Глава 10. Тормозное управление (стр. 12 )

Недостатком описанного клапана является то, что поршень перемещается только при отказе одного из контуров, то есть в течение длительного времени он остается неподвижным. За это время между поверхностью поршня и поверх­ностью соприкасающихся с ним деталей (в первую очередь имеются в виду ре­зиновые уплотнения и корпус) могут об­разоваться прочные связи, в результате чего поршень лишится подвижности. Определить это во время движения ав­томобиля невозможно, данная неисп­равность обнаружит себя именно в тот момент, когда клапан должен будет сра­ботать. Поэтому такие устройства в перс­пективных разработках не применяются.

1 2 3 4 5 6 7

Рис. 37. Двойной защитный клапан.

В некоторых случаях возможно применение упрощенных оди­нарных защитных клапанов (рис. 38). Величина площади мемб­раны и сила пружины обуславливают относительно низкое давление открытия клапана. Реальное рабочее давление заметно превышает его.

Рис.38. Одинарный защитный клапан.

В случае обрыва магистрали, питающей контур, воздух из него должен выходить до тех пор, пока давление в контуре не снизится до давления закрытия клапана, обусловленного силой пружины и сечением центрального отверстия клапана. Чтобы по­высить надежность клапана, применяют дополнительный обратный клапан.

Исполнительные механизмы пневматических тормозных приводов.

Основным типом исполнительных механизмов пневматических тормозных приводов является показанная на рис. 5 и 10 пневмати­ческая камера. Диафрагма такой камеры защемлена между крышкой и корпусом при помощи конических поверхностей хомута. При подаче воздуха через впускной штуцер диафрагма надавливает на та­релку, которая через шток передает усилие и движение рычажно-кулачковому или клиновому устройству, связывающему шток ка­меры с тормозными колодками. В рабочей полости диафрагменного механизма предусмотрены отверстия для выпуска и впуска воздуха из корпуса и в корпус при перемещении диафрагмы. Камеры просты, надежны, не требуют обслуживания, не изнашива­ются, но имеют весьма существенный недостаток. По мере переме­щения штока под действием давления воздуха диафрагма занимает положения, вызывающие растяжение пери­ферийной части диафрагмы, которая не участвует в создании полезной силы на штоке.

Поэтому рабочее усилие пневматической камеры с учетом активного (реально работающего) диаметра диафрагмы является переменным и меньшим расчетного. Заметное падение силы на штоке камеры, начинающееся примерно с середины хода штока, уменьшает реальный полезный его ход.

В тех случаях, когда от исполнительного механизма требуется большой ход, применяют пневматические цилиндры (рис. 39).

Рис. 39. Пневматический цилиндр.

Пневматические цилиндры имеют усилие на штоке, не зависящее от его перемещения, и меньший конструктивный диаметр, но они сложнее, КПД их ниже, они чувствительны к загрязнению и за­мерзанию конденсата, поэтому применение их ограничено.

Современные конструкции тормозного управления часто ис­пользуют в качестве тормозных механизмов стояночной системы колесные тормозные механизмы рабочей системы. Использовать для приведения их в действие непосредственно пневматический привод нельзя, так как из-за всегда имеющихся утечек воздуха он не может поддерживать приводное усилие достаточно долго. В ре­зультате на автомобилях с пневматическим тормозным приводом часто используется техническое решение, при котором тормозной механизм включается пружиной, а выключается силой давления рабочего тела (воздуха).

На рис. 40 показано та­кое устройство, применяемое на авто­мобилях семейства КамАЗ, совмещенное с обычной пневматической ка­мерой.

Рис. 40. Пневматическая камера с пружинным аккумулятором.

В правой части рисунка расположена камера 6 с диаф­рагмой 7 (подвод воздуха к ней на ри­сунке не показан) и штоком 5, в ле­вой — цилиндр 8 с порш­нем 9, пружиной 10 и полым штоком 3.

Для включения стояночной тормозной систе­мы нужно снизить давление под поршнем (прекратить подачу воздуха из системы), что делается при помощи крана управления с ручным приводом (рис. 28). При выпуске воздуха из полости А полый шток 3 перемещается в направлении сплошной стрелки, и усилие пружины 10 передается на шток 5 тормозной камеры. При этом торец b приближается к упорному подшипнику 4, установленному на конце болта 2. Болт 2 ввернут в гайку 1, приваренную к корпусу камеры (уста­новка подшипника 4 производится после вворачивания болта через свободный конец полого штока). Тормозной механизм удерживается в рабочем состоянии усилием пружины. Поэтому пружину в данной конструк­ции часто называют аккуму­лирующей.

