza ciśnienie na tylną oś. W typowej konfiguracji może ograniczyć ciśnienie w oponach tylnych do 60–70% ciśnienia w oponach przednich. Dzięki temu tylne opony znajdują się na krawędzi poślizgu, ale zapobiegają ich blokowaniu. Niektóre starsze pojazdy wykorzystują oddzielne zawory opóźniające i zawory proporcjonalne. W nowoczesnych samochodach są one łączone w jedną całość, aby zaoszczędzić miejsce i pieniądze.
Wyłącznik różnicy ciśnień
Jest to elektryczny „mózg” zaworu kombinowanego. Wewnątrz obudowy tłok porusza się w zależności od równowagi ciśnień hydraulicznych. Jeśli w jednym z obwodów wystąpi nieszczelność – na przykład miękki przewód hamulcowy tylnego hamulca – tłok wysuwa się ze swojego położenia środkowego. Ten ruch zamyka wyłącznik elektryczny. Przełącznik tworzy obwód masowy, który włącza lampkę ostrzegawczą hamulców na tablicy rozdzielczej. To prosty, ale skuteczny system bezpieczeństwa. Jeśli lampka się zaświeci, ciśnienie w obwodach zostało zerwane. Nie ignoruj tego.
Dlaczego znajomość lokalizacji jest ważna
Zawór kombinowany jest zwykle montowany na przegrodzie komory silnika po stronie kierowcy, obok głównego cylindra hamulcowego. W niektórych samochodach jest on przykręcony do podłużnicy ramy w pobliżu nadkola. Dokładna lokalizacja różni się w zależności od marki i modelu. Jeśli go wymieniasz, będziesz musiał odłączyć przewody hamulcowe. Przygotuj szmaty i pojemnik do złapania płynu. Płyn hamulcowy zżera farbę. Pozostawione tam przez dłuższy czas powodują także korozję metalowych części.
Podczas demontażu zaworu kombinowanego należy sprawdzić śruby mocujące pod kątem korozji. Rdza może przylgnąć do śrub, przez co jej usunięcie stanie się koszmarem. Smar penetrujący pomaga, ale czasami wymagane jest podgrzanie. Zachowaj ostrożność w pobliżu przewodów hamulcowych i węży. Ciepło może uszkodzić elementy gumowe.
Objawy problemu z zaworem kombinowanym
Wadliwy zawór kombinowany zwykle objawia się na dwa sposoby. Po pierwsze,
Dlaczego tylne hamulce wymagają zaawansowanego uruchamiania
Zawór kombinowany to nie tylko jeden element. Jest to zbiór funkcji połączonych w jedną całość, przy czym trzy z tych sekcji realizują różne zadania. Pierwszym z nich jest zawór dozujący. Ten element jest wymagany w każdym pojeździe wyposażonym w hamulce tarczowe z przodu i bębnowe z tyłu.
Klocki hamulców tarczowych ściśle przylegają do tarczy hamulcowej. Klocki hamulcowe hamulców bębnowych znajdują się w stanie swobodnym, w pewnej odległości od powierzchni bębna. Naciśnij pedał. Płyty odpalają natychmiast. Kołowrotki są opóźnione. Bez interwencji najpierw włączają się hamulce przednie. To powoduje niestabilność. Samochód ma tendencję do toczenia się lub poślizgu.
Zawór dozujący eliminuje tę lukę czasową. Całkowicie blokuje ciśnienie hydrauliczne dostarczane do przednich hamulców tarczowych. On czeka. Powstrzymuje ciśnienie. I dopiero wtedy, gdy ciśnienie w układzie osiągnie określony próg, zawór otwiera się. Ten próg jest niski. Wystarczy wypchnąć klocki hamulcowe bębnowe, aż dotkną bębna.
Wynik? Hamulce tylne włączają się o ułamek sekundy wcześniej niż hamulce przednie. To niewielkie opóźnienie pozwala utrzymać poziom nadwozia samochodu. Działa to jak ster samolotu. Samochód jedzie prosto. Zatrzymujesz się, zachowując kontrolę, a nie w poślizgu.
