Пневмо тормозная система

Зажмите диск. Пневматические тормозные механизмы.

Колесные тормозные механизмы, являясь неотъемлемым звеном ходовой части автомобиля, должны обеспечивать стабильность заданных параметров эффективности торможения в процессе эксплуатации, иметь максимальную прочность и надежно функционировать в любых дорожных условиях. Помимо прочего необходимо обеспечить простоту обслуживания и ремонта важнейших с точки зрения безопасности деталей. В настоящее время на грузовиках и автобусах все шире стали использоваться дисковые тормозные механизмы, некогда ставшие символом прогресса в автомобилестроении.

Повышение надежности и снижение трудоемкости обслуживания — приоритеты в разработке дисковых тормозных механизмов для коммерческого транспорта.

Напомним, дисковый тормозной механизм по сравнению с барабанным имеет меньшую массу, более компактен и стабилен, легче охлаждается. Вдобавок ко всему меньшие зазоры между диском и колодками в расторможенном состоянии (0,05–0,1 мм) позволяют повысить быстродействие и передаточное число тормозного привода. Наконец, достигается более равномерное изнашивание фрикционных материалов в результате одинакового распределения давления по поверхности трения.

Облегченный тормозной механизм Haldex ModulT (DBT 22LT) рассчитан на использование в осях с посадочным диаметром шин 22,5”.

Конструктивно дисковый тормозной механизм обычно размещают в углублении обода колеса, что требует дополнительных средств для отвода тепла, например наличия внутренних вентиляционных каналов в тормозных дисках и отверстий в колесных. Такие меры обеспечивают оптимальное прохождение потока воздуха для уменьшения температуры тормозного механизма.

Корпуса (или скобы, как их называют специалисты) пневматических тормозных механизмов бывают неподвижные и подвижные (плавающие). В конструкции со скобой плавающего типа, применяемой в большинстве существующих конструкций дисковых тормозов для большегрузной техники, тормозная камера устанавливается на скобе с внутренней стороны диска. Скоба имеет возможность перемещаться совместно с тормозной колодкой в суппорте по направляющим штифтам. При подаче давления в тормозную камеру поршень прижимает к диску ближнюю, активную колодку. В свою очередь скоба, перемещаясь в противоположном направлении, прижимает к диску дальнюю, реактивную колодку. Для снижения вибрации подвижных деталей в механизме предусмотрены пластинчатые пружины. Именно поэтому производителями тормозных систем неоднократно делались попытки внедрения в среду коммерческого транспорта решений, ранее применимых только в легковых автомобилях. Речь идет о тормозных механизмах с фиксированной скобой, где поршни установлены по разные стороны от тормозного диска. Их основное преимущество — большая жесткость конструкции, а значит и высокая тормозная сила. Недостаток — худший теплоотвод.

Дисковые тормоза WABCO MAXX подходят для легких, средних и тяжелых грузовых автомобилей, автобусов и прицепной техники.

Проблему решают разными путями. Самый, пожалуй, необычный был реализован в тормозном механизме ModulD, разработанном компанией Haldex. Суть идеи заключалась в следующем. На ступицу с внешними шлицами монтируются два тормозных диска, возможность их взаимного перемещения достигается благодаря скользящей посадке. Внутренние рабочие поверхности дисков разделяет тормозная колодка. Еще две колодки размещены с внешних сторон дисков. За счет смещения дисков по шлицам происходит равномерное распределение усилия по поверхностям трения. Точно позиционированный пружинный механизм обеспечивает автоматическую регулировку зазора между колодкой и диском при компенсации износа. Максимальное значение тормозного момента составляет 27 кНм. В 2007 году такими механизмами оснащались некоторые модели прицепных осей Gigant. Планировалось распространить это решение на грузовые автомобили, однако этот проект так и не получил развития. Зато путь к совершенству продолжили дисковые тормозные механизмы с подвижной скобой. Далее о них и пойдет речь.

Сегодня приоритеты в разработке тормозных механизмов — это компактность, снижение массы тормозного механизма, повышение надежности и снижение трудоемкости обслуживания. В 2011 году компания Haldex представила новый тормоз для прицепных осей ModulT. Эта облегченная, но достаточно эффективная модель пришла на смену хорошо известному на рынке изделию ModulX. Полное наименование нового тормозного механизма, рассчитанного на использование в осях с посадочным диаметром шин 22,5”, — DBT 22LT.

Масса новинки в сборе с колодками составляет 31 кг. Это, как утверждает производитель, на 4,5 кг (или на 15 %) меньше, чем у аналогичных конструкций, предлагаемых сегодня конкурентами. Существенное снижение веса узла, однако, не ставит под сомнение показатели надежности и стабильности торможения: как и у представителя предыдущего поколения тормозных механизмов — изделия ModulX, значение максимального тормозного момента при диаметре тормозного диска 430 мм составляет 20 кНм.

Инженеры Haldex считают, что современные тормозные системы для коммерческого транспорта сейчас как никогда требуют специфических решений исходя из ужесточения критериев, предъявляемых к изделиям автопрома. И поскольку автопроизводители стремятся к сокращению расхода топлива, облегченные конструкции надолго останутся в тренде. Использование дискового тормоза ModulТ позволяет сэкономить по 12 кг на каждую ось. Это означает, что трехосный полуприцеп, оснащенный такими тормозными механизмами, сможет взять на борт дополнительные 36 кг полезного груза.

