На легковых автомобилях наибольшее распространение получила тормозная система у которой используется гидравлический привод. Вся работа этого типа привода основана на таком физическом свойстве жидкости, как несжимаемость, что позволяет использовать ее в качестве вещества, которое передает усилие.
Гидравлический привод тормозной системы состоит из главного тормозного цилиндра (ГТЦ), соединенного с тормозной педалью, и рабочих цилиндров (суппортов), установленных на ступицах колес. Движение жидкости между составляющими привода осуществляется по жидкостным магистралям, соединяющим все цилиндры.
ГТЦ – основной составной элемент привода. Благодаря этому узлу создается давление рабочей жидкости, что приводит к срабатыванию рабочих цилиндров. И делает это он за счет преобразования усилия, приложенного к педали тормоза, в давление жидкости.
Сейчас все авто оснащаются двухконтурными тормозными системами, что обеспечивает сохранение работоспособности тормозов при повреждении одной из магистралей, соединяющих цилиндры привода. Разделение на контуры и обеспечивается ГТЦ.
Узел имеет двухсекционную конструкцию, причем секции – герметичны и не соединены между собой. Каждая секция подает жидкость на два рабочих цилиндра. В случае повреждения магистрали одна из секций теряет работоспособность, поскольку герметичность ее нарушена. Но поскольку секции между собой не связаны, то вторая продолжает функционировать, поэтому автомобиль сохраняет возможность тормозить, хотя и с меньшей эффективностью, чем при полностью исправном приводе.
Несмотря на наличие двух секций, устройство главного тормозного цилиндра очень простое, что делает узел очень надежным и редко выходящим из строя.
Конструкция узла
Основными составными элементами ГТЦ являются:
- Корпус;
- Два рабочих поршня;
- Возвратные пружины;
- Уплотнительные манжеты, стопорные кольца.
Корпус – толстостенная деталь с отверстиями для подсоединения магистралей и резервуара (бачка), с содержащейся в ней рабочей жидкостью, и с проделанными специальными каналами. Все остальные составные элементы помещены внутрь корпуса.
Бачок может размещаться прямо на корпусе или же быть выносным. Во втором варианте резервуар с ГТЦ соединяется трубопроводами. Чтобы при пробое одной из магистралей жидкость полностью не ушла через негерметичную секцию, бачок внутри имеет перегородку. Поэтому даже при пробое и вытекании жидкости из одного контура, количества ее в бачке будет достаточно для работы второго контура.
Разделение ГТЦ на секции выполнено поршнями, установленных один за другим. И хоть жесткой связи между ними нет, но в процессе работы они воздействуют друг на друга.
Каждый поршень оснащен своей возвратной пружиной, которая устанавливает их в исходное положение при прекращении нажатия на педаль. Первая пружина размещена между поршнями (ее упором выступает второй поршень), для второй упором является корпус.
Жидкость из резервуара в цилиндр подается по специальным каналам, причем для каждой секции предусмотрено по два таких канала, один из них – компенсационный, второй — перепускной.
Компенсационный канал обеспечивает подачу жидкости в пространство перед поршнями. Перепускные же каналы нужны для предотвращения образования пустот и разряжения за поршнями при их перемещении.
Герметичность секций и самого корпуса обеспечивается уплотнительными манжетами, установленными на поршнях, а также в корпусе. Для защиты от пыли со стороны входа штока усилителя установлен пыльник. Для предотвращения выхода поршней из цилиндра с этой же стороны установлено стопорное кольцо.
Принцип функционирования
Принцип работы главного тормозного цилиндра – очень прост. В начальном положении поршни благодаря пружинам находятся в крайнем положении. Компенсационные каналы открыты, а перепускные — закрыты, секции ГТЦ соединены с резервуаром, поэтому в системе привода поддерживается атмосферное давление.
Если возникает надобность замедлить движение на авто, водитель нажимает на педаль тормоза и смещает шток. Усилие водителя повышается за счет вакуумного усилителя. Шток, выходящий из усилителя, начинает давить на первый поршень. Тот, преодолевая усилие пружины, начинает смещаться и первым делом закрывает компенсационный канал, отсоединяя секцию от бачка. В результате пространство перед поршнем оказывается герметичным, поэтому движение поршня сопровождается повышением давления жидкости перед ним.
Одна часть жидкости начинает выходить в магистрали, ведущие к рабочим цилиндрам контура, вторая же – давить на другой поршень и в этой секции повторяется все то же самое, что и в первой – при движении закрывается компенсационный канал, давление начинает нарастать, и уже под давлением жидкость по магистралям поступает к рабочим цилиндрам.
Смещаясь поршни также открывают перепускные каналы, и жидкость попадает в пространство за поршнями, предотвращая образование пустот. Также жидкость, попавшая за поршни, обеспечивает плавный возврат их после прекращения воздействия на педаль тормоза, поскольку при обратном движении поршней она создает противодействие усилию пружин.
ГТЦ сохраняет работоспособность одной секции при разгерметизации второй. Если повреждены магистрали контура первого цилиндра при нажатии на педаль в первой секции не создается давление, поэтому поршень полностью сжимает пружину, а поскольку ее упором выступает второй поршень, то после полного сжатия упругого элемента усилие начинает передаваться на него, заставляя его смещаться – давление во втором контуре возрастает и два рабочих цилиндра тормозной системы срабатывают.
Если не герметична вторая секция, то создаваемое в первой секции давление приведет к смещению второго поршня до упора, что в дальнейшем обеспечит нарастание давления в контуре.
Основные проблемы с узлом
Простота конструкции обеспечивает высокую надежность ГТЦ, но и в нем есть «слабые места». Самая распространенная проблема в этом узле – износ резинотехнических элементов. Уплотнительные манжеты от постоянного воздействия жидкости со временем теряют эластичность, растрескиваются. Из-за этого герметичность секций уже не соблюдается, поэтому в случае пробоя магистрали автомобиль лишается тормозов полностью. Если же повреждена манжета корпуса, то жидкость начинает выходить наружу.
Тормозная жидкость очень гигроскопична, что также может оказать негативное воздействия. Из-за контакта с водой, накопившейся в жидкости, металлические поверхностей внутри корпуса могут покрыться коррозией, что становиться причиной подклинивания поршней при работе ГТЦ.
Но ГТЦ хорошо поддается ремонту и большинство проблем с ним удается устранить путем восстановления узла с помощью ремкомплектов.