Какое давление в гидравлической тормозной системе автомобиля

Давление тормозной жидкости: максимальное значение, диагностика неисправностей

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Как в системе создается давление тормозной жидкости
• Каково максимальное значение давления тормозной жидкости в тормозной системе
• Как диагностировать низкое давление тормозной жидкости и прочие неисправности системы

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.

Гидропривод основной тормозной системы включает в себя:

• главный тормозной цилиндр с вакуумным усилителем или без него;
• регулятор давления в задних тормозных механизмах;
• рабочий контур (трубопровод диаметром 4-8 мм).

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.

Именно с этой целью в тормозной системе автомобиля предусмотрены вспомогательные механизмы:

1. Рычаг педали. Конструкция педального узла спроектирована таким образом, что усилие, передаваемое водителем на педаль, повышается в 4-8 раз, и для каждой марки автомобиля эти цифры индивидуальны.
2. Вакуумный усилитель. У этого узла коэффициент усиления кратен двум. Производятся различные конструкции усилителя с разнообразными значениями этого параметра.

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).

Источник

Гидравлический тормозной привод

Гидравлический тормозной привод автомобилей является гидростатическим, т. е. таким, в котором передача энергии осуществляется давлением жидкости. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве несжимаемости жидкости, находящейся в покое, передавать создаваемое в любой точке давление во все другие точки при замкнутом объеме.

Принципиальная схема рабочей тормозной системы автомобиля:

1 — тормозной диск;

2 — скоба тормозного механизма передних колес;

3 — передний контур;

4 — главный тормозной цилиндр;

5 — бачок с датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости;

6 — вакуумный усилитель;

7 — толкатель;

8 — педаль тормоза;

9 — выключатель света торможения;

10 — тормозные колодки задних колес;

11 — тормозной цилиндр задних колес;

12 — задний контур;

13 — кожух полуоси заднего моста;

14 — нагрузочная пружина;

15 — регулятор давления;

16 — задние тросы;

17 — уравнитель;

18 — передний (центральный) трос;

19 — рычаг стояночного тормоза;

20 — сигнализатор аварийного падения уровня тормозной жидкости;

21 — выключатель сигнализатора стояночного тормоза;

22 — тормозная колодка передних колес

Принципиальная схема гидропривода тормозов показана на рисунке. Привод состоит из главного тормозного цилиндра, поршень которого связан с тормозной педалью, колесных цилиндров тормозных механизмов передних и задних колес, трубопроводов и шлангов, соединяющих все цилиндры, педали управления и усилителя приводного усилия.

Трубопроводы, внутренние полости главного тормозного и всех колесных цилиндров заполнены тормозной жидкостью. Показанные на рисунке регулятор тормозных сил и модулятор антиблокировочной системы, при их установке на автомобиле, также входят в состав гидропривода.

При нажатии педали поршень главного тормозного цилиндра вытесняет жидкость в трубопроводы и колесные цилиндры. В колесных цилиндрах тормозная жидкость заставляет переместиться все поршни, вследствие чего колодки тормозных механизмов прижимаются к барабанам (или дискам). Когда зазоры между колодками и барабанами (дисками) будут выбраны, вытеснение жидкости из главного тормозного цилиндра в колесные станет невозможным. При дальнейшем увеличении силы нажатия на педаль в приводе увеличивается давление жидкости и начинается одновременное торможение всех колес.

Чем большая сила приложена к педали, тем выше давление, создаваемое поршнем главного тормозного цилиндра на жидкость и тем большая сила воздействует через каждый поршень колесного цилиндра на колодку тормозного механизма. Таким образом, одновременное срабатывание всех тормозов и постоянное соотношение между силой на тормозной педали и приводными силами тормозов обеспечиваются самим принципом работы гидропривода. У современных приводов давление жидкости при экстренном торможении может достигать 10-15 МПа.