Оптимизация массогабаритных параметров нового изделия проводилась несколькими путями. Во-первых, все детали тормозного механизма были просчитаны методом конечных элементов. На основании этих расчетов изначально задуманный дизайн подвергся существенной переработке.

Во-вторых, внесены изменения в кинематическую схему, отвечающую за передачу усилия от тормозной камеры к колодкам. Вместо обычной для изделий Haldex двухпоршневой схемы (что означает применение двух резьбовых втулок-толкателей) решено использовать однопоршневую. Наконец, в подвижном суппорте ModulT используются всего два направляющих стальных штифта, а не четыре, как в предыдущей модели.

Примененный в ModulT однопоршневой механизм благодаря использованию специальной конструкции резьбового упора обеспечивает равномерное распределение усилия прижима тормозных колодок к тормозному диску и, следовательно, лучшую равномерность износа фрикционного материала. Помимо прочего это минимизирует риск теплового разрушения колодок и диска.

Среди других важных особенностей «тэшки» следует упомянуть усиленную герметизацию направляющих штифтов подвижной скобы, применение необслуживаемых подшипников и использование тефлонового покрытия для улучшения скольжения в паре трения. Особая конструкция гофрированного пыльника позволяет надежно защитить резьбовую втулку нажимного устройства от внешних загрязнений, что в целом способствует повышению долговечности узла.

Если говорить об особенностях техобслуживания, в данном случае все операции максимально упрощены. Взять, к примеру, работу по демонтажу изношенных тормозных колодок, для чего достаточно сдвинуть фиксирующую их зажимную скобу. При этом не требуется специнструмент, а прикладываемое усилие минимально. Опционно доступен измеритель износа, показывающий остаточный ресурс колодок в процентах. В базовом исполнении ModulT предназначен для прицепных осей с нагрузкой до 9 тонн. Имеется отдельная модификация, которая рассчитана на применение в грузовиках и автобусах с ограниченным монтажным пространством в пределах ходовой части.

На выставке COMTRANS 2017 компания WABCO продемонстрировала ряд новых технологий, которые повышают безопасность и эффективность в работе коммерческого транспорта. В частности, гостям мероприятия был представлен однопоршневой пневматический дисковый тормоз MAXX — один из самых легких и эффективных тормозных механизмов для коммерческого транспорта. Устройство c подвижной скобой приводится в действие при помощи тормозной камеры, смонтированной на корпусе механизма. Для компенсации износа колодок и диска тормоз MAXX оборудован автоматическим регулятором зазора. В качестве опции предлагается система мониторинга остаточной толщины тормозных колодок. Посредством встроенного в плавающую скобу потенциометра это оборудование измеряет величину хода поршня в резьбовой втулке и высчитывает степень износа фрикционного материала. Вся информация поступает в систему бортовой диагностики автомобиля.

Монтаж диафрагменного механизма непосредственно на скобе позволяет получить очень компактный узел, а значит, оптимально использовать компоновочное пространство на транспортном средстве. Дисковые тормоза MAXX подходят к колесам с посадочным диаметром шин от 17,5 до 22,5” для легких, средних и тяжелых грузовых автомобилей, автобусов и прицепной техники. Таким образом, инновационные тормозные механизмы MAXX от компании WABCO могут быть применены совместно с колесными дисками практически всех размеров, используемых на коммерческом транспорте во всем мире.

В России WABCO поставляет тормозные механизмы MAXX на конвейер Горьковского автозавода, этими компонентами оснащаются новые модели грузовиков производства «Группы ГАЗ», в частности «ГАЗон NEXT», где используется пневматическая тормозная система.

ДМИТРИЙ МЕДВЕДЕВ, генеральный директор ООО «ВАБКО РУС»

Характеристики дискового тормоза превышают показатели барабанного. Основные преимущества нового тормоза MAXX — меньше компонентов, впечатляюще легкий вес, высокая надежность, повышенная производительность даже на плохих дорогах. MAXX оснащен новой моноблочной тормозной скобой и усиленным одно­поршневым зажимным механизмом, который обеспечивает повышенные тормозные моменты со значением до 30 кНм для обеспечения максимальной безопасности управления автомобилем. Запатентованный однопоршневой тормозной механизм равномерно передает усилие от толкателя к колодке. Сниженное в два раза количество деталей, по сравнению с двухпоршневой системой, позволило повысить надежность всего механизма и снизить вес. Балансировочная пластина дает преимущество, обеспечивая равномерный износ тормозных колодок.

К слову, по сложности обслуживания тормоз MAXX ничем не отличается от двухпоршневой системы. При этом меньше времени требуется для его проверки, а механизм отвода и подвода колодок работает четче.

Устройство и работа пневматической тормозной системы

Тормозная система

Многие водители, да и люди не имеющие машины знают, что легковой автомобиль во многом отличается от грузового. Речь идет не только о габаритах, весе машины или величине колес, конечно, имеется в виду именно технический аспект. В современных грузовиках очень многое устроено иначе, даже тормозная система тут стоит пневматическая, что в корне отличается от типичных для легковых машин дисковых тормозов. Именно о характеристиках, особенностях и отличиях данного типа систем мы и поговорим, ведь от понимания и исправности тормозов, а также их внутренних составляющих зависит ваша безопасность на дороге, особенно это касается водителей тяжелых грузовиков.

