Общие сведения Volvo XC60 с 2008 года

1. Общие сведения

Схема тормозной системы:

1. Датчик частоты вращения колеса.
2. Вакуумный усилитель тормозов.
3. Тормозной шланг.
4. Тормозной суппорт.
5. Тормозной диск.
6. Тормозной трубопровод.
7. Блок управления тормозами (BCM).
8. Защитная панель.
9. Вакуумный насос.

Автомобиль оборудован двумя независимыми друг от друга тормозными системами – рабочей и стояночной.

Рабочая тормозная система управляется с помощью педали тормоза. Привод на тормозные механизмы всех четырех колес осуществляется посредством гидравлической системы.

Гидравлические контуры тормозной системы:

1. Первичный контур.
2. Вторичный контур.
3. Главный тормозной цилиндр.
4. Блок управления тормозами (BCM).

Гидравлическая тормозная система состоит из двух диагональных контуров – первичного и вторичного.

Первичный гидравлический контур (1) включает в себя:

• заднюю камеру главного тормозного цилиндра;
• рабочие цилиндры переднего правого и заднего левого тормозных суппортов.

Вторичный гидравлический контур (2) включает в себя:

• переднюю камеру главного тормозного цилиндра;
• рабочие цилиндры переднего левого и заднего правого тормозных суппортов.

От главного тормозного цилиндра (3) идут два тормозных трубопровода к блоку управления тормозами (BCM) (4), а от него тормозные магистрали идут непосредственно к колесным тормозным механизмам.

Для оптимальной работы тормозов используются следующие системы управления:

• антиблокировочная тормозная система (ABS);
• электронная система распределения тормозных сил (EBD);
• система динамической стабилизации и контроля тягового усилия (DSTC);
• система помощи при экстренном торможении (EBA);
• тормозные суппорты с функцией задержки (FBS);
• система оповещения о готовности к торможению (RAB);
• система поддержания тормозного давления (BPS) на автомобилях без вакуумного насоса.

Тормозные суппорты с функцией задержки помогают водителю увеличивать тормозное давление в системе в случае экстренного торможения. Благодаря этой функции компенсируется большое усилие на педали тормоза, которое обычно требуется при нагреве тормозных дисков. Система сравнивает давление в главном тормозном цилиндре со степенью замедления автомобиля. Если замедление недостаточное, давление в магистралях тормозной системы с помощью гидравлического блока автоматически повышается до достижения максимального замедления (до активации системы ABS).

Система оповещения о готовности тормозов RAB работает следующим образом. Для того, чтобы тормозная система была постоянно готова к любому внезапному торможению, она находится под давлением. Система RAB определяет скорость, с которой водитель отпускает педаль акселератора. Если это происходит быстро, гидравлический блок начинает предварительно заполнять тормозные суппорты. Благодаря этому зазор между тормозными колодками и дисками уменьшается, вследствие чего сокращается время реакции тормозной системы. Для срабатывания системы RAB водитель не должен нажимать на педаль тормоза – достаточно просто быстро отпустить педаль акселератора.

Системой поддержания тормозного давления BPS оборудуются автомобили без вакуумного насоса. Данная система размещается между впускным коллектором двигателя и вакуумным усилителем тормозов для компенсации слабой работы вакуумного усилителя при недостаточном уровне разрежения. Система BPS использует двойной датчик давления в вакуумном усилителе тормозов для сравнения значений давления в передней и задней камерах. Если в процессе торможения разница давления слишком мала, система принимает соответствующие меры.

Компоненты привода тормозной системы

Бачок тормозной жидкости

Бачок тормозной жидкости:

1. Камеры.
2. Пластиковый поплавок.

Бачок тормозной жидкости состоит из двух камер (1), по одной для каждого контура тормозной системы. Обе камеры заполнены тормозной жидкостью. В случае разгерметизации одного из гидравлических контуров система потеряет лишь некоторое количество тормозной жидкости, в то время как остающаяся жидкость обеспечит функционирование тормозной системы.

