Электроусилитель тормозов принцип работы

Усилитель руля в случае легковых автомобилей повышает комфорт вождения, в то время как на грузовиках без него обойтись совершенно невозможно, так как управлять автомобилем без такого оборудования очень сложно. Изначально в машинах применялся усилитель гидравлического типа (ГУР), в котором основную работу выполняла жидкость под давлением.

Усилитель руля получил довольно широкое распространение и до сих пор используется как в легковых автомобилях, так и в специализированной технике. Но у этого типа гидроусилителя есть конкурент, причем довольно серьезный: электроусилитель (сокр. EUR, EURU).

Этот вид уже приобрел достаточно широкую популярность, и многие автопроизводители устанавливают его на свои модели. Существует тенденция, что в некоторых классах автомобилей EUR полностью заменяет гидроусилитель руля. Поэтому следует подробно рассмотреть устройство электроусилителя руля, конструктивные особенности, виды, плюсы и минусы.

Основная задача ЭУР такая же, как и у гидроусилителя – создавать дополнительное усилие на рулевом механизме для облегчения управления автомобилем. Кроме того, работа усилителя не должна влиять на «обратную связь», чтобы водитель постоянно «слышал» дорогу.

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электрического усилителя, поскольку он идентичен для всех существующих типов. Также в конструкции используются те же компоненты, но их расположение может отличаться.

Итак, электрический усилитель состоит из:

• Исполнительный механизм;
• Устройство управления;
• Датчики слежения.

Эти компоненты присутствуют во всех типах евро. Кроме того, некоторые типы могут также использовать информацию от других датчиков: скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Привод создает усилие, облегчая управление автомобилем. Он состоит из электродвигателя и силовой передачи. Что касается двигателя, то в конструкции ЭУР используется электронная почта асинхронного или синхронного двигателя бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность агрегата.

В ЭУР используются разные типы силовых передач (в зависимости от типа) – червячная, шестеренчатая или шариковинтовая. Часто силовую передачу привода называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «управляет» работой исполнительного механизма. Именно он подает на электродвигатель электрический ток (строго определенных параметров), обеспечивая его включение в работу. Импульсируя исполнительный механизм, ЭБУ руководствуется показаниями датчика, используемыми в конструкции ЭУР.

Датчики

Таких датчиков несколько, каждый из которых собирает определенную информацию и передает ее блоку управления. Главный из них – датчик крутящего момента (также называемый датчиком силы), который определяет, какое усилие водитель приложил к рулевому колесу. В конструкции также используется датчик угла поворота рулевого колеса. По желанию ЭУР может также использовать информацию о скорости автомобиля и количестве оборотов силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Усилие рулевого управления измеряется с помощью торсиона, установленного в валу рулевой колонки. Вал, в свою очередь, состоит из двух: входного и выходного, соединенных торсионом. При приложении силы он скручивается (чем больше усилий, тем больше угол закручивания), и валы перемещаются относительно друг друга.

Этот угол и «захватывает» датчик, после чего передает полученную информацию в блок управления. На основе этих данных устройство рассчитывает, какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. Величина усилия, которое будет компенсировать усилитель, напрямую зависит от этого датчика.

Стоит отметить, что сам торсион жестко соединен с валами рулевой колонки и может поворачиваться только на определенный угол, поэтому даже при выходе из строя ЭУР контроль над автомобилем сохраняется.

