Механические свойства металлов

В случае утечки жидкости из тормозных колесных цилиндров или трубопроводов в правой полости главного тормозного цилиндра создается разрежение, и жидкость из его левой полости перетекает через отверстие А в правую полость, отжимая манжету 17. Левая полость в этом случае пополняется жидкостью, поступающей из резервуара корпуса 6 через отверстие Б. Избыток жидкости, возвращающейся в главный тормозной цилиндр из трубопроводов, связанных со штуцером 7, в процессе растормаживания тормозных механизмов поступает из правой полости в резервуар через компенсионное отверстие В.

Еще более просты по конструкции гидравлические тормозные приводы прямого действия. В таких приводах водитель осуществляет управление главным тормозным. цилиндром 6. При нажатии на тормозную педаль 5 перемещается поршень 4 главного (подпедального) тормозного цилиндра и под давлением жидкости в полости А поршень 3 перемещается влево, за счет чего создается давление в полости Б. В результате жидкость поступает по трубопроводам 2 и 7 к колесным гидроцилиндрам 1 и 8 — происходит затормаживание автомобиля.

Рис. Схема гидравлического тормозного привода прямого действия:

1, 8 — колесные тормозные цилиндры; 2, 7 — трубопроводы; 3, 4 — поршни; 5 — тормозная педаль; 6 — главный  тормозной цилиндр; А, Б — полости

Один из вариантов гидравлического тормозного привода с пневматическим усилителем показан на рисунке. Усилитель состоит из следящего клапана 3 с подключенном к нему ресивером 4 и силового тормозного цилиндра 8 с поршнем (или диафрагмой). При воздействии на педаль через рычаг 2 усилие передается на шток цилиндра 8 и одновременно на клапан. Последний перемещается и соединяет рабочую полость А цилиндра 8 с ресивером. Вследствие этого поршни гидроцилиндра 7 перемещаются и нагнетают жидкость под давлением по трубопроводам 6 и 9 в колесные тормозные цилиндры 5 и 10. В таком усилителе обеспечивается следящее действие по силе и перемещению.

Рис. Гидравлический тормозной привод с пневматическим усилителем:

1 — тормозная педаль; 2 — рычаг; 3 — клапан; 4 — ресивер; 5, 10 — колесные  тормозные цилиндры; 6, 9 — трубопроводы; 7 — грдроцилиндр; 8 — силовой тормозной цилиндр; А — рабочая полость

Пневматический тормозной привод применяется на автомобилях и автопоездах средней, большой и особо большой грузоподъемности. В пневматическом тормозном приводе для создания тормозной силы используется энергия сжатого под большим давлением воздуха, находящегося в специальных воздушных баллонах (ресиверах) и подаваемого туда от компрессора. При нажатии на тормозную педаль водитель воздействует на пневматический кран управления, связанный с ресиверами, и тормозными механизмами (камерами). В результате ресивер будет соединен с воздушным трубопроводом, по которому сжатый воздух подводится к тормозным камерам, связанным с разжимными кулаками колесных тормозов.

Пневматический привод обладает более высокой по сравнению с гидроприводом надежностью и простотой разводки пневмомагистралей к прицепным звеньям автопоезда. Однако пневматический привод имеет меньшее (в 10 —15 раз) быстродействие (время срабатывания привода составляет 0,6… 1,0 с у одиночного автомобиля и до 2,5 с — у автопоезда). Кроме того, ввиду относительно малого давления сжатого воздуха (до 0,8 МПа, что значительно ниже, чем в гидравлическом приводе) для обеспечения необходимых тормозных усилий требуются пневмоаппараты с большими габаритными размерами и массой.

В зависимости от способа соединения пневмосистем тягача и прицепного звена различают однопроводный привод (ЗИЛ), двухпроводный и комбинированный пневматические тормозные приводы (КамАЗ).

