W hydraulicznym napędzie hamulców i sprzęgła samochodów osobowych znajduje się zespół ułatwiający sterowanie tymi układami - wzmacniacz próżniowy.O podciśnieniowych wspomagaczach hamulców i sprzęgła, ich rodzajach i budowie oraz doborze, naprawie i wymianie tych zespołów przeczytasz w artykule prezentowanym na stronie.
Co to jest wzmacniacz próżniowy?
Wzmacniacz podciśnienia (VU) – element układu hamulcowego i sprzęgła z napędem hydraulicznym pojazdów kołowych;Urządzenie pneumomechaniczne, które zapewnia wzrost siły na pedale hamulca lub sprzęgła w wyniku różnicy ciśnień powietrza w izolowanych wnękach.
Hydraulicznie sterowany układ hamulcowy, stosowany w większości samochodów osobowych i wielu ciężarówkach, ma poważną wadę – kierowca musi wcisnąć znaczną siłę na pedał, aby wykonać hamowanie.Prowadzi to do zwiększonego zmęczenia kierowcy i stwarza niebezpieczne sytuacje podczas jazdy.Ten sam problem występuje w sprzęgle sterowanym hydraulicznie, w które wyposażonych jest wiele ciężarówek.W obu przypadkach problem rozwiązuje się stosując jeden zespół pneumomechaniczny – hamulec podciśnieniowy i wspomaganie sprzęgła.
VU pełni funkcję łącznika pośredniego pomiędzy pedałem hamulca/sprzęgła a głównym cylindrem hamulca (GTZ)/głównym cylindrem sprzęgła (GVC), zapewnia kilkukrotne zwiększenie siły z pedału, co ułatwia sterowanie pojazdem .Jednostka ta jest ważna dla bezpiecznej eksploatacji samochodu i choć jej awaria jako całość nie zakłóca pracy napędu hamulca/sprzęgła, należy ją naprawić i wymienić.Ale zanim kupisz nowy wzmacniacz próżniowy lub naprawisz stary, musisz zrozumieć istniejące typy tych mechanizmów, ich konstrukcję i zasadę działania.
Rodzaje, budowa i zasada działania wzmacniacza próżniowego
Przede wszystkim należy zaznaczyć, że wzmacniacze próżniowe znajdują zastosowanie w dwóch układach motoryzacyjnych:
● W układzie hamulcowym z napędem hydraulicznym – podciśnieniowy wzmacniacz hamulca (VUT);
● W sprzęgle z napędem hydraulicznym - podciśnieniowe wspomaganie sprzęgła (VUS).
CWF są stosowane w samochodach osobowych, pojazdach użytkowych i średnich.VUS jest instalowany w ciężarówkach, ciągnikach i różnych pojazdach kołowych.Obydwa typy wzmacniaczy mają jednak tę samą konstrukcję, a ich działanie opiera się na tej samej zasadzie fizycznej.
VU są podzielone na dwie duże grupy:
● Jednokomorowy;
● Dwukomorowy.
Rozważ konstrukcję i zasadę działania VU opartego na urządzeniu jednokomorowym.Ogólnie rzecz biorąc, VU składa się z kilku komponentów i części:
● Komora (inaczej korpus), podzielona sprężynową membraną na 2 wnęki;
● Serwozawór (zawór sterujący), którego trzpień jest bezpośrednio połączony z pedałem sprzęgła/hamulca.Wystająca część korpusu zaworu i część trzpienia są zamknięte ochronną falistą pokrywą, w korpusie zaworu można wbudować prosty filtr powietrza;
● Armatura z zaworem zwrotnym lub bez, służąca do połączenia komory z kolektorem dolotowym zespołu napędowego;
● Pręt podłączony bezpośrednio do membrany z jednej strony i do GTZ lub GCS z drugiej.
W dwukomorowych VU montowane są szeregowo dwie kamery z przesłonami, które działają na jednym pręcie napędu GTZ lub GCS.W każdym typie mechanizmu stosuje się cylindryczne komory metalowe, membrany są również metalowe, mają elastyczne zawieszenie (wykonane z gumy), które zapewnia łatwy ruch części wzdłuż jej osi.
Komora VU jest podzielona membraną na dwie wnęki: po stronie pedału znajduje się komora atmosferyczna, po stronie cylindra znajduje się wnęka próżniowa.Wnęka podciśnieniowa jest zawsze połączona ze źródłem podciśnienia - zwykle swoją rolę spełnia kolektor dolotowy silnika (spadek ciśnienia w nim następuje podczas ruchu tłoków w dół), jednak w pojazdach z silnikami Diesla można zastosować osobną pompę.Wnęka atmosferyczna ma połączenie z atmosferą (przez zawór sterujący) i z wnęką próżniową (przez ten sam zawór sterujący lub oddzielny zawór).
Schemat hamulca podciśnieniowego
Booster Konstrukcja jednokomorowego wzmacniacza próżniowego
Konstrukcja dwukomorowego wzmacniacza próżniowego
Wzmacniacz próżniowy działa po prostu.Po wciśnięciu pedału zawór sterujący (serwozawór) jest zamknięty, ale obie wnęki komunikują się poprzez otwory, kanał lub oddzielny zawór - utrzymują obniżone ciśnienie, membrana jest w równowadze i nie porusza się w żadnym kierunku.W momencie przesunięcia pedału do przodu uruchamiany jest zawór śledzący, który zamyka kanał pomiędzy wnękami i jednocześnie komunikuje wnękę atmosferyczną z atmosferą, przez co ciśnienie w niej gwałtownie wzrasta.W rezultacie na membranie powstaje różnica ciśnień, przemieszcza się ona w kierunku wnęki pod niskim ciśnieniem pod wpływem wysokiego ciśnienia atmosferycznego i poprzez pręt działa na GTZ lub GCS.Pod wpływem ciśnienia atmosferycznego zwiększa się siła działająca na pedał, co ułatwia jego poruszanie się podczas hamowania lub rozłączania sprzęgła.
