Остановка по требованию: что ломается в главном тормозном цилиндре
Что такое главный тормозной цилиндр (или просто ГТЦ), раньше знали все. Сейчас о нём вспоминают намного реже: у ГТЦ заметно выросла надёжность, и на новых машинах он практически не подводит. Но к сожалению, если не выполнять некоторые важные условия, на машине даже с небольшим пробегом ГТЦ всё же может выйти из строя. Сегодня вспомним о том, что это за цилиндр, как он работает, от чего может сломаться и как продлить ему жизнь.
Был один, стало два
ГТЦ – деталь немного парадоксальная. Устройство цилиндра вроде несложное, а вот объяснить на словах, как он работает, не так уж и просто. Но попытаться надо.
Если на посмотреть на ГТЦ, стоящий под капотом машины, можно заметить, что он состоит из двух отдельных деталей – бачка с тормозной жидкостью и продолговатой железки под ним. Вот эта железка и есть непосредственно цилиндр. Как правило, это двухсекционный цилиндр с двумя поршнями. Раньше, бывало, ставили и цилиндры попроще – с одной секцией, но это было не совсем безопасно. Если по какой-то причине ГТЦ переставал работать, переставали работать и тормоза на всех колёсах. Чтобы как-то подстраховаться, тормоза стали делать двухконтурными, причём каждый из контуров должен уметь работать независимо от другого. Чаще всего используют диагональную схему, при которой один контур отвечает за торможение левого переднего и правого заднего колёс, а второй – правого переднего и левого заднего. Однако бывают и другие схемы. Например, когда один контур отвечает за одну свою ось или когда один контур работает на все четыре колеса, а второй – на какие-то два для подстраховки первого. В любом случае сейчас одноконтурные ГТЦ не используются – у них нет возможности остановить машину в случае неисправности единственного контура.
Как устроен цилиндр? Основные части обычного двухконтурного ГТЦ – это корпус цилиндра, два поршня с уплотнительными резиновыми элементами (манжетами), две возвратные пружинки и толкатель. Когда мы нажимаем педаль тормоза, толкатель начинает давить на стоящие последовательно поршни обоих контуров (само собой, с помощью вакуумного усилителя). Поршни продавливают возвратные пружинки и перекрывают компенсационные каналы. Перепускной клапан открывается, а тормозная жидкость начинает идти по магистралям в исполнительные механизмы – рабочие тормозные цилиндры колёс. В это время пространство за поршнями заполняется тормозной жидкостью из бачка, который стоит на цилиндре. Это необходимо для того, чтобы в гидравлическую систему не попал воздух. Оно и понятно: рабочее тело гидравлических тормозов – это жидкость, которая по определению должна быть несжимаемой (иначе она не смогла бы так сильно прижимать колодки к тормозному диску). Но если в эту жидкость попадёт воздух, она эту несжимаемость утратит, и тормоза работать не будут.
Как только водитель убирает ногу с педали тормоза, возвратные пружинки толкают поршни обратно, и они возвращаются в исходную позицию. При этом та тормозная жидкость, которая в начале процесса попала внутрь цилиндра, через перепускной клапан возвращается обратно в бачок.
В общем-то, всё просто. Но со временем некоторые элементы ГТЦ изнашиваются, и эффективность тормозов становится заметно ниже. А в некоторых случаях они могут пропасть окончательно.
Ничто не вечно под луной
Существуют три основные вида поломки ГТЦ. Это течь манжеты поршня, её медленная течь и течь тормозной магистрали. Насчёт магистрали всё понятно: и к цилиндру, и от него идут трубки, и если какая-то из них лопнет (например, проржавеет), из неё вытечет тормозная жидкость. Нет жидкости – нет и давления, обеспечивающего работу тормозных механизмов. Тут всё просто и понятно. Но, главное, такую неисправность легко заметить по следам этой жидкости на трубках, а если повезёт, то и по всему подкапотному пространству. Намного интереснее течи, которые могут начаться внутри цилиндра.
Педаль тормоза, которая при нажатии сразу же проваливается в пол, говорит о том, что какой-то из уплотнителей поршня (или сразу несколько) окончательно выработал свой ресурс. Если дело только в манжетах одного поршня, перестанет работать один соответствующий контур. Машина при этом останавливаться будет, но для этого придётся тормозить в пол, а замедление будет очень неэффективным. Кроме того, если на машине нет ABS, её очень легко отправить в занос. Представьте сами: тормозит только половина колёс, причём по диагонали. Тормозная сила на разных колёсах практически никогда не бывает одинаковой, а стоящих на разных осях – тем более. В этом случае будет ощущение, будто тормозит только одно переднее колесо. Остановиться, конечно, можно, но делать это надо очень осторожно и сильно заранее.