Принцип работы пневматической тормозной системы

Начнем, пожалуй, с того, что в основу работы пневматической тормозной системы заложен принцип использования силы сжатого воздуха, который сосредоточен в специальных баллонах и нагнетается при помощи компрессора. Этим она отличается от всех остальных типов узлов торможения и это ее основная особенность.

Если описывать работу данной тормозной системы совсем просто, то все выглядит следующим образом. Из специальных баллонов в компрессор системы под давлением подается определенное количество воздуха. Далее, после того, как водитель нажмет на педаль тормоза, усилие передастся к тормозному крану, который создаст давление в тормозных камерах.

Сами же камеры задействуются благодаря рычагу тормозного механизма, который в принципе и позволяет осуществить процесс торможения. Как только водитель отпустит педаль тормоза, рычаг ослабиться, перестанет действовать и весть остановочный процесс прекратится.

Детальное рассмотрение вопроса

Если немного углубится в принцип действия данного узла, все будет несколько интереснее. Тормозная система во время работы двигателя (движения автомобиля) накачивает воздух в баллоны, педаль тормоза при этом должна быть отпущена. Далее воздух под давлением устремляется к тормозному крану, а если к грузовику прикреплен прицеп, то от крана кислород по верхней секции переводится еще и в баллоны прицепа, образуя таким образом непрерывный контакт.

Как только водитель выжимает педаль тормоза, верхняя секция должны резко перекрыться, соответственно контактирование двух составляющих прерывается, и открывается тормозной кран. Далее, после открытия крана, воздух должен поступить пневматические камеры, и машина вместе с прицепом начинает торможение. Важный момент тут в том, что верхняя секция отвечает именно за приведение в работы тормозной системы прицепа.

За остановку тягача, в роли которого выступает сам грузовой автомобиль, отвечает нижняя секция тормозной системы. Действие тут происходит абсолютно аналогичное тому, что было описано в предыдущем абзаце, однако рассмотрим механизм действия еще более пристально.

После попадания воздуха в пневмокамеры, он начинает продавливать диафрагму. Она в свою очередь сжимает встроенную внутри пружину. Далее давление от воздушных толчков продавливает толкатель, и все усилие передается на рычаг разжимной кулачок. Затем, кулачок, а вернее установленный на нем валик, начинает поворачиваться и разводит тормозные колодки в стороны, таким образом, тормозная система заставляет машину останавливаться. Отпуская педаль тормоза, процесс оборачивается вспять, встроенные пружины возвращаются на свои места, а излишки воздуха уходят наружу.

Основные составляющие пневматической тормозной системы

Обсуждаемая тормозная система делится на несколько основных составляющих, благодаря которым весь узел может функционировать должным образом. Естественно, приведенный ниже список механизмов является неполным, но в нем, как уже говорилось, будет самое главное:

• Привод управления — данная тормозная система подразумевает под приводом управления наличие элементов пневмопривода. При помощи этих частей, осуществляется автоматическое или намеренное регулирование некоторых частей энергетического привода, о котором поговорим в следующем пункте.
• Энергетический привод — этот механизм пневматической тормозной системы представляет из себя набор элементов (деталей) благодаря которым происходит обогащение воздухом, находящимся под давлением, привода управления. Таким образом, механизмы представленные в первых двух пунктах (этом и предыдущем), так сказать дополняют один другого.
• Тормоз — самое «центровое» устройство! Именно здесь, в этом механизме сосредоточены все силы, сопротивляющиеся дальнейшему движению машины в какую-либо сторону. Тормоз бывает нескольких разных типов:

1. Фрикционный — останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
2. Электрический — те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
3. Гидравлический — тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
4. Моторный — тормозящая величина возрастает в результате того, что двигатель искусственным образом повышает тормозящее действия, при этом кинетика передается прямиком на колеса машины.

• Компрессор — с подобным устройством многие встречались в бытовых ситуациях, не относящихся к машинам. По сути, это воздушный насос, отвечающий за то, чтобы тормозная система получала необходимые количества воздуха, а также регулирующий давление внутри системы. В составе этого механизма присутствует регулятор давления, на который и возлагается миссия слежения и управления подачей сжатого кислорода компрессором, для того чтобы значения колебались в строго заданных разработчиками пределах. Если показания датчика нарушаются, система может не выдержать и дать сбой, вследствие чего, есть шанс появления неисправности в тормозной системе грузовика.
• В компрессоре также присутствует подсушиватель воздуха, основной задачей которого является подготавливать воздух непосредственно для пневмосистемы, убирая из него излишние молекулы влаги, испарения от воды, а также других вредоносных примесей, таких как масляные отложения и прочее.

Стоит также сказать, что подавляющее большинство современных осушителей объединяют в себе помимо основных функций, еще и регенерирующую, а это значит, что в их комплектующие также входит и ресивер.