При отпускании тормозной педали она под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение. В исходное положение своей пружиной возвращается также поршень главного тормозного цилиндра, стяжные пружины механизмов отводят колодки от барабанов (дисков). Тормозная жидкость из колесных цилиндров по трубопроводам вытесняется в главный тормозной цилиндр.

Преимуществами гидравлического привода являются быстрота срабатывания (вследствие несжимаемости жидкости и большой жесткости трубопроводов), высокий КПД, т. к. потери энергии связаны в основном с перемещением маловязкой жидкости из одного объема в другой, простота конструкции, небольшие масса и размеры вследствие большого приводного давления, удобство компоновки аппаратов привода и трубопроводов; возможность получения желаемого распределения тормозных усилий между осями автомобиля за счет различных диаметров поршней колесных цилиндров.

Недостатками гидропривода являются: потребность в специальной тормозной жидкости с высокой температурой кипения и низкой температурой загустевания; возможность выхода из строя при разгерметизации вследствие утечки жидкости при повреждении, или выхода из строя при попадании в привод воздуха (образование паровых пробок); значительное снижение КПД при низких температурах (ниже минус 30 °С); трудность использования на автопоездах для непосредственного управления тормозами прицепа.

Для использования в гидроприводах выпускаются специальные жидкости, называемые тормозными. Тормозные жидкости изготавливают на разных основах, например спиртовой, гликолевой или масляной. Их нельзя смешивать между собой из-за ухудшения свойств и образования хлопьев. Во избежание разрушения резиновых деталей тормозные жидкости, полученные из нефтепродуктов, допускается применять только в гидроприводах, в которых уплотнения и шланги выполнены из маслостойкой резины.

При использовании гидропривода он всегда выполняется двухконтурным, причем работоспособность одного контура не зависит от состояния второго. При такой схеме при единичной неисправности выходит из строя не весь привод, а лишь неисправный контур. Исправный контур играет роль запасной тормозной системы, с помощью которой автомобиль останавливается.

Способы разделения тормозного привода на два (1 и 2) независимых контура

Четыре тормозных механизма и их колесные цилиндры могут быть разнесены на два независимых контура различными способами, как показано на рисунке.

На схеме (рис. 5а) в один контур объединены первая секция главного цилиндра и колесные цилиндры передних тормозов. Второй контур образован второй секцией и цилиндрами задних тормозов. Такая схема с осевым разделением контуров применяется, например, на автомобилях УАЗ-3160, ГАЗ-3307. Более эффективной считается диагональная схема разделения контуров (рис. б), при которой в один контур объединяют колесные цилиндры правого переднего и левого заднего тормозов, а во второй контур — колесные цилиндры двух других тормозных механизмов (ВАЗ-2112). При такой схеме в случае неисправности всегда можно затормозить одно переднее и одно заднее колесо.

В остальных схемах, представленных на рис. 6.15, после отказа сохраняют работоспособность три или все четыре тормозных механизма, что еще больше повышает эффективность запасной системы. Так, гидропривод тормозов автомобиля Москвич-21412 (рис. в) выполнен с использованием двухпоршневого суппорта дискового механизма на передних колесах с большим и малым поршнями. Как видно из схемы, при отказе одного из контуров исправный контур запасной системы действует либо только на большие поршни суппорта переднего тормоза, либо на задние цилиндры и малые поршни переднего тормоза.

В схеме (рис. г) исправным всегда остается один из контуров, объединяющий колесные цилиндры двух передних тормозов и одного заднего (автомобиль Volvo). Наконец, на рис. 6.15д показана схема с полным дублированием (ЗИЛ-41045), в которой любой из контуров осуществляет торможение всех колес. В любой схеме обязательным является наличие двух независимых главных тормозных цилиндров. Конструктивно чаще всего это бывает сдвоенный главный цилиндр тандемного типа, с последовательно расположенными независимыми цилиндрами в одном корпусе и приводом от педали одним штоком. Но на некоторых автомобилях применяют два обычных главных цилиндра, установленных параллельно с приводом от педали через уравнительный рычаг и два штока.

Назад

Источник