Другая ситуация – это когда усилие на педали в начале хода нормальное, но если педаль держать нажатой, она начинает медленно уходить в пол. В этом случае речь идёт о том, что правильно называть медленной течью уплотнителя поршня. Ситуация очень похожа на первую, но имеет существенное отличие: в начале торможения работают механизмы всех четырёх колёс. Кроме того, тормоза легко «накачать», отпустив педаль и нажав её снова или путём нескольких нажатий на педаль. С медленной течью машина тормозит, конечно, лучше, но поводов для радости быть не должно: в любой момент медленная течь может стать быстрой. Так что расслабляться не стоит.
На всякий случай напомню, что любая неисправность тормозов приводит к запрету эксплуатации ТС. Не важно, работает ли хотя бы один контур тормозов, насколько медленно проваливается педаль тормоза – в любом случае ездить с этими неполадками нельзя по правилам. И по здравому смыслу тоже это очень опасно.
Грязь, вода и возраст
Как я уже говорил, чаще всего проблемы ГТЦ вызваны износом резиновых манжет-уплотнителей. Понятно, что это самые нежные элементы, которые изнашиваются быстрее остального железа. Тем не менее на практике встречаются и другие неисправности цилиндра. Например, со временем меняются характеристики возвратных пружин поршней, из-за чего они не могут возвращать поршни в изначальное состояние после отпускания педали тормоза.
Со временем изнашивается и зеркало цилиндра. Симптомы в этом случае очень похожи на те, что характерны для течи уплотнений – жидкость перепускается не так, как следует, педаль проваливается, а работа одного или обоих контуров становится малоэффективной или вовсе невозможной.
Теоретически в природе существуют ремкомплекты для ГТЦ. Обычно это просто набор манжет, которые можно заменить. Однако в последнее время ГТЦ всё чаще относят к неремонтируемым деталям и в случае поломки его просто меняют. Есть у меня подозрение, что в наше время цилиндры всё чаще начнут ремонтировать, потому что их стоимость на некоторые машины стала не вполне нормальной. Например, на очень бюджетный Volkswagen Polo Sedan в некоторых магазинах за него просят до 45 тысяч рублей. Правда, хороший аналог можно купить в пределах 10 тысяч, но ценообразование у нас непредсказуемое. Так что иногда действительно имеет смысл заменить манжеты: это не так дорого, а проблема чаще всего именно в них.
Но ещё лучше постараться продлить ГТЦ жизнь. Это не так сложно, как кажется. Если откинуть возраст, то все проблемы тормозного цилиндра вытекают из старой тормозной жидкости.
Первая проблема – это физический износ уплотнителей и зеркала цилиндра. В тормозной жидкости всегда есть некоторые продукты износа (хотя бы от коррозии тормозной магистрали), а эти продукты в виде мелких твёрдых частиц работают как абразив. Чем жидкость чище, тем меньше в ней этой дряни и дольше жизнь ГТЦ.
Вторая проблема – это коррозия. Все прекрасно знают, что тормозная жидкость очень гигроскопична и легко впитывает воду. Эта вода провоцирует быструю коррозию и магистралей, и самого цилиндра. Понятно, что износ от этого идёт намного быстрее.
И, наконец, третья причина – кавитация. То есть, физический износ зеркала цилиндра микроскопическими пузырьками воды в тормозной жидкости. Выглядит это как коррозия, хотя имеет другую причину. А вот источник беды тот же – вода в «тормозухе».
Так что вывод один: не хотите менять ГТЦ – меняйте вовремя тормозную жидкость. Лучше всего это делать раз в два года или раз в 60 тысяч пробега (в зависимости от того, что наступит раньше). А кроме того, советую не затягивать с заменой ржавых тормозных трубок: так они и не лопнут, и не будут слишком быстро загрязнять свежую тормозную жидкость.
Тестовые задания по теме «Тормозная система»
Тесты к теоретическим занятиям по теме « Тормозная система », входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик» и МДК 01.01 «Устройство автомобилей» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» .
Целью настоящих тестов является закрепление студентам знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме « Тормозная система », входящей в состав МДК 01.01 «Устройство автомобилей» специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» .
Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 « Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта » специальности 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» дневной формы обучения.
Организация-разработчик: Морской колледж ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет».
Разработчик: Минаев Николай Александрович, преподаватель.