• Тормозная система может быть снабжена еще одним интересным агрегатом, однако он задействуется далеко не везде, и имеет место быть в основном в серьезных комплектациях, называется он предохранителем от замерзаний. Принцип его работы и назначение очень просты, в холодное время года, данный девайс помешивает в баллоны со сжатым воздухом специальный химический состав. Таким образом, конденсат, который в любом случае будет присутствовать на деталях системы, не будет замерзать и создавать дополнительные проблемы.

Неисправности данной системы и их причины

После того, как был рассмотрен принцип работы пневматической тормозной системы, а также ее основные комплектующие, самое время сказать о возможных неисправностях, а их к сожалению может быть далеко не мало. Также стоит сказать, что большинство поломок не будут отличаться от неисправностей других типов систем, так что некоторые из них обойдем стороной.

1. Нет реакции тормозов при нажатии тормозной педали. Такое неприятное явление возникает, если тормозная система не снабжается воздухом из баллонов или он там отсутствует совсем. В этом случае необходимо срочно провести диагностику компрессора и устранить проблему в кратчайшие сроки.
2. Слишком большой тормозной путь. Тут все несколько проще, необходимо просто обратиться за помощью на СТО, где вам должны отрегулировать педаль тормоза, так как причина, скорее всего, в ее разболтанности.
3. Тормоза действуют рассинхронизировано. В этом случае проблема кроется в разбеге зазоров на тормозных накладках. Лечение тоже довольно простое, приехать на СТО и проверить, чтобы тормозная система в этом месте была тщательно отрегулирована.

Естественно, это самый малый список всех возможных неисправностей, но они встречаются чаще всего. В любом случае, если вы заметили, что с вашей тормозной системой что-то не в порядке, следует незамедлительно обратиться за помощью.

Вывод

Как видите, тормозная система, это крайне сложный и важный механизм для любого автомобиля, особенно для тяжелых и негабаритных грузовых машин. Так что знать принцип ее работы, всевозможные тонкости строения и наличие как можно более большого количества деталей этого узла, крайне важно. Эти знания помогут вам правильно реагировать на различные ситуации происходящие на дороге и действительно могут спасти не мало жизней.

Пневматический привод тормозов автомобиля

Пневматический привод колесных тормозов состоит из компрессора 1, воздушного баллона 7, манометра 6, тормозного крана 21, приводимого в действие педалью 26, тормозных камер 11, регулятора давления 28, предохранительного клапана 5 и трубопроводов 4, 27 и 9 с гибкими шлангами 10.

Привод тормозов колес осуществляется непосредственно тормозными камерами с помощью сжатого воздуха, запас которого содержится в воздушных баллонах.

Тормозная камера 11 состоит из корпуса с крышкой, между которыми зажата гибкая резино-тканевая диафрагма 17. Диафрагма опирается на шайбу, закрепленную на штоке 13. Шайба вместе с диафрагмой отжимается в исходное левое положение пружинами 12.

Шток диафрагмы соединен с рычагом 16 разжимного кулака. Тормозная камера через отверстие в крышке камеры, гибкий шланг 10 и трубопровод 9 соединяется с тормозным краном.

Тормозной кран служит для управления тормозами. В корпусе тормозного крана установлена гибкая металлическая диафрагма 20. Под диафрагмой размещается коромысло 19, посредством которого диафрагма воздействует своим штоком на впускной 25 и атмосферный 18 клапаны. Корпус крана закрыт крышкой, в которой установлен свободно толкатель 23, опирающийся через пружину 22 на диафрагму. Рычаг 24 установлен на оси. Рычаг коротким концом через регулировочный болт может воздействовать на толкатель 23.

Пневматический привод тормозов работает следующим образом.

При нажатии на педаль 26 ножного тормоза рычаг 24 поворачивается вокруг оси и через регулировочный болт нажимает на толкатель 23. Толкатель воздействует через пружину 22 на диафрагму 20 и прогибает ее вниз.

Коромысло 19 под воздействием диафрагмы перемещается вниз и приводит в действие клапаны. Атмосферный клапан 18 закрывается, а впускной 25 открывается и сообщает внутреннюю полость крана под диафрагмой с воздушным баллоном.

При этом сжатый воздух из баллона поступает через кран в тормозную камеру 11. В тормозной камере создается давление, под воздействием которого диафрагма 17, сжимая пружины 12, смещается вправо и через шток 13 и соединенный, с ним рычаг 16 поворачивает разжимной кулак. Разжимной кулак, поворачиваясь, раздвигает колодки, которые прижимаются к тормозному барабану, происходит торможение колеса.

Рис. Схема пневматического привода тормозов: 1 — компрессор; 2 — поршни компрессора; 3 — воздушный фильтр; 4, 9 и 27- трубопроводы; 5 — предохранительный клапан; 6 — манометр; 7 — воздушный баллон; 8 — кран для выпуска конденсатора; 10 — гибкий соединительный шланг; 11 — тормозная камера; 12 — пружина; 13 — шток диафрагмы; 14 — тормозные колодки; 15 — разжимной кулак; 16 — рычаг разжимного кулака; 17 — диафрагма; 18 — атмосферный клапан; 19 — коромысло; 20 — диафрагма тормозного крана; 21 — тормозной кран; 22 — пружина; 23 — толкатель; 24 — рычаг; 25 — впускной клапан; 26 — педаль ножного тормоза; 28 — регулятор давления

Тормозной кран является одновременно редуктором, поддерживающим определенное давление воздуха в тормозных камерах при торможении. Когда давление воздуха в полости под диафрагмой станет больше необходимой для нормального торможения величины, диафрагма, сжимая пружину. 22, приподнимется и впускной клапан прикроется, поступление воздуха из баллона прекратится.

