Об устройстве автомобильного пневматического тормозного привода
Помимо привычной для нас тормозной системы, существует ещё один - это тормоза с пневматическим тормозом. Рассмотрим поподробнее эту систему. Для затормаживания автомобилей или прицепов в пневматическом тормозном приводе используется сжатый воздух.
Рассмотрит преимущества и недостатки данного устройства, которые противоположны гидравлическому приводу во многом. СТД
Так, к преимуществам пневматики относятся неограниченные резервы и дешевизна рабочего тела (то есть воздуха), при небольшой разгерметизации сохранение работоспособности. Последняя возможна благодаря тому, что возможную утечку удаётся компенсировать от компрессора подавая воздух. Далее к плюсам относятся, то, что возможно использование на автопоездах при непосредственном управлении тормозов прицепа, применение в других устройствах, например, таких как звуковой сигнал пневматического типа, привод переключения многоскоростных КПП, усилитель сцепления, подкачка шин, привод дверей на автобусах и так палее.
К недостаткам пневмопривода относятся: необходим большой промежуток времени срабатывания в силу того, что поступление сжатого воздуха через трубопроводы с малым диаметром к удаленным воздухонаполняемым узлам – объёмам, происходит медленно. Далее, сложность конструкции устройства, большие вес и габариты агрегатов в силу того, что рабочее давление относительно небольшое. И в трубопроводах и аппаратах при температурах ниже нуля, когда замерзает конденсат, вероятность выхода из строя из-за этого.
Таблица №1; рисунок
Это устройство простейшего автомобильного тормозного привода пневматического типа, который состоит из:
1) — ресивера;
2) — педали;
3) — крана;
4) — тормозного цилиндра;
5) — пружины;
6) — штока тормозного механизма;
* и 7) — тормозной колодки.
Итак, (а) – является простейшим пневматическим тормозным приводом автомобилей, в своей конструкции имеет ресивер, в который из компрессора подается сжатый воздух, кран, который приводится в действие от педали. И тормозная камера, шток которой имеется связь с разжимным кулаком тормозного устройства.
Во время процесса торможения поворотной пробкой крана внутренняя полость тормозной камеры соединяется с ресивером и сжатый воздух, который воздействует на диафрагму, и последний приводит в действие (б) - тормозной механизм.
Устанавливаемое давление воздуха в тормозной камере аналогично тому, что в ресивере. Сжатый воздух при повороте пробки крана в другую позицию (а) из камеры выходит и попадает в атмосферу. После чего разжимной кулак возвращается и занимает в своё первоначальное положение, и происходит растормаживание.
О принципиальной схеме пневматического привода тормозов грузовых автомобиля и прицепов
Но конструкция реального пневматического привода современных автомобилей намного сложнее. Принципиальную схему тормозов с пневмоприводом грузовых автомобилей и прицепов можно увидеть на рисунке. В приводе тягача содержатся агрегаты подготовки воздуха, аппараты таких контуров, как рабочая, стояночная и запасная системы тягача, и устройства управления тормозами прицепов. В приводе прицепа включены аппараты рабочей и стояночной систем.
Из компрессора воздух попадает через регулятор давления, к четырехконтурному защитному клапану влагоотделитель (эти устройства входят в аппарат подготовки воздуха). О тормозной системы – многоконтурного типа. Конструкция контура привода тормозных механизмов спереди состоит: из ресивера с резервом воздуха, одной из секций тормозного крана, модуляторов АБС - антиблокировочной системы, и тормозных камер передних тормозных узлов. А конструкция контура задних тормозных механизмов состоит из второго ресивера, второй секции тормозного крана, регулятора тормозных сил, модуляторов АБС и двух тормозных камер с энергоаккумуляторами пружинного типа. На трехосных автомобилях, как правило, тормозные камеры задних осей находятся в составе заднего контура. Тормозные камеры на многоосных автомобилях группированы в контуры различными вариациями, к примеру, по схеме «1–3 и 2–4» оси или по типу «1–2 и 3–4». Далее, третий контур - это таковой в стояночной системе. И в её конструкцию входят ресивер, тормозной кран со следящим действием, который управляется водителем, ускорительный клапан и энергоаккумуляторы. В контуре вспомогательной системы находятся кран управления и пара пневмоцилиндров. На автомобиле-тягаче для управления тормозами прицепа, также применяются другие узлы, в списке которых одинарного защитного клапана, клапана управления тормозами прицепа и соединительных головок.
