Принцип работы тормозной системы грузового автомобиля

Необходимость системы торможения в автомобиле сомнению не подлежит. Устройство тормозной системы грузового авто принципиально отличается от легковых, поскольку сам автомобиль включает значительно большее число элементов управления, не говоря уже о многократно превышающих размерах и массе.

Тормозная система является одним из основных элементов управления крупногабаритной машиной. Именно благодаря согласованной работе многочисленных механизмов сложного устройства водитель имеет возможность контролировать поведение машины во время езды, остановки, при различных скоростных режимах.

Принцип работы тормозной системы грузового автомобиля

Современные грузовые автомобили оснащены пневматическим приводом. Главная особенность, принцип тормозной системы основан на работе силы сжатого воздуха, которым заполняются специальные емкости с помощью компрессора, создавая определенное давление в системе.

Во время движения автомобиля происходит забор воздуха в специальные баллоны при отпущенной тормозной педали. При передаче давления уплотненная масса воздуха передвигается к перекрывающему устройству (тормозной кран). При нажатии педали тормоза происходит перекрывание непрерывного воздушного слоя, срабатывает кран. После этого тормозная камера заполняется воздухом, обеспечивая процесс торможения.

Часто грузовые машины дополняются прицепом, который имеет систему торможения, замкнутую на основную, через верхнюю секцию. Поэтому включение механизмов происходит синхронно, тормозная камера на прицеп срабатывает последовательно.

При этом остановкой тягача руководит нижняя секция подачи воздуха. Система работает таким образом: воздух из камеры оказывает давление на диафрагму и таким образом сжимает внутреннюю пружину, давлением усилием через толкатель приводится в действие разжимной кулачок.

От него валик, вращаясь, приводит в действие тормозные колодки и останавливает автомобиль. Как только водитель снимает ногу с педали тормоза, процессы происходят в обратном направлении и устройство возвращается в первоначальное положение.

К преимуществам пневматической системы следует отнести обеспечение более короткого тормозного пути, чем, например, у дискового, при минимальном усилии, оказываемом на педаль тормоза для включения в работу тормозной системы.

Различают несколько типов пневматических тормозов:

• Мягкие (нежесткие), для которых достаточно любое давление в системе. Торможение происходит за счет скорости сжатия воздуха и передачи давления на размыкающие механизмы;
• Средней жесткости. Работа осуществляется ступенчато — и торможение, и восстановление (режим горных условий);
• Жесткие. Для них требуется поддержание постоянного определенного давления в системе. Скорость сжатия не влияет на работу.

Устройство тормозной пневматики

Пневматическая тормозная система грузовиков включает нескольких взаимосвязанных механизмов, от исправности которых зависит полноценная работа всего оборудования. К основным деталям, которые обеспечивают безотказную работу пневматики, следует отнести:

• Тормозные приводы на задних и передних колесах;
• Компрессор;
• Емкости со сжатым воздухом;
• Тормозные камеры задних и передних колес;
• Размыкающий механизм (тормозной кран);
• Педаль тормоза;
• Манометры;
• Соединительная система, состоящая из трубопроводов, шлангов;
• Основной трубопровод;
• Соединительная головка для обеспечения продвижения воздуха к системе тормозов прицепа.

Все названные элементы распределяются по трем основным устройствам системы:

1. Управление, с помощью которого происходит принудительное или автоматическое регулирование системы подачи воздуха;
2. Энергетическая система обеспечивает сжатие, подачу воздуха.;
3. Тормоз приводится в действие двумя предыдущими системами и зависит от их полной исправности.

Ключевые элементы устройства тормозной системы грузовиков

Тормозная система грузовиков зависят от исправности и слаженности работы не только передающих, но и исполнительных механизмов. Одним из ключевых элементов является тормозная камера. Основное назначение – задействование тормозов задних и передних колес.

Тормозная камера представляет собой сложное устройство из нескольких элементов, которые надежно соединяются между собой специальными крепежными устройствами:

• Штуцер;
• Упругая диафрагма (мембрана);
• Диск, в который давит диафрагма средней частью;
• Пружина возвратного действия;
• Хомут;
• Шток тормозной камеры;
• Корпус камеры;
• Кольцо;
• Контргайка;
• Защитный тканевый кожух;
• Соединительные элементы;
• Крышка корпуса.

Тормозная камера может быть со встроенным энергоаккумулятором, который осуществляет управление тормозных механизмов через давление, возникающее в пневматической системе. Вследствие большой надежности, устанавливаются энергоаккумуляторы с пружинным механизмом. В отличие от обычных, такие камеры состоят из двух конструкций:

• Мембранная тормозная камера, которая является передающим элементом устройства;
• Цилиндр с пружинно-пневматическим механизмом, который может применяться в запасном тормозе и стояночном в качестве исполнительного элемента.

В тот момент, когда тормозная система приводит в действие рабочие механизмы, основным, исполнительным элементом является шток. По сути, он выполняет функцию тормозной камеры на передних колесах.

Работает в режиме включения стояночной системы: воздух под давлением выпускается из емкости под поршнем, который опускается под действием пружинного механизма и сдвигает толкатель, воздействуя на диафрагму и шток через подпятник, обеспечив торможение автомобилю.

Тормозная система со встроенным энергоаккумулятором во время торможения запасным механизмом не выбрасывает весь объем сжатого воздуха, а только ту часть, которая сможет обеспечить безопасную эффективную остановку грузового автомобиля. Рычаг управления в этом случае будет находиться в промежуточном положении. Именно угол поворота рычага обеспечивает степень воздействия силы тормоза на колесах, своевременную остановку в любых условиях.

Различия тормозных камер для разных систем

Важной частью тормозной системы является механизм, который обеспечивает остановку движущегося автомобиля. Их устанавливают в колесах, в стояночной системе – возле коробки передач. Дисковый тормоз, который является частью вращения, состоит из тормозного диска и колодок, которые устанавливаются неподвижно по обе стороны внутри чугунного корпуса.