Датчик угла поворота рулевого колеса определяет, в каком направлении водитель начал поворачивать рулевое колесо, и благодаря поступающей от него информации блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Часто датчики угла поворота рулевого колеса и момента совмещают в одной конструкции. Оба расположены на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что на электродвигателе также установлен датчик обратной связи, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Использование других датчиков работы ЭУР – скорости движения и параметров двигателя, позволяет настроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Датчики в конструкции постоянно отслеживают положение рулевой колонки. В случае поворота они фиксируют изменения и передают информацию в блок управления. Он, в свою очередь, рассчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении с помощью сервопривода двигатель создает усилие на рулевое управление. В общем, все довольно просто. Но здесь стоит помнить, что в разных условиях бывают разные режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Виды и их особенности

Как уже отмечалось, в устройстве ESD используются те же строительные блоки, но с другой компоновкой. Все применяемые системы электроусилителя руля можно разделить на:

• Встроенная рулевая колонка;
• Рулевое управление установлено;

Особенность первого типа в том, что все компоненты объединены в единую конструкцию, закрепленную на рулевой колонке. В таком механизме используется силовая передача червячной передачи, которая воздействует на вал рулевой колонки (червяк соединен с ротором электродвигателя, а шестерня, с которой он зацеплен, находится на валу рулевой колонки, после торсиона бар). Этот вид евро является самым дешевым и встречается на автомобилях бюджетного сегмента.

EUR интегрирован в рулевую колонку

Что касается усилителей, установленных на рулевом управлении, то эти типы имеют отдельную конструкцию: датчики установлены на колонке, блок управления находится где-то в салоне, а двигатель с коробкой передач – на рулевом.

Кроме того, существует несколько видов евро с такой раскладкой:

• С червячной передачей;
• Двойной вал;
• Шариковый винт;

С червячным редуктором

Если рассматривать общую концепцию ЭУР, установленного на рулевой колонке, и отдельного усилителя с червячной передачей, то разница между ними сводится только к тому, что во втором варианте исполнительный механизм расположен близко к рулевому механизму, хотя все же используется червяк с шестерней (установлен на валу рулевой колонки).

Червячный редуктор EUR

Двухвальный ЭУР

С момента своего создания двухвальный тип ЭУР был очень популярен, но сейчас используется гораздо реже. Конструкция этого типа усилителя очень интересна: здесь шарнир «рулевая колонка» остался неизменным (как на автомобиле без усилителя).

Двойной вал EUR от компании ZF

То есть на конце вала колонны, находящегося в постоянном зацеплении с рейкой, установлена шестерня. Но в рулевом механизме с другой стороны корпуса установлен исполнительный механизм, состоящий из электродвигателя, на валу которого также установлена шестерня, которая также взаимодействует с рейкой. Для этого на рейку необходимо нанести дополнительный зубчатый сектор.

Схема двухдерева EUR

Работает этот механизм очень просто: водитель, как в машине без усилителя, перемещает стойку через шестерню. В то же время блок управления включает электродвигатель, который благодаря коробке передач помогает ему двигать.

Шарико-винтовой усилитель

Последний тип – шарико-винтовая передача. В этом ЭУР усилие также передается на рулевую рейку, а не на валы колонок. Но сделано это с помощью шариковой гайки. Для передачи усилия используются шарики, которые перемещаются по винтовой канавке, выполненной на рельсе.

ШВП EUR с ременным приводом

Принцип действия этого типа рулевого управления с электроусилителем сводится к тому, что сила, создаваемая электродвигателем, передается на гайку, установленную на рельсе (через ременную передачу), или напрямую, когда электродвигатель встроен в рулевое управление стойка. В результате гайка начинает вращаться, при этом из-за конструкции корпуса ее нельзя перемещать в продольном направлении. Таким образом, вращение гайки приводит к перемещению самой стойки, создавая тем самым дополнительную силу на рулевой механизм.

EUR с шарико-винтовой парой и встроенным электродвигателем

Каждый из этих типов имеет определенные преимущества и недостатки, влияющие на их преобладание над автомобилями. Например, устройство, установленное на рулевой колонке, отличается невысокой стоимостью, но при этом невысокой информативностью. Что касается шарико-винтовой пары EUR, то она считается лучшей с точки зрения информативности, но очень сложна в обслуживании и дорога.

Режимы работы

Теперь о режимах работы. Дело в том, что в разных условиях движения необходимо создавать определенное усилие. Кроме того, некоторые режимы направлены на повышение комфорта.

