Современные автомобили не полагаются на одну хрупкую магистраль с гидравлической жидкостью для остановки. Они используют раздельную конструкцию. Два независимых контура управляют тормозным усилием, обычно распределяя нагрузку между двумя колесами каждый. Если одна магистраль выходит из строя, вторая половина системы продолжает работать. Вы теряете половину тормозной мощности, конечно, но не просто скользите в стену без какого-либо трения.
Сердцем этой двухконтурной системы безопасности является главный тормозной цилиндр. Это clever инженерное решение, включающее два поршня внутри одного корпуса. Такая конструкция гарантирует, что даже если уплотнение одного поршня выйдет из строя, другое часто может продолжать создавать достаточное давление, чтобы сохранить управляемость автомобиля. Рядом с ним находится комбинированный клапан. Этот незаметный герой контролирует разницу давлений между контурами. Если что-то идет не так — например, возникает утечка в одном из контуров — он активирует предупреждающую лампу для водителя. Он также обеспечивает смещение баланса, чтобы передние и задние тормоза оставались сбалансированными при большой нагрузке.
Мы заглянем под капот, чтобы точно понять, как эти два компонента взаимодействуют, чтобы вы не стали «зоной деформации». Если вы немного забыли основы того, как колодки, диски и давление жидкости преобразуются в физическое трение, вам, вероятно, следует сначала прочитать введение в основы тормозной механики. А пока давайте сосредоточимся на главном тормозном цилиндре.
Расположение главного тормозного цилиндра
Вы не найдете главный тормозной цилиндр в багажнике или возле колес. Он находится в передней части автомобиля, непосредственно закреплен на усилителе тормозов. Этот усилитель прикреплен к перегородке кузова (щиту двигателя), металлической стене, отделяющей моторный отсек от пассажирского салона.
Сам усилитель является устройством с вакуумным приводом. Он использует вакуум во впускном коллекторе двигателя для умножения усилия, которое вы прикладываете к педали тормоза. Таким образом, когда вы нажимаете на педаль, вы не просто толкаете жидкость; вы запускаете вакуумную систему, которая усиливает силу ваших ног, прежде чем это усилие достигнет главного тормозного цилиндра.
Сам главный тормозной цилиндр обычно представляет собой блок из литого алюминия или чугуна. Он соединен с бачком тормозной жидкости сверху с помощью резиновых уплотнений и шлангов. Этот бачок содержит запас тормозной жидкости, необходимый для заполнения магистралей по мере износа тормозных колодок и выдвигающихся дальше поршней в суппортах. По мере износа колодок уровень жидкости не падает значительно, поскольку поршни суппортов просто выдвигаются, чтобы компенсировать зазор.
Внутри главного тормозного цилиндра расположены два основных поршня, установленных последовательно. Они используют общий толкатель, соединенный с усилителем тормозов. Когда вы нажимаете на тормоз, толкатель приводит оба поршня в движение вперед. Первый поршень создает давление в первичном контуре. Второй поршень, расположенный позади первого, создает давление во вторичном контуре. Поскольку они соединены, они движутся вместе, но могут работать несколько независимо, если одно из уплотнений протекает.
Роль комбинированного клапана
Комбинированный клапан — это компактный узел, часто интегрированный в корпус главного тормозного цилиндра или установленный рядом в моторном отсеке. Его задача пассивна, но критически важна. Он контролирует гидравлическое давление в обоих контурах.
Если в одном из контуров возникает утечка, давление в этой магистрали падает. Клапан обнаруживает этот дисбаланс. Он не просто бездействует; он физически перемещается, чтобы максимально изолировать протекающий контур, пытаясь поддерживать давление в исправном контуре. Одновременно он активирует датчик разницы давлений. Этот датчик замыкает электрическую цепь, которая
Главный тормозной цилиндр расположен вплотную к перегородке кузова, прикручен к вакуумному усилителю тормозов со стороны водителя. Это компонент, преобразующий усилие вашей ноги в гидравлическое давление. Большинство водителей никогда его не видят, но вы можете найти его, проследив тормозные магистрали от педали обратно в моторный отсек.
Идентификация бачка и датчика
Ищите полупрозрачный пластиковый резервуар, установленный сверху на узле. Это бачок тормозной жидкости. Он содержит тормозную жидкость, которая питает главный тормозной цилиндр. Уровень жидкости падает по мере износа тормозных колодок, поэтому резервуар рассчитан на то, чтобы вмещать достаточный запас жидкости для поддержания полного уровня в системе.