Барабанные тормозные камеры устанавливаются, в отличие от дисковых, на задних колесах. Преимущество их состоит в относительной дешевизне производства, хотя сложность конструкции делает обслуживание более затруднительным, чем вторые.

Принцип действия и устройство барабанных тормозных камер:

• Поршень;
• Регулятор тормоза;
• Пружины;
• Подача на ручной тормоз;
• Колодки – 2 шт.

При воздействии на педаль тормоза происходит прижатие поршнем обеих колодок к барабану. В основном, тормозные механизмы такого типа срабатывают самостоятельно после заклинивания. Благодаря этому, по окончании процесса торможения колодки возвращаются в исходное положение автоматически.

Как правило, обслуживание тормозных устройств и камер всех модификаций сводится к отрегулированию работы исполнительных систем и замене изношенных, расходных материалов тормозных механизмов (в барабанных – колодок). Практически во всех тормозных системах присутствуют электроусилители и дополнительные устройства активной безопасности.

Основное правило движения на дорогах – безопасность. Только исправность всех механизмов и систем в автомобиле может обеспечить его выполнение. Тормозная система является одним из основных в списке, регулирующих скорость и возможность вовремя остановиться, устройств.

Тормозная система автомобиля: устройство, назначение и принцип действия тормозов

Одной из самых важных систем в автомобиле, является система торможения. При ее неисправности автомобиль становится смертельно опасным как для водителя, едущих с ним пассажиров, так и для всех остальных участников дорожного движения, включая вездесущих пешеходов. Поэтому исправность тормозной системы автомобиля — залог сохранности не только здоровья, но и жизни.

Тормозная система автомобиля предназначена для замедления или осуществления полной остановки транспортного средства. В тормозную систему входит ряд составных частей – это тормозные колодки, шланги, тормозные цилиндры, вакуумный усилитель, барабаны или диски.

Все современные автомобили оборудуются фрикционными тормозами. В основе работоспособности фрикционных тормозов используется сила трения неподвижных деталей механизма о подвижные.

Тормозная система разделяется на два вида: рабочая, которая предназначена для снижения скорости и остановки автомобиля и стояночная, которая используется для того, чтобы удержать автомобиль на неровной поверхности (ручник, но в современных автомобилях бывает и автоматический стояночный тормоз). Согласно требований, которые предъявляются странами, входящими в ЕЭС, рабочей и стояночной тормозной системами должен быть оборудован каждый производимый автомобиль.

Обеспечить безопасную эксплуатацию транспортных средств без высоко-эффективной и крайне надежной тормозной системы не представляется возможным. Перед инженерами, работающими в автомобилестроении, постоянно стоит задача совершенствования тормозных систем. Многие из этих усовершенствований, к сожалению, предлагаются только в дополнительных опциях к автомобилю или только в дорогих комплектациях, за которые приходится платить больше. Но стоит ли экономить на собственной безопасности? Это решает каждый автолюбитель самостоятельно.

Принцип действия тормозной системы

Схема подготовлена по материалам automn.ru и systemsauto.ru

1. трубопровод контура «левый передний-правый задний тормозные механизмы»
2. сигнальное устройство
3. трубопровод контура «правый передний — левый задний тормозные механизмы»
4. бачок главного тормозного цилиндра
5. главный тормозной цилиндр
6. вакуумный усилитель тормозов
7. педаль тормоза
8. регулятор давления
9. трос стояночного тормоза
10. тормозной механизм заднего колеса
11. регулировочный наконечник стояночного тормоза
12. рычаг привода стояночного тормоза
13. тормозной механизм переднего колеса

При нажатии на педаль тормоза в тормозной системе создается давление, которое усиливается вакуумным усилителем и передается через тормозные шланги на неподвижные части тормозного механизма — колодки.

Тем самым тормозные колодки приводятся в движение и либо зажимают тормозной диск (в дисковых тормозах), либо упираются в стенки барабана (в тормозах барабанного типа), что обеспечивает торможение.

Дисковые тормоза хотя и более дорогие, но более надежные, поэтому барабанные тормоза используются лишь на задних колесах бюджетных автомобилей.

Схема дисковых тормозов

Дисковый тормозной механизм состоит из тормозного диска, который закреплен на колесе и вращается вместе с ним, двух неподвижных колодок, которые установлены внутри суппорта по обе стороны от тормозного диска.

Суппорт крепится на кронштейне. На суппорте, в его пазах также крепятся рабочие цилиндры, которые во время торможения прижимают тормозные колодки к диску.

Тормозные колодки после отпускания педали тормоза возвращаются в исходное положение пружинными элементами.

Тормозной диск в процессе торможения, под воздействием сил трения сильно нагревается. Охлаждение тормозных дисков происходит за счет конвективного омовения потоком воздуха. Для улучшения отвода накапливаемого диском тепла в нем делаются специальные отверстия и в этом случае диск является вентилируемым. Для еще большего повышения эффективности процесса торможения и нивелирования последствий перегрева диска на спортивных и скоростных автомобилях устанавливают тормозные диски, изготовленные с применением специальных керамических материалов.

Тормозной привод служит для обеспечения управления всеми составляющими тормозного механизма. В современных тормозных системах применяются такие типы тормозных приводов: механический, пневматический, гидравлический, электрический и комбинированный.

Механический привод применяется в стояночной тормозной системе (ручник). Механический привод — это система тяг, тросов и рычагов, которые служат для соединения рычага стояночного тормоза с тормозным механизмом задних колес автомобиля.

Существует также система механического привода стояночного тормоза, приводимая в действие с помощью ножной педали.

Гидравлический привод является наиболее распространенным типом привода в рабочей системе тормозов. Конструкция гидравлического привода включает: педаль тормоза, главный тормозной цилиндр, вакуумный усилитель тормозов, рабочие цилиндры, шланги и трубопроводы.

Принцип работы гидравлического привода тормозов описан чуть выше.

