Какое давление тормозной системы легкового автомобиля

На современных легковых автомобилях устанавливаются тормозные системы с замкнутым гидравлическим контуром. При нажатии на педаль тормоза давление тормозной жидкости поднимается до 100 атмосфер, что приводит в движение поршни в суппортах. Новые элементы тормозной системы способны выдерживать давление, в три раза превышающее указанное выше, но со временем они также изнашиваются.

Общая информация о давлении тормозной жидкости в системе

Современные легковые автомобили комплектуются тормозными системами, включающими в себя тормозной гидропривод и тормозные механизмы. Сила, с которой вы нажимаете на педаль тормоза, передается на главный тормозной цилиндр. Главный тормозной цилиндр представляет собой поршень, при движении которого давление в тормозных трубках увеличивается и передается на каждое колесо автомобиля.

Давление тормозной жидкости воздействует на поршни тормозных механизмов всех колес, тормозные колодки выдвигаются и прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску. Колеса замедляются за счет трения, и автомобиль сбавляет скорость.

Рабочий контур соединяет между собой устройства гидропривода и тормозные механизмы. Главный тормозной цилиндр (ГТЦ) служит для преобразования силы нажатия на педаль тормоза в избыточное давление тормозной жидкости и дальнейшей передачи ко всем рабочим контурам. Запас тормозной жидкости находится в бачке, который расположен на ГТЦ или вне его. Помимо ГТЦ, многие автомобили укомплектованы вакуумными усилителями, увеличивающими силу, создающую давление в тормозной системе. Вакуумный усилитель связан с главным тормозным цилиндром конструктивно.

Основной элемент усилителя – камера, которую разделяет резиновая перегородка (диафрагма) на две емкости. Одна из них связана с впускным коллектором двигателя, создающим разряжение, а вторая – с атмосферой. Перепад давлений и большая площадь диафрагмы создают усилие порядка 30–40 кг и больше при торможении. При использовании такой системы задача водителя при торможениях упрощается благодаря снижению физического воздействия на педаль, и он надолго остается в работоспособном состоянии.

Регулятор давления тормозной жидкости предназначен для уменьшения давления в приводе тормозных механизмов задних колес. Движущийся автомобиль при торможении подвергается воздействию двух сил: силы инерции и противоположно направленной силы трения, точка приложения которой находится ниже центра тяжести автомобиля, в результате чего возникает продольный опрокидывающий момент.

Передняя подвеска при этом проседает, а задняя разгружается. По этой причине в случаях, когда торможение не является экстренным, задние колеса могут блокироваться, что приводит к заносу автомобиля. Изменение расстояния между конструктивными частями задней подвески и кузовом автомобиля (продольный наклон) приводит к ограничению давления в приводе задних колес по сравнению с передними. В таком случае блокировки задних колес не происходит, или она возникает значительно позже (в зависимости от загруженности и замедления автомобиля).

Каково максимальное давление тормозной жидкости в системе

Необходимо разобраться с понятием давления в гидравлической системе и давления суппортов или штоков цилиндров на тормозные колодки.

Давление во всех элементах гидравлической системы автомобиля практически одинаковое, и его максимальное значение у современных машин составляет примерно 180 бар (или 177 атм). На спортивных и гражданских автомобилях значение давления достигает 200 бар.

Человек не может создать такого усилия только при помощи мышц ног.

В реальности рабочее давление тормозной системы в штатных условиях чаще всего не превышает 100 атмосфер. При экстренном торможении только физически крепкий водитель может создать давление в системе более 100 атмосфер, но такие случаи крайне редки.

Механическое воздействие на колодки суппортом и рабочими цилиндрами не равнозначно давлению в тормозной системе. Здесь принцип действия похож на ручной гидравлический пресс, где насос с цилиндром маленького сечения перекачивает жидкость в цилиндр с большим сечением. Коэффициент, который определяет усилие, равен отношению диаметров цилиндров.

Если рассмотреть тормозную систему ближе и сравнить диаметр поршня тормозного суппорта с поршнем главного тормозного цилиндра, то можно увидеть, что первый значительно больше. Благодаря этой разнице в диаметрах давление на тормозные колодки выше, чем на педали тормоза.