Jeśli pedał zatrzyma się w dowolnym położeniu pośrednim, zawór gąsienicowy zamknie się (ponieważ ciśnienie po obu stronach tłoka lub specjalnej podkładki strumieniowej wyrównuje się, a części te osiadają na swoim miejscu pod wpływem działania sprężyny) i ciśnienie w komora atmosferyczna przestaje się zmieniać.W rezultacie ruch membrany i pręta zatrzymuje się, powiązany GTZ lub GCS pozostaje w wybranej pozycji.Wraz z dalszą zmianą położenia pedału zawór sterujący ponownie się otwiera, procesy opisane powyżej są kontynuowane.W ten sposób zawór sterujący zapewnia działanie śledzące systemu, osiągając w ten sposób proporcjonalność pomiędzy naciśnięciem pedału a siłą generowaną przez cały mechanizm.
Po zwolnieniu pedału zawór śledzący zamyka się, oddzielając wnękę atmosferyczną od atmosfery, jednocześnie otwierając otwory pomiędzy wnękami.W rezultacie ciśnienie spada w obu wnękach, a membrana i związany z nią GTZ lub GCS powracają do swojego pierwotnego położenia pod wpływem siły sprężyny.W tej pozycji VU jest ponownie gotowy do pracy.
Jak wspomniano powyżej, najczęstszym źródłem podciśnienia dla VU jest kolektor dolotowy jednostki napędowej, z tego wynika, że po zatrzymaniu silnika jednostka ta nie będzie działać (chociaż podciśnienie pozostające w komorze VU, nawet po wyłączeniu silnika będzie w stanie zapewnić od jednego do trzech hamowań).Ponadto VU nie będzie działać, jeśli w komorach nie będzie ciśnienia lub wąż doprowadzający podciśnienie z silnika jest uszkodzony.Ale w tym przypadku układ hamulcowy lub napęd sprzęgła pozostaną sprawne, chociaż będzie to wymagało większego wysiłku.Faktem jest, że pedał jest bezpośrednio połączony z GTZ lub GCS za pomocą dwóch prętów biegnących wzdłuż osi całego VU.Zatem w przypadku różnych awarii pręty VU będą działać jak konwencjonalny drążek napędowy.
Jak wybrać, naprawić i konserwować wzmacniacz próżniowy
Praktyka pokazuje, że CWT i VUS dysponują znaczącym zasobem i rzadko stają się źródłem problemów.Jednak z różnych powodów w tym urządzeniu mogą wystąpić różne awarie, głównie utrata szczelności komory, uszkodzenie membrany, nieprawidłowe działanie zaworu i mechaniczne uszkodzenie części.O uszkodzeniu wzmacniacza świadczy zwiększony opór pedału i zmniejszenie jego skoku.Kiedy pojawią się takie znaki, należy zdiagnozować urządzenie, w przypadku awarii naprawić lub wymienić zespół wzmacniacza.
Do wymiany należy przyjmować wyłącznie typy i modele VUT i VUS, które są zalecane do montażu przez producenta pojazdu.Zasadniczo dopuszczalne jest stosowanie innych części, muszą one jednak mieć odpowiednie właściwości i wymiary montażowe.Niedopuszczalne jest stosowanie jednostki wytwarzającej niewystarczającą siłę - doprowadzi to do pogorszenia sterowności pojazdu i wzrostu zmęczenia kierowcy.Na przykład w żadnym wypadku nie należy umieszczać jednokomorowego VU zamiast dwukomorowego.Z drugiej strony nie ma sensu instalować mocniejszego wzmacniacza, ponieważ podczas jego używania może zostać utracone „czucie pedału”, a taka wymiana będzie wymagała nieuzasadnionych kosztów.
Ponadto przy wyborze wzmacniacza należy wziąć pod uwagę jego konfigurację - części te mogą być dostarczone w komplecie z GTZ lub GCS lub oddzielnie od nich.Dodatkowo może być konieczne zakupienie okuć, żużli, zacisków i elementów złącznych - o wszystko to należy zadbać z wyprzedzeniem.
Wymiana wzmacniacza podciśnienia musi być przeprowadzona zgodnie z instrukcją naprawy pojazdu.Zwykle wystarczy odłączyć mostek od pedału, zdemontować GTZ/GCS (o ile są w dobrym stanie) i wszystkie węże, następnie zdemontować wzmacniacz, montaż nowego urządzenia odbywa się w odwrotnej kolejności.Jeżeli VU zmieni się w zespole z cylindrem, należy najpierw spuścić ciecz z układu i odłączyć rurociągi prowadzące do obwodów od cylindra.Przy montażu nowego wzmacniacza konieczna jest regulacja skoku pedału, może to być wymagane również podczas dalszej eksploatacji pojazdu.
Jeśli wzmacniacz podciśnienia zostanie odpowiednio dobrany i wymieniony, siłownik układu hamulcowego lub sprzęgła natychmiast zacznie działać, zapewniając skuteczną kontrolę pojazdu w każdych warunkach.
Czas publikacji: 13 lipca 2023 r