Можно отметить основные режимы работы ЭУР:

• Стоянка;
• Езда на высокой скорости;
• Шлем;
• Возврат колес в центральное положение.

Парковка автомобиля отличается необходимостью поворачивать колеса на большой угол, при этом на минимальной скорости или даже на месте. Поэтому усилие на рулевом колесе при парковке значительное. Чтобы компенсировать это, ЭУР начинает работать в условиях создания максимальных усилий.

Но при движении на высокой скорости, чтобы обеспечить хорошее информационное наполнение, чтобы водитель не терял чувство дороги, во время маневров ЭУР практически не используется или создает мало усилий.

Режим вождения интересный. Условия вождения автомобиля могут быть самыми разными: дорога с уклоном в одну сторону, влияние внешних факторов (боковой ветер, разное давление в колесах). Все приводит к тому, что машина «уносит» в любую сторону. Режим рулевого управления обеспечивает прямолинейное движение автомобиля, а ЭУР делает это без участия водителя.

Также есть режим возврата колес в центральное положение, когда уменьшается усилие на рулевом колесе. Это происходит в конце кривой, когда водитель «отпускает рулевое колесо», блок управления вычисляет требуемый крутящий момент с помощью датчиков и возвращает колеса в центральное положение благодаря усилителю электрического тормоза.

Описанные в EUR режимы работы активируются автоматически (благодаря информации от дополнительных датчиков). Но этот усилитель также позволяет водителю устанавливать свои собственные специфические режимы: «Спорт», «Нормальный», «Комфорт».

Разница между режимами сводится к изменению реакции EUR на условия движения. Например, в режиме «Спорт» предоставляется больше информации (рулевое колесо «тяжелее»), а в режиме «Комфорт» создается больше усилий, обеспечивая удобство управления автомобилем. «Норма» – это промежуточное положение, где на малых оборотах ЭУР работает на максимум, а на высоких – с минимальным усилием.

Достоинства и недостатки

Как и у любого устройства, у электроусилителя руля есть свои плюсы и минусы. К преимуществам EUR можно отнести:

• Повышение экономичности автомобиля. ЭУР не «забирает» мощность силовой установки, а включается в работу даже только при повороте руля;
• Легкость конструкции и меньшая металлоемкость;
• Компактность;
• Не требует обслуживания;
• Тишина;
• Возможность установить режим работы.

Благодаря этим преимуществам ESD распространился. Но и минусы этого типа гидроусилителя тоже значительны. Среди основных недостатков отметим:

• Меньше информативности (по сравнению с гидроусилителем);
• Возможность сбоев в работе электронной части, что приводит к некорректной работе;
• Все комплектующие практически не подлежат ремонту, а стоимость ремонта тех агрегатов, которые еще поддаются, очень высока;
• Малая мощность привода, что делает невозможным использование ЭУР на ряде легковых автомобилей (внедорожники, микроавтобусы, грузовики);
• Вероятность отключения ЭУР при перегреве электродвигателя (возникает при движении в сложных условиях, когда усилитель работает постоянно).

В целом электроусилитель руля является достойным конкурентом гидроусилителя руля и применяется все чаще и чаще, хотя вряд ли когда-либо его заменит полностью.

Рассмотрим принцип работы электроусилителя руля, устройство, схему, плюсы и минусы, а также основные неисправности. В конце статьи смотрите видео – принцип работы электрического усилителя.

Содержание статьи:

• Что такое электрический усилитель
• Устройство механизма
• Схема
• Принцип действия
• Преимущества и недостатки
• Серьезные неисправности
• Ремонт запчастей и цена
• Видео

Электроусилитель руля автомобиля (электроусилитель руля) – предназначен для минимизации усилий водителя при повороте руля. Таким образом повышается комфорт и безопасность. Главное преимущество – полное отсутствие в системе гидроэлементов и механизмов, что также увеличивает безопасность автомобиля. Благодаря электронике, питающей усилитель, инженерам удалось реализовать множество дополнительных функций, которые невозможно установить на гидроусилитель.