Для обеспечения надежности тормозной системы работа гидравлического привода организуется по двум (как правило) независимым контурам. При поломке одного контура, его функции берет на себя другой контур. Рабочие контуры могут дублировать функции друг-друга либо выполнять часть какую-то часть функций второго контура. Возможно также и выполнение каждым контуром строго своих функций. Наиболее распространенной является диагональная схема работы контуров.

Пневматический привод используется преимущественно в тормозной системе грузовых автомобилей.

Комбинированный тормозной привод, как следует из названия, представляет собой сочетание (комбинацию) двух видов привода (электропневматический, например).

Далее скажем пару слов о дополнительных системах, которые делают автомобиль более безопасным.

Анти-блокировочная система ABS, предназначается для предотвращения блокирования колес автомобиля во время очень сильного нажатия на педаль тормоза, что позволяет избежать движения юзом, и сохранить контроль над автомобилем. В состав системы ABS (Antilock Brake System) входят три элемента – это датчик измерения скорости, который устанавливается на каждом колесе, модулятор давления тормозной жидкости и блок управления системой ABS.

Система TCS создана на основе системы ABS и предназначена для предотвращения пробуксовывания колес во время слишком резкого старта или на скользкой дороге. Система (Traction Control System) существует и под названиями: ASR, ASC, ETS. Она отличается от системы ABS только наличием модифицированного блока управления.

ESP. Еще одной полезной системой, которая может устанавливаться на автомобиле, является система электронной стабилизации колес ESP. Эта система работает в повороте, причем его угол и скорость не имеют значения, при возникновении заноса задней оси автомобиля, ESP (Electronic Stability Program) обеспечивает подтормаживание переднего наружного колеса. В такой ситуации образуется стабилизирующий момент, возникающий между колесами автомобиля, который возвращает движущийся автомобиль на безопасную траекторию.

Видео: принцип работы тормозной системы

Принцип работы тормозной системы грузового автомобиля

Учитывая, что от тормозов буквально зависит человеческая жизнь, инженеры постарались сделать эту систему как можно более надежной. Что же там, под средней педалью?

Тормозная система автомобиля

Классификация тормозных систем автомобиля по назначению, устройство

Когда-то можно было обойтись одним видом тормозов. Но автоконструкторы постоянно искали возможности улучшить их конструкцию, и на сегодняшний день мы имеем различные виды тормозных систем, отличающиеся по назначению, принципу работы и техническому исполнению.

Рабочая (основная)

Рабочая тормозная система
Да, учитывая, что именно ей мы обязаны жизнью и безопасностью, рабочая тормозная система по праву стоит на первом месте. Это те тормоза, которыми водитель управляет во время движения: они позволяют замедлить или остановить транспортное средство. Рабочая тормозная система соединена с системой ABS (антиблокировочной), которая помогает маневрировать в критической дорожной ситуации.

Стояночная

Стояночная тормозная система: (1 — регулятор давления; 2 — тормозной механизм заднего колеса; 3 — кожух полуоси заднего моста с кронштейном регулятора давления; 4 — индикатор стояночного тормоза; 5 — рычаг стояночного тормоза; 6 — выключатель индикатора; 7 — уравниватель; 8 — тросы.)
Назначение стояночного тормоза понятно из названия: фиксировать автомобиль на долгое время, чтобы он не покатился с горочки в отсутствие хозяина. В отличие от основной системы, стояночная предназначена для длительного включения без последствий для работоспособности. Стояночный тормоз может выручить и в том случае, когда основные тормоза по какой-то причине не работают (такое бывает редко, но бывает). Как минимум, она поможет остановиться не в ближайшем столбе.

Запасная

Резервная, она же запасная, она же аварийная – специальная тормозная система, которая предназначена для страховки в случае отказа основных тормозов. Она может устанавливаться отдельно, может быть конструктивным элементом основных тормозов, а может и вообще отсутствовать в автомобиле. Если запасного тормоза нет, в случае чего придется спасаться стояночным, он поможет.

Гидравлический привод тормозов


Гидравлические приводы тормозных механизмов появились несколько позже, чем механические приводы, примерно в 1910 – 1915 г.г. В массовом автомобилестроении гидравлический привод тормозов применяется с 1924 года благодаря разработкам инженеров американской автомобилестроительной (Chrysler Group LLC). В своей работе такие приводы используют гидростатические законы, передавая энергию жидкости под давлением. Принцип действия гидростатического привода основан на свойстве жидкости сохранять свой объем при внешнем давлении (ничтожно малая сжимаемость), а также способности передавать создаваемое в любой точке давление одинаково всем точкам замкнутого объема жидкости (закон Паскаля).

Гидравлический привод широко применяется в качестве привода рабочей тормозной системы легковых автомобилей, грузовых автомобилей малой и средней грузоподъемности, а также автобусов малой вместимости.

Достоинства и недостатки гидропривода тормозов

Гидравлический привод тормозных механизмов имеет ряд существенных преимуществ перед другими типами привода:

• одновременность торможения всех колес (в принципе) и требуемое распределение тормозных сил между отдельными колесами (дифференцирование тормозных усилий);
• высокий КПД – 0,9 и выше при нормальной температуре охлаждающей жидкости (для сравнения – КПД механического привода редко превышает 0,6);
• малое время срабатывания (0,05…0,2 сек). Благодаря этому свойству, обусловленному ничтожно малой сжимаемостью жидкости, гидравлический привод имеет неоспоримое преимущество перед пневматическим приводом, имеющим время срабатывания примерно в десять раз больше;
• относительно малые габариты и масса применяемых в гидроприводе приборов и устройств;
• простота конструкции и удобство компоновки (трубки гидропривода можно проложить как угодно и где угодно в кузове или других элементах конструкции автомобиля – на работоспособность привода это не повлияет).

