Тормозная система нового главного тормозного цилиндра в сочетании с новым тормозным усилителем
Во всех моделях Astra-H с двигателем Z 19 DTH, а также в модели Zafira с левосторонним рулевым управлением в зависимости от конструкции встраивается новый компактный главный тормозной цилиндр. Принцип действия этого главного тормозного цилиндра типа "тандем" основан на так называемом "принципе плунжера".
В отличие от обычного главного тормозного цилиндра уплотнительные манжеты здесь встроены в корпус и больше не установлены, как ранее, на поршне. Поршни, так сказать, входят в уплотнения. Управление поршнями осуществляется, при этом, непосредственно через отверстие в корпусе. Благодаря такой конструкции можно на 25% уменьшить длину главного тормозного цилиндра типа "тандем". Кроме того, количество деталей снижено до 15. Таким образом, заметно снижаются вес, занимаемая площадь и расходы на обслуживание.
"Плунжерный главный тормозной цилиндр типа "тандем" 2 поколения" создан, как почти все тормозные цилиндры, в качестве тормозной системы с двухконтурным приводом. Контуры давления, при этом, расположены последовательно. Усилие ноги водителя, при этом, передается обычно от нажимного стержня тормозного усилителя на первичный поршень (поршень с нажимным стержнем). На конце первичного поршня установлена предварительно натянутая нажимная пружина, которая почти одновременно передает ход педали на вторичный поршень (плавающий поршень). Взаимодействие обоих поршней через пружину называется "связкой". Благодаря такой механической передаче усилия происходит заметное укорачивание свободного хода, которое, в противоположность "несвязанному главному тормозному цилиндру типа тандем", вызывает самопроизвольное срабатывание вторичного контура тормозного привода.
В ранее применяемой системе происходит срабатывание вторичного поршня через давление в системе тормозного привода первичного контура. Благодаря этому возникает удлиненный свободный ход, так как сначала нужно создать необходимое давление. Вторая нажимная пружина сзади вторичного поршня берет на себя функцию возврата в исходное положение. Она рассчитана такой сильной, что преодолевает коэффициент трения уплотнительной манжеты, но одновременно также достаточно слабой, чтобы сдвигаться при приведении в действие тормозной системы от нажимной пружины первичного контура.
Обзор главного тормозного цилиндра типа "тандем"
| 1 | Соединения для компенсационного бачка | 5 | Нажимная пружина |
|---|---|---|---|
| 2 | Корпус главного тормозного цилиндра типа "тандем" | 6 | Вторичный поршень (плавающий поршень) |
| 3 | Первичный поршень (поршень с нажимным стержнем) | 7 | Уплотнительная манжета вторичного контура |
| 4 | Уплотнительная манжета первичного контура | 8 | Возвратная пружина |
В нейтральном положении сохраняется безнапорное соединение между главным тормозным цилиндром типа "тандем" и компенсационным бачком. Таким образом, обеспечивается выравнивание давления и объема в тормозной системе. При приведении в действие тормозной системы "связанные" поршни одновременно вдвигаются после преодоления небольшого свободного хода в уплотнительную манжету. В таком случае, прерывается соединение с безнапорным компенсационным бачком. После прилегания резиновых деталей уплотнения начинается смещение объема тормозной жидкости, теперь тормозная система находится под давлением. После отпускания тормоза поршни сдвигаются назад через возвратную пружину до возобновления безнапорного соединения между главным тормозным цилиндром типа "тандем" и компенсационным бачком.
| I | Главный тормозной цилиндр типа "тандем" в нейтральном положении | II | Главный тормозной цилиндр типа "тандем" после преодоления свободного хода |
|---|---|---|---|
| 1 | Уплотнительная манжета | ||
| 2 | Циркулирующая канавка для заливки тормозной жидкости | ||
| 3 | Первичный или вторичный поршень | ||
| 4 | Проходное отверстие в поршне |
У автомобилей с системой ESP или противобуксовочной системой регулирования привода ведущих колес при срабатывании системы благодаря подсосу должна обеспечиваться потребность в необходимом объеме тормозной жидкости. Так как время срабатывания насоса АБС зависит от значений сопротивления на впуске, отверстия и каналы выполняются с максимально возможными сечениями.
При срабатывании противобуксовочной системы регулирования привода ведущих колес потребность в тормозной жидкости покрывается через циркулирующую канавку для заливки тормозной жидкости, которая в нейтральном состоянии главного тормозного цилиндра типа "тандем" замыкается проходным отверстием в поршне. Если тормоз обслуживается во время процесса регулирования, благодаря срабатыванию противобуксовочной системы регулирования привода ведущих колес дополнительная тормозная жидкость в тормозах снова стекает в расширительный бачок после отпускания тормоза под давлением. Уровень давления стекания, при этом, выравнивается по моментальному объему тормозной жидкости в тормозной системе и давлению в системе тормозного привода, установленному на стороне противобуксовочной системы.
Если система, вследствие приведения в действие тормоза регулированием противобуксовочной системы, переходит к регулированию АБС, то благодаря обратной подаче тормозной жидкости в главный тормозной цилиндр типа "тандем" во время фазы снижения давления регулирования АБС, может происходить открытие разгрузочного отверстия при полном давлении в главном тормозном цилиндре типа "тандем". Давление перепуска в компенсационном бачке зависит только от установленного водителем давления в главном тормозном цилиндре типа "тандем". Объем, который, при этом, стекает в бачок, в основном зависит от потребленного объема тормозной системы и текущих параметров регулирования.
В зависимости от системы, при приведении в действие тормоза возможна комбинация нагрузки, давления перепуска и отпускания тормоза.
Манжета поршня главного тормозного цилиндра типа "тандем" перед достижением конечного положения еще короткое время находится под давлением, которое создается благодаря избыточному объему в контуре тормозного привода.
Внутренняя кромка манжеты поршня главного тормозного цилиндра, при этом, нагружена давлением не только с наружной стороны, но и со стороны поршня, так что, в целом, давление в манжете выровнено. Благодаря этому предотвращается повреждение пятки манжеты (уплотнительной кромки) при наезде поршня, как при главном тормозном цилиндре типа "тандем" с компенсационным отверстием, при котором преобладает перепад давления на манжете.
В основном, нагрузка благодаря перепуску (снижение объема при постоянном давлении) такая же, как благодаря отпусканию тормоза (снижение давления через уменьшение объема), так как пятка манжеты во время снижения давления имеет контакт с поршнем.
Но в случае регулирования системы ESP, тормозная жидкость также должна подсасываться, когда приводится в действие главный тормозной цилиндр типа "тандем". В этом случае насос АБС дополнительно подсасывает тормозную жидкость из компенсационного бачка. Затем тормозная жидкость направляется к манжете поршня главного тормозного цилиндра, откидывает, при этом, наружную кромку уплотнения внутрь и, следовательно, освобождает кольцевой зазор между поршнем и отверстием. Тормозная жидкость теперь может передаваться дальше к соответствующему соединению под давлением.
Стрелки - направление течения тормозной жидкости
Позиционная стрелка - наружная кромка уплотнительной манжеты откинута внутрь
Отказ контура тормозного привода
При отказе контура тормозного привода происходит увеличение свободного хода на длину хода выпадающего контура. При отказе первичного контура первичный поршень опирается на вторичный поршень и приводит его в действие через механическую передачу усилия нажимного стержня тормозного усилителя I).
При отказе вторичного контура вторичный поршень доходит до упора в конце отверстия, после чего восстанавливается давление в первичном контуре (II).