Бачок оснащен датчиком уровня, который позволяет отследить потери тормозной жидкости. Пластиковый поплавок (2) плавает в тормозной жидкости. Если уровень жидкости падает ниже минимального уровня, поплавок опускается, замыкая контакт датчика уровня. При этом на приборной панели загорается предупреждающий индикатор. Поплавок и датчик уровня встроены в бачок и не могут заменяться отдельно от него.

Вакуумный усилитель тормозов

1. Разъем вакуумного шланга.
2. Передний шток.
3. Диафрагменная пружина.
4. Резиновая диафрагма.
5. Опоры диафрагмы.
6. Реактивный диск.
7. Поршень клапана.
8. Воздушный фильтр (ACL).
9. Задний шток.
10. Пружина штока.
11. Направляющий корпус.

Автомобиль оборудован двойным вакуумным усилителем тормозов. Усилитель тормозов располагается между педалью тормоза и главным тормозным цилиндром и приводится непосредственно от педали тормоза. Благодаря этому устройству требуется гораздо меньшее усилие на педали тормоза для активации тормозов автомобиля. Разрежение, необходимое для работы тормозного усилителя, подводится от вакуумного насоса и/или впускного коллектора двигателя. Обратный клапан, расположенный за вакуумным насосом, предотвращает обратный поток воздуха в вакуумный усилитель.

Исходное положение вакуумного усилителя тормозов

1. Максимальное разрежение.
2. Атмосферное давление.

В состоянии покоя компоненты вакуумного усилителя тормозов находятся в показанном на иллюстрации положении. Пружина штока удерживает шток с подсоединенным поршнем клапана прижатыми вправо. Их перемещение ограничено стопорной шайбой. Поршень клапана удерживает клапан поднятым из седла в направляющем корпусе. Воздуховод перекрыт, а вакуумный патрубок открыт, вследствие чего некоторое разрежение присутствует с обеих сторон диафрагмы. Диафрагма с направляющим корпусом прижаты к правому ограничителю диафрагменной пружиной.

При нажатии педали тормоза задний шток и поршень клапана перемещаются влево (вперед). Пружина клапана перемещает клапан до контакта с седлом в направляющем корпусе. Соединение между передней и задней камерами диафрагмы перекрывается. Поскольку поршень продолжает перемещаться вперед, это перемещение передается через реактивный диск и передний шток на поршень главного тормозного цилиндра.

Частичное и полное торможение:

1. Максимальное разрежение.
2. Атмосферное давление.
3. Разрежение.

Когда водитель жмет на педаль тормоза, поршень клапана перемещается на иллюстрации влево. Седло поршня клапана покидает пластину клапана и открывается соединение между задней частью диафрагмы и центральной частью клапана (которая находится под атмосферным давлением). Воздух под атмосферным давлением поступает за диафрагму. Поскольку перед диафрагмой находится разрежение, возникает разность давлений, воздействующая на диафрагму. Диафрагма перемещается влево, как показано на иллюстрации.

Диафрагма установлена на направляющем корпусе, который, следовательно, следует за перемещением поршня клапана. Направляющий поршень воздействует на передний шток через наружную часть реактивного диска. Вместе с усилием от педали тормоза, которое воздействует на внутреннюю часть реактивного диска, передний шток выдавливает тормозную жидкость из главного тормозного цилиндра, нагнетая давление в гидравлической тормозной системе. Автомобиль тормозится.

В процессе нормального торможения, когда водитель жмет на педаль тормоза до определенного уровня и удерживает педаль в таком положении, происходит следующее. Поршень клапана останавливается в положении частичного торможения, а клапан, посаженный в перемещаемый направляющий корпус, теперь может перекрыть соединение между задней частью диафрагмы и атмосферным давлением. Никакое дополнительное давление на диафрагме не возникает, усилие не увеличивается, но выравнивается с давлением гидравлического сопротивления в главном тормозном цилиндре.

Если усилие на педали увеличивается, воздействие поршня клапана на центральную часть реактивного диска повышается. Происходит некоторое смещение поршня, вследствие чего седло поршня покидает клапан. Может поступать большее количество воздуха, благодаря чему достигается повышенное тормозное усилие до достижения нового положения баланса давлений.

При полном торможении, когда водитель жмет педаль тормоза до упора, происходит следующее. Воздух под атмосферным давлением поступает за диафрагму до достижения максимального давления. диафрагма перемещается до упора, максимально усиливая нажатие на педаль тормоза.