Не лишены гидравлические приводы тормозов и некоторых существенных недостатков:

• невозможность получения большого передаточного числа привода. Как известно, передаточное число гидростатических систем можно установить соотношением площадей поперечного сечения поршней передающего и принимающего усилие гидроцилиндров (или заменяющих их элементов). Очевидно, что существенное увеличение передаточного числа привода для повышения тормозного усилия приводит к значительному увеличению хода управляющего органа (тормозной педали или рычага);
• выход из строя при местном повреждении какого-либо из элементов конструкции (трубки, штуцера и т. п.), т. е. относительно низкая надежность привода. Для устранения этого недостатка применяют многоконтурные приводы;
• невозможность продолжительного и опасность чрезмерно интенсивного торможения. Продолжительное торможение может вызвать перегрев, и даже закипание тормозной жидкости из-за нагрева элементов конструкции тормозных механизмов (колодок, барабанов и т. п.). Интенсивное торможение с чрезмерным усилием может привести к повреждению уплотнительных элементов, что, в свою очередь, приведет к разгерметизации привода и потере его работоспособности;
• высокая чувствительность к попаданию воздуха в привод, резко снижающая его работоспособность (и даже приводящая к полному отказу) при завоздушивании системы;
• зависимость КПД привода от температуры тормозной жидкости (при низких температурах эффективность работы гидравлического привода резко снижается из-за повышения вязкости жидкости);
• использование в качестве рабочего тела специальных жидкостей, способных нанести вред окружающей среде, животным и человеку при попадании на почву и во внешнюю среду.

Классификация тормозных систем автомобиля по типу привода, устройство

Один человек, даже очень сильный, не может приложить достаточное усилие на тормоза, чтобы остановить машину. Для умножения и передачи усилия используется привод тормозной системы. Типы приводов бывают разные:

Механический

Типичный пример – стояночный тормоз, у которого в качестве привода трос и рычаги. Этой системе столько лет, сколько самому автомобилю, но ничего более простого и безотказного пока что инженеры не придумали.

Гидравлический

Тормоза с гидравликой есть у любого легкового автомобиля, это самая привычная нам система. Можно сказать, гидравлика сочетает в себе эффективность и доступность: работает отлично, обслуживать достаточно легко, комплектующие есть в любом магазине автотоваров. Гидравлические тормоза делятся по типу тормозных элементов на дисковые и барабанные.

Дисковый тормоз. Эффективно? Да. Надежно? Да. Дисковые тормоза в свое время стали фурором в автоспорте, а затем и в повседневной жизни. По эффективности она сразу же превзошли привычные тогда тормозные барабаны.

Устройство дисковых тормозов
Принцип работы дискового тормоза знает любой водитель: фрикционные накладки расположены по обе стороны стального диска, который надет на ступицу колеса и вращается вместе с ней. Нажатие на педаль тормоза приводит в действие привод, накладки зажимают диск и останавливают его, а вместе с ним и автомобиль.

Барабанный тормоз. В отличие от дискового тормоза, в барабанном фрикционные накладки располагаются внутри тормозного барабана. При нажатии педали привод раздвигает колодки, и они прижимаются к внутренним стенкам.

Устройство барабанных тормозов
По эффективности барабанные тормоза стоят далеко позади дисковых, и в прямом, и в переносном смысле. Поскольку для остановки автомобиля торможение передних колес важнее, чем задних, то барабанные тормоза иногда ставят на задние колеса в недорогих моделях автомобилей.

Пневматический

Пневматика в качестве привода тормозной системы не используется в легковых автомобилях, ее ставят на тяжелую коммерческую технику. Принцип действия немного похож на гидравлический, но рабочей средой является не жидкость, а сжатый воздух, который накачивается в систему компрессором. Когда водитель нажимает педаль тормоза, воздух под давлением проходит к тормозным элементам и приводит их в действие.

Комбинированный

Комбинированную тормозную систему можно встретить на тяжелой спецтехнике. Он состоит из различных типов привода, что дает громоздкий, но надежный результат. Электромеханический или гидромеханический привод нужны для тяжелого транспорта в тяжелых условиях.

Сегодня ремонт грузовых автомобилей производится регулярно на многочисленных сто. Для того чтобы привести транспортное средство в нормальное рабочее состояние, нужно хорошо знать устройство и принцип работы всех его систем. Тормозная система – это одна из самых важных составляющих любого грузовика, так как отвечает, прежде всего, за безопасность водителя и всех участников дорожного движения.

Современные грузовые транспортные средства оснащены системами тормозов четырех типов:

• рабочая тормозная система;
• запасная тормозная система;
• стояночная тормозная система;
• вспомогательная тормозная система.

Качественный ремонт машин может осуществляться только опытными специалистами на специализированном оборудовании.

Рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости грузового транспортного средства с заданной интенсивностью до полной его остановки. При этом на работу системы не должна влиять высота скорости (она может быть очень высокой) и другие факторы: уклон дороги, нагрузка и т. д.

Запасная система тормозов используется для медленного и нерезкого снижения скорости автомобиля. С ее помощью можно даже полностью остановить машину, если ее рабочая тормозная система выйдет из строя вся или частично.

Стояночная тормозная система необходима для того чтобы удерживать грузовое транспортное средство в неподвижном состоянии как на уклоне и на горизонтальном участке дороги или стоянки, когда водитель отсутствует в кабине. Эффективность работы данной системы проверяется возможностью удерживания тяжелой машины на таком крутом уклоне, который она преодолевает на низшей передаче.

Вспомогательная тормозная система используется для того чтобы поддерживать постоянную скорость машины во время ее движения на горных спусках большой протяженности. Ее эффективность проверяется возможностью спуска транспортного средства по уклону в 7 градусов со скоростью 30 км/ч на протяжении 6 км без параллельного использования других систем тормозов.

Система тормозов грузового транспортного средства состоит из тормозного привода и определенных механизмов. При этом общие элементы не являются показателем единой работы системы – каждая из них работает независимо, обеспечивая грузовому автомобилю эффективность торможения при самых разных условиях.