При однопроводном приводе соединение тормозной системы (контура) тягача с тормозной системой (контуром) прицепного звена осуществляется одним гибким шлангом 13. При нажатии на педаль 5 тормоза воздух из ресиверов 8 поступает в тормозные камеры 3 и 10 передних и задних колес. При возвращении педали 5 в исходное положение тормозной кран 6 прерывает связь ресиверов с тормозными камерами, воздух выходит в атмосферу, и тормозные камеры растормаживаются. Недостаток привода данного типа состоит в том, что при нарушении герметичности системы падает давление во всем приводе.

В отличие от однопроводного (одноконтурного) двухпроводный тормозной привод имеет два соединительных шланга: по одному из них при работе компрессора непрерывно подзаряжается сжатым воздухом ресивер (ресиверы) прицепа, а с помощью другого осуществляется управление интенсивностью торможения прицепа (прицепов). Двух- или многоконтурные приводы более надежны.

Рис. Схема однопроводного пневматического тормозного привода:

 а — пневмопривод тягача; б — пневмопривод прицепа; 1 — компрессор; 2 — регулятор давления; 3 — тормозные камеры передних колес; 4 — манометр; 5 — педаль; 6 — тормозной кран; 7 — сливные краны для удаления конденсата; 8 — ресиверы; 9 — предохранительный клапан; 10 — тормозные камеры задних колес; 11, 14 — разобщительные краны; 12 — соединительная головка; 13 — гибкий шланг; 15 — воздухораспределительный клапан

Независимые многоконтурные приводы обеспечивают работу тормозных механизмов отдельно передних и задних колес тягача, стояночного и запасного тормозов, торможение двигателем и т. п. Так, пневмосистема тормозного привода автомобилей КамАЗ имеет несколько контуров. В систему входят компрессор 9, регулятор давления 11, обеспечивающий поддержание требуемого давления в пневмосистеме, предохранитель 12 от замерзания, блок защитных клапанов, распределяющих воздух под давлением по пневмосистеме и ресиверы с четырьмя независимыми контурами (I — контур привода тормозных механизмов колес переднего моста, II — тормозных механизмов колес второго и третьего мостов и аварийного растормаживания стояночной тормозной системы, III — тормозных механизмов колес прицепа или полуприцепа; IV — механизмов вспомогательной тормозной системы и других потребителей сжатого воздуха).

В тормозную систему входят также пневмоцилиндр 23 привода заслонки вспомогательной тормозной системы, тормозные камеры 1 передних колес, комплект тормозных аппаратов для очистки воздуха в пневмосистеме, поддержания в ней постоянного давления и стабильной работы тормозной системы автомобиля и прицепа (полуприцепа). Механизмы вспомогательной тормозной системы с пневмоцилиндрами установлены в приемных трубах глушителя. Они служат для торможения автомобиля двигателем.

Имеется система контроля и поддержания постоянного давления воздуха в пневмосистеме (не ниже 0,5 МПа). Ее датчики связаны с сигнальными лампами, на щитке приборов в кабине водителя. Понижение давления в контуре дублируется звуковым сигналом.

Краны 19 слива конденсата и предохранитель 12 от замерзания обеспечивают обезвоживание воздуха в системе при низкой температуре окружающей среды. Этим обусловливается надежная работа пневмопривода.

При включении рабочей тормозной системы функционируют контуры I, II и частично — III. Поскольку все контуры независимые, при выходе из строя одного из них остальные сохраняют работоспособность.

При движении автомобиля КамАЗ с прицепом, имеющим однопроводную схему, магистраль управления тормозными механизмами подключается к соединительной головке 38, и сжатый воздух через разобщительный кран 37 под давлением 0,49…0,53 МПа поступает в пневматическую систему прицепа (магистраль Ж). В двухпроводном приводе питающая (3) и тормозная (Е) магистрали прицепа соединяются с головками 39. Разобщительные краны 37 этих головок открываются, и сжатый воздух поступает под давлением по питающей магистрали через защитный клапан в пневматическую систему прицепа. В тормозной магистрали при этом давление равно атмосферному.

