Как работает мембрана тормозной камеры

Тормозная камера — устройство простое: две половины корпуса, стянутые хомутом, гибкая мембрана между ними, шток, упирающийся в мембрану, и пружина, удерживающая шток. Воздух входит с одной стороны. Мембрана прогибается. Шток идёт вперёд.

Всё, что заставляет тормоз работать, происходит из этого прогиба. Мембрана одновременно является уплотнением, удерживающим воздух с одной стороны, поршнем, превращающим давление в перемещение, и упругим элементом, который обязан вернуться к исходной форме после выпуска воздуха — при каждом торможении, на протяжении всего срока службы.

Это также единственная деталь камеры, которая изнашивается при нормальной работе. Корпус и шток металлические и переживут автомобиль. Мембрана — расходник.

Давление воздуха действует сразу на каждый квадратный дюйм рабочей поверхности мембраны. Умножьте давление на площадь — получите силу, выталкивающую шток. Больше ничто в камере на эту величину не влияет.

Из этой зависимости и вырос номер Type. Мембрана Type 30 подставляет воздуху тридцать квадратных дюймов, Type 24 — двадцать четыре. Поставьте меньшую в камеру, рассчитанную на большую, и при том же давлении питания камера даст пропорционально меньшую силу: тормоз работает, но не так, как задумано, и распределение тормозных сил по осям, заданное изготовителем, больше не соблюдается.

Поэтому Type — не вопрос предпочтения. Это число, вокруг которого спроектирован весь колёсный тормозной механизм, и именно ради этого оно выбито на корпусе камеры.

Отпускание — не обратная копия торможения. Торможение идёт за счёт давления, которого в системе достаточно. Отпускание идёт за счёт возвратной пружины и собственной упругости мембраны — а этого запаса немного, и оба слабеют со временем.

Резина, долго удерживаемая в прогнутом состоянии при нагреве, приобретает остаточную деформацию: она перестаёт возвращаться к исходной форме полностью. У мембраны это проявляется как шток, который не убирается до конца, тормоз, остающийся слегка прижатым, и нагрев, который затем ускоряет тот же самый процесс.

Сопротивление остаточной деформации — свойство смеси и того, насколько полно прошла вулканизация при формовании. Это одна из причин, по которым смесь, составленная и вулканизованная именно под эту деталь, ведёт себя со временем иначе, чем универсальная.

Неусиленная резиновая мембрана под давлением раздувается. По мере раздувания меняется площадь, подставленная воздуху, а вместе с ней и выходная сила — то есть тормоз вёл бы себя иначе по мере старения детали. Кордная ткань этого не допускает, принимая растягивающую нагрузку на себя.

У резины остаётся две задачи: уплотнять и передавать нагрузку на опорную тарелку штока, не протираясь там, где изгиб самый сильный.

Из этого разделения труда следует и то, почему связь между резиной и тканью важна не меньше, чем каждый из материалов. Если они расслаиваются, слои перестают делить нагрузку, мембрана раздувается местами, и отказ выглядит как постепенная потеря давления, а не как разрыв — то есть в форме, которую автопарку заметить труднее.

Всё, что выше по потоку, — это накопление и управление. Компрессор наполняет ресиверы, регулятор решает, когда он работает, клапаны направляют воздух согласно запросу водителя и системы, трубки доводят его до каждого колеса.

Камера — последний элемент этой цепи и единственный, который преобразует энергию из одной формы в другую. Неисправность выше по потоку выглядит как система, которая не набирает или не держит давление. Неисправность мембраны выглядит как колесо, которое тормозит не так, как должно, при внешне здоровой остальной системе — поэтому отказ мембраны часто выявляют поздно.

У каждого изготовителя своя нумерация, поэтому одна и та же физическая мембрана появляется под разным номером у каждого бренда, который её каталогизирует. Именно поэтому кросс-номера важнее фотографии в каталоге: деталь определяет номер на камере, а эквиваленты позволяют купить её у кого угодно.

Сравнивать размеры — неверный путь. Производственные допуски смещаются от партии к партии, поэтому опубликованный размер, которому противоречит следующая поставка, хуже отсутствия размера. Type и ход не смещаются, как и номер OEM.