Сбоку от бачка находится электрический разъем. Это датчик уровня жидкости. Это простой переключатель, который замыкает цепь на массу, когда уровень жидкости опускается ниже безопасной отметки. Когда это происходит, на приборной панели загорается красный индикатор предупреждения о тормозах. Это не неисправность ABS. Это прямой сигнал о том, что необходимо долить жидкость.
Почему важно знать расположение
Знание места расположения этого узла помогает при техническом обслуживании. Вам не нужно прокачивать всю систему, чтобы просто добавить жидкость. Но если датчик срабатывает преждевременно, это может означать утечку в других местах. Проверьте суппорты, колесные цилиндры и тормозные шланги. Бачок не теряет жидкость сам по себе. Это замкнутая система.
Датчик представляет собой простой поплавковый выключатель. Низкий уровень жидкости = низкое сопротивление = загорается индикатор предупреждения.
Если вы находитесь под капотом, проследите за трубками. Обычно они стальные или резиновые, идут от главного тормозного цилиндра к каждому углу автомобиля. Бачок является отправной точкой. Держите его в чистоте. Грязь в жидкости убивает главный тормозной цилиндр.
Как двухконтурный главный тормозной цилиндр справляется с отказом
Главный тормозной цилиндр — это не просто простой насос. Внутри его алюминиевого или пластикового корпуса находятся два отдельных поршня, две пружины и две независимые камеры для тормозной жидкости. Они работают согласованно, но спроектированы так, чтобы продолжать функционировать даже при отказе одного из контуров.
Вот что происходит, когда вы резко нажимаете на педаль тормоза. Тяга толкает первичный поршень вперед. В первом контуре нарастает давление жидкости. По мере роста этого давления оно воздействует на заднюю часть вторичного поршня. Этот вторичный поршень, в свою очередь, сжимает жидкость во втором контуре. В исправной системе давление выравнивается. Оба контура испытывают одинаковое усилие. Обеспечивается сбалансированное торможение.
Но системы могут давать течь.
Если суппорт полностью сливает жидкость или лопается задний колесный цилиндр, этот конкретный контур теряет давление. Главный тормозной цилиндр реагирует определенным механическим образом. Волна давления, которая обычно толкает вторичный поршень вперед, исчезает. Без этого противодействующего усилия первичный поршень упирается во вторичный. Они блокируются вместе.
Главный тормозной цилиндр фактически превращается в однопоршневое устройство.
Это функция безопасности, а не конструктивный недостаток. Второй контур остается под давлением. Он работает. Но для его включения вам придется нажимать на педаль тормоза значительно глубже. Педаль кажется мягкой или «ватной», потому что вы заполняете пустоту, образовавшуюся из-за утечки, прежде чем давление сможет реально нарасти.
Результат — плохое торможение. Благодаря тому, что только два колеса (обычно передние на большинстве автомобилей с передним приводом) обеспечивают тормозное усилие, замедление автомобиля резко снижается. Вы почувствуете, что автомобиль уводит в сторону, если утечка находится в противоположном диагональном контуре, или просто заметите общее снижение эффективности торможения. Не ездите так.
Роль комбинированного клапана
Большинство автомобилей с дисковыми тормозами спереди и барабанными сзади оснащены комбинированным клапаном. Это единый блок, объединяющий несколько функций, который обычно монтируется на тормозной магистрали или рядом с главным тормозным цилиндром.
Зачем он нужен? Потому что дисковые и барабанные тормоза ведут себя по-разному. Дисковым тормозам требуется меньший объем жидкости для срабатывания, но они выделяют больше тепла. Барабанным тормозам требуется больший объем жидкости для расширения колодок прижатием к барабану. Комбинированный клапан управляет этим различием.
Обычно он содержит три компонента в одном корпусе:
- Датчик разности давлений: Это электрический датчик, который включает контрольную лампу тормозной системы на приборной панели. Если давление падает между двумя контурами (как в сценарии с утечкой выше), датчик замыкает цепь на массу, загорается красная лампа тормозной системы. Он сообщает вам, что система неисправна.
- Пропорционирующий клапан: Он ограничивает давление жидкости на задние барабанные тормоза. Без него задние барабаны заблокируются раньше, чем даже начнут схватывать передние дисковые тормоза, особенно при резком торможении. Он обеспечивает основную работу передним тормозам, сохраняя вращение задних колес на уровне, достаточном для устойчивости.
- Дозирующий клапан: Он на долю секунды задерживает подачу давления на задние тормоза при первоначальном нажатии на педаль. Это позволяет передним дисковым суппортам закрыть зазор между колодками и дисками до того, как расширятся задние барабанные колодки. Это синхронизирует срабатывание тормозов, чтобы вы не получили рывков или неравномерной остановки.