Конструкция привода полуприцепов или прицепов состоит из двух соединительных головок, двух магистральных фильтров, воздухораспределительных клапанов, ручного крана стояночного устройства без следящего действия, ресивера, модуляторов АБС, регулятора тормозных сил, тормозных камер с установленными энергоаккумуляторами, или без них. Пневмопривод тягача и прицепа соединяется парой трубопроводов, которыми образуется питающая и управляющая магистрали.
В зависимости от конкретной модели автомобиля, реальная схема может отличаться от рассмотренной, наличием дополнительных приборов или их отсутствием.
В пневматическом тормозном приводе сжатие воздуха для его работы осуществляется с помощью компрессора, который приводится в действие посредством двигателя автомобиля. Компрессором создаётся давление, максимальное значение которого может достигать величины 1,5 МПа. В нутрии приводных ресиверов значение максимального рабочего избыточного давления воздуха лежит в диапазоне ~0,65…0,8 МПа. Это значение ограничивается с помощью регулятора давления автоматически.
В атмосферном воздухе содержится влажность с определенным процентом. И он, когда сжимается компрессором, то начинает нагреваться, и во время движения по магистралям – трубопроводам, и через приводные аппараты — остывает. В результате выделяется влага из сжатого воздуха, которая способствует ускоренной коррозии внутренней стороны деталей системы, смыванию смазки и, что хуже всего, в трубопроводах и аппаратах может замерзнуть при температурах ниже нуля, что может стать причиной отказа тормозов! Поэтому, для того, чтобы удалять влагу (очистка воздуха), устанавливаются влагоотделители в питающей части привода. Устройства устанавливаются до или после регулятора давления. Осуществляется очистка сжатого воздуха от влаги в них двумя способами - адсорбционным или термодинамическим. И существует третий метод защиты — это перевод состояния конденсата в низкозамерзающей жидкости. В специально предназначенном аппарате — спиртонасытителе, для этой цели при температуре окружающей среды ниже нуля вводятся пары спирта в сжатый воздух, которые образуют раствор (или антифриз), которые смешиваются с выделившейся влагой, с довольно низкой температурой замерзания.
Четырехконтурным защитным клапаном, разделяется привод на четыре контура, которые действуют независимо друг от друга. Защитный клапан позволяет двигаться воздуху только в направлении к ресиверам, защищая запас воздуха в ресиверах при разгерметизации на участке аппаратов подготовки воздуха. Он одновременно страхует исправные контуры - защищает их от неисправного в случае, если произойдёт обрыв в одном из них, не позволяет из всех ресиверов привода воздуху сразу выйти в атмосферу. Одинарным защитным клапаном отключается привод тягача, если у прицепа произойдёт разрыв питающего трубопровода. На некоторых моделях авто применяются двойные защитные клапаны аналогичного назначения, или тройные, вместо четырехконтурного. Сжатый воздух, пройдя через четырехконтурный клапан, попадает и заполняет ресиверы контуров.
В рабочей системе за работой любого из контуров следит по одной секции тормозного крана. Тормозной кран является следящим аппаратом, воздух через который при торможениях начинает поступать в рабочие аппараты из ресивера. Управляется он тормозной педалью в водительской кабине. Воздух во время растормаживаний с помощью тормозного крана выпускается в атмосферу из привода. Регулятором тормозных сил и модулятором АБС корректируется и контролируется давление воздуха в контурах при торможении.
Управляют стояночной тормозной системой при помощи ручного тормозного крана, который установлен в кабине водителя. В контуре энергоаккумуляторы являются исполнительным элементом. Между энергоаккумулятором и краном установлен ускорительный клапан. С помощью тормозным краном уменьшается или увеличивается давление в полости ускорительного клапана. Последним, в соответствии с этим либо из ресивера пропускается воздух в цилиндр энергоаккумулятора, из чего следует, что в нём повышается давление, либо выпускается воздух из него в атмосферу для того, чтобы в цилиндре снизить давления. Для того чтобы из энергоаккумуляторов гарантировать быстрый выпуск воздуха при торможении, ускорительный клапан устанавливается в максимально близком расстоянии от них. Два крайних положения рукоятки – фиксированных, соответствуют максимальному значению избыточного давления воздуха в энергоаккумуляторах или атмосфере. Давление при промежуточных положениях рукоятки также может изменить своё промежуточное значение, благодаря чему возможно использование данного контура в роли контура запасной тормозной системы и совершение плавного торможения.