Если нажатие на педаль тормоза уменьшается, центральная часть реактивного диска отжимается от седла направляющего корпуса. Пространства с обеих сторон диафрагмы замыкаются между собой и давление выравнивается. Направляющий корпус возвращается назад под воздействием пружины и сопротивления переднего штока. Тормозное усилие уменьшается. Клапан поршня возвращается в показанное на иллюстрации положение, вследствие чего достигается новый баланс. Если педаль тормоза отпускается полностью, все компоненты вакуумного усилителя тормозов возвращаются в исходное положение, а колесные тормозные механизмы полностью отпускаются.

В случае сбоев в подаче разрежения автомобиль не теряет способность торможения, поскольку усилие от педали тормоза передается напрямую от заднего на передний шток усилителя. Поскольку при этом функция усиления отсутствует, требуется большее усилие на педали тормоза.

Главный тормозной цилиндр

1. Шток (часть первичного поршня, соединенная с вакуумным усилителем).
2. Камера первичного контура.
3. Клапан.
4. Поршень вторичного контура.
5. Камера вторичного контура.

Главный цилиндр разработан специально для тормозной системы с диагональными контурами, когда одно переднее и одно заднее колеса, расположенные по диагонали, соединяются одним гидравлическим контуром. Две камеры главного тормозного цилиндра запитывают соответсвенно оба гидравлических тормозных контура тормозной системы.

Главный тормозной цилиндр тандемного типа. Он содержит два поршня, соединенных последовательно. Из соображений безопасности каждый гидравлический контур имеет собственный поршень, выталкивающий тормозную жидкость из главного цилиндра в тормозные трубопроводы.

В основании обеих поршней имеются клапаны (3), обеспечивающие стравливание остаточного давления из камер. Кроме того, данные клапаны автоматически дозаполняют тормозную систему жидкостью в случае износа тормозных колодок и дисков.

Первичный поршень (1) главного тормозного цилиндра перемещается от штока вакуумного усилителя при нажатии на педаль тормоза водителем. Клапан закрывается, а давление тормозной жидкости нагнетается. Давление в первичном контуре, в свою очередь, перемещает поршень вторичного поршня, в котором также закрывается клапан, вследствие чего начинает нагнетаться давление. Увеличение гидравлического давления в тормозных трубопроводах приводит к перемещению поршней в суппортах – автомобиль тормозится.

Нормальное торможение

При наличии утечек в одном из тормозных контуров первичный поршень непосредственно воздействует не вторичный, при этом ход педали тормоза несколько увеличивается.

Торможение при наличии утечек в первичном тормозном контуре

Торможение при наличии утечек во вторичном тормозном контуре

Пружины в главном тормозном цилиндре перемещают поршни обратно в исходное положение при отпущенной педали тормоза. В этом положении клапаны открываются и обе камеры (тормозные контуры) соединяются с бачком тормозной жидкости.

Тормозные механизмы

Тормозные механизмы всех колес дисковые. Это позволяет достичь оптимальной производительности тормозной системы. Тормозные механизмы рабочей тормозной системы задних колес комбинированы со стояночной тормозной системой.

Дисковые тормоза передних колес вентилируемые и, в зависимости от версии автомобиля, имеют различные диаметры. Тормозные диски задних колес бывают трех видов:

• вентилируемые для версий с электронным стояночным тормозом;
• цельные для версий с электронным стояночным тормозом;
• цельные для версий с механическим стояночным тормозом.

Дисковый тормозной механизм:

1. Тормозной суппорт.
2. Скоба суппорта.
3. Резиновая втулка.
4. Направляющий штифт.
5. Тормозные колодки.
6. Тормозной шланг.
7. Штуцер для прокачки.
8. Поршень.
9. Подача тормозной жидкости.
10. Уплотнительное кольцо.
11. Пыльник.

Тормозной суппорт (1) состоит из двух частей: корпуса и скобы. Суппорт охватывает тормозной диск, располагаясь на скобе посредством двух направляющих штифтов (4). Направляющие штифты смазаны и защищены резиновыми втулками (3). Тормозное усилие от тормозных колодок (5) передается через скобу суппорта (2) на шпиндель.

