W pojazdach wyposażonych w hydrauliczny układ hamulcowy kluczową rolę odgrywają cylinderki hamulcowe głównego i kół.O tym, czym jest cylinder hamulcowy, jakie istnieją rodzaje cylindrów, jak są rozmieszczone i działają, a także o prawidłowym doborze, konserwacji i naprawie tych części, przeczytasz w artykule.
Cylinder hamulcowy - funkcje, rodzaje, cechy
Cylinder hamulcowy to ogólna nazwa elementów sterujących i siłowników układów hamulcowych pojazdów napędzanych hydraulicznie.Istnieją dwa urządzenia różniące się konstrukcją i przeznaczeniem:
• Główny cylinder hamulcowy (GTZ);
• Cylindry hamulcowe (robocze) kół.
GTZ jest elementem sterującym całego układu hamulcowego, siłowniki kół to siłowniki bezpośrednio uruchamiające hamulce kół.
GTZ rozwiązuje kilka problemów:
• Przekształcenie siły mechanicznej z pedału hamulca na ciśnienie płynu roboczego wystarczające do napędzania siłowników;
• Zapewnienie stałego poziomu płynu roboczego w układzie;
• Utrzymanie sprawności hamulców w przypadku utraty szczelności, nieszczelności iw innych sytuacjach;
• Ułatwienie jazdy (ze wspomaganiem hamulców).
Siłowniki podrzędne spełniają jedną kluczową funkcję – napęd hamulców kół podczas hamowania pojazdu.Elementy te zapewniają również częściowy powrót GTZ do pierwotnego położenia po zwolnieniu pojazdu.
Liczba i położenie cylindrów zależy od typu samochodu i liczby osi.Główny cylinder hamulcowy jest jeden, ale wielosekcyjny.Liczba cylindrów roboczych może być równa liczbie kół, dwa lub trzy razy więcej (przy montażu dwóch lub trzech cylindrów na kole).
Podłączenie hamulców kół do GTZ zależy od rodzaju napędu pojazdu.
W pojazdach z napędem na tylne koła:
• Pierwszy obwód – koła przednie;
• Drugi obwód to tylne koła.
Typowy schemat układu hamulcowego samochodu
Możliwe jest połączenie kombinowane: jeśli na każdym przednim kole znajdują się dwa cylindry robocze, jeden z nich jest podłączony do pierwszego obwodu, drugi do drugiego, współpracuje z tylnymi hamulcami.
W pojazdach z napędem na przednie koła:
• Pierwszy obwód – prawe przednie i lewe tylne koła;
• Drugi obwód – lewe przednie i prawe tylne koła.
Można zastosować inne konfiguracje hamowania, ale powyższe schematy są najczęstsze.
Budowa i zasada działania głównego cylindra hamulcowego
Pompy hamulcowe główne dzielą się na dwie grupy ze względu na liczbę obwodów (sekcji):
• Jednoprzewodowy;
• Podwójny obwód.
Cylindry jednoobwodowe praktycznie nie są dziś używane, można je znaleźć w niektórych starych samochodach.Zdecydowana większość nowoczesnych samochodów jest wyposażona w dwuobwodowy GTZ - w rzeczywistości są to dwa cylindry w jednym nadwoziu, które działają na autonomicznych obwodach hamulcowych.Dwuobwodowy układ hamulcowy jest bardziej wydajny, niezawodny i bezpieczniejszy.
Ponadto pompy główne są podzielone na dwie grupy w zależności od obecności wzmacniacza hamulca:
• Bez wzmacniacza;
• Z podciśnieniowym wzmacniaczem hamulca.
Nowoczesne samochody wyposażone są w GTZ ze zintegrowanym podciśnieniowym wzmacniaczem siły hamowania, co ułatwia kontrolę i zwiększa wydajność całego układu.
Konstrukcja głównego wzmacniacza hamulca jest prosta.Opiera się na odlewanym cylindrycznym korpusie, w którym zamontowane są jeden za drugim dwa tłoki - tworzą one sekcje robocze.Tłok przedni łączy się za pomocą drążka ze wspomaganiem hamulca lub bezpośrednio z pedałem hamulca, tłok tylny nie ma sztywnego połączenia z przodem, pomiędzy nimi znajduje się krótki drążek i sprężyna.W górnej części cylindra, nad każdą sekcją, znajdują się kanały obejściowe i kompensacyjne, a z każdej sekcji wychodzi jedna lub dwie rury w celu podłączenia do obwodów roboczych.Zbiornik płynu hamulcowego jest zainstalowany na cylindrze, jest połączony z sekcjami za pomocą kanałów obejściowych i kompensacyjnych.
GTZ działa w następujący sposób.Po naciśnięciu pedału hamulca przedni tłok przesuwa się, blokuje kanał kompensacyjny, w wyniku czego obwód zostaje uszczelniony i wzrasta w nim ciśnienie płynu roboczego.Wzrost ciśnienia powoduje ruch tylnego tłoka, zamyka jednocześnie kanał kompensacyjny i spręża płyn roboczy.Kiedy tłoki się poruszają, kanały obejściowe w cylindrze pozostają zawsze otwarte, dzięki czemu płyn roboczy swobodnie wypełnia wnęki powstałe za tłokami.W efekcie wzrasta ciśnienie w obu obwodach układu hamulcowego, pod wpływem tego ciśnienia uruchamiają się cylindry hamulcowe kół, popychając klocki – pojazd zwalnia.