Чем опасно высокое давление тормозной жидкости в системе

Тормозная жидкость находится в системе в замкнутом контуре. При нажатии на педаль тормоза движение поршней в суппортах происходит за счёт давления, сила которого может достигать 100 и более атмосфер. В новом автомобиле, когда детали не имеют дефектов, система спокойно выдерживает даже в три раза повышенное давление. Но по мере износа во всех элементах развиваются деструктивные процессы, что неизбежно приводит к падению прочности всей системы.

Одним из самых слабозащищенных элементов тормозной системы являются шланги и магистрали, которые подвергаются воздействию внешней среды. Шланги со временем теряют свою механическую прочность и трескаются, иногда уже через несколько лет. Сталь, которая используется для изготовления тормозных трубок, подвергается коррозии. Все перечисленные случаи не имеют явных признаков неисправностей, а значит, водитель подвергается повышенному риску.

И это не шутки! Коррозия быстро распространяется и ослабляет стенки трубки. При незначительных нажатиях на педаль тормоза такие дефекты никак себя не проявляют. Но в случае экстренного торможения это может обернуться трагедией. Разрыв магистрали приводит к резкому падению давления, и торможение происходит неэффективно. Проблема усугубляется тем, что тормозные трубки находятся в таких труднодоступных местах, что даже на поднятом с помощью домкрата автомобиле оценить их состояние очень сложно.

Водители в повседневной жизни очень редко жмут на педаль тормоза с силой, а значит, неисправности тормозной системы можно определить только при техническом осмотре автомобиля. Специалисты ежедневно обнаруживают подобные дефекты. По их мнению, трещины на шлангах – реальная проблема огромного масштаба. Поэтому, если после диагностики вашего автомобиля выявлены неисправности тормозных магистралей, не стоит это игнорировать. При малейшем подозрении на дефекты тормозной системы рекомендуется заменить элементы, представляющие опасность.

В течение долгого времени тормозные системы авто представляли собой два контура, отвечающих за две пары колес соответственно. Применение такой системы позволяет затормозить автомобиль одним из контуров при неисправности другого.

Было проведено множество испытаний, на которых проверялась эффективность торможения при работе только одного контура. В результате было выявлено, что в тормозной путь автомобиля при скорости 100 км/ч в среднем увеличивается с 40 до 86 метров!

Значит, при неисправности какого-либо элемента тормозной системы остановить автомобиль возможно, но не стоит забывать о том, что это будет происходить дольше в два раза.

Разрыв тормозных трубок случается без каких-либо предпосылок, которые помогли бы выявить проблемный элемент. Тормозная система продолжает работать, но менее эффективно. Следовательно, единственным вариантом подстраховки является постоянная диагностика, в особенности при проведении ТО. Автомеханики, имеющие большой опыт работы, всегда посоветуют вам, как лучше поступить, и не стоит игнорировать их рекомендации, особенно по поводу тормозной системы.

Стоимость ремонта тормозных линий разнится в зависимости от типа и длины. Обычно замена какого-либо элемента с учетом его стоимости обходится в 20–50 долларов. Большинство сервисов предпочитает устанавливать медные трубки взамен стальных, так как их проще дорабатывать. Проверка состояния тормозных шлангов и трубок должна стать вашей привычкой, даже если вы счастливый владелец нового автомобиля.

Диагностика давления тормозной жидкости и тормозной системы

Усовершенствование конструкции тормозных систем привело к тому, что список неисправностей вырос, а диагностика стала более трудоемкой. Как бы там ни было, большинство неполадок владелец в состоянии выявить сам и устранить их еще на начальных стадиях развития. Ниже приведен список неисправностей и следствий их возникновения.

1. Снижение эффективности системы в целом

Причины:

• Изношенные тормозные диски и/или тормозные колодки (несоблюдение сроков ТО).
• Недостаточные фрикционные свойства тормозных колодок (повышенные температуры в тормозных механизмах, применение запчастей ненадлежащего качества и т. д.).
• Выработка колесных или главного тормозного цилиндров.
• Неисправный вакуумный усилитель тормозов.
• Повышенное или, наоборот, заниженное давление в шинах.
• Применение колес большего диаметра, чем рекомендует завод-изготовитель автомобиля.

2. Проваливание педали тормоза (или слишком мягкая педаль тормоза)

Причины:

• Излишки воздуха в тормозной системе.
• Вытекание тормозной жидкости, что грозит опасными последствиями, которые способны проявляться вплоть до отказа тормозов. Причиной может служить выход из строя одного из тормозных контуров.
• Повышение температуры тормозной жидкости, которое может привести к ее закипанию (жидкость ненадлежащего качества или несвоевременная замена).
• Неправильная работа главного тормозного цилиндра.
• Дефект рабочих (установленных на колесах) тормозных цилиндров.