Рис. Схема пневматического тормозного привода автомобиля КамАЗ:

 I — тормозные камеры типа 24; 2 — кран управления стояночной тормозной системы; 3 — кран аварийного растормаживания стояночной тормозной системы; 4 — кран управления вспомогательной тормозной системой; 5 — манометр; 6 — контрольные лампы со звуковым сигнализатором; 7 — клапан контрольных выводов; 9 — компрессор; 10 — пневмоцилиндр привода рычага останова двигателя; 11 — регулятор давления; 12 — предохранитель от замерзания; 13 — двойной защитный клапан; 14 — датчик включения электромагнитного клапана тормозного механизма прицепа; 15 — аккумуляторные батареи; 16 — двухсекционный тормозной кран; 17 — тройной защитный клапан; 18 — датчик снижения давления в ресивере; 19 — краны слива конденсата; 20 — конденсаторный ресивер; 22 — ресиверы контура II; 23 — пневмоцилиндр привода заслонки вспомогательной тормозной системы; 24, 25 — ресиверы контуров I, III; 26 — тормозные камеры; 27 — датчик включения контрольной лампы стояночной тормозной системы; 28 — энергоаккумуляторы; 29 — ускорительный клапан; 30 — автоматический регулятор тормозных сил; 31 ~ клапан управления тормозными механизмами прицепа с двухпроводным приводом; 32 — двухмагистральный клапан; 33 — датчик включения сигнала торможения; 34 — клапан управления тормозными механизмами прицепа с однопроводным приводом; 35 — одинарный защитный клапан; 36 — задние фонари; 37 — разобщительные краны; 38, 39 — соедини-тельные головки типа «А» и типа «Палм»; А — контрольный вывод контура IV; Б, Д — клапаны контрольных выводов контура III; В — контрольный вывод контура I; Г — контрольный вывод контура II; Е — тормозная управляющая магистраль двухпроводного привода; Ж соединительная магистраль однопроводного привода; 3 — питающая магистраль двухпроводного привода

Пневмопривод используется также на легких гусеничных транспортерах-тягачах. В таких системах предусмотрена возможность различной комплектации в зависимости от назначения машины. Например, у тягачей имеется разобщительный кран 7 и соединительная головка 8 для подачи воздуха в пневмосистему прицепа. При этом вместо одинарного тормозного крана устанавливают двойной кран 6. На отдельных гусеничных транспортерах-тягачах в пневмосистему введен вспомогательный механизм 10 с пневмокамерой 9 для управления главным фрикционом. Предусматривается также пневмокран 3 для отбора (при необхо-димости) сжатого воздуха.

Тем не менее во всех модификациях транспортеров-тягачей применяется единая пневмосистема. Она, как и у колесных машин, содержит комдрессор 4, регулятор давления 5, ресиверы 15 и 16, от которых сжатый воздух подается к тормозному крану б, а далее через кран 17 — одновременно к жидкостному бачку 2 обмыва стекол кабины и тормозным камерам 13 и 14, управляющим тормозами. Для обмыва стекол используются специальные устройства 7, а для контроля за работой пневмосистемы — датчик 77 и манометр 12.

Рассмотрим устройство и принцип действия различных устройств пневматического тормозного привода.

Компрессор представляет собой двухцилиндровый поршневой насос для питания системы сжатым воздухом, обеспечивающий подачу 100…300 л/мин и давление воздуха в пневмосистеме 0,6… 0,8 МПа.

Рис. Пневмосистема легких гусеничных транспортеров-тягачей:

1 — устройства омывателей; 2 — жидкостный бачок; 3 — пневмокран; 4 — компрессор; 5 — регулятор давления; 6 — тормозной кран; 7 — разобщительный кран; 8 — соединительная головка; 9 — пневмокамера; 10 — пневмомеханизм; 11 — датчик; 12 — манометр; 13, 14 — тормозные камеры; 15, 16 — ресиверы; 17 — кран управления

Рис. Компрессор автомобиля ЗИЛ:

 1 — шкив; 2 — блок цилиндров; 3 — шатун; 4 — поршень; 5 — головка цилиндров; 6 — нагнетательный пластинчатый клапан; 7 — крышка компрессора; 8 — отверстие смазочной магистрали; 9 — картер; 10— коленчатый вал; 11 — впускной клапан; 12 — шток плунжеров; 13 — пружина коромысла; 14 — плунжеры разгрузочного устройства; 15 — седло клапана; 16 — коромысло; 17 — направляющая пружина; 18 — воздушный канал разгрузочного устройства; А — камера подачи воздуха к баллонам; Б — жидкостная полость рубашки охлаждения; В — воздушная полость, связанная с воздухоочистителем

Компрессор имеет кривошипно-шатунный механизм, систему охлаждения и смазочную систему, подключенные к аналогичным системам двигателя. Привод коленчатого вала компрессора осуществляется от двигателя ТС при помощи шкивов клиноременной (ЗИЛ) или зубчатой («Урал») передачи.