Когда педаль тормоза отпущена, диафрагма тормозного крана поднимается и прекращается воздействие коромысла 19 на клапаны.

Под действием пружин впускной клапан 25 закроется, а атмосферный 18 — откроется. Полость тормозного крана разобщится с воздушным баллоном и сообщится с атмосферой.

Находящийся в тормозной камере сжатый воздух начнет выходить через тормозной кран в атмосферу.

Давление в тормозной камере резко снижается и диафрагма, возвращаясь под действием пружин 12 в первоначальное положение, повернет разжимной кулак в обратном направлении. Тормозные колодки под действием стяжной пружины отойдут от тормозного барабана, и торможение колес прекратится.

Необходимый для работы тормозного привода сжатый воздух нагнетается в баллоны пневматической системы автомобиля компрессором.

Компрессор представляет собой двухцилиндровый поршневой насос, устанавливаемый на кронштейне, прикрепленном к головке блока цилиндров двигателя.

Поршни 12, установленные в цилиндрах компрессора, через шатуны 15 соединены с коленчатым валом 17. Коленчатый вал компрессора приводится во вращение от коленчатого вала двигателя ременной передачей.

При вращении коленчатого вала поршни поочередно перемещаются вниз, создавая в цилиндрах разрежение. Когда поршень подойдет к нижней мертвой точке, он откроет впускные окна 13 в стенке цилиндра, соединив тем самым полость цилиндра с атмосферой, через воздушный фильтр 3 атмосферный воздух заполнит цилиндр.

При движении вверх поршень перекрывает впускные окна и сжимает воздух.

Рис. Компрессор: 1 — головка блока цилиндров компрессора; 2 — диафрагма; 3 — грибок; 4 — коромысло; 5 — спиральная пружина; 6 — разгрузочная камера; 7 — перепускная камера; 5 — регулировочный болт перепускного клапана; 9 — перепускной клапан; 10 — регулировочный болт нагнетательного клапана; 11 — нагнетательный клапан; 12— поршень; 13 — впускное окно; 14 — палец поршня; 15 — шатун; 16 — шарикоподшипник; 17 — коленчатый вал; 18 — блок цилиндров компрессора

Сжатый в цилиндрах воздух через нагнетательные клапаны 11 поступает по трубопроводу в воздушный баллон. Детали компрессора смазываются маслом, подаваемым из системы смазки двигателя по трубопроводу в торец коленчатого вала компрессора.

К шатунным подшипникам масло подводится по каналам, просверленным в коленчатом валу, а к поршневым пальцам — через каналы в шатунах.

Стенки цилиндров и коренные подшипники смазываются разбрызгиванием. Стекающее с деталей масло собирается в нижней части картера компрессора и по трубопроводу стекает в картер двигателя.

Головка 1 блока цилиндров компрессора охлаждается жидкостью, поступающей по трубопроводу из системы охлаждения двигателя.

Компрессор снабжен разгрузочным устройством, размещенным в головке блока его цилиндров, которое обеспечивает холостой ход компрессора при повышении давления в пневматической системе выше необходимого и регулирует количество и давление нагнетаемого в систему воздуха. В разгрузочной камере 6 помещена диафрагма 2, на которую опирается грибок 3. На стержень грибка в свою очередь опирается коромысло 4, которое своим вильчатым концом может воздействовать на два перепускных клапана, открывая их. При этом цилиндры компрессора сообщаются между собой.

Полость разгрузочной камеры под диафрагмой соединена трубопроводом с регулятором давления. Регулятор давления состоит из корпуса 9, шариковых клапанов 8 и пружины 3. Совместная работа разгрузочного устройства и регулятора давления заключается в следующем. Для обеспечения нормальной работы тормозов давление воздуха в системе пневматического привода должно поддержираться в пределах 6—7 кг/см2, что осуществляется с помощью регулятора давления и разгрузочного устройства компрессора.

Когда давление в пневматической системе станет выше 7 кг/см2, шариковые клапаны 8 регулятора давления, сжимая через шток 5 пружину 3, приподнимутся, открывая отверстие в нижнем гнезде и перекрывая отверстие в верхнем гнезде клапанов.

При этом воздух из баллона направится к компрессору, поступая в полость под диафрагмой 2 разгрузочного устройства. В разгрузочной камере 6 создается давление, под действием которого диафрагма 2 прогибается вверх и приподнимает грибок 3. Грибок своим стержнем воздействует через коромысло 4 на стержни перепускных клапанов. Клапаны открываются и сообщают между собой цилиндры. Воздух при сжатии переходит из одного цилиндра в другой. В результате давление в цилиндре оказывается недостаточным, чтобы открыть нагнетательный клапан, и воздух не подается в пневматическую систему автомобиля.

