6.1.5. Главный тормозной цилиндр

Рис. 6.2. Общий вид тандемного главного тормозного цилиндра: 1 – штуцеры компенсационного резервуара; 2 – корпус главного тормозного цилиндра тандемного типа; 3 – первичный поршень (поршень толкателя); 4 – уплотняющая втулка первичного контура; 5 – пружина сжатия; 6 – вторичный поршень (плавающий поршень); 7 – уплотняющая втулка вторичного контура; 8 -возвратная пружина

Ограничения по габаритным размерам во всех моделях Astra-H с двигателем Z19DTH и Zafira с левым расположением рулевого управления привели к необходимости проектирования нового, более компактного главного тормозного цилиндра. Действие этого тандемного цилиндра основано на принципе «плунжера».

В отличие от обычного главного тормозного цилиндра, уплотняющие втулки встраиваются в корпус вместо того, чтобы быть установленными на поршне, как прежде. Отверстие в корпусе, таким образом, непосредственно направляет поршни. Эта конструкция позволяет уменьшить длину тандемного главного тормозного цилиндра на 25%. Кроме того, количество узлов уменьшено до 15, таким образом, заметно снижен вес, уменьшены габариты и продолжительность обслуживания.

Рис. 6.3. Схема работы главного тормозного цилиндра в свободном состоянии и после свободного хода: I – тандемный главный тормозной цилиндр в свободном состоянии; II – тандемный главный тормозной цилиндр после свободного хода; 1 – уплотняющая втулка; 2 – кольцевой паз; 3 – первичный или вторичный поршень; 4 – отверстие в поршне

«Плунжерный» главный тормозной цилиндр тандемного типа 2-ого поколения, как почти все тормозные цилиндры, обеспечивает работу двухконтурной тормозной системы. Контуры давления расположены последовательно. Усилие водителя передается как обычно, от штока усилителя тормозов до первичных поршней. Создающая предварительное давление пружина сжатия устанавливается на конце первичного поршня, и это обеспечивает фактически одновременную передачу усилия к вторичному поршню (плавающий поршень). Совместное действие двух поршней через одну пружину обеспечивает уменьшение свободного хода и заставляет вторичную тормозную цепь реагировать более спонтанно, чем это происходит в обычном тандемном главном тормозном цилиндре.

В системе, используемой до настоящего времени вторичный поршень приводится в действие давлением в первичном контуре тормозной системы. Это приводит к увеличению свободного хода, потому что сначала давление должно вырасти до заданного. Вторая пружина сжатия, расположенная позади вторичного поршня, является возвратной. Она должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечить преодоление трения герметизирующих втулок, но в то же время достаточно мягкий, чтобы обеспечивалась возможность сжатия под действием пружины первого контура, когда тормоза приводятся в действие.

В исходном положении имеется разгерметизированное соединение между главным тормозным цилиндром тандемного типа и компенсационным резервуаром. Это обеспечивает компенсацию давления и производительности в тормозной системе. Когда тормоз приводится в действие поршни цилиндров входят в уплотняющую втулку после короткого свободного хода. Соединение с негерметизированным компенсационным резервуаром тогда прекращается. После того, как резиновые элементы обеспечили уплотнение, объем тормозной жидкости начинает двигаться и тормозная система оказывается под давлением. После того, как тормоз отпускается, возвратная пружина отводит поршни обратно до восстановления разгерметизированного соединение между тандемным тормозным главным цилиндром и компенсационным резервуаром.

В автомобилях оборудованных системой ESP или регулированием тягового усилия производительность тормозной системы в случае вмешательства системы должна быть обеспечена дополнительной подачей. Так как время выхода на рабочий режим насоса ABS зависит от сопротивления всасывания в системе, сечения отверстий и каналов должны быть как можно больше.

В случае вмешательства системы регулирования тягового усилия проивзодительность тормозной системы обеспечивается кольцевым пазом, который расположен напротив отверстия в поршне, когда главный тормозной цилиндр находится в свободном состоянии. Когда тормоза включаются в работу в процессе регулирования, дополнительная тормозная жидкость, которая была подана в тормозные механизмы системой регулирования тягового усилия, возвращается назад в компенсационный резервуар под давлением. Степень повышения давления на возврате определяется мгновенной производительностью тормозной системы и давлением в тормозной системе, которое было создано системой регулирования тягового усилия.

Если, при использовании тормозов, система управления переходит от регулирования тягового усилия к задействованию антиблокировочной системы тормозов, компенсационное отверстие может открыться под давлением в главном тормозном цилиндре в результате необходимости возврата тормозной жидкости в главный цилиндр во время фазы снижения давления при работе антиблокировочной системы тормозов. Давление оттока в компенсационный резервуар зависит только от давления в главном цилиндре, которым управляет водитель. Количество жидкости, которая течет обратно в резервуар в это время, зависит, по существу, от производительности тормозной системы и текущих параметров управления.

Комбинация нагрузки, перелива и выпуска в течение работы тормозов возможна, как состояние системы.

Рис. 6.4. Первичная втулка главного тормозного цилиндра тандемного типа

Первичная втулка главного тормозного цилиндра тандемного типа остается под давлением, созданным избыточной производительностью в тормозном контуре, до тех пор пока не будет достигнуто конечное положение.

Внутренний выступ первичной втулки находится под давлением и с наружной стороны и со стороны поршня, для компенсации полного давления на втулку. Это предотвращает повреждение края втулки (герметизирующий край) при выходе поршня за установленные пределы, как это бывает в главном тормозном цилиндре тандемного типа с компенсационным отверстием, где имеет место падение давления на втулке.

В принципе изменение вследствие обратного заполнения (понижение производительности при постоянном давлении) является таким же, как и изменение при отпускании педали (понижение давления при уменьшении производительности), так как край втулки находится в контакте с поршнем при снижении производительности.

В случае работы системы ESP, однако, тормозная жидкость также должна подаваться всякий раз, когда главный тормозной цилиндр приводится в действие. В этом случае насос антиблокировочной системы тормозов подает дополнительную тормозную жидкость из компенсационного резервуара. Тогда тормозная жидкость проходит через первичную втулку, вызывая складывание уплотняющего выступа, при этом между поршнем и отверстием создается кольцевой зазор. Тормозная жидкость теперь может попасть к соответствующему подающему штуцеру.

Стрелки – направление тока тормозной жидкости.

Стрелка положения – внешний край уплотняющей втулки загнут внутрь.

При отказе контура тормозной системы свободный ход увеличивается. При отказе первичного контура, первичный поршень опирается на вторичный поршень, а шток усилителя тормозов приводит последний в движение за счет механической связи (I).

Рис. 6.5. Работа главного тормозного цилиндра при неисправности первичного и второичного контуров тормозной системы

При отказе вторичного контура, вторичный поршень упирается в ограничитель в конце отверстия цилиндра, после этого давление в первичном контуре поднимается (II) (рис. 6.5).