1. По какому признаку определяется наличие воздуха в гидравлическом приводе тормозов?
а) по перемещению тормозной педали без ощутимого сопротивления
б) по увеличению жёсткости педали
в) по удлинению тормозного пути
г) по появлению подтормаживания колес при движении
2. Отчего снижается эффективность стояночной тормозной системы легковых автомобилей?
а) замасливание фрикционных накладок тормозных механизмов
б) увеличение свободного хода рычага тормоза
в) вытягивание тросов в приводе стояночного тормоза
г) появление любой из указанных неисправностей
3. Как оценивается эффективность стояночной тормозной системы?
а) по длине тормозного пути при включенном стояночном тормозе
б) по усилию, которое прикладывается к рукоятке
в) по удержанию автомобиля на определенном уклоне
г) по любому из перечисленных параметров
4. Где устанавливаются тормозные камеры с энергоаккумуляторами в системе тормозов автомобиля КамАЗ?
а) на переднем мосту автомобиля
б) на среднем мосту автомобиля
в) на заднем мосту автомобиля
5. На каких автомобилях чаще всего применяется гидравлический привод тормозных механизмов колес?
6. Для чего служит главный тормозной цилиндр?
а) для прижатия колодок к барабану в тормозном механизме колес
б) для значительного облегчения управления тормозами
в) для преобразования механического усилия на педали в давление жидкости в тормозной системе
г) для усиления эффективности работы тормозной системы
7. Какими преимуществами обладают барабанные тормоза?
а) лучшее торможение
б) защищены от попадания грязи
в) проще конструкция
г) всё вышеперечисленное
8. Для чего служит вакуумный усилитель тормозов?
а) для уменьшения усилия на педали тормоза
б) для гарантированного отведения колодок от тормозных дисков
в) для увеличения давления тормозной жидкости в гидропроводах
9. Какими свойствами должна обладать тормозная жидкость?
а) иметь высокую плотность
б) иметь малую вязкость
д) выдерживать высокие температуры
10. Какие тормозные механизмы чаще всего ставят на грузовые автомобили?
11. С помощью чего разводятся тормозные колодки на автомобиле КамАЗ?
а) с помощью S -образных кулачков
б) с помощью поршней рабочих гидроцилиндров
в) с помощью пружин
12. Расставьте позиции в соответствии с рисунком:
Ответы на тестовые задания
12: смотровое отверстие – 3; вентиляционное отверстие – 9; направляющий палец – 2; суппорт – 4; грязезащитный колпачок – 12; рабочий цилиндр – 6; колесная шпилька – 1; тормозная колодка – 8; тормозной диск – 10; клапан – 5; тормозной шланг – 7; ступица колеса – 11.
Критерии оценивания
Оценка «неудовлетворительно» – 5 правильных ответов и меньше
Оценка «удовлетворительно» – 6-7 правильных ответов
Оценка «хорошо» – 8-9 правильных ответов
Оценка «отлично» – 10-11 правильных ответов
Список используемой литературы
1. Устройство автомобилей : учеб. пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. — М.: ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 496 с. — (Профессиональное образование). — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/911994
2. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей : учеб. пособие / В.М. Виноградов. — М.: КУРС: ИНФРА-М, 2018. — 376 с. — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/961754
3. Устройство автомобилей. Сборник тестовых заданий: Учебное пособие / В.А. Стуканов. — М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. — 192 с.: ил.; 60×90 1/16. — (Профессиональное образование). (обложка) ISBN 978-5-8199-0457-2 — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/430327
4. Устройство автомобилей : учеб. пособие / В.А. Стуканов, К.Н. Леонтьев. — М.: ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2018. — 496 с. — (Профессиональное образование). — Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/911994
5. Гладов Г.И. Устройство автомобилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Г.И. Гладов, А.М. Петренко. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 352 с.
Что такое главный и рабочий тормозной цилиндр, в чём отличие?
Отличие главного от рабочего тормозных цилиндров кроется в самом названии. Рабочие цилиндры расположены на тормозных суппортах колес автомобиля, и выполняют функцию силового воздействия на механизм тормоза. Главный цилиндр, расположен на механизме педали тормоза, и служит для передачи усилия торможения от ноги водителя, через гидравлическую жидкость рабочим цилиндрам. Таким образом рабочих цилиндров в автомобиле может быть столько сколько колес ( а иногда и больше, скажем, по 2 на колесо ),а главный один.