Что такое электроусилитель руля

Электроусилитель – это высокотехнологичный агрегат, который исключает гидравлику и работает полностью на основе электроники. Если сравнивать гидравлику и электронику, последняя стремительно набирает популярность как среди водителей, так и среди производителей. Главное преимущество – стоимость изготовления, которая на порядок ниже сантехнической, к тому же практически не требует внимания.

Большая часть управления осуществляется датчиками и электроникой, которые следят за действиями водителя, анализируют полученные данные и передают сигналы исполнительным механизмам для поворота колес. Среди частых отказов они чаще связаны с дефектом, дефектами обращения, износом деталей и т.д. Между тем производитель учитывает всевозможные недостатки и по возможности устраняет их. В целом по качеству и комфорту главное преимущество – отсутствие вибраций и передачи ударов на руль.

Как устроен электроусилитель руля автомобиля

Если основное назначение электроусилителя понятно, то принцип устройства полностью отличается от классического рулевого управления с гидроусилителем. Сегодня устройство ЭУР (электрический силовой агрегат) во многом зависит от производителя автомобиля, но специалисты выделяют классический вариант, устройство которого не меняется. В стандартную комплектацию входят электродвигатель на рулевой колонке, механическая трансмиссия (КПП) и система управления на базе электронного блока. Каждая из перечисленных деталей играет важную роль.

Например, электродвигатель (электродвигатель), обычно асинхронный, приводит в действие усилитель рулевого управления. Хотя здесь существует несколько схем и принципов установки такого электродвигателя. Первый вариант – электродвигатель передает усилие прямо на рулевой вал. Механизм устанавливается на рулевую колонку через механическую передачу (шестеренчатую или червячную передачу), усилие передается от двигателя на рулевое колесо. Как показывает практика, такой вариант устройства электроусилителя служит дольше собственного и менее востребован.

Второй вариант установки, когда электродвигатель передает усилие на саму стойку. Можно сказать, что это более практичный вариант электроусилителя и более популярный (распространенный) среди современных автомобилей. Есть два основных подвида, когда передача мощности происходит через две передачи или посредством параллельной передачи. При параллельном приводе мощность электродвигателя передается непосредственно на рулевую рейку всего механизма через ремень или шарико-винт. Если ЭУР основан на двух передачах, усилие передается на рулевую рейку от рулевого колеса за счет одной передачи. Что касается второй передачи, то сила на нее передается через электродвигатель.

Не менее важным элементом электрического усилителя является коробка передач. Похоже на механическую трансмиссию, состоящую из шестерни и червячного элемента. В зависимости от устройства электроусилителя и самой модели автомобиля это соединение может менять форму, как и само устройство. Основная задача – преобразовать усилие рулевого управления на рейке или с руля на электродвигатель. Детали соединяются между собой, как правило, под углом 90 градусов.

Последней и незаменимой частью электроусилителя руля является электронный блок управления. Можно сказать, что это сердце всего механизма, поскольку именно он принимает сигналы, обрабатывает их и решает дальнейшие действия других механизмов системы. По составу конструкции – набор микросхем, логический блок, предохранители и другие элементы, отвечающие за работу электронной платы.

Помимо перечисленных основных механизмов, также различают датчики поворота рулевого колеса (левый и правый), датчики крутящего момента (реактивной силы). Существуют также защитные механизмы, предназначенные для контроля и минимизации определенных значений. Например, угол поворота рулевого колеса – признание стиля вождения, спортивного или обычного городского. Скорость вращения колес – в зависимости от пожелания водителя или выбранного режима подвески. Такие элементы отвечают не только за электроусилитель руля, но и за управление другими частями автомобиля (подвеской, двигателем и трансмиссией). Благодаря использованию электроники в гидроусилителе руля инженерам удалось объединить ранее отдельные механизмы в один и с помощью электронных блоков управления научить их взаимодействовать друг с другом.

