Serwo w układzie hamulcowym

Systemy, które wspomagają kierowcę w bezpiecznej i komfortowej jeździe samochodem, niezależnie od warunków panujących na drodze, są obecnie standardem w nowoczesnych autach. Bierze się je również szczególnie pod uwagę podczas testów zderzeniowych Euro NCAP. Wśród systemów i urządzeń asystujących kierowcę są również te, które wspomagają pracę i wydajność układu hamulcowego. Przykładem jest serwo hamulcowe, które znajdziemy we wszystkich samochodach z hydraulicznym układem hamulcowym.

Serwo zostało wynalezione w 1927 roku przez inżyniera Alberta Dewandre’a pochodzącego z Belgii. Firma Bosch zakupiła od niego patent na ten wynalazek i rozpowszechniła go jako urządzenie wspomagające hamowanie. Zasada, na jakiej opiera się funkcjonowania serwa pozostała taka sama, ponieważ jest genialna w swojej prostocie. Urządzenie samo w sobie jest bezobsługowe, rzadko ulega awarii i należy do tańszych części zamiennych.

Funkcją serwa jest doprowadzenie do zwiększonego nacisku na tłok pompy hamulcowej, a tym samym wykorzystanie całego potencjału układu hamulcowego. Dzięki temu nie trzeba mocno naciskać nogą na pedał hamulca, a układ hamulcowy reaguje z odpowiednią intensywnością hamowania, wprost proporcjonalną do polecenia kierowcy. Bez serwa nawet najmniejszy nacisk na pedał skutkowałby nieprzewidywalnym, gwałtownym hamowaniem.

Jak wygląda serwo hamulcowe?

Serwo hamulcowe wygląda jak dysk lub spłaszczona puszka, która posiada w środku dwie komory oddzielone od siebie uszczelnioną membraną. Z reguły urządzenie znajduje się w komorze silnikowej po stronie kierowcy, zaraz za zbiornikiem płynu hamulcowego. Jedna z komór urządzenia połączona jest z przewodem dolotowym kolektora ssącego, z którego wykorzystuje podciśnienie do regulacji i wzmocnienia siły hamowania. Obie komory są również połączone ze sobą za pomocą kanału, dzięki czemu podciśnienie pozostaje w nich, jak również w układzie dolotowym na takim samym poziomie, gdy hamulce nie są zaangażowane.

Jak działa serwo hamulcowe?

Zasada działania układu hamulcowego jest znana większości kierowców. Wiedzą oni, że ciśnienie płynu hamulcowego znajdującego się w przewodach zwiększa się po naciśnięciu pedału hamulca. W wytworzeniu ciśnienia pomaga pompa hamulcowa. Dzięki temu płyn naciska na zaciski, które angażują tarcze, aż wreszcie dochodzi do zmniejszenia prędkości lub całkowitego zatrzymania auta. Jednakże w tym schemacie istnieje bardzo ważny element układu, o którym często się zapomina, a bez którego kontrolowane hamowanie nie byłoby możliwe – mowa oczywiście o serwie.

Wspomaganie hamowania dostrzegalne jest szczególnie przy jego braku. W sytuacji gdy serwo nie działa, jak np. podczas holowania samochodu, w którym silnik jest wyłączony, bez problemu można odczuć, z jaką trudnością hamuje się autem będącym w takim stanie. Kierowcy będzie dużo ciężej naciskać pedał hamulca, który w krótkim czasie stanie się twardy, a skok pedału ulegnie znacznemu skróceniu. Tego typu sytuacja najlepiej odzwierciedla istotną rolę wspomagania hamulców w pojeździe. Wiąże się ona z brakiem odpowiednio wysokiego ciśnienia w układzie hamulcowym, które normalnie powstałoby dzięki naciśnięciu pedału hamulca, uwolnieniu podciśnienia z kolektora dolotowego, a w konsekwencji – uruchomienia serwa.

