Gaznaauto Сайт про автомобили
Зараз, в епоху складних електронних систем, що допомагають водієві керувати автомобілем, вакуумним підсилювачем гальм (він же ВУТ) нікого не здивувати. Машини з ВУТ з’явилися кілька десятків років тому, і зараз підсилювач здається якимось зовсім простим і навіть занадто примітивним пристроєм. Але при цьому не всі знають, як він працює, хоча напевно і чули щось про якісь мембрани і розрідження в колекторі. Сьогодні пропонуємо освіжити ці знання: ВУТ є в кожному автомобілі, і розуміти принцип його роботи та основні прийоми діагностики корисно і сьогодні.
Не всім і не відразу
Вакуумний підсилювач з’явився в автомобілях не з примхи виробників, партії «зелених» або під впливом потойбічних сил. У результаті розвитку автомобілів і зростання їхньої потужності, швидкості та маси постійно зростали і вимоги до гальм. Перші стрічкові гальмівні механізми відкритого типу (як на Studebaker Standard Six 1924 року, наприклад) швидко стали недостатньо ефективними, і на зміну їм прийшли вже більш звичні нам барабанні гальма з колодками. Звісно, в них не було ні механізму самопідведення колодок, ні навіть гідравлічного приводу: тільки троси або тяги (як у нашої «емки»). Потім з’явилися гідравлічні гальма. Вони були простенькими, одноконтурними, але все ж працювали ефективніше за механічні. І наступним етапом їхнього розвитку нарівні з поділом на два контури стала поява підсилювача.
Справедливості заради треба зазначити, що перший автомобіль з підсилювачем гальм з’явився ще в 1928 році, і це був Pierce-Arrow. Зрозуміло, ні про яку масовість цього пристрою не йшлося, і аж до 1970-х вакуумний або гідровакуумний (як на нашому ГАЗ-24) підсилювач залишався предметом розкоші в оснащенні дорогих автомобілів.
У СРСР перші ВУТ з’явилися на ежі 60-70-х. Первістками вітчизняного автопрому з підсилювачем гальм стали ГАЗ-24 з гідровакуумним підсилювачем (1970 р), ВАЗ-2103 (1972 р), АЗЛК-2140 (1976 р). І, незважаючи на те, що сам по собі вакуумний підсилювач — штука непогана і навіть вельми корисна, полюбили його тоді не всі. Чому? Відповідь буде трохи нижче.
ГАЗ-24 «Волга». Фото: autowp.ru
1 / 3
ВАЗ-2103 «Жигулі». Фото: autowp.ru
2 / 3
Москвич-1500 (АЗЛК-2140). Фото: autowp.ru
3 / 3
Майже геніально
Якщо розібратися в принциповій схемі роботи «вакуумника», можна відчути невеликий захват від технічної витонченості конструкції. Але це — якщо не надто заглиблюватися, тому що насправді ВУТ влаштований не настільки просто, щоб вважати його абсолютно геніальним. Однак сама ідея взяти силу з порожнечі, до того ж отримати її абсолютно безкоштовно, — це красиво.
Отже, як це влаштовано? Натисканням педалі гальма потрібно пересунути шток головного гальмівного циліндра, який пожене гальмівну рідину по магістралі до робочих циліндрів, що притискають колодки до диска або барабана. Все добре, але для того, щоб притиснути колодки досить сильно, доведеться так само сильно тиснути ногою на педаль. А це не надто приємно. Потрібно було придумати пристрій, який посилюватиме тиск від педалі на шток, причому робитиме це нелінійно: що сильніше водій тисне на гальмо, то активніше підсилювач має йому допомагати. А якщо водій не тисне на гальмо, то й підсилювач працювати не повинен — інакше він гальмуватиме сам, а цього допускати не можна.
Як джерело енергії для роботи підсилювача вирішили використовувати різницю тисків усередині впускного колектора і поза ним, в атмосфері. Усередині колектора існує розрідження, тому, якщо зробити пристрій, в одній половині якого зберігатиметься атмосферний тиск (атмосферна порожнина), в іншій — знижений завдяки розрідженню в колекторі (вакуумна порожнина), а до рухомої мембрани між цими половинками прилаштувати шток ГТЦ, цей шток прагнутиме рухатися в бік порожнини з низьким тиском. Залишається тільки поставити поворотну пружинку, яка повертатиме мембрану на місце, коли водій відпустить педаль гальма, і все — підсилювач готовий. Але це не зовсім так, тому що такий підсилювач буде прагнути пересувати шток відразу після пуску двигуна, пригальмовуючи колеса. А це, як ми вже говорили, неправильно. Отже, дещо доведеться ускладнити.
Справі може допомогти система з двох клапанів, один з яких встановлений в атмосферній порожнині і за замовчуванням закритий, а другий встановлений на мембрані і за замовчуванням відкритий. Після запуску двигуна в колекторі з’являється розрідження, у вакуумній частині тиск теж падає, але клапан у мембрані відкритий. А це означає, що вакуумна порожнина почне засмоктувати в себе повітря з атмосферної порожнини. І оскільки клапан атмосферної порожнини за замовчуванням закритий, в обох порожнинах встановиться однаковий знижений тиск. Іншими словами, підсилювач у цей момент не працює: немає різниці тисків — немає і сили, яка рухала б мембрану зі штоком. Тобто, першу проблему вирішили: сам по собі підсилювач не гальмує.
Зате якщо натиснути на педаль гальма, шток перекриє клапан на мембрані і відкриє клапан атмосферної порожнини. Одразу ж виникне різниця тисків, і мембрана рухатиме шток з мінімальною участю водія. Начебто це якраз те, чого і було потрібно домогтися від підсилювача. Але знову ні! Тому що насправді різко виникає різниця в тисках, яка увімкне підсилювач практично миттєво і на повну силу. І в підсумку вийде не ефективне, але плавне гальмування, а екстрене гальмування в підлогу. Шкода, але доведеться ускладнювати систему далі.