Схема электроусилителя руля автомобиля

1. колесо;
2. рулевая колонка;
3. карданный вал для передачи рулевого усилия;
4. усилитель электродвигателя (электродвигатель);
5. датчик определения крутящего момента;
6. рулевое управление;
7. электронный блок управления усилителем.

В зависимости от марки и модели вашего автомобиля смех с электроусилителем руля может быть разным. Кроме того, могут быть установлены дополнительные датчики, а также связь с другими системами безопасности и комфорта.

Как работает электроусилитель рулевого управления авто

В свою очередь, датчики угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента считывают информацию и передают ее в электронный блок управления. ЭБУ вычисляет полученную информацию, сравнивает данные с другими датчиками и системами и, следовательно, вычисляет силу для электродвигателя, которую необходимо приложить, чтобы облегчить водителю поворот рулевого колеса.

Мотор усилителя не отступает. Получив команду от блока управления, он начинает действовать на рулевой вал или на рулевую рейку (в зависимости от типа электроусилителя тормозов). Скорость электродвигателя усилителя прямо пропорциональна силе тока. Чем больше тока подается на электродвигатель, тем быстрее вращается механизм, соответственно, чем меньше ток, тем медленнее будет вращаться электродвигатель. Помимо основного принципа работы механизмов электроусилителя руля, также выделяются ситуации, когда механизм будет работать в разных режимах (некоторые детали меняют настройки). Выделяют 5 основных ситуаций:

• система поддерживает колеса в центральном, базовом положении;
• машина едет с небольшой скоростью;
• механизм возвращает колеса в центральное положение из крайнего положения;
• машина поворачивает на большой скорости;
• другие варианты поворота автомобиля на нормально допустимой скорости.

именно по этим режимам можно делать выводы о качестве электрического усилителя, а также о его возможностях, комфорте и безопасности. После обработки всей цепи, в конечном итоге, усилие рулевого управления передается на рейку, рулевые тяги и ведущие колеса, чтобы изменить траекторию движения автомобиля.

Положительные и отрицательные моменты электроусилителя руля

Как и у любого механизма, у электроусилителя руля есть положительные и отрицательные стороны, как с точки зрения комфорта, так и с точки зрения конструкции механизма. Для начала рассмотрим минусы механизма:

• механизм электроусилителя применяется в основном на легковых автомобилях, так как мощности на грузовики не хватает (в прошлом году Volvo работала над электроусилителем для грузовиков);
• высокая стоимость по сравнению с гидравликой;
• защита от низкой влажности.

Из плюсов электроусилителя можно отметить:

• значительная экономия топлива, так как отсутствует нагрузка на двигатель;
• надежность (без гидравлической системы и без возможности утечки жидкости);
• лучшее взаимодействие водителя и механизма;
• отсутствие передачи колебаний от колес на руль;
• простота обслуживания и компактность механизмов;
• широкий спектр возможностей настройки функций;
• возможность реализации других вспомогательных систем для водителя.

Это минимальный список того, что может быть хорошего и плохого в электроусилителе руля. Основным и самым большим преимуществом отличия от гидравлики является возможность внедрения дополнительных систем безопасности, например, автопилота, системы автоматической парковки, рулевого механизма и удержания автомобиля в полосе движения, а также десятки других возможностей.

Частые неисправности электроусилителя

Каким бы идеальным ни был механизм электроусилителя, отдельные детали рано или поздно придется отремонтировать или заменить. Чтобы понять, чем такой механизм может расстроить водителя, мы рассмотрим самые основные и частые неисправности механизма. Первым и основным признаком неисправности электроусилителя является появление соответствующего индикатора, в виде рулевого колеса с восклицательным знаком на панели приборов. Не исключен вариант, когда вместо изображения руля производитель использует сокращенную надпись «EPS». По сути, это одно и то же, только разница в сроках стандартизации и производства автомобиля.