Направляющие штифты тормозного суппорта изготовлены из стали. Они вкручиваются в скобу, которая зафиксирована на поворотном кулаке (передние колеса) или колесной цапфе (задние колеса).

В тормозном суппорте размещается поршень (8) с уплотнительным кольцом (10) и пыльником (11). Цилиндр поршня выполнен из стали. Поршень прижимается непосредственно к внутренней тормозной колодке. Основываясь на принципе действия-противодействия, суппорт (1) отжимается назад, благодаря чему наружная тормозная колодка также прижимается к тормозному диску.

Схема работы тормозного суппорта

При торможении водитель жмет на педаль тормоза, увеличивая давление в гидравлических контурах тормозной системы. Повышенное давление выталкивает поршни тормозных суппортов наружу, прижимая внутренние тормозные колодки к дискам с одновременным прижатием наружных тормозных колодок посредством перемещения суппортов на скобах.

Во время торможения уплотнительное кольцо (10) деформируется, поскольку поршень прижимется к тормозному диску.

Механическое напряжение, возникающее в уплотнительном кольце (10) при торможении, заставляет поршень возвращаться в исходное положение при отпускании педали тормоза. Кроме того, уплотнительное кольцо выполняет функцию компенсации зазора в тормозных колодок. Поскольку при износе тормозных колодок перемещение поршня увеличивается, а уплотнительное кольцо не перемещается вместе с ним, постоянно оставаясь в своей канавке, то при отпускании педали тормоза поршень возвращается лишь на величину деформации уплотнительного кольца, а не на всю длину перемещения. Таким образом, происходит автоматическая регулировка зазора в тормозных колодках.

Пыльник (11) предотвращает попадание грязи между поршнем и цилиндром суппорта.

Брызговик предотвращает попадание воды на тормозной диск и его загрязнение. Любые отложения на тормозных дисках значительно снижают коэффициент трения, и, следовательно, уменьшают эффективность торможения.

Стояночный тормоз

Стояночная тормозная система может активироваться либо механической педалью, либо системой электронного стояночного тормоза. Электронный стояночный тормоз интегрирован в рабочую тормозную систему автомобиля.

Электронный стояночный тормоз активируется водителем с помощью специального рычажка. Потянув за рычажок управления повторно, можно отпустить стояночный тормоз.

Индикатор стояночного тормоза на приборной панели мигает до полной активации стояночного тормоза, а затем горит постоянно, указывая на то, что стояночный тормоз активирован.

В экстренной ситуации возможно торможение стояночным тормозом при движении автомобиля. Процедура торможения прекращается при отпускании рычажка стояночного тормоза или повторном нажатии на педаль акселератора.

Задние тормозные суппорты версий с электронным стояночным тормозом оборудованы электрическим мотором, который механически перемещает тормозной поршень, прижимающий колодки к тормозному диску.

Активация стояночного тормоза

Отпускание стояночного тормоза

Блок управления стояночным тормозом (PBM) расположен с левой стороны в багажном отсеке автомобиля. Он соединен как с непосредственно подключенными компонентами, так и с прочими блоками управления через шину данных CAN.

Блок управления проверяет состояние активации стояночного тормоза, а также входящие и исходящие сигналы посредством встроенной диагностики. При обнаружении неисправностей в памяти блока управления сохраняются соответствующие диагностические коды (DTC). Информация может быть считана с помощью диагностического оборудования.

Наиболее простым способом проверки блока управления стояночным тормозом является подача напряжения для активации стояночного тормоза. При этом на приборной панели должен загореться соответствующий индикатор.

В следующей таблице приведены входящие и исходящие сигналы блока управления стояночным тормозом. Сигналы также делятся по типу передачи на непосредственно подключенные и передаваемые через шину данных CAN.

Электронные системы управления тормозами

Блок управления тормозами

Блок управления

Блок управления тормозами (BCM) установлен на гидравлическом блоке в моторном отсеке за аккумуляторной батареей. В случае неисправности блока управления тормозами (BCM) или гидравлического блока они заменяются одним узлом (поэтому часто можно встретить название гидроэлектронный блок управления). Блок управления содержит два различных микропроцессора, которые принимают сигналы от различных датчиков системы. Микропроцессоры работают параллельно, контролируя различные функции.