3. Слишком тугая педаль тормоза

Причины:

• Неправильная работа вакуумного усилителя или подходящих к нему шлангов.
• Старение элементов тормозных цилиндров.

4. Уход автомобиля в сторону при торможении

Причины:

• Тормозные колодки и/или тормозные диски стираются неравномерно (элементы установлены неправильно; поврежден суппорт; дефект тормозного цилиндра; поверхность тормозного диска повреждена).
• Некорректная работа или повышенный износ одного или нескольких тормозных цилиндров, установленных на колесах (тормозная жидкость или запчасти ненадлежащего качества либо износ деталей в процессе длительной эксплуатации).
• Не работает один из тормозных контуров (наличие воздуха в тормозных трубках и шлангах).
• Протектор на шинах изнашивается неравномерно. Такое происходит из-за нарушения установочных углов колес (сход-развала) автомобиля.
• Разное давление в передних и/или в задних колесах.

5. Вибрация при торможении

Причины:

• Дефект тормозных дисков. Причиной является перегрев при экстренном торможении на больших скоростях.
• Неисправность колесного диска или шины.
• Нарушение балансировки колес.

6. Посторонний шум при торможении (может проявляться как скрежет или скрип тормозных механизмов)

Причины:

• Срабатывание индикаторных пластин сигнализирующих об износе колодок и необходимости немедленной их замены.
• Фрикционные накладки тормозных колодок полностью изношенны. При этом руль и педаль тормоза может вибрировать.
• Работа тормозных колодок при повышенных температурах или их загрязнение.
• Применение тормозных колодок ненадлежащего качества или от не зарекомендовавшего себя производителя.
• Суппорт смещен или штифты смазаны недостаточно. Требуется установить противоскрипные пластины или произвести чистку и смазку тормозных суппортов.

7. Горит лампа «ABS»

Причины:

• Наличие дефекта или грязи в датчиках ABS.
• Неисправность блока (модулятора) ABS.
• Отсутствующий или теряющийся контакт в соединении кабелей.
• Сгоревший предохранитель системы ABS.

8. Горит лампа «Brake»

Причины:

• Ручной тормоз находится в поднятом положении.
• Слишком мало тормозной жидкости.
• Некорректные данные с датчика уровня тормозной жидкости.
• Отсутствие или потеря контакта в соединениях рычага ручного тормоза.
• Тормозные колодки слишком тонкие (изношенны).
• Неисправность системы ABS (см. пункт 7).

1. Камера сгорания — 60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)

Этот параметр часто путают и с компрессией, и со степенью сжатия. Но это давление, которое возникает в момент сгорания топлива. Сильно «задирать» его нельзя, поскольку оно может разрушить кольца, вкладыши, клапаны. Тем не менее величина этого давления серьезная — даже у гражданских автомобилей.

2. Топливная система — до 1500 бар

В баке бензиновых и дизельных автомобилей поддерживается почти атмосферное давление. От изменений температуры или вследствие расхода топлива в нем может возникать легкое давление либо разрежение. В баке размещен насос, который подает топливо к двигателю с давлением не более 4 бар. В бензиновом двигателе с распределенным впрыс­ком топливо к форсункам поступает сразу, а в дизелях и моторах с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания стоят еще топливные насосы высокого давления. У бензиновых двигателей давление перед форсунками может достигать 100 бар. У дизелей давление после ТНВД может доходить до 1500 бар, и это самое высокое давление в автомобиле.

3. Система смазки двигателя — до 4 бар

Создается масляным насосом с приводом от коленчатого вала. При высокой частоте вращения насос обеспечивает избыточную производительность, поэтому ставят редукционный клапан для его регулирования. В последнее время всё чаще ставят насосы с переменной производительностью — они отбирают у мотора меньше мощности, ­экономят топливо и сокращают выбросы вредных газов в атмосферу.

4. Давление во впускном трубопроводе — до 2,5 бар

У наддувного двигателя (и бензинового, и дизельного) на минимальных оборотах холостого хода давление сравнимо с атмосферным, так как турбокомпрессор почти не вращается. Зато по мере роста нагрузки и оборотов двигателя турбокомпрессор выдает сначала номинальное давление, а затем пытается «перенаддуть» мотор. Но электронные и механические ограничители ему не дают развить большего давления — так возникает протяженная полка крутящего момента, очень удобная для управления тягой.