Вы не найдете его на каждом автомобиле. Чисто дисковые тормозные системы часто используют модуль ABS для модуляции давления. Но если вы работаете со старым седаном или грузовиком с задними барабанными тормозами, этот клапан является «мозгом» гидравлического баланса.
Комбинированный клапан: одна деталь, три функции
Первый шаг — найти комбинированный клапан, но понимание того, зачем он нужен, действительно поможет вам отремонтировать тормозную систему. Вы не найдете отдельных корпусов для клапана задержки, датчика разницы давления или пропорционального клапана. В большинстве современных легковых автомобилей и легких грузовиков эти три различные функции объединены в одном блоке. Это и есть комбинированный клапан.
Он расположен в тормозной магистрали, обычно крепится к перегородке моторного отсека или лонжерону рамы. Его задача — управлять распределением гидравлического давления и предупреждать вас о неисправностях. Если вы ищете его, смотрите между главным тормозным цилиндром и местом разделения контуров на передний и задний. Это металлический блок с двумя или тремя штуцерами для входа и выхода тормозной жидкости.
Разбор «тройки»
Этот узел выполняет работу трех отдельных устройств. Вот что именно контролирует каждая часть комбинированного клапана.
Клапан задержки (Metering Valve)
Этот компонент задерживает давление в передних тормозах до тех пор, пока не сработают задние тормоза. Без него передние дисковые тормоза заблокировались бы до того, как задние барабанные (или дисковые) тормоза начнут сжимать диски. Клапан задержки откладывает подачу давления на переднюю ось примерно на 0,1–0,2 секунды. Это обеспечивает одновременное срабатывание передних и задних тормозов. Он остается закрытым, пока давление не достигнет установленного значения, обычно около 100–150 psi. Как только этот порог достигнут, клапан открывается, позволяя давлению поступать на переднюю ось.
Пропорциональный клапан (Proportioning Valve)
Это редуктор давления. Задним тормозам требуется меньше гидравлического усилия, чем передним, особенно при сильном торможении, когда вес автомобиля переносится вперед. Если бы вы подавали 100% давления от главного тормозного цилиндра на задние колеса, они бы мгновенно заблокировались. Пропорциональный клапан ограничивает давление на задней оси. В типичной настройке он может ограничивать давление на задних колесах до 60–70% от давления на передних. Это держит задние шины на грани скольжения, но не дает им заблокироваться. В некоторых старых автомобилях используются отдельные клапаны задержки и пропорциональные клапаны. В современных автомобилях их объединяют в один блок для экономии места и средств.
Датчик разницы давления (Pressure Differential Switch)
Это электрическая «мозговая часть» комбинированного клапана. Внутри корпуса поршень перемещается в зависимости от баланса гидравлического давления. Если в одном из контуров есть утечка — например, в мягкой задней тормозной магистрали — поршень смещается с центральной позиции. Это движение замыкает электрический переключатель. Переключатель создает цепь на массу, включая контрольную лампу тормозной системы на приборной панели. Это простая, но эффективная система безопасности. Если лампа загорелась, у вас нарушено давление в контурах. Не игнорируйте это.
Почему важно знать расположение
Комбинированный клапан обычно монтируется на перегородке моторного отсека со стороны водителя, рядом с главным тормозным цилиндром. В некоторых автомобилях он прикручен к лонжерону рамы возле колесной арки. Точное расположение зависит от марки и модели. Если вы заменяете его, вам нужно будет отсоединить тормозные магистрали. Подготовьте тряпки и емкость для сбора жидкости. Тормозная жидкость разъедает краску. Она также вызывает коррозию металлических деталей, если оставить ее там надолго.
При снятии комбинированного клапана осмотрите крепежные болды на предмет коррозии. Ржавчина может прикипеть болты, сделав их демонтаж кошмаром. Проникающая смазка помогает, но иногда требуется нагрев. Будьте осторожны рядом с тормозными магистралями и шлангами. Нагрев может повредить резиновые компоненты.
Признаки неисправности комбинированного клапана
Неисправный комбинированный клапан обычно проявляется двумя способами. Во-первых,
Почему задним тормозам нужен опережающий старт
Комбинационный клапан — это не просто один компонент. Это совокупность функций, объединенных в одном узле, причем три из этих секций выполняют разные задачи. Первая из них — это клапан дозирования (metering valve). Этот компонент обязателен для любого транспортного средства, в котором используются дисковые тормоза спереди и барабанные сзади.