Существуют также аварийная система растормаживания стояночного тормоза, привод тормозов прицепа, аварийная сигнализация и системы контроля работы тормозных систем машины.

Что такое пневматический привод?

Принцип действия пневматического привода механических систем грузовых транспортных средств лежит в основе физики газообразных веществ.

Газовая система – это практически любой объект, в принцип работы которого заложено использование газообразного вещества. Кислород является одним из самых доступных газов на земле, поэтому именно он широко распространен в производстве пневматических систем тормозов. Ведь даже слово pneumatikos является греческим и переводится не иначе, как «воздушный».

Более краткий термин, обозначающий подобную систему, зачастую применяется во всей технической литературе. Это слово «пневматика».

Стоит немного обратиться к истории возникновения пневматической системы. Устройства на ее основе использовались в самой глубокой древности. К простейшей пневматике относятся кузнечные меха, ряд музыкальных инструментов, ветряные мельницы – простейшие двигатели – и т. д.).

Наиболее часто использовались пневматические системы в качестве нагнетателей, то есть источников энергии воздуха. Они были способны придавать кислороду требуемый объем кинетический или потенциальной энергии.

Однако в сфере жизни и деятельности человека пневматический привод, который состоит из цепи устройств, приводящих в работу механизмы и машины, это одно из главных направлений использования кислорода, но далеко не единственное.

Пневматический привод: назначение

Пневматический привод отвечает за управление выпуском и впуском сжатого воздуха, при помощи которого тормозные механизмы приводятся в действие. Этот механизм используется на больших грузоподъемных машинах.

Одними из безусловных преимуществ пневматического привода являются контроль тормозов прицепа и точность слежения за процессом торможения. Если сравнивать пневматический привод с гидравлическим, то первый по своим конструктивным особенностям является более сложным и дорогостоящим. Кроме того, эта запчасть для грузовых иномарок больше весит и имеет внушительные габариты.

При каких условиях возможно использование энергии сжатого воздуха? Прежде всего, при включении специальных приборов в привод, которые обладают следящим действием. Они обеспечивают контроль изменения давления в исполнительных механизмах. Давление зависит, прежде всего, от усилия, которое приложено к управляющему органу. В свою очередь, размер давления оказывает влияние на усилие в исполнительных механизмах, которые и запускают в работу тормозные механизмы.

Компоненты пневматической тормозной системы грузовиков

Ведущие мировые компании-производители контроля и систем безопасности для грузового и коммерческого транспорты известны всем, кто занимается таким бизнесом, как продажа запчастей. Это марки KNORR-BREMSE и WABCO Vehicle Control Systems.

Вот уже больше века эти производители осуществляют активное внедрение на автомобильный рынок передовых механических и электронных технологий, необходимых в производстве тормозов и других систем безопасности. Вся продукция концернов KNORR–BREMSE и WABCO применяется в процессе производства грузовых и коммерческих транспортных средств, а также в их эксплуатации. Если вы собираетесь купить автозапчасти, то выбирайте только эти проверенные временем и большим числом покупателей марки.

Инженеры KNORR-BREMSE и WABCO внедряют на современный рынок на постоянной основе такие системы, как ABC (ABS) , EBS, ESC — система стабилизации, RSC — противобуксовочные системы, системы очистки воздуха, контроля трансмиссий, электрики, подвески и другие узлы и части систем тормозов.

На сегодняшний день концерны KNORR-BREMSE и WABCO являются лидерами в сфере производства компрессоров, воздушных кранов, различных клапанов и пневмогидроусилителей.

Основные типы пневматических систем

Все пневматические системы подразделяются на 3 основных вида:

• системы с естественной конвекцией (циркуляцией) газа;
• системы с замкнутыми камерами;
• системы, где используется энергия предварительно сжатого газа.

Первая группа – это системы с естественной (циркуляцией) газа, как правило, это воздух. Направление движения кислорода зависит от плотности природного характера и градиентов температуры. Примерами могут служить вентиляционные системы газоходов, горных выработок, обычных помещений, атмосферная оболочка планеты.

Вторая группа – это системы с замкнутыми камерами, которые не взаимодействуют с атмосферой. В этих камерах состояние газа может изменяться. На данный процесс оказывает влияние объем камер, подъем или падение температуры, объем отсасывания или наддува газа. Ко второй группе можно отнести такие устройства, как пневмобуферы, пневмобаллоны, различные эластичные надувные объекты, пневмогидравлические системы баков для топлива у самолетов и ракет.

Третья группа – это системы, в которых для выполнения целого ряда работ применяется энергия предварительно сжатого газа. Внутри этих систем газ движется с приличной скоростью по специальным магистралям. При этом он обладает большим запасом энергии. Такие системы бывают двух типов: бесциркуляционные и циркуляционные или иначе замкнутые.

Отработанный газ в циркуляционной системе возвращается к нагнетателю по трубопроводам для вторичного применения. Обычно такой принцип существует в гидроприводе.

Где применяется подобная система?

Прежде всего, в условиях, когда утечка газа в воздух недопустима или кислород нельзя использовать в определенных условиях по причине его окислительных свойств. Обычно подобнее системы применяются в криогенной технике, в которых используется агрессивные энергоносители – гелий, сероводород, аммиак, фреон, пропан и т. д.

В агрегатах с бесциркуляционной системой (например, в химической промышленности или в сварочном производстве) воздух выполняет роль источника пневматической энергии или химического реагента.

Три главных направления использования сжатого воздуха в жизнедеятельности человека

Первое направление – это использование кислорода в различных технологических процессах. Воздух в этом случае отвечает за сушку, обдувку, охлаждение, распыление, очистку, вентиляцию и тому подобные процессы. В горнодобывающей, пищевой и легкой промышленностях широко распространены системы пневмотранспортирования газа по магистралям. По воздуху проводятся пылевидные материалы в смесях, помещенные в специальные капсулы, а кусковые (штучные) материалы транспортируются на приличные расстояния по принципу перемещения текучих веществ.

