Общее устройство пневматического привода тормозов

Принцип работы тормозной системы

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

Первой в цепочке элементов стоит педаль тормоза. Когда водитель нажимает на нее, давление передается на вакуумный усилитель тормозов;
Вакуумный усилитель увеличивает давление и передает его на главный тормозной цилиндр, вдавливая поршень;
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;
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;
Когда водитель отпускает педаль, система возвращается в нейтральное положение. Педаль становится на место благодаря возвратной пружине, давление в гидросистеме падает.

Пневматические тормоза

Принцип движения любого транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания основан на преобразовании тепловой энергии в механическую. Для ее передачи конструкция машины предусматривает сложную систему узлов и деталей. Заключительным фактором, обеспечивающим движение, является тяга. Она образуется вследствие смещения шин по поверхности дороги. Скорость перемещения зависит от мощности силового агрегата и от количества тяги. Остановку транспортного средства обеспечивает тормозная система. Колодки прижимаются к поверхности барабана, в ходе чего повышается их температура. Исходя из этой информации, получается, что мотор преобразовывает тепловую энергию в движение. А тормоза, наоборот, энергию движения превращают в тепловую. Она, в свою очередь, рассеивается через поверхность барабанов в атмосферу.

Виды тормозных систем

Если силовой агрегат мощностью в 250 л.с. разгоняет транспорт до 100 км/ч за одну минуту, то в непредвиденной ситуации для остановки требуется всего 6 секунд. Иными словами, тормозная система должна создать усилие равное 2000 л. с. При этом необходимая для остановки энергия пропорциональна массе авто и квадрату его скорости. Для решения этих задач на современных машинах, устанавливается гидравлическая или пневматическая тормозная система. Первый вариант, как правило, используется в конструкции только легковых автомобилей. Это обуславливается существенными недостатками, одним из которых является тот факт, что внезапно может закончиться масло. Пневматическая система лишена этого недостатка, что делает ее максимально безопасной. Даже при небольшой утечке тормоза все равно сработают. Рассмотрим более подробно ее конструкцию.

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.

Классификация тормозных систем

Современные автомобили оснащены следующими видами тормозных систем:

● рабочей системой;● стояночной;● вспомогательной системой ;● запасной.

Рабочая тормозная система

Рабочая тормозная система является основной и, соответственно, наиболее эффективной.

Служит для снижения скорости и остановки. Приводится в действие при нажатии водителем правой ногой на педаль тормоза.

Далее приводится механизм сжатия (тормоза дискового типа) или разжатия (тормоза барабнного типа) тормозных колодок тормозных механизмов всех колес одновременно.

Стояночный тормоз

Стояночная тормозная система служит для обеспечения неподвижного состояния автомобиля при длительной стоянке.

Многие водители фиксируют машину, включив первую или заднюю передачу. Правда на крутом склоне этой меры может не хватить.

Стояночный тормоз также используют для трогания с места на участке дороги с уклоном. В этом случае правая нога находится на педали газа, а левая на педали сцепления. Плавно отпуская ручник, включают сцепление и одновременно прибавляют газ, это исключает скатывание под уклон.

Запасная тормозная система

Запасную тормозную систему разработали для подстраховки основной рабочей, на случай отказа. Она может быть выполнена как автономное устройство, но чаще всего выполняется как один из контуров основной системы.

Вспомогательная система

Вспомогательной тормозной системой в основном оснащают большегрузные автомобили, такие как КамАЗ, МАЗ, и естественно все грузовики иностранного производства. Вспомогательные системы снижают нагрузку с основной при длительном торможении, например, в горной и холмистой местности.

К примеру так называемый, горный тормоз. Торможение происходит двигателем, при движении автомобиля на передаче.

Принцип его заключается в том, что кратковременно, специальными заслонками перекрываются впускные и выпускные патрубки. Так же торможение двигателем происходит при кратковременном прекращении подачи топлива для работы двигателя.

В цилиндрах создается вакуум и двигатель начинает затруднять движение автомобиля, тем самым его замедляя.

Плюсы

Использование рассматриваемого устройства обусловлено рядом преимуществ, а именно:

Пневматический привод дает возможность создавать значительное прижимное усилие на колодках при малом воздействии на педали управления.
Доступность, безопасность и простота работы на обычном воздухе.
Возможность накопления значительного объема потенциальной энергии воздуха в специальных резервуарах, что позволяет обеспечивать длительное и эффективное торможение даже при выходе из строя компрессора.
Допускаются незначительные утечки воздушной смеси, которые частично компенсируются запасом сжатого воздуха.
Простота и удобство соединительных и проводящих деталей.
Высокий коэффициент полезного действия.
Возможность применения конструкции для работы различного дополнительного автомобильного оборудования.

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:

Фрикционный — останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
Электрический — те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
Гидравлический — тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
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.

Основные составляющие пневматической тормозной системы

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:

Фрикционный – останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
Электрический – те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
Гидравлический – тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
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.