Jak już wcześniej wspomniano, urządzenie wspomagające hamowanie posiada dwie komory przedzielone gumową membraną. Większa komora połączona jest z przewodem dolotowym, w którym panuje podciśnienie, a mniejsza posiada kanał łączący ją z atmosferą. Pomiędzy komorami znajduje się kanał, który przez większość czasu jest otwarty. Dzięki temu w całym urządzeniu i układzie dolotowym istnieje takie samo podciśnienie. Podczas hamowania, kiedy to kierowca naciska na pedał hamulca, zawór zamyka kanał znajdujący się między komorami, a kanał łączący serwo z atmosferą otwiera się. W ten sposób ciśnienie w mniejszej komorze wzrasta, co sprawia, że membrana zaczyna przesuwać się w kierunku większej komory, naciskając tym samym ze zwiększoną siłą tłok pompy hamulcowej. Siła nacisku membrany jest oczywiście odpowiednio większa lub mniejsza w zależności od siły wykorzystywanej przez kierowcę do zahamowania. Każde położenie pedału ma odpowiednik w położeniu tłoka. Dzięki temu hamowanie zawsze odbywa się w sposób precyzyjny i kontrolowany. Dodatkowo stosuje się czujnik ciśnienia serwa, który pozwala na utrzymanie odpowiedniego ciśnienia w układzie.

Do zwiększenia siły nacisku na tłoczek pompy hamulcowej w silnikach benzynowych wykorzystuje się podciśnienie z wspomnianego wyżej przewodu dolotowego. Natomiast w silnikach turbodoładowanych, silnikach Diesla oraz w pojazdach elektrycznych za wytworzenie podciśnienia odpowiada dodatkowa pompa próżniowa. Jest to urządzenie zasilane mechanicznie lub elektrycznie.

W ciężarówkach stosuje się bardziej złożone pod względem budowy nadciśnieniowe urządzenie wspomagające hamowanie. Do wspomagania wykorzystuje ono ciśnienie powietrza, które jest sprężane w osobnej sprężarce napędzanej mechanicznie za pomocą silnika samochodu. Ze względu na swoją złożoność tego typu urządzenia są dużo droższe. Ich mocną stroną jest jednak możliwość funkcjonowania niezależnie od zmian w obciążeniu silnika.

Jak wykryć awarię serwa?

Uszkodzenie serwa objawia się twardym, trudnym do wciśnięcia pedałem hamulca, którego skok znacznie się skraca po naciśnięciu. Jeśli dochodzi do tego podczas pracy silnika, można mieć pewność, że wzmacniacz siły hamowania uległ awarii. Kolejnym wizualnym objawem usterki tego urządzenia jest wyciek płyn hamulcowego wskazujący na nieszczelność. W takiej sytuacji należy szybko odstawić auto do warsztatu. Dziwne dźwięki dobiegające ze wzmacniacza mogą również sygnalizować jego uszkodzenie. W przypadku pojawienia się tego typu awarii należy wymienić serwo w całości, gdyż jest ono urządzeniem bezobsługowym. Jednakże do jego uszkodzenia dochodzi dość rzadko, a jego cena nie jest zbyt wysoka w porównaniu z istotną rolą, jaką pełni w samochodzie.

Przyczyną, dla której mamy do czynienia z twardym pedałem hamulca może być również uszkodzony przewód podciśnienia. Gdy dany przewód jest nieszczelny, próżniowe wspomaganie hamowania jest pogorszone. Awaria zaworu zwrotnego jest także kolejnym ewentualnym winowajcą wspomnianej sytuacji. Zawór zwrotny kontroluje wydostawanie się powietrza z serwa, zatem jego usterka może spowodować brak odpowiedniego podciśnienia w urządzeniu wymaganego do wspomagania. Czasami przyczyną twardego hamulca jest również zły dobór i wymiana wzmacniacza na urządzenie o nieodpowiednim rozmiarze. Taki sam skutek ma montaż przewodu podciśnienia o złej średnicy. To błędy, które mogą popełnić początkujący mechanicy. W przypadku wymienionych awarii zawsze warto udać się do warsztatu samochodowego, natomiast wymianę wzmacniacza siły hamowania można z reguły wykonać samodzielnie. Jeżeli jednak wymaga ona demontażu wielu części ze względu na niedogodne położenie urządzenia, to wtedy lepiej powierzyć to zadanie specjalistom. Hamowanie z twardym pedałem wymaga dużo więcej wysiłku i na dłuższą metę jest męczące i niebezpieczne, ponieważ nie ma się tej samej kontroli nad autem, zatem szybkie rozwiązanie problemu jest niezbędne dla zapewnienia bezpieczeństwa sobie oraz innym użytkownikom dróg.