Как показывает практика и статистика, датчики очень часто идут от технических деталей, в частности датчика угла поворота рулевого колеса и датчика крутящего момента. Электродвигатель тоже может выйти из строя, ведь основное управление и постоянное движение осуществляется за его счет. В заключение, электронный диск в современных автомобилях также относится к неисправностям, из-за которых считывается угол поворота рулевого колеса, а также резкость и усилие.

Меньше всего выходит из строя электронный блок управления, так как в нем устроено параллельное управление. Другими словами, в большинстве ЭБУ устанавливается еще один резервный блок на случай выхода из строя первого. К тому же такое устройство позволяет равномерно распределять нагрузку при обработке полученной информации. Можно сказать, что чаще всего выходят из строя мобильные механизмы, хотя производители учитывают все эти недостатки и модифицируют их для повышения безопасности и комфорта. Современные автомобили в своем комплекте включают не только классический электроусилитель, но и паразитируют на других системах безопасности, используя свои датчики и информацию, обрабатываемую блоками управления.

Стоимость деталей и ремонт электроусилителя

Как уже было сказано, электроусилитель не экстравагантен, но все же чего можно ожидать, когда выйдет та или иная часть механизма, сколько будет стоить такой ремонт и как примерно будут выниматься детали из кармана. Для начала рассмотрим стоимость деталей для электрического усилителя, так как большинство ремонтов можно провести самостоятельно.

Стоимость деталей на электроусилитель руля автомобиля
Имя	Марка, модель автомобиля	Цена от, руб.	Цена от, грн
Стойка	Лексус CT200H, GS300	24100	9512
Электродвигатель	ВАЗ Калина	7500	3000
Блок управления	Nissan X-Trail T31	3450	1359
Стойка	Тойота РАВ-4 2006-2012	16950	6761
Блок управления	Chevrolet Captiva C140	1350	541
Проводка	ВАЗ 1118	1875 г	750

Казалось бы, ЭБУ должен быть самым дорогим, но как показывает практика, только 1% из 100% отказов вызваны ЭБУ, а остальные проблемы возникают с рулевой рейкой, электродвигателем или прочей ерундой. Учитывая состояние дороги и непредсказуемые ситуации, основные удары и вибрации возникают на электродвигателе и конструкция самого этого элемента непроста.

Соответственно, в этом и причина такой высокой стоимости, чем дороже и выше класс автомобиля, тем дороже детали электроусилителя. Если по каким-то причинам самостоятельно отремонтировать в домашних условиях не представляется возможным, учитывайте, сколько будет стоить такой ремонт на заправке.

Стоимость ремонта и обслуживания электронных устройств
Имя	Цена от, руб.	Цена от, грн
Снятие и установка рулевой рейки	1250–3750	500-1500
Ремонт рулевой рейки	3750-7500	1500–3000
Регулировка стойки (без опускания подрамника)	250-500	100-200
Регулировка стойки (при опускании носилок)	500–1250	200-500
Диагностика элементов ЭГУ (двигатель, датчики, шестерни) на стенде	500	200

Стоимость ремонта не самая дешевая, но и не такая высокая, как у гидроусилителя. Сложнее всего будет с электродвигателем, так как прибор точный и требует практики для ремонта таких элементов. Что касается электроусилителя в целом, то система не только повысила комфорт водителя и безопасность автомобиля в целом, но и позволила установить множество дополнительных вспомогательных систем. Кроме того, существует неограниченный полет фантазий по внедрению новых систем, которые в будущем могут полностью заменить водителя или существенно облегчить управление.

Видеообзор принципа работы электроусилителя руля:

Усилители тормозных приводов

Для облегчения работы водителя при торможении, а также для уменьшения тормозного пути автомобиля в гидравлических тормозных приводах используются усилители, использующие для работы разрежение во впускном патрубке двигателя. Пневматический привод не требует специального усилителя: энергия сжатого воздуха позволяет создавать в тормозных механизмах моменты, достаточные для торможения транспортного средства любой массы и на любой скорости.