При работе двигателя и вращении коленчатого вала компрессора его поршни совершают возвратно-поступательное движение в цилиндрах, попеременно сжимая поступающий туда через впускные клапаны воздух. Воздух нагнетается в цилиндры через пластинчатые клапаны 6 (по одному клапану на каждый цилиндр) под действием разрежения при движении поршня 4 вниз в одном из цилиндров. В другом цилиндре поршень движется вверх и сжимает находящийся в замкнутом объеме воздух. При определенном давлении открывается выпускной пластинчатый клапан, установленный в головке 5 цилиндров (на рисунке не показан), и воздух по трубопроводу поступает в систему пневматического привода тормозов.

Впускные клапаны открываются одновременно при помощи плунжеров 14, на которые действует под давлением воздух из ресиверов при достижении в них нормального давления. Для ограничения давления воздуха, создаваемого компрессором, в системе имеется регулятор давления, работающий совместно с разгрузочным устройством. Воздушный канал 18 соединен с регулятором давления, поэтому снизу на плунжеры действует давление воздуха, стремящееся приподнять их вверх. Этому препятствует коромысло 16 — пластина, прижатая центральной пружиной к верхней части обоих плунжеров.

Полость разгрузочного устройства между верхними частями плунжеров и впускными клапанами сообщается с воздушным фильтром двигателя. Если давление воздуха в системе превышает 0,73… 0,77 МПа, то регулятор подает сжатый воздух по воздушному каналу под плунжеры. Плунжеры, поднимаясь одновременно, открывают своими толкателями впускные клапаны, преодолевая сопротивление их пружин, прижимающих клапаны к седлу. При одновременном открытии впускных клапанов компрессор переводится в режим холостого хода, поскольку попадающий в его цилиндры воздух при движении поршней перекачивается из одного цилиндра в другой. Выпускные клапаны при этом закрыты под действием своих пружин, а компрессор не сжимает воздух и не подает его в систему.

Регулятор давления предназначен для автоматического поддержания необходимого давления воздуха в системе. Конструктивно регуляторы давления различных автомобилей отличаются друг от друга, но принцип их действия одинаков. В корпусе 13 регулятора имеется клапан, включающий в себя шарики 9 и 10, шток 5 клапана и пружину 3, распирающую центрирующие шарики 2 и 4. Если в ресиверах давления воздуха, поступающего от компрессора, превышает 0,73…0,77 МПа, то шарики 9 и 10 поднимаются вверх, открывая проход для воздуха из ресиверов через специальный канал (на рисунке не показан) в корпусе 13 в подплунжерное пространство разгрузочного устройства компрессора. С помощью регулировочного колпака 1 (ввинчивая его или завинчивая на резьбу штуцера 7) регулируют максимальное давление в системе, поскольку колпак через шарики 2 и 4, пружину и шток воздействует на два шариковых клапана — выпускной и впускной. При снижении давления воздуха в системе примерно до 0,6 МПа компрессор включается в работу, клапан регулятора закрывается, а подплунжерное пространство разгрузочного устройства компрессора через канал в корпусе 13 и штуцере 7 (при опущенном вниз выпускном шариковом клапане) соединяется с атмосферой.

Рис. Регулятор давления:

1 — регулировочный колпак; 2, 4 —  центрирующие шарики; 3 — пружина; 5 — шток клапана; 6 — гайка; 7 —  штуцер; 8 — кожух; 9, 10 — шарики  клапанов; 11 — крышка фильтра; 12 —  фильтр; 13 — корпус регулятора