Тормозные приводы

Рассмотрим два основных вида тормозного привода: гидравлический и пневматический. Тормозной гидропривод применяется на всех легковых автомобилях и на грузовых автомобилях полной массой до 7,5 т.

Гидропривод имеет малое время срабатывания, удобство размещения, высокий КПД; современные гидроприводы выполняются в виде двух независимых контуров для повышения надёжности.

Схема гидравлического тормозного привода приведена на рис.94, где 1 – педаль тормоза. 2 – толкатель, 3,10,12 – поршни, 4 – отверстие, 5 – резервуар, 6 – главный тормозной цилиндр. 7 – седло обратного клапана. 8 – перепускной клапан, 9 – трубопровод, 11,18,19 – пружины, 13 – колёсный тормозной цилиндр, 14,16 – тормозные колодки, 15 – стяжная пружина, 17 – обратный клапан.

Привод гидростатический, по закону Паскаля давление в любой точке гидросистемы одинаково. При нажатии на педаль сначала перекрывается отверстие 4, а затем создается давление в главном тормозном цилиндре. Давление передаётся с помощью несжимаемой жидкости (тормозная жидкость передается в колёсный тормозной цилиндр, поршни расходятся и прижимают колодки к барабану). После снятия усилия на педали под действием стяжной пружины 15 жидкость вытесняется обратно и через обратный клапан поступает в полость 6 главного тормозного цилиндра.

Для облегчения управления тормозными механизмами применяется гидровакуумный усилитель, использующий энергию двигателя. Рассмотрим в качестве примера гидровакуумный усилитель гидропривода тормозов грузового автомобиля ГАЗ-53А. Схема усилителя показана на рис.95, где а - разрез, б – схема, 1 – корпус, 2 – диафрагма, 3 – тарелка, 4 – толкатель, 5 – возвратная пружина, 6 – резиновый клапан вакуумный, 7 – пружина, 8 –резиновый клапан атмосферный, 9 – крышка следящего механизма, 10 – корпус, 11 – пружина, 12 – диафрагма, 13 – перепускные клапаны, 14 – манжета, 15 – шариковый клапан, 16 – поршень, 17 – толкатель клапана, 18 – шайба, 19 – цилиндр, 20 – уплотнительный корпус, 21 – гайка, 22 – штифт, 23 – плунжер.

Если педаль тормоза отпущена, клапан 15 открыт, вакуумный клапан 6 также открыт, атмосферный клапан 8 закрыт. В обеих полостях А и Б вакуумной камеры, а также в полостях В и Г следящего механизма одинаковое разрежение. Давление с обеих сторон диафрагмы 2 одинаково.

При нажатии на педаль тормоза жидкость из главного тормозного цилиндра вытесняется в трубопроводы и через открытый шариковый клапан попадает в колёсные тормозные цилиндры. Под действием давления жидкости плунжер 23 поднимается, и диафрагма следящего механизма идёт вверх, закрывается вакуумный клапан 6 и полости В и Г разобщаются. При дальнейшем движении плунжера и диафрагмы вызывается открытие атмосферного клапана 8 и поступление воздуха в полость Г и далее в полость А вакуумной камеры. Разность давлений в полостях А и Б вызывает перемещение толкателя и поршня. Шариковый клапан закроется, так как на него действует пружина, а движение поршня прекратится. По мере увеличения давления воздуха в полости Г диафрагма перемещается вниз до закрытия атмосферного клапана. Силы, действующие сверху и снизу на диафрагму следящего механизма, уравняются. Равновесие сил отражает связь между усилием на педали тормоза и дополнительным давлением от усилителя на жидкость в тормозном приводе.

Так осуществляется следящее действие. Максимальное разрежение во впускном трубопроводе будет при холостом ходе двигателя.

Пневмопривод тормозов применяется на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъёмности и на автобусах; преимущества: облегчение управления, удобство привода прицепа и полуприцепа, возможность использовать сжатый воздух для целей накачки шин, привода вспомогательных механизмов. Недостатки: сложность производства и обслуживания, отбор мощности двигателя на привод компрессора, большое время срабатывания (в 5…10 раз больше, чем у гидропривода).

В состав пневмопривода входят следующие узлы:

- компрессор;

- ресиверы;

- тормозные краны, клапаны управления тормозам прицепа и полуприцепа;

- тормозные камеры;

- регулятор давления, регулятор тормозных сил и др.;

- влагоотделители, защитные клапаны (одинарный, двойной, тройной);

- сигнальные элементы.

Система пневмопривода должна быть двухконтурной по меньшей мере.

Рассмотрим принцип действия пневмопривода тормозов на примере диафрагменного следящего механизма обратного действия, схема которого показана на рис.96а, где 1 – педаль. 2 – корпус, 3 – диафрагма, 4 – седло впускного клапана, 5 – впускной клапан, 6 – пружина клапана. 7 – ресивер, 8 – перегородки, 9 – стержень клапанов, 10 – выпускной клапан, 11 – седло выпускного клапана, 12 – уравновешивающая пружина, 13 – пружина хода педали, 14 – тяга.

Данный механизм изменяет давление воздуха обратно пропорционально приложенной силе.

Полость А сообщается с атмосферой, полость В соединена с ресивером. К полости С подводится сжатый воздух из компрессора.

При отпущенной педали, как это показано на рис.96а, воздух из компрессора поступает в ресивер через открытый клапан 5, давление повышается, уравновешивающая пружина сжимается, клапан 5 закрывается (рис.96б). Уравновешивающая пружина предварительно сжата и чем больше она сжата, тем большее давление устанавливается в ресивере.