Для обеспечения возможности растормаживания автомобиля при отсутствии в тормозном приводе сжатого воздуха (например, при отказе двигателя), а также для сжатия пружины при ремонте, преду­смотрен болт 2. При выворачивании болта 2 упорный подшипник 4 сначала упирается в торец b, а затем начинается перемещение полого штока 3 в направлении штриховой стрелки. Таким образом, с по­мощью болта 2 производится растормаживание автомобиля при отсутствии в системе сжатого воздуха.

Однако операция растормаживания автомобиля при помощи подобных болтов весьма трудоемка, особенно если таких механизмов на автомобиле несколько. Поэтому все чаще применяют устройства, содержащие специальную деталь, располо­женную между поршнем и толкателем и при определенном угловом положении связывающую их. Поворотом этой детали можно ра­зомкнуть поршень и толкатель и прекратить воздействие пружины на шток. После появления сжатого воздуха при сжатой пружине обратным вращением указанной детали поршень и толкатель снова соединяют.

Выше отмечалось, что поршневые устройства чувст­вительны к загрязнению. С другой стороны, зона задних мостов автомобилей, где устанавливаются пневматические камеры с пружинными аккумуляторами, весьма грязная.

Поэтому верхняя полость цилиндра соединена не с атмосферой, а при помощи трубопровода — с полостью под диафрагмой, в результате чего при срабатывании поршня воздух в верхнюю полость цилиндра не засасывается из атмосферы, а нагнетается из полости под диаф­рагмой. Так как пружина должна иметь большую длину, ее крайние витки почти всегда делают уменьшенного диаметра.

Типовая схема пневматического привода тормозного управления.

Типовая схема пневматического привода тормозного управления показана на рис. 41. Тормозной привод состоит из ком­прессора 1, регулятора давления воздуха 2, влагоотделителя 3, защитных клапанов 4 и 5, ресиверов 6, 7, 8 и 16, крана стоя­ночной системы 9, двухсекционного тормозного крана 10, тормозных камер 11, задних пружинных энергоаккумуляторов 12, клапана управления тормозными механизмами прицепа 13, соединительных головок 14, позволяющих подключить к тягачу (/ и //) прицеп (///), комбинированного воздухораспределителя 15 прицепа.

Компрессор 1 позволяет осуществить зарядку ресиверов сжатым воздухом при давлении до 1,0 МПа. Объем ресивера выбирают с большим запасом для того, чтобы с полной нагрузкой он работал не бо­лее 10—30 % времени движения автомобиля. Ресиверы изготовлены из листовой стали, покрытой противокоррозионной краской.

В настоящее время применяются однопроводной, двухпроводный и комбинированный приводы автопоездов. При однопроводном приводе тягач и прицеп соединены одной пневматической магистралью, В расторможенном состоянии, проходя по этой магистрали сжатый воздух наполняет ресиверы прицепа. При торможении, а также при отрыве прицепа воздух из магистрали выпускается, что вызывает срабатывание установленного на прицепе воздухораспределителя. Последний подает сжатый воздух из ресивера прицепа в его тормозные камеры. Происходит затормаживание прицепа.

В двухпроводном тормозном приводе (рис.39) тягач и прицеп соединены двумя магистралями. По одной из них (питающей или аварийной) сжатый воздух постоянно поступает в ресиверы прицепа. Вторая (управляющая или тормозная) магистраль в расторможенном со­стоянии связана с атмосферой.

Рис.41. Схема двухпроводного пневматического привода.

При торможении тягача сжатый воздух поступает в управляющую магистраль прицепа. Установленный на прицепе воздухораспреде­литель срабатывает, и воздух из ресивера прицепа поступает в его тормозные камеры, обеспечивая торможение. Затормаживается при­цеп и при отрыве от тягача, так как воздухораспределитель сраба­тывает и при падении давления в питающей магистрали.

Комбинированный пневматический привод позволяет составлять авто­поезд, как по однопроводной, так и по двухпроводной схеме. Такой привод имеет три соединительные магистрали между тягачом и прицепом. Стоимость двухпроводной системы по сравнению с однопровод­ной несколько выше. Кроме того, двухпроводная система сложнее и менее удобна в обслуживании. Однако повышенное быстродействие и постоянное пополнение запасов сжатого воздуха на прицепах обес­печивают более надежную и эффективную работу системы.

6. Регулирование тормозных сил.

При торможении автомобиля происходит перераспределения нагрузки с задней оси на переднюю. Автомобиль как бы клюет вперед. Интенсивность это процесса при отсутствии блокировки колес зависит от массы автомобиля, положения центра массы и величины замедления (отрицательного ускорения) при торможении (рис.1). Тормозная сила, которая развивается в зоне контакта шины с дорогой, определяется нормальной силой (реакцией) колеса на опорной поверхности дороги и коэффициентом сцепления φ. Для обеспечения наиболее эффективного торможения (на пределе блокировки колес) необходимо распределять тормозные си­лы (тормозные моменты) между передними и задними тормозными механизмами в соответствии с нормальными реакциями колес Rz.