Второе направление заключается в применении в системах пневматики сжатого воздуха. Он отвечает за автоматику управления различными процессами. С середины 60-х годов это направление активно развивалось. Оно совпало с созданием СЭППА (универсальной системы элементов промышленной пневмоавтоматики). В нее входят переключатели, пневматические датчики, реле, преобразователи, усилители, логические элементы, струйные устройства и другие.

На базе данной технологии производятся аналоговые, релейные и аналого-релейные схемы, являющиеся в некотором роде «родственниками» электротехнических систем. Использование их на практике – это выпуск систем программного управления машинами и движением мобильных объектов, а также сфера крупносерийного производства.

Третье направление использования мощной энергии пневматики – это применение пневматического привода в общей механике грузовых транспортных средств.

Как работает компрессор?

В систему питания сжатым воздухом пневматического привода входят:

• регулятор давления;
• компрессор;
• предохранитель от замерзания.

Компрессор, установленный на маховике двигателя (на переднем торце картера), отвечает за запас сжатого воздуха. Шестеренчатый привод компрессора, системы смазки и охлаждения компрессора соединены с соответствующими системами двигателя.

Через впускной трубопровод и воздухоочиститель кислород поступает в цилиндры компрессора. Попадает он туда через впускные клапаны пластинчатого типа. В свою очередь, происходит вытеснение воздуха, который сжат поршнями, в воздушные баллоны через специальные клапаны, расположенные в головке цилиндров.

Когда давление достигнет 700 кПа, регулятор прекращает подачу кислорода в пневмосистему посредством соединения атмосферы с нагнетательной магистралью. При снижении давления до 650 кПа в нагнетательной магистрали, тот же самый регулятор перекрывает поступление кислорода в атмосферу. Это действие запускает механизм нагнетания кислорода в пневмосистему.

Тормозная камера типа нужна для того чтобы запустить тормозные механизмы, отвечающие за торможение передних колес грузового транспортного средства.

Сжатый воздух при торможении проводится через штуцер в наддиафрагменную полость емкости. В свою очередь, диафрагма прогибается и осуществляет поворот регулировочного рычага тормоза, который осуществляет плотное примыкание к тормозному барабану колодок. Усилие, с которым производится это действие, прямо пропорционально давлению сжатого воздуха, который подведен в тормозную камеру

Когда осуществляется процесс оттормаживания, то есть в тормозной камере происходит сброс давления, шток возвращается в свое исходное положение под действием возвратной пружины. Регулировочный рычаг, в свою очередь, поворачивается, а тормозные колодки в этот момент освобождаются. Колодки отходят от тормозного барабана благодаря усилию стяжных пружин.

В рабочей тормозной системе имеется контур привода тормозов колес задней тележки. Его главные приборы – это воздушный баллон, часть тройного защитного клапана, авторегулятор тормозных сил, верхняя секция тормозного крана, тормозные камеры в количестве четырех штук, трубопровод к верхней секции клапана.

Для чего используется автоматический регулятор тормозных сил?

Он предназначен для их автоматического регулирования на колесах задней тележки и работает в зависимости от изменения осевой нагрузки колес. Процесс регулировки тормозных сил осуществляется посредством повышения/снижения давления воздуха в тормозных камерах колес задней тележки. На данный процесс влияет осевая нагрузка во время торможения транспортного средства.

Контуры подключения

Отказ тормозов всегда был самым большим кошмаром любого водителя. Поэтому инженеры давно придумали, как сделать, чтобы можно было остановить машину даже с поврежденной тормозной системой (а повредить гидравлическую систему проще, чем любую другую. Потек уплотнитель – и привет горячий).

Одним из вариантов страховки на случай отказа стало разнесение системы на два контура. Оказалось, двухконтурные тормоза это не так сложно, как могло быть, зато надежно и безопасно. Даже если один из контуров откажет, система продолжит работать, позволив избежать аварии.

Есть 5 вариантов компоновки контуров гидравлической системы:

1. 4+2, параллельная со страховкой передней оси. Один контур запитывает все четыре колеса, второй – только два передних.

Контуры параллельные, схема 4+2

2+2, параллельная. Один контур на переднюю ось, второй на заднюю. Так чаще всего конструируют заднеприводные автомобили.

Контуры параллельные, схема 2+2

2+2, диагональная. Один контур идет на левое переднее и правое заднее колесо, второй на правое переднее и левое заднее. Эту систему обычно ставят на переднеприводные автомобили.

Контуры диагональные, схема 2+2

3+3, комбинированная. Один контур идет на передние колеса и правое заднее, а другой тоже идет на передние колеса и на левое заднее.

Контур комбинированный, схема 3+3

4+4, параллельная. Два контура подводятся на все 4 колеса параллельно.

Контур параллельный, схема 4+4

В большинстве случаев владелец автомобиля даже не задумывается, какая там у него схема разнесения контуров. Тормоза работают – и отлично.

Принцип работы тормозной системы

Самая распространенная гидравлическая тормозная система работает достаточно просто, ниже, на видео-уроке детально показан принцип работы в 3Д анимации.

1. Первой в цепочке элементов стоит педаль тормоза. Когда водитель нажимает на нее, давление передается на вакуумный усилитель тормозов;
2. Вакуумный усилитель увеличивает давление и передает его на главный тормозной цилиндр, вдавливая поршень;
3. От ГТЦ по трубопроводам гидравлическая жидкость поступает к цилиндрам суппортов. За счет несжимаемости жидкости, она почти мгновенно передает усилие от главного цилиндра на тормозные механизмы, и они приходят в действие;
4. Рабочие цилиндры суппортов прижимают тормозные колодки к дискам или барабанам; Чем сильней водитель давит на педаль, тем больше и резче будет усилие на тормозах. Это дает возможность управлять автомобилем, чувствуя и рассчитывая силу торможения;
5. Когда водитель отпускает педаль, система возвращается в нейтральное положение. Педаль становится на место благодаря возвратной пружине, давление в гидросистеме падает.