Po zdjęciu nogi pedału tłoki mają tendencję do powrotu do pierwotnego położenia (zapewniają to sprężyny), a przyczyniają się do tego również sprężyny powrotne klocków, które ściskają cylindry robocze.Jednak płyn roboczy wpływający do wnęk za tłokami w GTZ przez kanały obejściowe nie pozwala na natychmiastowy powrót tłoków do pierwotnego położenia - dzięki temu zwalnianie hamulców jest płynne, a układ działa bardziej niezawodnie.Po powrocie do pozycji wyjściowej tłoki otwierają kanał kompensacyjny, w wyniku czego ciśnienie w obwodach roboczych porównuje się z ciśnieniem atmosferycznym.Po zwolnieniu pedału hamulca płyn roboczy ze zbiorniczka swobodnie przedostaje się do obwodów, co kompensuje spadek ilości płynu na skutek nieszczelności lub z innych przyczyn.
Konstrukcja głównego cylindra hamulcowego zapewnia działanie układu w przypadku wycieku płynu roboczego w jednym z obwodów.Jeżeli w obwodzie pierwotnym nastąpi wyciek, wówczas tłok obwodu wtórnego napędzany jest bezpośrednio z tłoka obwodu pierwotnego - służy do tego specjalny pręt.Jeśli w drugim obwodzie wystąpi wyciek, to po naciśnięciu pedału hamulca tłok ten opiera się na końcu cylindra i zapewnia wzrost ciśnienia płynu w obwodzie pierwotnym.W obu przypadkach zwiększa się skok pedału i nieznacznie spada skuteczność hamowania, dlatego usterkę należy jak najszybciej usunąć.
Podciśnieniowy wzmacniacz hamulca ma również prostą konstrukcję.Opiera się na szczelnym, cylindrycznym korpusie, podzielonym membraną na dwie komory – tylną próżniową i przednią atmosferyczną.Komora próżniowa połączona jest z kolektorem dolotowym silnika, dzięki czemu powstaje w niej podciśnienie.Komora atmosferyczna jest połączona kanałem z próżnią, a także z atmosferą.Komory oddzielone są zaworem zamontowanym na membranie, przez cały wzmacniacz przechodzi drążek, który z jednej strony jest połączony z pedałem hamulca, a z drugiej opiera się na pompie hamulcowej.
Zasada działania wzmacniacza jest następująca.Gdy pedał nie jest wciśnięty, obie komory komunikują się poprzez zawór, obserwuje się w nich niskie ciśnienie, cały zespół nie nadaje się do użytku.Po przyłożeniu siły do pedału zawór rozłącza komory i jednocześnie łączy przednią komorę z atmosferą - w efekcie wzrasta w niej ciśnienie.Ze względu na różnicę ciśnień w komorach membrana ma tendencję do przesuwania się w stronę komory próżniowej, co wytwarza dodatkową siłę na trzpieniu.W ten sposób wzmacniacz podciśnienia ułatwia kontrolę hamulców zmniejszając opór pedału przy jego wciśnięciu.
Budowa i zasada działania cylindrów hamulcowych kół
Siłowniki hamulcowe dzielą się na dwa typy:
• Do hamulców bębnowych;
• Do hamulców tarczowych.
Siłowniki pomocnicze w hamulcach bębnowych są niezależnymi częściami, które montuje się pomiędzy klockami i zapewniają ich wysunięcie podczas hamowania.Cylindry robocze hamulców tarczowych są zintegrowane z zaciskami hamulcowymi, zapewniają docisk klocków do tarczy podczas hamowania.Strukturalnie te części różnią się znacznie.
Cylinder hamulcowy kół hamulców bębnowych w najprostszym przypadku jest rurą (korpusem odlewanym) z włożonymi od końcówek tłokami, pomiędzy którymi znajduje się wnęka na płyn roboczy.Na zewnątrz tłoki posiadają powierzchnie oporowe umożliwiające połączenie z podkładkami, w celu zabezpieczenia przed zanieczyszczeniami tłoki zamknięte są elastycznymi kapturkami.Na zewnątrz znajduje się również złącze do podłączenia do układu hamulcowego.
Cylinder hamulcowy hamulców tarczowych to cylindryczna wnęka w zacisku, do której przez o-ring wkładany jest tłok.Na odwrotnej stronie tłoka znajduje się kanał z króćcem do podłączenia do obwodu układu hamulcowego.Zacisk może mieć od jednego do trzech cylindrów o różnych średnicach.
Cylindry hamulcowe kół działają po prostu.Podczas hamowania wzrasta ciśnienie w obwodzie, płyn roboczy dostaje się do wnęki cylindra i popycha tłok.Tłoki cylindra hamulca bębnowego są popychane w przeciwnych kierunkach, każdy z nich napędza własną klockę.Tłoczki zacisku wychodzą ze swoich wgłębień i dociskają (bezpośrednio lub pośrednio, poprzez specjalny mechanizm) klocek do bębna.Po zakończeniu hamowania ciśnienie w obwodzie spada i w pewnym momencie siła sprężyn powrotnych staje się wystarczająca, aby tłoki wróciły do pierwotnego położenia - pojazd zostaje zwolniony.
Dobór, wymiana i konserwacja cylindrów hamulcowych
Przy wyborze danych części należy ściśle kierować się zaleceniami producenta pojazdu.Podczas instalowania cylindrów innego modelu lub typu hamulce mogą ulec pogorszeniu, co jest niedopuszczalne.
Podczas pracy cylinder główny i pomocniczy nie wymagają specjalnej konserwacji i służą bez problemów przez wiele lat.Jeżeli funkcjonowanie hamulców lub całego układu ulegnie pogorszeniu, konieczna jest diagnostyka cylindrów, a w przypadku ich nieprawidłowego działania po prostu wymiana.Ponadto należy okresowo sprawdzać poziom płynu hamulcowego w zbiorniczku i w razie potrzeby go uzupełniać.
Czas publikacji: 21 sierpnia 2023 r