Detektor nieszczelności w bloku zaworów
Następny jest czujnik różnicy ciśnień. Jest to system wczesnego ostrzegania o awarii hydraulicznej. Wewnątrz zaworu w cylindrze unosi się mały tłoczek. Lewa strona jest podłączona do jednego obwodu hamulcowego. Jasne – do drugiego.
W normalnych warunkach ciśnienie równoważy tłok. Pozostaje dokładnie wyśrodkowany. Ale co się stanie, jeśli wąż pęknie? A może zacisk będzie przeciekał? Ciśnienie po tej stronie spada. Tłok porusza się. Odbiega od centrum.
Ten ruch zamyka wyłącznik elektryczny. Przewody prowadzące do tego mechanizmu są widoczne na standardowych schematach. Przełącznik włącza czerwoną kontrolkę hamulca na tablicy rozdzielczej. Od razu zdajesz sobie sprawę, że jeden obwód uległ awarii. Drugi obwód nadal działa, ale nie ma nadmiarowości. Jedziesz do mechanika. Nie będziesz jechał przez cały kraj.
Kontrola przenoszenia ciężaru za pomocą zaworu proporcjonalnego
Trzecia sekcja to zawór proporcjonalny. Jego zadanie jest proste. Zmniejsza ciśnienie hydrauliczne dostarczane do tylnych hamulców.
Dlaczego? Ze względu na przeniesienie ciężaru. Podczas hamowania bezwładność wyrzuca ciężar samochodu do przodu. Nos opada. Tylna część unosi się. Mniejszy ciężar tylnych opon oznacza mniejszą przyczepność. Jeśli zastosujesz równy nacisk na wszystkie cztery koła, tylne koła natychmiast się zablokują. Zablokowane koła oznaczają brak kontroli i zwiększoną drogę hamowania.
Większość samochodów ma już przesunięty do przodu środek ciężkości. Silnik znajduje się z przodu. Zwiększa to jeszcze większe obciążenie pionowe przedniej osi. Przednie hamulce wymagają większej siły zaciskania, aby wytrzymać tę masę. Hamulce tylne wymagają mniej.
Zawór proporcjonalny ogranicza przepływ. Ogranicza ciśnienie na tylną oś do bezpiecznego procentu. Jeśli zawór jest ustawiony na 70%, a główny cylinder hamulcowy wytwarza ciśnienie 1000 psi na przedniej osi, wówczas na tylnej osi będzie tylko 700 psi. Przednie hamulce przejmują większość siły hamowania. Tylne utrzymują trajektorię i nie ślizgają się.
To delikatna równowaga. Za mały nacisk na tylną oś i tracisz potencjalną siłę hamowania. Za dużo i samochód wpada do rowu. Zawór jest pośrodku. Działa cicho. Dopóki nie naciśniesz hamulca. Wtedy poczujesz dokładnie, dlaczego jest to potrzebne.
Powiązane artykuły z HowStuffWorks
-
Jak działają hamulce przeciwblokujące (ABS)?
-
Jak działają hamulce
-
Jak działają hamulce tarczowe
-
Jak działają hamulce bębnowe
-
Jak działają hamulce ze wspomaganiem
Dodatkowe przydatne linki
-
Zatrzymanie historii: hamuje wtedy i teraz
-
InnerAuto: Układ hamulcowy (InnerAuto: Układ hamulcowy)
-
Motoryzacja 101: Działanie układu hamulcowego – Zwróć uwagę na różnice w płynach hamulcowych DOT (Automotive 101: Działanie układu hamulcowego – Zwróć uwagę na różnice w płynach hamulcowych DOT)
-
Hamulce hydrauliczne
-
Rysunki cylindra głównego
-
Regeneracja głównego cylindra hamulcowego
-
Profesjonalni mechanicy online: Hamulce (Profesjonalni mechanicy online: Hamulce)
-
Auto.com: Codzienne wiadomości i recenzje motoryzacyjne (Auto.com: Codzienne wiadomości i recenzje motoryzacyjne)