Тормозные колодки дисковых тормозов плотно прилегают к ротору. Тормозные колодки барабанных тормозов находятся в свободном состоянии, на некотором расстоянии от поверхности барабана. Нажимаете на педаль. Диски срабатывают мгновенно. Барабаны запаздывают. Без вмешательства передние тормоза срабатывают первыми. Это вызывает нестабильность. Автомобиль стремится к крену или заносу.
Клапан дозирования устраняет этот разрыв во времени. Он полностью блокирует гидравлическое давление, подаваемое на передние дисковые тормоза. Он ждет. Он сдерживает давление. И только когда давление в системе достигает определенного порога, клапан открывается. Этот порог низкий. Его достаточно лишь для того, чтобы выдвинуть тормозные колодки барабанов наружу, пока они не коснутся барабана.
Результат? Задние тормоза срабатывают на долю секунды раньше передних. Эта небольшая задержка держит кузов автомобиля ровным. Это работает как руль направления у самолета. Автомобиль движется прямо. Вы останавливаетесь с контролем, а не в заносе.
Детектор утечек в вашем блоке клапанов
Далее следует датчик дифференциального давления. Это ваша система раннего предупреждения о гидравлическом отказе. Внутри клапана небольшой поршень плавает в цилиндре. Левая сторона подключена к одной тормозной цепи. Правая — к другой.
В нормальных условиях давление уравновешивает поршень. Он остается точно по центру. Но что произойдет, если лопнет шланг? Или потечет суппорт? Давление на этой стороне падает. Поршень смещается. Он отклоняется от центра.
Это движение замыкает электрический переключатель. Провода, ведущие к этому механизму, видны на стандартных схемах. Переключатель включает красный индикатор тормозной системы на приборной панели. Вы сразу понимаете, что одна цепь вышла из строя. Вторая цепь все еще работает, но у вас нет резервирования. Вы едете к механику. Вы не едете через всю страну.
Управление переносом веса с помощью пропорционального клапана
Третья секция — это пропорциональный клапан (proportioning valve). Его задача проста. Он снижает гидравлическое давление, подаваемое на задние тормоза.
Почему? Из-за переноса веса. При торможении инерция перебрасывает вес автомобиля вперед. Нос опускается. Задняя часть приподнимается. Меньший вес на задних шинах означает меньшее сцепление. Если бы вы подавали одинаковое давление на все четыре колеса, задние колеса заблокировались бы мгновенно. Заблокированные колеса означают отсутствие управления и увеличение тормозного пути.
Большинство автомобилей и так имеют смещенный вперед центр тяжести. Двигатель расположен спереди. Это добавляет еще большую вертикальную нагрузку на переднюю ось. Передним тормозам требуется большее усилие зажима, чтобы соответствовать этому весу. Задним тормозам требуется меньше.
Пропорциональный клапан ограничивает поток. Он ограничивает давление на задней оси до безопасного процента. Если клапан настроен на 70%, и ваш главный тормозной цилиндр создает давление 1000 psi на передней оси, то на задней оси будет только 700 psi. Передние тормоза берут на себя основную часть тормозного усилия. Задние удерживают траекторию, не буксуют.
Это тонкий баланс. Слишком мало давления на заднюю ось, и вы теряете потенциальную тормозную силу. Слишком много, и автомобиль заносит в кювет. Клапан находится посередине. Он работает бесшумно. Пока вы резко не нажмете на тормоза. Тогда вы точно почувствуете, зачем он нужен.
Статьи HowStuffWorks по теме
-
Как работают антиблокировочные тормоза (ABS)
-
Как работают тормоза
-
Как работают дисковые тормоза
-
Как работают барабанные тормоза
-
Как работают тормоза с усилителем
Дополнительные полезные ссылки
-
Halting History: Brakes Then and Now (История остановок: Тормоза тогда и сейчас)
-
InnerAuto: Braking System (InnerAuto: Тормозная система)
-
Automotive 101: Brake System Operation — обратите внимание на различия тормозных жидкостей DOT (Автомобильный курс 101: Работа тормозной системы — обратите внимание на различия тормозных жидкостей DOT)
-
Hydraulic Brakes (Гидравлические тормоза)
-
Master Cylinder Drawings (Чертежи главного тормозного цилиндра)
-
Rebuilding the Brake Master Cylinder (Восстановление главного тормозного цилиндра)
-
Professional Mechanics Online: Brakes (Professional Mechanics Online: Тормоза)
-
Auto.com: Daily automotive news and reviews (Auto.com: Ежедневные автомобильные новости и обзоры)