Блок управления имеет двенадцать катушек гидравлических клапанов (по четыре для выпуска, впуска и системы динамической стабилизации и контроля тягового усилия). Некоторые катушки клапанов, используемые для нагнетания давления в тормозной системе, имеют аналоговое управление, позволяющее контролировать клапаны линейно.

Блок управления имеет внутренний датчик давления, измеряющий давление в системе. Блок управления снабжается питанием через три предохранителя и соединяется с массой автомобиля через две точки массы.

В случае замены блока управления тормозами (BCM) систему необходимо откалибровать с помощью диагностического оборудования или вручную, совершив пробную поездку.

Гидравлический блок

Гидравлический блок состоит из:

• мотора насоса;
• гидравлических клапанов;
• обратных клапанов;
• встроенного датчика тормозного давления.

Мотор насоса нагнетает тормозное давление, необходимое для работы ABS, систем курсовой устойчивости и распределения тормозных сил. Кроме того, мотор насоса генерирует понижение давления на возвратной стороне системы, обеспечивая возврат тормозной жидкости в главный тормозной цилиндр. Мотор насоса и внутренний датчик давления могут диагностироваться.

В следующей таблице приведены входящие и исходящие сигналы блока управления тормозами (BCM). Сигналы делятся по типу передачи на непосредственно подключенные, серийные коммуникации и коммуникации CAN.

Датчики частоты вращения колес

Колесные датчики устанавливаются на поворотных кулаках (передние колеса) или колесных цапфах (задние колеса). Эти датчики относятся к типу активных. Их задача – поставлять информацию о скорости вращения каждого колеса на блок управления тормозами. Блок управления использует полученные от датчиков сигналы для вычисления скорости движения, ускорения или замедления автомобиля.

На колесные датчики подается питание 12 В. При вращении импульсного диска датчики генерируют импульсный ток (квадратная волна). Сила тока зависит от положения импульсного колеса. Сигналы катушки датчика зависят от резистора, чувствительного к изменению магнитного поля, поэтому сила тока выходного сигнала колеблется от 7 до 14 мА. Частота сигналов увеличивается по мере увеличения скорости.

Импульсные диски встроены во внутренние уплотнения колесных подшипников, которые радиально расположены относительно корпуса шпинделя. Задние колесные датчики расположены в осевом направлении относительно импульсных дисков.

Как передние, так и задние импульсные диски имеют по 88 полюсов (44 положительных и 44 отрицательных). В случае неисправности любого из колесных датчиков перестанут функционировать следующие системы:

• антиблокировочная тормозная система (ABS),
• система динамической стабилизации (SC),
• система контроля тягового усилия (TC),
• система активного контроля рыскания (AYC),
• система предупреждения об опасности столкновения и смягчения столкновения торможением (CMbB),
• система City Safety.

В случае неисправности только одного из колесных датчиков система распределения тормозных сил (EBD) сохраняет работоспособность. Данная система перестает функционировать лишь в случае выхода из строя сразу нескольких колесных датчиков.

Возможна диагностика датчиков скорости колес с помощью бортовой диагностики автомобиля.

Система помощи при трогании автомобиля на подъеме (HSA)

Примечание:
Данная система доступна лишь на автомобилях с трансмиссией MPS6.

Система HSA помогает водителю при трогании на подъеме, препятствуя скатыванию автомобиля в момент, когда водитель переносит ногу с педали тормоза на педаль акселератора.

Меры предосторожности при выполнении работ на тормозной системе

Внимание:
- Тормозная жидкость содержит полигликолевые эфиры и полигликоли.
- Не допускать попадания тормозной жидкости в глаза. Если это всё же произошло, промыть глаза холодной проточной водой в течение 15 минут. Обратиться к врачу, если раздражение не проходит. После работы с тормозной жидкостью необходимо тщательно вымыть руки.
- В случае проглатывания выпить воды и вызвать рвоту. Немедленно обратиться к врачу.
- Если тормозная жидкость проливается на лакокрасочную поверхность кузова, необходимо немедленно смыть её холодной водой.