Общее устройство гидравлического привода

Гидравлический привод тормозных механизмов может иметь разнообразные компоновочные схемы и включать различные приборы и устройства для обеспечения надежного и комфортного управлением процессами торможения автомобиля. Тем не менее, в любом гидравлическом приводе присутствуют обязательные элементы, различающиеся только конструктивно и имеющие одинаковый функционал. Рассмотрим устройство этих элементов и устройств на примере простейшего гидропривода тормозных механизмов.

Простейший гидравлический привод (рис. 1) состоит из органа управления (тормозной педали 7), главного тормозного цилиндра 9, трубопроводов и колесных рабочих цилиндров 3. В современных гидроприводах обязательным элементом является регулятор давления (на рис. 1 не показан). Рассмотрим назначение и особенности устройства каждого из элементов гидравлического привода тормозных механизмов.

Главный тормозной цилиндр

Главный тормозной цилиндр воспринимает усилие, создаваемое ногой (или рукой) водителя посредством управляющего органа (педали или рычага) и передает его посредством подвижного поршня рабочей жидкости. Конструкции главных тормозных цилиндров могут быть различны, но принципы, положенные в основу их работы, одинаковые.

Конструктивно простейший главный тормозной цилиндр состоит из корпуса-цилиндра с размещенным в нем подвижным поршнем, а также уплотнительных и соединительных элементов. Более сложные конструкции, применяемые в двухконтурных и многоконтурных приводах, включают два поршня, каждый из которых обеспечивает работоспособность отдельного контура. Цилиндр при этом конструктивно разделен на два полностью или частично изолированных объема. Иногда в многоконтурных гидроприводах тормозов для повышения надежности применяют сдвоенные главные цилиндры, в корпусе которых параллельно выполнены два цилиндра с установленными в них поршнями.

Непосредственно на главном тормозном цилиндре или рядом с ним размещается резервуар с запасом тормозной жидкости – бачок 5 (рис. 1), объем которого посредством специальных каналов сообщается с объемом гидроцилиндра. Если бачок устанавливается отдельно, его соединяют с главным тормозным цилиндром посредством резиновой трубки. Связь гидроцилиндра с резервуаром обеспечивает пополнение жидкостью при утечках, вытеснение излишков жидкости при ее тепловом расширении, компенсацию изменения объема жидкости после регулировок.

В расторможенном состоянии полости цилиндров соединяются каналами с резервуаром для пополнения жидкостью при необходимости. При перемещении поршня после воздействия на него штока, связанного с тормозной педалью (рычагом) эти каналы перекрываются корпусом поршня, и жидкость может вытесняться из цилиндра только в трубопроводы контура гидропривода. В многоконтурных приводах применяются два резервуара (бачка) или один с раздельной перегородкой.

На рис. 2 изображена конструкция главного тормозного цилиндра рабочей тормозной системы автомобиля ГАЗ-53-12 и его модификаций. Тормозная система автомобиля имеет два контура, поэтому главный тормозной цилиндр разделен на две секции, каждая из которых обслуживает отдельный контур. Два резервуара (или один с раздельной перегородкой) сообщаются с полостью главного цилиндра через два отверстия.

Поршни имеют кольцевые уплотнительные манжеты, прижимаемые пружинами. Наружная поверхность поршней имеет проточку для размещения уплотнительных колец, длина которых меньше длины проточки. Помимо проточки поршни имеют кольцевые полости и плоские угловые пазы, которые соединяются с резервуаром (бачком) при любом положении поршней. Это препятствует попаданию воздуха в гидравлическую магистраль.

Наиболее опасным, с точки зрения попадания воздуха в главный тормозной цилиндр, является режим растормаживания, который, как правило, производится быстро, броском педали. Жидкость, вследствие ее вязкости, возвращается в главный тормозной цилиндр относительно медленно, и поршни под действием пружин, стремятся оторваться от столба жидкости, создавая в магистрали разрежение.

Предотвратить при этом попадание воздуха в магистраль одними резиновыми уплотнениями сложно, поэтому с тыльной стороны поршней или в них самих располагают полости, заполненные жидкостью, и при любом положении поршней сообщаются с резервуаром с помощью отверстий. Таким образом создается своеобразный гидравлический затвор, препятствующий проникновению воздуха в гидропривод.

В корпусе гидроцилиндра ввернуты упорные болты, определяющие крайнее правое положение поршней и уплотнительных колец, соответствующее расторможенному состоянию тормозной системы. Конфигурация поршней такова, что в указанном крайнем положении кольца, упираясь в болты, отрывают манжеты от поршней, сообщая резервуары с магистралями. В начале торможения поршни, перемещаясь в цилиндре (один – под действием штока педали, другой – под действием давления жидкости) надвигаются на манжеты, после чего тормозная жидкость начинает вытесняться в магистрали контуров.

В случае потери герметичности одного контура, питаемого, например, через левое отверстие, левый поршень, вытеснив жидкость через обрыв магистрали, упирается уплотнителем в дно цилиндра, образовав для правой рабочей полости фиктивное дно и обеспечивая герметичность второй рабочей полости. Если разгерметизация произойдет в контуре, подпитываемом из правой полости, то правый поршень, вытеснив жидкость через место утечки, упрется удлинителем в левый поршень, непосредственно передавая на него усилие со стороны штока.

В современных конструкциях главных тормозных цилиндров устанавливают сигнализаторы уровня жидкости в резервуаре (бачке). Контрольная лампа сигнализатора (красного цвета с соответствующим изображением) устанавливается на щитке приборов. Датчики таких сигнализаторов имеют поплавковую конструкцию – плавающий в бачке с жидкостью поплавок при нормальном уровне жидкости размыкает контакты цепи питания лампы сигнализатора. При недопустимом понижении уровня жидкости поплавок опускается ниже, контакты цепи питания сигнальной лампы замыкаются, и она загорается, сигнализируя водителю о недостатке жидкости в резервуаре.