Благодаря контуру вспомогательного устройства, в работу включается моторный тормоз, он же замедлитель. Воздух при нажатии кнопки крана попадает внутрь пневмоцилиндров контура, а выходит в атмосферу при её отпускании. Этот контур из-за малого расхода воздуха не обладает собственным ресивером.
Конструкция магистрали, которая питает сжатым воздухом ресивер прицепа, или же питающая магистраль, берёт своё начало от одинарного защитного клапана. А магистраль, которая управляет процессом торможения прицепа, начинается от клапана управления тормозами прицепа. Процесс подача сжатого воздуха в ресивер прицепа непрерывный, и независимо от факта, происходит на данный момент торможение тягача или система бездействует. Управляющая магистраль применяется для того, чтобы подавать команды на прицеп о начала момента торможения и его силы, интенсивности. Команда подается посредством изменения величины давления воздуха в управляющем трубопроводе. Чем выше давление в трубопроводе, торможение прицепа происходит тем интенсивнее. И максимальной интенсивности торможения соответствует максимальной величине давления в магистрали, избыточное давление при расторможенном состоянии полуприцепа отсутствует в магистрали. Изменяется давление в управляющей магистрали посредством клапана управления тормозами прицепа. Он соединяется с обоими контурами рабочей системы по контуру стояночной системы. Воздух при торможении рабочей системой тягача поступает от обоих контуров в клапан, который срабатывает и в управляющей магистрали даёт команду увеличения давления. Если из строя выходит один из рабочих контуров, то осуществляется торможение прицепа по командам, которые начинают поступать от исправного контура. Во время торможения с помощью стояночной системы тягача в ее контуре уменьшение давления приводит к срабатыванию клапана, и также происходит торможение прицепа.
Клапан, кроме штатного режима торможения, также гарантирует аварийное управление тормозами прицепа, если происходит разрыв питающей магистрали. Он для этого оснащен специальной системой обрыва, которой давление в питающей магистрали уменьшается, в случае, когда величина командного давление от контуров тягача на вход аппарата поступает, а давление не увеличивается на выходе аппарата.
Воздухораспределитель прицепа, для управления торможением, соединен с управляющей и питающей магистралями, также с тормозными камерами и с ресивером. Воздухораспределительный клапан прицепа по своим функциям идентичен тормозному крану, который стоит на тягаче, однако он управляется не с помощи педали, а командным давлением воздуха, который поступает от тягача. Воздух по питающей магистрали в расторможенном состоянии заполняет через воздухораспределитель ресивер прицепа, и давление при этом отсутствует в управляющей магистрали. В ресивере прицепа максимальное давление воздуха равняется значения максимального давления в ресиверах автомобиля.
Давление, при торможении тягача с помощью рабочей или стояночной тормозной системы, увеличивается в управляющей магистрали, из-за чего срабатывает воздухораспределитель, с помощью которого из ресивера прицепа в тормозные камеры подается воздух. Когда в управляющей магистрали давление снижается, то происходит растормаживание прицепа. Помимо этого, торможение прицепа сопровождается всегда в питающем трубопроводе с уменьшением давления воздуха ниже, чем 0,48 МПа, что происходит, например, на стоянке во время обычной расцепки тягача от прицепа или в случае срабатывания клапана обрыва на тягаче. В том случае, когда происходит полный отрыв прицепа от тягача при движении, благодаря этому затормаживанию, он остановиться. Осуществляется растормаживание или автоматически, которое сопровождается последующим увеличением величины давления свыше 0,48 МПа, или специально предназначенной кнопкой на воздухораспределителе - вручную. В функции модулятора АБС и регулятора тормозных сил входит корректирование и слежение за давлением воздуха, который от воздухораспределителя поступает к тормозным камерам.
Процесс торможение прицепа стояночной системой происходит краном, который из энергоаккумуляторов тормозов прицепа выпускает воздух. Некоторые модели прицепов обладают электромагнитным клапаном, который при торможении автомобиля включает тормозные системы прицепа посредством вспомогательной тормозной системы (с помощью моторного тормоза-замедлителя). Он при поступлении электросигналов электромагнитному клапану от тягача гарантирует из ресивера поступление сжатого воздуха к тормозным камерам. Вот и всё – вся система