Усилители гидравлических приводов тормозов делятся на вакуумные и гидровакуумные. Если усилитель расположен между педалью тормоза и главным цилиндром, он называется вакуумным, если усилитель подключен непосредственно к гидравлической части привода, это называется гидравлическим вакуумом.

Гидровакуумный усилитель тормозного привода

Гидравлический вакуумный усилитель (рис. 1) состоит из трех основных частей: гидроцилиндра, вакуумной камеры и регулирующего клапана.
Поршень шарового клапана перемещается в цилиндр гидроусилителя, соединенный с главным цилиндром. Поршень соединен с толкателем штифтом, который плотно входит в отверстие поршня и образует определенное пространство с отверстием толкателя.

Поршень имеет прорези для толкателя клапана, который представляет собой плоский кронштейн с наконечником на конце, который может перемещаться относительно поршня на небольшое расстояние.
В баллоне установлены перепускной клапан для выпуска воздуха и штуцер для подключения трубопровода. Движение поршня ограничено упорной шайбой со стороны вакуумной камеры.

Корпус вакуумной камеры состоит из двух формованных чашек, соединенных зажимами. Края мембраны зажаты между чашками, прижимаясь пружиной, соединенной через пластину с толкателем поршня. Левая полость вакуумной камеры перед диафрагмой соединена шлангом с полостью корпуса регулирующего клапана, а правая полость за диафрагмой соединена с впускным коллектором двигателя.
Регулирующий клапан состоит из поршня и диафрагмы, расположенных между двумя частями корпуса регулирующего клапана. Вакуумный и воздушный клапаны соединены штоком, удерживаемым в нижнем положении пружиной.
Воздушный фильтр регулирующего клапана связан с внешней средой (атмосферой).

В исходном положении под действием пружины воздушный клапан, расположенный на одном штоке с вакуумным клапаном, закрывается. При этом правая полость вакуумной камеры, в которой создавался вакуум, сообщается через открытый вакуумный клапан с левой полостью. Мембрана вакуумной камеры покоится.

Под действием силы, приложенной к педали тормоза, жидкость из главного цилиндра по трубопроводу поступает в гидроцилиндр усилителя и через открытый шаровой кран поступает в колесные цилиндры. По мере увеличения силы, действующей на педаль, давление жидкости увеличивается, и поршень регулирующего клапана вместе с диафрагмой и седлом вакуумного клапана поднимается, преодолевая сопротивление возвратной пружины диафрагмы. В этом случае седло прижимается к вакуумному клапану, в результате чего полости мембраны усилителя разъединяются.
При дальнейшем движении поршня и перемещении вакуумного клапана, соединенного штоком с воздушным клапаном, последний открывается, преодолевая сопротивление своей пружины, в результате чего воздух из окружающей среды вытекает из полости управления клапана в левой полости вакуумной камеры усилителя.

Правая полость вакуумной камеры остается подключенной к впускному коллектору двигателя. Из-за разницы давлений в полостях вакуумной камеры ее мембрана изгибается, смещая поршень гидроцилиндра вместе со штоком.
Шаровой кран закрывается, и поршень гидроцилиндра создает дополнительное давление на жидкость, в результате чего давление в тормозных цилиндрах колес увеличивается.

Последующее действие регулирующего клапана гарантирует, что сила, прикладываемая к педали тормоза, пропорциональна дополнительной силе, развиваемой гидроусилителем тормозов. Отсутствие ведомого механизма в усилителе привело бы к постепенному увеличению давления жидкости в трансмиссии до полной остановки автомобиля даже при небольшом усилии на педали тормоза.