Рис. Регулятор давления: 1 — кожух; 2 — регулировочный колпак; 3 — пружина регулятора; 4 — упорный шарик пружины; 5 — шток клапана; 6 — гайка регулировочного колпака; 7 — седло регулятора; 8 — шариковые клапаны; 9 — корпус; 10 — фильтр; 11 — штуцер; 12 — канал

Когда давление в системе станет меньше 6 кг/см2, под действием пружины 3 регулятора давления шариковые клапаны 8 опустятся вниз, перекроют отверстие в нижнем гнезде и откроют — в верхнем. Поступление воздуха из баллона к компрессору прекратится, а находящийся в разгрузочной камере воздух через канал 12 в регуляторе давления выйдет в атмосферу.

Давление в разгрузочной камере снизится до атмосферного, и перепускные клапаны под действием пружин закроются. Компрессор начнет нагнетать воздух в баллоны.

Для предохранения от чрезмерного давления воздуха в случае неисправности регулятора давления в пневматической системе имеется предохранительный клапан. Он отрегулирован так, что при достижении давления воздуха в системе 9—10 кг/см2 шарик 6 приподнимается, сжимая пружину 4, и воздух из пневматической системы через отверстие в корпусе клапана выходит в атмосферу.

Рис. Предохранительный клапан: 1 — регулировочный винт; 2 — контргайка; 3 — стержень клапана; 4 — пружина; 5 — корпус; 6 — шарик клапана

Давление в пневматической системе контролируется манометром, установленным на приборном щитке в кабине автомобиля.

Тормоза с пневматическим приводом: что общего у поезда и грузовика?

Знаете как работает тормозная система с пневматическим приводом? Сегодня порадуются любители тяжёлой, грузовой техники, а вместе с ними и мы все попытаемся понять эту пневматическую систему тормозов, которая является отличительной особенностью подобного вида транспортных средств.

Когда ещё не было автомобилей…

Надо сказать, что пневматические тормоза (использующие воздух в качестве рабочего тела) – изобретение не новое. Их история начинается ещё в конце ХIХ века, и разрабатывались они не для автомобилей, коих в те времена ещё толком то и не было, а для железнодорожного транспорта, развивающегося тогда семимильными шагами.

Своим появлением они решили сразу несколько проблем – позволили поездам стать более мощными, а также перевозить больше грузов, так как только пневматика смогла обеспечить адекватное тормозное усилие для тяжёлых составов.

До автомобилей это чудо инженерной техники добралось лишь в 40-е годы ХХ столетия, когда стали появляться поистине большегрузные тягачи и другая, нелёгкая техника на колёсах.

Пневматические тормоза: только воздух нам поможет

Почему лишь пневматический привод подходит для подобных транспортных средств? На самом деле вся проблема в человеке, а вернее в его ограниченных силах.

Эффективность привычных для нынешних легковушек гидравлических тормозов и уже тем более механических в любом варианте исполнения зависит от силы нажатия на педаль, и даже вакуумный усилитель, призванный помочь водителю, не всесилен.

А теперь представьте, с какой силой надо давить на педаль, чтобы остановить многотонный грузовик с прицепом.

Даже если создать гидравлическую систему, нагнетаемую, например, мощным насосом, то для того чтобы погасить энергию движения столь крупной техники, давление пришлось бы повысить до огромных величин, что влияло бы на надёжность всей схемы.

Справиться с этой задачей сможет только пневмопривод. О его принципе действия и конструкции далее.

Как работает тормозная система с пневматическим приводом?

Итак, как же заставить воздух работать на нас? Чтобы разобраться в этом, давайте рассмотрим общее устройство пневмотормозов. Простейшая схема состоит из таких элементов:

• компрессор;
• ресивер (воздушный баллон);
• кран;
• тормозной цилиндр (камера);
• колодки;
• педаль.

Работают вышеперечисленные механизмы вместе следующим образом. Одним из ключевых игроков команды выступает компрессор, который постоянно во время движения закачивает под давлением воздух в ресиверы.

В остальной части системы в это время держится низкое давление, но как только Вы нажимаете педаль – всё меняется.

В момент нажатия поворотная пробка крана изменяет положение и соединяет ресиверы с тормозным цилиндром. Попавший в него под большим давлением воздух, давит на диафрагму, которая в свою очередь перемещает шток, соединённый одним концом с разжимным кулаком.

Этот кулак последнее препятствие между энергией сжатого воздуха и тормозными колодками, которые сдаются под его напором и зажимают тормоза.

Когда педаль отпущена, кран возвращается в исходное положение, тем самым соединяя тормозную камеру с атмосферой. Давление в ней падает, тормоза отпускаются.

Хорошие и не очень стороны пневматики

Мы рассмотрели самый примитивный случай пневматической тормозной системы, в реальных конструкциях всё гораздо сложнее. Кстати, о сложности – это один из недостатков таких схем. Какие ещё минусы, а также какие плюсы есть у них?

Начнём с хороших сторон. Неоспоримым преимуществом пневмотормозов, о котором мы уже говорили, является возможность генерировать большие усилия на тормозные колодки, при этом педаль нажимается без особых проблем. Помимо этого, такие системы прощают небольшие негерметичности в магистралях, обладают высокой надёжностью и КПД, достигающим 80-85%.

Схема тормозной системы автомобиля

Конечно же, есть и недостатки. К ним относится большое время срабатывания пневматики, габариты и сложность системы, отбор мощности двигателя машины на работу компрессора, а также вероятность остаться без тормозов в морозы, так как в магистрали довольно часто попадает вода и при минусовых температурах она превращается в лёд, блокируя циркуляцию воздуха.