Устройство и принцип работы главного тормозного цилиндра
Центральным элементом тормозной системы автомобиля является главный тормозной цилиндр (сокращенно ГТЦ). Он обеспечивает преобразование усилия с педали тормоза в гидравлическое давление в системе. Рассмотрим функции ГТЦ, его устройство и принцип работы. Уделим внимание и особенностям работы элемента при выходе из строя одного из его контуров.
Главный цилиндр: его назначение и функции
В процессе торможения происходит непосредственное воздействие водителя на педаль тормоза, которое передается на поршни главного цилиндра. Поршни, воздействуя на тормозную жидкость, приводят в действие рабочие тормозные цилиндры. Из них, в свою очередь, выдвигаются поршни, прижимающие тормозные колодки к барабанам или дискам. Работа главного тормозного цилиндра основана на свойстве тормозной жидкости не сжиматься под действием внешних сил, а передавать давление.
Главный цилиндр выполняет следующие функции:
- передача механического усилия с педали тормоза с помощью тормозной жидкости к рабочим цилиндрам;
- обеспечение эффективного торможения автомобиля.
В целях повышения уровня безопасности и обеспечения максимальной надежности системы предусмотрена установка двухсекционных главных цилиндров. Каждая из секций обслуживает свой гидравлический контур. В заднеприводных автомобилях первый контур отвечает за тормоза передних колес, второй – задних. В переднеприводном автомобиле тормоза правого переднего и левого заднего колес обслуживает первый контур. Второй – отвечает за тормоза левого переднего и правого заднего колес. Данная схема называется диагональной и получила наибольшее распространение.
Устройство главного тормозного цилиндра
Главный цилиндр располагается на крышке вакуумного усилителя тормозов. Конструктивная схема главного тормозного цилиндра следующая:
- корпус;
- бачок (резервуар) ГТЦ;
- поршень (2 шт.);
- возвратные пружины;
- уплотнительные манжеты.
Бачок с жидкостью главного тормозного цилиндра расположен непосредственно над цилиндром и соединен с его секциями через перепускные и компенсационные отверстия. Бачок необходим для восполнения жидкости в системе тормозов в случае ее утечки или испарения. Уровень жидкости можно отслеживать визуально за счет прозрачных стенок бачка, где находятся контрольные метки.
Кроме того, за уровнем жидкости следит специальный датчик, расположенный в бачке. В том случае, когда жидкость опускается ниже установленной нормы, загорается сигнальная лампа, расположенная на панели приборов.
В корпусе ГТЦ расположены два поршня с возвратными пружинами и резиновыми уплотнительными манжетами. Манжеты нужны для уплотнения поршней в корпусе, а пружина обеспечивает возврат и удержание поршней в исходном положении. Поршни обеспечивают нужное давление тормозной жидкости.
Главный тормозной цилиндр может быть дополнительно оборудован датчиком перепада давления. Последний необходим для предупреждения водителя о неисправности в одном из контуров по причине потери герметичности. Датчик давления может располагаться как в главном тормозном цилиндре, так и в отдельном корпусе.
Принцип работы главного тормозного цилиндра
В момент нажатия педали тормоза шток вакуумного усилителя начинает толкать поршень первого контура. В процессе перемещения он перекрывает компенсационное отверстие, за счет чего начинает расти давление в этом контуре. Под действием давления начинает свое перемещение второй контур, давление в котором также поднимается.
Через перепускное отверстие в образовавшуюся при движении поршней пустоту попадает тормозная жидкость. Поршни перемещаются до тех пор, пока им это позволяют делать возвратная пружина и упоры в корпусе. Срабатывание тормозов происходит за счет максимального давления, создаваемого в поршнях.
После остановки автомобиля поршни возвращаются в исходное положение. При этом давление в контурах постепенно начинает соответствовать атмосферному. Разряжению в рабочих контурах препятствует тормозная жидкость, которая заполняет пустоты за поршнями. При движении поршня жидкость через перепускное отверстие возвращается в бачок.
Работа системы при выходе из строя одного из контуров
В случае утечки тормозной жидкости в одном из контуров – второй продолжит работу. Первый поршень будет перемещаться по цилиндру до контакта со вторым поршнем. Последний начнет перемещение, за счет которого произойдет срабатывание тормозов второго контура.
Если произойдет утечка во втором контуре, главный тормозной цилиндр будет работать по другой схеме. Первый клапан за счет своего движения приводит в действие второй поршень. Последний двигается беспрепятственно до достижения упором торца корпуса цилиндра. За счет этого начинает расти давление в первом контуре, и происходит торможение автомобиля.
Даже при увеличении хода педали тормоза вследствие утечки жидкости автомобиль сохранит управление. Однако торможение будет не столь эффективным.