Podciśnieniowe wspomaganie hamulców - urządzenie i zasada działania

Precyzyjna kontrola opóźnienia pojazdu jest możliwa tylko wtedy, gdy siła nacisku na pedał jest akceptowalna. Ale potężne hamulce nowoczesnych samochodów wymagają wytworzenia znacznych ciśnień w układzie hamulcowym. Dlatego pojawienie się wzmacniacza hamowania stało się koniecznością, a najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie podciśnienia w kolektorze dolotowym silnika. W ten sposób pojawił się podciśnieniowy wzmacniacz hamulców (VUT), który jest obecnie używany w prawie wszystkich samochodach produkcyjnych.

Cel wzmacniacza

Wymaganie od kierowcy nadmiernej siły wygląda nielogicznie, gdy w pobliżu znajduje się tak potężna energia, jak silnik spalinowy. Co więcej, nie ma konieczności stosowania napędów mechanicznych, elektrycznych czy hydraulicznych. W kolektorze dolotowym powstaje podciśnienie z powodu pompującego działania tłoków, które można wytworzyć, przekształcając je w siłę mechaniczną.

Główną funkcją wzmacniacza jest pomoc kierowcy podczas hamowania. Częsty i silny nacisk na pedał jest męczący, zmniejsza się dokładność sterowania zwalnianiem. W obecności urządzenia, które równolegle z osobą, wpływa na ciśnienie w układzie hamulcowym, zwiększa się zarówno komfort, jak i bezpieczeństwo. Układy hamulcowe bez wzmacniacza są obecnie nie do zrealizowania w pojazdach masowych.

Schemat wzmocnienia

Blok wzmacniacza znajduje się między zespołem pedałów a głównym cylindrem hamulcowym (GTZ) napędu hydraulicznego. Wyróżnia się zazwyczaj sporymi rozmiarami ze względu na konieczność zastosowania membrany o dużej powierzchni. PW obejmuje:

• hermetyczna obudowa, która pozwala na zmianę i utrzymanie różnych ciśnień w jej wewnętrznych wnękach;
• elastyczna membrana (membrana) oddzielająca wnęki atmosferyczne i próżniowe obudowy;
• trzpień pedału;
• pręt głównego cylindra hamulcowego;
• sprężyna ściskająca membranę;
• zawór kontrolny;
• wylot próżniowy z kolektora dolotowego, do którego podłączony jest elastyczny wąż;
• filtr powietrza atmosferycznego.

Gdy pedał nie jest wciśnięty, obie wnęki w obudowie znajdują się pod ciśnieniem atmosferycznym, membrana jest dociskana sprężyną powrotną w kierunku trzpienia pedału. Po przesunięciu trzpienia, czyli naciśnięciu pedału, zawór rozprowadza ciśnienie w taki sposób, że wnęka za membraną komunikuje się z kolektorem dolotowym, a po przeciwnej stronie utrzymuje się poziom atmosferyczny.

Jeżeli samochód wyposażony jest w silnik wysokoprężny, który nie posiada przepustnicy, a podciśnienie w kolektorze jest minimalne, to podciśnienie jest wytwarzane przez specjalną pompę napędzaną silnikiem lub własny silnik elektryczny. Pomimo złożoności projektu, na ogół takie podejście usprawiedliwia się.

Różnica ciśnień między zewnętrzną i wewnętrzną stroną membrany, ze względu na jej dużą powierzchnię, wytwarza namacalną dodatkową siłę przyłożoną do pręta GTZ. Składa się siłą nogi kierowcy, tworząc efekt wzmocnienia. Zawór reguluje wielkość siły, zapobiegając powstawaniu skoków ciśnienia i zapewniając płynną pracę hamulców. Wymiana powietrza pomiędzy komorami a atmosferą odbywa się poprzez filtr zapobiegający zatykaniu się wnęk wewnętrznych. W złączce zasilania podciśnienia zamontowany jest zawór zwrotny, który nie pozwala na monitorowanie zmian ciśnienia w kolektorze dolotowym.

Wprowadzenie elektroniki do wzmacniacza

Ogólnym trendem jest pojawienie się w samochodzie licznych elektronicznych asystentów, które zdejmują część wymagań z kierowcy. Dotyczyło to również wzmacniaczy próżniowych.

Jeśli konieczne jest pilne hamowanie, nie wszyscy kierowcy naciskają pedał z pożądaną intensywnością. Opracowano system wspomagania hamowania awaryjnego, którego czujnik jest wbudowany w strukturę VUT. Mierzy prędkość ruchu pręta, a gdy tylko jego wartość przekroczy wartość progową, załącza się dodatkowy elektrozawór, w pełni mobilizując możliwości membrany, maksymalnie otwierając zawór sterujący.

Czasami stosuje się również w pełni automatyczne sterowanie VUT. Na polecenie systemów stabilizacji zawór próżniowy otwiera się, nawet jeśli pedał nie jest w ogóle wciśnięty, a wzmacniacz jest włączony do działania innych mechanizmów hamulcowych pod kontrolą asystentów elektronicznych.

Możliwe usterki i regulacja

Występują problemy ze zwiększeniem siły nacisku na pedał hamulca. Jeśli tak się stanie, należy w prosty sposób sprawdzić VUT - kilkakrotnie nacisnąć pedał przy wyłączonym silniku, a następnie trzymając wciśnięty hamulec uruchomić silnik. Pedał powinien przesunąć się o pewną odległość z powodu powstałego podciśnienia.

Awarie są zwykle spowodowane nieszczelną membraną lub awarią zaworu sterującego. Konstrukcja jest nierozłączna, VUT jest zastępowany jako zespół.

Regulacja polega na ustawieniu określonej wartości skoku swobodnego drążka. Aby zawór włączał się w odpowiednim czasie, a jednocześnie nie było spontanicznego hamowania. Ale w praktyce nie ma takiej potrzeby, wszystkie wzmacniacze pochodzą od producenta już poprawnie wyregulowane.