Вот мы и узнали как работает тормозная система с пневматическим приводом, которую вы, коллеги-автолюбители, не встретите на легковушках. А я продолжу знакомить вас с устройством машин и уже готовлю следующую интересную статью.

По принципу действия пневматические тормоза делятся на три основные группы:

• неавтоматические прямодействующие;
• автоматические непрямодействующне;
• автоматические прямодействующие.

Неавтоматический прямодействующий тормоз применяется только для торможения локомотива и является вспомогательным.
Компрессор 1 нагнетает в главный резервуар 2 сжатый воздух, который по питательной магистрали 3 поступает к крану машиниста 4 .Кран машиниста условно изображен в виде переключательной пробки, в которой высверлен прямоугольный канал. При постановке ручки крана машиниста в положение отпуска III тормозная магистраль 5 с соединительными рукавами, концевыми кранами и тормозные цилиндры 6 сообщаются с атмосферой Ат. Рычажная передача 9 при этом удерживает башмаки с колодками 10 на определенном расстоянии от поверхности катания колес.

Прямодействующий неавтоматический тормоз

При переводе ручки крана в положение торможения I сжатый воздух из главного резервуара 2 по питательной магистрали 3 через кран машиниста 4, тормозную магистраль 5 поступает в цилиндр 6, передвигая поршень 7 со штоком 8 и связанную с ним рычажную передачу 9 и прижимая колодки к колесам.
Перемещение ручки крана в положение перекрыши II приводит к отключению главного резервуара от магистрали 5 и цилиндра 6. Вся система остается в заторможенном состоянии, причем утечки воздуха из тормозного цилиндра не восполняются.
Этот тормоз называется неавтоматическим потому, что при разрыве поезда (разъединении рукавов) торможения не происходит, сжатый воздух уходит из системы в атмосферу. Тормоз является прямодействующим и неистощимым, так как торможение происходит за счет подачи сжатого воздуха непосредственно из главного резервуара и имеется возможность восполнить утечки воздуха из цилиндров.

Автоматический непрямодействующий тормоз применяется на российских железных дорогах для пассажирских локомотивов и вагонов.

Автоматический непрямодействующий тормоз

По сравнению с первой схемой на каждом вагоне размещены два дополнительных прибора — воздухораспределитель 6 и запасной резервуар 8. Кран машиниста в положении зарядки и отпуска (оно теперь обозначено I) соединяет главные резервуары 2 и питательную магистраль 3 с тормозной магистралью 5, а из неё воздух поступает в воздухораспределитель 6 и запасной резервуар 8. Тормозной цилиндр 7 через канал в воздухораспределителе соединен с атмосферой. При торможении (рисунок б) кран машиниста соединяет тормозную магистраль с атмосферой. Слева от поршня воздухораспределителя падает давление, а справа на него действует давления воздуха запасного резервуара. Поршень сдвигается влево и увлекает за собой золотник, который разобщает тормозной цилиндр с атмосферой, но соединяет его с запасным резервуаром. ТЦ наполняется, тормозные колодки прижимаются к колесам. Тормоз является автоматическим, так как при любом падении давления в тормозной магистрали (открытии стоп-крана 9, разрыве магистрали — разъединении рукавов) происходит торможение без участия машиниста. Но в такой схеме тормоза нет прямодействия , поскольку во время торможения и при перекрыше главный резервуар не сообщается с тормозным цилиндром. Таким образом, этот тормоз является истощимым.

Автоматический п р я м о д е й с т в у ю щ и й тормоз применяется на всех грузовых локомотивах и вагонах, а также на пассажирском подвижном составе западноевропейских железных дорог.

Автоматический прямодействующий тормоз

На локомотиве установлены компрессор 1, главный резервуар 2, напорная (питательная) магистраль 3 и кран машиниста 4, имеющий устройство 5 для питания тормозной магистрали в положении перекрыши. Сжатый воздух, вырабатываемый компрессором, заполняет главный резервуар и далее по питательной магистрали поступает к крану машиниста.
Если ручка крана машиниста установлена в положение I зарядки и отпуска, то воздух подается в тормозную магистраль 6, которая проходит вдоль локомотива и сцепленных с ним вагонов. Соединение магистралей отдельных единиц подвижного состава осуществляется гибкими рукавами 7 с концевыми кранами 8. Из тормозной магистрали сжатый воздух через воздухораспределитель 12 поступает в запасный резервуар 11. В то лес время тормозной цилиндр 13 через воздухораспределитель сообщается с атмосферой Ат. Таким образом происходит зарядка тормоза до определенного зарядного давления.
При постановке ручки крана машиниста в положение II торможения происходит выпуск воздуха из магистрали 6 в атмосферу. Падение давления в магистрали вызывает срабатывание воздухораспределителя, который сообщает запасный резервуар с тормозным цилиндром. По мере повышения давления в цилиндре его поршень со штоком перемещает рычажную передачу 14, в результате чего тормозные колодки прижимаются к колесам.
Когда ручка крана машиниста находится в положении III перекрыши, колеса остаются заторможенными. Возможные утечки воздуха из тормозного цилиндра не вызывают падения давления и ослабления силы нажатия колодок, так как цилиндр питается сжатым воздухом из запасного резервуара III, который пополняется из магистрали через обратный питательпый клапан 10, встроенный в воздухораспределитель. В свою очередь тормозная магистраль связана с главным резервуаром 2 через питательное устройство 5 крана машиниста.
Отпуск тормоза производится переводом ручки крана машиниста в I положение. При этом происходит наполнение сжатым воздухом тормозной магистрали и запасных резервуаров, а цилиндр 13 сообщается с атмосферой, как при зарядке.
Такой тормоз называется автоматическим потому, что при понижении давления сжатого воздуха в магистрали из-за открытия крана экстренного торможения (стоп-крана) 9 или разрыве поезда (разъединении рукавов 7) происходит торможение независимо от действий машиниста. Тормоз является прямодействующим, поскольку в заторможенном состоянии в положении перекрыши происходит питание всей системы сжатым воздухом прямо из главного резервуара, а также и неистощимым, так как утечки воздуха из тормозных цилиндров постоянно восполняются.