Устройство слежения за гидроусилителем вакуума работает следующим образом.
Когда автомобиль тормозит, давление тормозной жидкости, действующее на поршень регулирующего клапана снизу, и пружина клапана, и давление воздуха сверху в какой-то момент уравновешиваются. Диафрагма регулирующего клапана опускается, воздушный клапан закрывается, и поток воздуха в левую полость вакуумной камеры усилителя прекращается.
Если водитель сильнее нажимал на педаль, то под действием дополнительной порции тормозной жидкости поршень регулирующего клапана поднимается, баланс нарушается, воздушный клапан снова приоткрывается, пропуская дополнительную порцию воздуха в левая полость вакуумной камеры. Давление на мембрану вакуумной камеры увеличится, соответственно увеличится сила, создаваемая поршнем гидроцилиндра усилителя, после чего снова появится состояние равновесия.

Когда тормоз отпускается, давление жидкости, действующее на поршень клапана, уменьшается. Опускается мембрана клапана, закрывается воздушный канал, открывается вакуумный клапан. Левая полость вакуумной камеры сообщается с правой полостью, и давление в них выравнивается. Возвратная пружина мембраны вакуумной камеры возвращает толкатель вместе с поршнем гидроцилиндра в исходное положение.
Толкатель клапана, достигнув упорной шайбы, остановится и откроет шаровой клапан своим наконечником.

Когда двигатель останавливается, запорный клапан автоматически отключает гидроусилитель вакуума и линию всасывания, в результате чего в усилителе в течение некоторого времени поддерживается низкое давление, позволяя одно или два торможения, когда двигатель не работает. Впоследствии эффективность торможения значительно снизится, что отразится на необходимости приложения значительного усилия к педали тормоза, поскольку усилитель не работает, когда двигатель не работает.

Вакуумный усилитель тормозного привода

Пылесос отличается от гидравлического пылесоса тем, что он механически связан непосредственно с педалью тормоза, поэтому на автомобилях он располагается рядом с этой педалью сбоку от моторного отсека.
Гидравлический усилитель тормозов встроен в гидравлическую трансмиссию после главного тормозного цилиндра и соединен с ним через трубопровод, поэтому его можно разместить в любом месте автомобиля.

В корпусе вакуумного усилителя расположены диафрагма и поршень (рис. 2), что обеспечивает его деформацию за счет удлинения его цилиндрической направляющей. В трубчатой части поршня расположен плоский клапан, который взаимодействует с двумя седлами: внешним и внутренним. Внешнее седло принадлежит корпусу поршня и позволяет разъединять левую и правую полости усилителя. Внутреннее седло принадлежит плунжеру, соединенному со штоком педали тормоза.

В отпущенном состоянии при отпускании педали внутреннее седло клапана прижимается к клапану, а между внешним седлом и клапаном имеется зазор, соединяющий левую и правую полость (от педали тормоза) с каналом, так как в результате чего в обеих полостях устанавливается одинаковое низкое давление.

При нажатии на педаль плунжер выбирает зазор, после чего продолжает движение поршня влево и, проталкивая перед собой резиновый диск, приводит в движение главный цилиндр. В то же время внешний клапан закрывается, а внутренний клапан открывается. Воздух через фильтр и канал попадает в правую полость усилителя.
Разница давлений между полостями создает силу, которая передается через пружину на шток главного цилиндра, добавляя к силе, приложенной к этому штоку пилотом через педаль, шток и плунжер. Давление воздуха в правой полости, определяющее силу, создаваемую усилителем, устанавливается при закрытом внутреннем клапане.

Недостатком такой конструкции усилителя является то, что, будучи конструктивно соединенным с педалью тормоза, он может размещаться только в моторном отсеке, который в современных автомобилях (особенно легковых) недостаточно велик. Поэтому на легковых автомобилях применяется исполнительный механизм усилителя, состоящий из двух мембран, что позволяет уменьшить диаметр усилителя.

Как и в гидравлическом вакууме, вакуумный усилитель имеет запорный клапан, который позволяет поддерживать вакуум в вакуумной камере в течение некоторого времени после выключения двигателя и выполнения одной или двух операций торможения. Когда этот резерв исчерпан, эффективность торможения будет зависеть только от физического усилия, прилагаемого водителем к педали тормоза.