Усилители тормозов

Для снижения усилия, прилагаемого водителем на тормозную педаль, в гидравлическом приводе получили распространение специальные устройства — усилители. Усилители, устанавливаемые в гидравлический привод в качестве постороннего источника энергии, позволяют использовать энергию сжатого воздуха (пневмоусилители); разрежение, образующееся во впускном трубопроводе работающего двигателя или создаваемое вакуумным насосом (вакуумные усилители); или энергию давления рабочей жидкости, создаваемого насосом высокого давления (гидроусилители). В последнее время также разработаны конструкции электроусилителей. Усилители значительно облегчают тормозное управление. Неработающий усилитель не препятствует штатному торможению автомобиля от педали.

Схемы гидропривода тормозов с вакуумным усилителем (а):
А — атмосферная полость;
Б — вакуумная полость;
1 — бачок главного тормозного цилиндра;
2 — запорный клапан;
3 — вакуумная камера;
4 — диафрагма;
5 — воздушный фильтр;
6 — шток педали тормоза;
с пневматическим (гидравлическим) усилителем (б):
1 — подвод воздуха;
2 — шток;
3 — педаль;
4 — тормозные механизмы;
5 — главный цилиндр;
6 — силовой цилиндр;
7 — следящий клапан (распределитель)

На рисунке изображены схемы гидропривода тормозов с вакуумным и пневматическим (гидравлическим) усилителями.
Также встречаются усилители гидровакуумного типа, которые по принципу действия являются разновидностью усилителей вакуумного типа. В отличие от вакуумных, которые всегда установлены между тормозной педалью и главным цилиндром, гидровакуумные усилители могут размещаться в любом месте, что облегчает их компоновку на автомобиле.
Наибольшее распространение получил вакуумный усилитель (а). Он имеет камеру, разделенную резиновой диафрагмой на две полости: вакуумную Б и атмосферную А. Вакуумная полость Б соединена трубопроводом с источником разрежения, и давление в ней ниже атмосферного. Атмосферная полость А через следящий клапан соединяется либо с вакуумной камерой в расторможенном состоянии, либо с атмосферой при торможении.
Диафрагма с одной стороны соединена со штоком для привода поршня главного цилиндра, а с другой стороны через следящий клапан в нее упирается толкатель от тормозной педали. В исходном положении давление в обеих камерах усилителя одинаковое и равно давлению источника разрежения. Имеется возвратная пружина, которая отводит в первоначальном положении диафрагму со штоком от поршня главного цилиндра.
При нажатии педали тормоза усилие от нее передается через толкатель к следящему клапану усилителя, который сначала закрывает вакуумное отверстие и отсоединяет атмосферную камеру А от источника разрежения, а затем соединяет ее через открывшееся атмосферное отверстие клапана с атмосферой. Давление в полостях А и Б оказывается различным, в результате диафрагма перемещается в сторону меньшего давления, а на ее штоке появляется сила, которая суммируется с усилием толкателя педали и перемещает поршень главного цилиндра. Усилитель устроен таким образом, что дополнительное усилие всегда пропорционально усилию на толкателе. Чем сильнее водитель воздействует на педаль, тем эффективнее работа усилителя. Максимальное дополнительное усилие в 3–5 раз превосходит усилие ноги водителя. Его дальнейшее увеличение возможно только за счет увеличения числа камер или диаметра диафрагмы.
При растормаживании атмосферная камера А через следящий клапан вновь соединяется с источником разрежения, давление в камерах А и Б выравнивается, диафрагма возвращается в исходное положение.
В трубе, соединяющей вакуумную камеру Б с источником разрежения, устанавливают обратный клапан. Он разъединяет усилитель и источник разрежения при остановке двигателя или отказе вакуумного насоса. Вследствие этого в камере усилителя поддерживается разрежение, которое позволяет произвести 3–4 эффективных торможения даже при неработающем двигателе или насосе.
Пневматический усилитель (б) имеет баллон с запасом сжатого воздуха, следящий клапан и силовой цилиндр с поршнем или диафрагмой. Шток силового цилиндра приводит в движение поршни главного тормозного цилиндра. При торможении толкатель педали воздействует на шток, который передает усилие одновременно на шток силового цилиндра и на следящий клапан. Последний открывается и пропускает воздух под давлением из баллона в полость силового цилиндра.
Гидравлический усилитель имеет гидронасос, бачок с запасом рабочей жидкости, следящий распределитель, соединенный со штоком и поршнем силового цилиндра. Как и в пневмоусилителе, шток силового цилиндра воздействует на поршень главного тормозного цилиндра. Иногда поршень силового цилиндра отсутствует и его функции выполняет непосредственно поршень главного цилиндра.
Если торможение не осуществляется, нагнетаемая насосом жидкость проходит через каналы распределителя и сливается обратно в бачок. При нажатии педали в распределителе перекрывается слив жидкости в бачок и открывается его проход в полость силового цилиндра. Усилия на штоке от педали и от давления жидкости на поршень силового цилиндра складываются и передаются на поршень главного тормозного цилиндра.
При торможении происходит динамическое перераспределение воздействующих на переднюю и заднюю оси нагрузок, заключающееся в увеличении доли общей нагрузки на передние колеса и уменьшении на задние. Это может часто приводить к тому, что тормозные силы на задних колесах превышают силы сцепления шин с дорогой, в результате чего происходит блокировка и скольжение колес. Наличие регулятора давления снижает вероятность этого явления.
Регулятор тормозных сил автомобиля автоматически изменяет давление жидкости в приводе задних тормозов в зависимости от нагрузки на заднюю ось. При этом ограничивается возрастание тормозных сил на задних колесах при частичной загрузке автомобиля с целью установить желаемую очередность блокирования колес. Для предотвращения заноса автомобиля при торможении желательна следующая очередность блокирования колес: сначала передние, а затем задние. Уменьшение возможности блокировки задних колес повышает безопасность движения.
Степень снижения давления в контуре задних колес относительно передних устанавливают пропорционально величине загрузки автомобиля, которую определяют по загрузке задней подвески. Но полностью защитить колеса от блокировки и скольжения регулятор тормозных сил все-таки не может.