При заправке гидравлического привода тормозной системы рабочей жидкостью, а иногда и при эксплуатации автомобиля, из тормозной системы необходимо удалить воздух. Для этого в самых высоких местах привода и местах вероятного завоздушивания устанавливают клапаны прокачки.

Колесные рабочие цилиндры

Колесные рабочие цилиндры являются исполнительными элементами привода. Они принимают давление жидкости, создаваемое главным тормозным цилиндром, и приводят в действие тормозные механизмы колес.

Рабочие цилиндры (рис. 3) имеют чугунный или (реже) из легкого сплава корпус и поршни с уплотнительными манжетами. Регулировка зазоров производится между фрикционными накладками и барабаном автоматически. На поршень рабочего цилиндра надевается разрезное пружинное кольцо. Между кольцом и поршнем имеется радиальный и осевой зазоры. Величина осевого зазора нормируется и соответствует необходимой величине зазора между колодкой и барабаном. Радиальная упругость кольца также нормируется с целью получения определенной величины силы трения между кольцом и цилиндром. Указанная сила трения должна гарантированно превышать силу возвратных пружин, приведенную к поршню, но не быть чрезмерной, чтобы не слишком сильно снижать приводную силу поршня.

Для регулировки механизма после сборки необходимо нажать на педаль тормозной системы. Поршни рабочих цилиндров, перемещаясь наружу под действием давления жидкости, выберут имеющийся зазор, после чего потянут кольца за собой. Движение поршней будет продолжаться до тех пор, пока колодки не упрутся в барабан. При отпускании педали возвратные пружины смогут переметить поршни назад только на величину, соответствующую осевому зазору между поршнем и кольцом, так как сдвинуть кольцо они не в состоянии. Величина же зазора между кольцом и поршнем, как было указано выше, соответствует необходимому зазору между колодками и барабаном. Таким образом, по мере изнашивания тормозных накладок кольцо будет перемещаться вдоль цилиндра, поддерживая постоянную величину зазора между накладками колодок и барабаном.

Регулятор давления

Регулятор давления корректирует давление тормозной жидкости в системе задних тормозных механизмов в зависимости от изменения нагрузки на задние колеса.

Регулятор (рис. 4) состоит из корпуса, в котором установлена гильза поршня. В углубление на гильзе вставляется шарик, который удерживается пружиной. В гильзе перемещается поршень, на конце которого крепится управляющий конус. Возвратная пружина поршня удерживает его в исходном положении пир неработающем регуляторе. В корпус регулятора ввернута втулка, на конце которой установлен защитный резиновый чехол.

В подпоршневую полость регулятора поступает жидкость от главного тормозного цилиндра, а из надпоршневой полости выходит жидкость для приведения в действие колесных рабочих цилиндров задних тормозных механизмов. Управление регулятором осуществляется посредством упругого элемента, который крепится к полу кузова и к нажимному рычагу поршня регулятора.

До вступления в работу регулятора давление жидкости одинаково как в обеих полостях, так и в любой точке гидропривода, так как перепускной шарик поднят управляющим конусом, что обеспечивает свободное прохождение тормозной жидкости из подпоршневой полости в надпоршневую.

При торможении увеличивается расстояние между кузовом и задним мостом (автомобиль «кивает»), при этом уменьшается нагрузка на задние колеса и соответственно уменьшается сила, действующая со стороны упругого элемента на поршень регулятора. Когда усилие со стороны жидкости на головку поршня превысит сумму усилий упругого элемента и жидкости на меньшую (подпоршневую) площадь поршня, последний переместится в сторону нажимного рычага, а управляющий конус освободит шарик, который под действием прижимной пружины перекроет доступ жидкости из подпоршневой полости в надпоршневую. С этого момента давление в подпоршневой полости будет выше давления в надпоршневой, обслуживающей задние тормозные механизмы.

В результате тормозное усилие на колодки передних тормозных механизмов будет несколько выше, чем в задних тормозных механизмах, что обеспечит эффективное торможение. Если автомобиль полностью загружен, то при торможении его задняя часть менее поднимется над задним мостом, и разница в давлениях полостей над поршнем регулятора и под ним будет незначительной.

После снятия усилия с педали тормозной системы поршень регулятора возвратится в исходное положение, а управляющий конус, приподняв шарик, откроет доступ жидкости из подпоршневой полости в надпоршневую. Давление жидкости по всему контуру тормозного привода выровняется.

В настоящее время на некоторых автомобилях применяется гидравлический привод с принудительной подачей рабочей жидкости к тормозным механизмам, оборудованный специальным насосом. В этом случае для создания необходимых для эффективного торможения автомобиля тормозных моментов на колесах используется энергия двигателя, приводящего в действие гидравлический насос непосредственно, или через какой-либо агрегат силовой передачи автомобиля. Такая конструкция, несмотря на некоторую сложность, позволяет обойтись без усилителей гидропривода, существенно уменьшить усилие, прилагаемое водителем к управляющим органам тормозной системы и повысить комфорт управления автомобилем.

Пневматический привод тормозных механизмов

Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
• Карта раздела
• Общее устройство автомобиля
• Автомобильный двигатель
• Трансмиссия автомобиля
• Рулевое управление
• Тормозная система
• Подвеска
• Колеса
• Кузов
• Электрооборудование автомобиля
• Основы теории автомобиля
• Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Неисправности тормозной системы автомобиля

Есть несколько основных неполадок, которые могут произойти с тормозами:

https://v-mireauto.ru/princip-raboty-tormoznoj-sistemy-gruzovogo-avtomobilya/
https://autodromo.ru/articles/tormoznaya-sistema-avtomobilya-ustroystvo-naznachenie-i-princip-deystviya-tormozov
https://aviatormotors.ru/obuchenie/princip-raboty-tormoznoj-sistemy.html