Основне ускладнення торкнулося клапанів. Їх об’єднали в окремий вузол під назвою стежить клапан. По суті, клапан, що стежить, так і залишився вузлом із двома клапанами, але їх «навчили» працювати більш злагоджено і з почуттям міри: не в режимі відчинено/зачинено, а з поступовою зміною пропускної здатності. Таким чином, вдалося реалізувати можливість дозувати зусилля стиснення колодок педаллю. Але зовсім простим пристроєм вакуумний підсилювач після всього цього вже не здається.
Розміри і не тільки
Незважаючи на витонченість і красу конструкції, вакуумний підсилювач — не такий безгрішний хлопець, яким може здатися. Напевно багато хто звертав увагу на те, що під капотом майже будь-якої машини ВУТ помітний відразу — він займає багато місця. І це один з його істотних недоліків, продиктований принципом його роботи: мембрана маленького діаметра не здатна створити достатньо посилення, тому весь ВУТ доводиться робити досить великим. І що він потужніший — то більше місця займає під капотом. Ну або доводиться збільшувати кількість камер, а це теж призводить до зростання розмірів підсилювача. На жаль, маленький ВУТ працювати ефективно не зможе.
Другий недолік проявився зі зростанням кількості турбованих двигунів. У них, як і у дизелів, розрідження у впускному колекторі занадто незначне, і використовувати його для роботи ВУТ неможливо. Тому інженерам довелося винайти ще одну штуку — вакуумний насос, який створює розрідження штучно. Звісно, такий насос використовується і в електромобілях, у яких впускного колектора немає в принципі. Питання з розрідженням використання насоса вирішило, але ідея взяти енергію для роботи підсилювача в буквальному сенсі з порожнечі на цьому закінчилася. А однією проблемою стало більше: при відмові цього насоса ВУТ працювати перестає.
Ну а тепер повернемося до того питання, яке підняли вище: чим ВУТ не догодив радянським водіям? Не догодив він їм тим, що занадто легко втрачав герметичність. І добре б, якби він просто переставав працювати (зрештою, педаль гальма можна натиснути і без його допомоги). Гірше, що часто ВУТ намагався заглушити ще й двигун. Причина криється в тому самому розрідженні у впуску. Якщо стежить клапан почне пропускати повітря у вакуумну порожнину, почнеться підсмоктування повітря. Те саме буде і в разі пошкодження мембрани підсилювача. А оскільки якість матеріалів і складання підсилювача в СРСР була не найвищою, відбувалося таке часто. Вірна ознака несправності «вакуумника» — спроба машини заглухнути в момент гальмування. І ця ознака раніше була добре знайома багатьом автолюбителям.
Як перевірити?
Сучасні вакуумні підсилювачі набагато надійніші та ресурсніші, ніж були років 25 тому: зараз і матеріали використовують інші, і технології виготовлення точніші. І все ж іноді ламаються і нові підсилювачі. Як у цьому разі можна перевірити працездатність «вакуумника»?
Усі варіанти перевірки ВУТ можна умовно розділити на дві категорії залежно від автомобіля: старі та нові. Нові передбачають підключення сканера і щонайменше перевірку помилок вакуумної системи підсилювача гальм. Якщо є помилка p1479, то, найімовірніше, десь є підсмоктування повітря внаслідок розгерметизації системи. І ще можна подивитися дані датчика розрідження, який встановлено на багатьох сучасних автомобілях. Звісно, все це простіше зробити в сервісі, тому перейдемо до простіших способів, старих, але досі результативних.
Спочатку є сенс послухати, чи не видає ВУТ дивні шиплячі або свистячі звуки. Садимо кого-небудь за кермо, запускаємо двигун і просимо тиснути на гальмо. І слухаємо біля відкритого капота. Є шипіння — є підсмоктування повітря.
Другий спосіб зводиться до перевірки наявності вакууму. При заглушеному моторі натискаємо кілька разів на педаль гальма і, не відпускаючи її, запускаємо двигун. Якщо після пуску мотора педаль стала опускатися ще нижче, все гаразд — вакуум створюється. Якщо вона залишилася нерухомою, його немає. Тобто, щось несправне: можливо, вакуумний насос (якщо він є), можливо, з’явився витік повітря в патках або всередині самого підсилювача. У будь-якому разі проблема з ним безумовно існує.
Третій спосіб найпростіший. На заведеній машині витискаємо гальмо в підлогу, глушимо двигун і відпускаємо педаль. Якщо після цього вона відразу починає повзти вгору, є якась проблема, внаслідок якої повітря потрапляє всередину вакуумної порожнини.
На жаль, самостійно копатися далі — заняття безглузде. Ремонт підсилювача навіть у сервісах часто не приносить задовільного результату, а вже його лагодження на коліні — це зовсім марний процес. Однак і відразу бігти за новим ВУТ не треба: можливо, річ не в ньому, а у вакуумному патку, і ремонт потрібен зовсім копійчаний. Якщо під рукою є справний ВУТ (що навряд чи ймовірно), можна спробувати його переставити і подивитися, що вийде. Можливо, справа саме в ньому, і тоді дійсно краще купити новий підсилювач і забути про проблему. Але, найімовірніше, потрібного підсилювача для перевірки під рукою не виявиться, і в будь-якому разі доведеться їхати в сервіс. Добре, що потрібно таке дуже рідко: ВУТ став одночасно складнішим, але надійнішим. Дивно, але факт.