5. Система охлаждения двигателя — 1,5 бара

Образуется при нагревании охлаждающей жидкости. Давление ограничивает паровой клапан пробки радиатора или расширительного бачка. Это давление снижает риск закипания двигателя и уменьшает потери на испарение.

6. Разрежение во впускном трубопроводе — 0,8 бара

У атмосферного бензинового двигателя там всегда разрежение, которое возникает из-за дроссельной заслонки и сопротивления воздушного фильтра. Максимальной величины достигает при торможении двигателем. Большое разрежение возникает при минимальных оборотах холостого хода, малое — при полностью открытом дросселе.

7. Перед турбиной — до 2 бар

Для вращения турбокомпрессора используются отработавшие газы. Давление перед турбиной ограничивают, тем самым регулируя производительность компрессора: перепускной клапан отводит часть выпускных газов мимо турбины. Бывают и турбины с регулиру­емым сопловым аппаратом, управляемым электроникой.

8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара

Это давление возникает после выпускного коллектора у атмосферных моторов и после турбокомпрессора в наддувных. Оно обусловлено сопротивлением сот каталитического нейтрализатора. Существенно увеличивается при разрушении и оплавлении керамических сот, а также при механическом повреждении трубы системы выпуска.

9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)

Речь о давлении рабочей жидкости для управления элементами коробок. Здесь и поршни, отвечающие за сжатие лент и пакетов фрикционов, и перемещение конусов вариаторов, и включение передач в роботах. Такой разброс обусловлен применением в роботах отдельного электрического насоса высокого давления.

10. Тормозная система — до 180 бар

В старых автомобилях без АБС давление в контурах тормозной системы определял водитель: как нажмет на педаль, столько и получится (с учетом помощи вакуумного усилителя). Сейчас же за этой физической силой следит АБС. Ее гидронасос может создавать давление до 180 бар, но это не значит, что такое давление постоянно напрягает тормозные шланги. Это необходимо для увеличения быстродействия механизма. На практике максимальным давление бывает лишь в экстренных случаях.

11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)

Принцип действия основан на переходах хладагента из жидкого состояния в газообразное при изменении давления. Однако при этом начальное давление в системе также необходимо. В результате работы компрессора давление в трубках может достигать 20 бар.

12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара

Разрежение в нем не всегда равно разрежению во впускном трубопроводе, хотя они и соединены шлангом. Применен обратный клапан, который позволяет вакуумному усилителю «хранить запас разрежения» даже после остановки двигателя. Его хватает еще на несколько торможений.

13. Амортизаторы — до 30 бар

Прошли времена, когда при заделке крышки амортизатора в нем оставался атмосферный воздух. Теперь в амортизаторах используют инертный газ либо с небольшим давлением, либо со значительным газовым подпором. Если шток амортизатора можно легко вдавить руками, газовый подпор не превышает 1 бар. Газовый подпор приподнимает автомобиль и делает подвеску немного жестче.

14. Пневмоподвеска — 16 бар

В пневмоподвесках автомобилей давление обеспечивает насос, забирающий атмосферный воздух через фильтр. Обычно в пневмосистемах подвески легковых ­автомобилей используются давления, не превышающие 16 бар.

15. Газовые упоры — 120 бар

В газовых упорах, которые помогают открывать двери багажных отсеков и капоты, рабочим телом является азот, сжатый в некоторых изделиях до 120 бар. Любопытно, что наполняют газовые упоры, когда они полностью собраны, через штатное уплотнение штока, работа­ющее как обратный клапан.

16. Шины — 1,8–2,8 бара

Единственное давление, за поддержание которого ответственность лежит на водителе, а потому и нуждается в достаточно частой проверке. Шины несут основную нагрузку от массы автомобиля, от правильного давления в них зависит комфорт и безопасность.

Поэтому надо соблюдать рекомендации завода-изготовителя автомобиля.

• Вы неправильно накачиваете колеса! Есть секрет — он тут.
• Перед началом осенне-зимнего сезона стоит обзавестись щетками с обогревом BURNER. А чтобы боковые стекла оставались чистыми, нужен водосток лобового стекла.

Фото: коллаж «За рулем», depositphotos