При нажатии на педаль (рис.96в) равновесие нарушается – диафрагма прогибается влево, выпускной клапан 10 открывается и воздух из ресивера через полость В выходит в атмосферу, давление сжимается, пружина 12 разжимается и перемещает диафрагму вправо.

Следящий механизм обратного действия автоматически устанавливает зависимость падения давления воздуха в ресивере от силы на педали – чем больше сила давления на педаль, тем меньше давление в ресивере.

Такие механизмы применяются на автомобилях в тормозных кранах, управляющих тормозами прицепов. От полости В тормозного крана через трубопроводы подключается пневматическое оборудование прицепа.

Следящий механизм прямого действия поршневого типа обеспечивает прямую пропорциональность между силой нажатия на педаль тормоза и давлением воздуха в пневмоприводе.

Схема такого механизма показан на рис.97, где 1 – поршень, 2 – корпус, 3 – перегородка, 4 – клапан, 5 – пружина, 6 – седло, 7 – седло подвижное, 8 – пружина хода педали тормоза, 9 – рычаг.

Полость А соединена с атмосферой, полость В – с тормозными камерами колёс, полость С связана с ресивером и компрессором.

Когда педаль тормоза не нажата, клапан 4 закрыт пружиной 5, при этом тормозные камеры сообщаются с атмосферой (рис.97а).

При нажатии на педаль тормоза подвижное седло 7 открывает клапан 4 и изолирует полость А от полости В. Давление в полости В повышается, воздух из полости С поступает в полость В до тех пор, пока возросшее давление воздуха на клапан 4 справа не станет больше или уравновесит давление от педали. Клапан 4 закроется. Тем самым обеспечивается следящее действие механизма прямого действия – чем больше давление на педаль, тем больше давление в тормозной системе. Это положение открытого клапана 4 показано на рис.97б. Закрытое положение клапана 4 и прижатое состояние подвижного седла 7 обеспечивает изоляцию полостей А,В,С друг от друга (рис.97в).

Иногда в пневмоприводах тормозов применяют последовательное соединение следящих механизмов. В качестве примера на рис.98 приведена схема пневмопривода, при помощи которого управляют тормозами прицепа из кабины тягача. Привод представляет собой последовательное соединение следящих механизмов тормозного крана прицепа и воздухораспределитель.

С педалью тормоза связан тормозной кран прицепа – диафрагменный следящий механизм обратного действия. Педаль с тормозным краном установлены на тягаче (рис.98а). На прицепе устанавливают воздухораспределитель – следящий механизм прямого действия.

На рис.98а позиции 1-6, 8-14 аналогичны таковым на рис.96,97; 7 – трубопровод, 15 – корпус воздухораспределителя, 16 – ресивер (воздушный баллон) прицепа, 17 – поршень, 18 – перегородка, 19 – тормозная камера, 20 – окно в атмосферу, 21 – выпускной клапан, 22 – шток, 23 и 27 – пружины, 24 – упор, 25 – седло впускного клапана, 26 – впускной клапан, А,В,С,D,E,F – полости тормозного крана и воздухораспределителя.

Работа пневмопривода происходит следующим образом. При нажатии на педаль тормоза снижается давление в полости А и В тормозного крана, снижается также давление в полости D воздухораспределителя, впускной клапан которого поднимается под действием разности давлений сверху и снизу (рис.98б). Подъёму клапана препятствует возрастающее давление в полости F воздухораспределителя. Наступает момент, когда впускной клапан запрется (рис.98в).

Таким образом, последовательно соединение следящего механизма обратного действия (тормозной кран) и следящего механизма прямого действия (воздухораспределитель) даёт возможность получить линейную зависимость между усилием на педали тормоза и давлением в тормозной системе. С ростом усилия на педали линейно растёт сила торможения колёс.

Существует две системы пневматических тормозных приводов автопоездов: однопроводная и двухпроводная. Однопроводная система схематично показана на рис.99а, двухпроводная – на рис.99б. На рис.99 обозначены: 1 – педаль тормоза, 2 – тормозная камера автомобиля-тягача, 3 – тормозной кран тягача, 4 – тормозной кран прицепа. 5 – источник питания привода - компрессор и ресивера, 6 – регулятор давления прицепа. 7 – ресивер прицепа, 8 – тормозная камера прицепа. 9 – трубопроводы связи тягача и прицепа.

В однопроводной схеме при торможении давлением воздуха в трубопроводе 9 падает соответственно силе на педали, что приводит в действие работу тормоза прицепа (последовательное соединение следящих механизмов).

В двухпроводной схеме регулятором 6 служит ускорительно-аварийный клапан, который подаёт сжатый воздух из ресивера 7 в тормозные камеры при повышении давления в трубопроводе 9 управления. По трубопроводу 10 производится постоянно зарядка сжатым воздухом ресивера 7 от источника питания.

В настоящее время для повышения безопасности движения применяют трёхпроводную систему.

Основной недостаток пневмопривода, как было указано выше, - это большое время срабатывания, особенно для длинномерных автопоездов. Стремление преодолеть этот недостаток привело к появлению тормозных электропневмоприводов. Первоначально это были электромагнитные клапаны в пневмоприводе, с их помощью при экстренном торможении создавалось максимальное давление, но при этом отсутствовало следящее действие. Потом появились электронные системы управления, обеспечивающие не только следящее действие, но и регулирование тормозных сил с целью повышения эффективности торможения.

Дата добавления: 2015-10-31