Электропневматическими называются тормоза, управляемые при помощи электрического тока, а для создания тормозной силы используется энергия сжатого воздуха.
Электропневматический тормоз прямодействующего типа с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали применяется на пассажирских, электро- и дизель-поездах.В этом тормозе наполнение цилиндров при торможении и выпуск воздуха из них при отпуске осуществляется независимо от изменения давления в магистрали, т. е. аналогично прямодействующему пневматическому тормозу . Автоматичность тормоза обеспечивается наличием воздухораспределителя 9.

Зарядка запасного резервуара 2 происходит через воздухораспределитель 9 из тормозной магистрали 10. При торможении контроллер крана машиниста 1 замыкает соответствующие контакты, и электрический ток воздействует на электромагнитные катушки вентилей 4 и 5 . Якорь 6 закрывает атмосферное отверстие А, а якорь 3 сообщает запасной резервуар 2 через клапан 8 с тормозным цилиндром 7. Давление в тормозной магистрали 10 краном машиниста 1 не понижается, однако он имеет положение, при котором может происходить и разрядка магистрали в атмосферу.
При отпуске тормоза в контроллере крана машиниста 1 размыкаются контакты, катушки тормозного вентиля 4 и вентиля перекрыши 5 обесточиваются и воздух из тормозного цилиндра 7 выпускается в атмосферу А. При перекрыше после ступени торможения вентиль 4 обесточивается, а вентиль 5 находится под напряжением, при этом якорь 3 отсоединяет запасный резервуар 2 от тормозного цилиндра 7 и давление в нем не повышается.
В случае прекращения действия электрического управления тормозом воздухораспределитель 9 работает на пневматическом управлении, как показано на схеме непрямодействующего тормоза.
Электропневматические тормоза обеспечивают плавное торможение поездов и более короткие тормозные пути, что повышает безопасное движение и управляемость тормозами.
Электропневматический тормоз автоматического типа с двумя магистралями (питательной и тормозной) и с разрядкой тормозной магистрали при торможении применяется на некоторых дорогах Западной Европы и США. В этих тормозах торможение осуществляется разрядкой тормозной магистрали каждого вагона через электровентили в атмосферу, а отпуск — сообщением ее через другие электровентили с дополнительной питательной магистралью. Процессами изменения давления в тормозном цилиндре при торможении и отпуске управляет обычный воздухораспределитель, как и при автоматическом пневматическом тормозе.

По характеру действия различают пневматические тормоза нежесткие, полужесткие и жесткие.

• Нежесткие тормоза — такие, которые работают нормально при любом зарядном давлении в магистрали. При медленном снижении давления в магистрали темпом 0,03— 0,04 МПа (0,3—0,4 кгс/см2) в 1 мин и менее такие тормоза в действие не приходят , а при темпе снижения 0,01 МПа (0,1 кгс/см2) в 1 с и более срабатывают на торможение. При повышении давления в магистрали после торможения на 0,02— 0,03 МПа (0,2—0,3 кгс/см2) происходит полный отпуск без ступеней.
• Полужесткие тормоза отличаются от нежестких только тем, что для полного отпуска требуется восстановить первоначальное зарядное предтормозное давление в магистрали или на 0,01—0,02 МПа (0,1—0,2 кгс/см2) ниже зарядного. Этот тормоз обладает свойством не только ступенчатого торможения, но и ступенчатого отпуска (горный режим отпуска).
• Жесткие тормоза — такие, которые работают только при определенном зарядном давлении в тормозной магистрали. Эти тормоза приходят в действие при любом темпе снижения давления в магистрали и на любую величину и остаются заторможенными до тех пор, пока в магистрали сохраняется давление ниже установленного зарядного.

На железных дорогах России и СНГ тормоза жесткого типа применяют в грузовом подвижном составе, эксплуатирующемся на небольших участках, имеющих особо крутые уклоны (0,045 и более). Такие тормоза применяются с переключающим устройством, которое на равнинном профиле пути придаст тормозу свойства нежесткого, на горном профиле — полужесткого.

Анимация (мультик) по схемам прямодействующего, нпрямодействующего
тормоза и ЭПТ

Отличное пособие по новому воздухораспределителю пассажирских вагонов № 242.
С анимацией и дикторским сопровождением