Тормоза с пневматическим приводом: что общего у поезда и грузовика?

Устройство системы и принцип действия

Основное в тормозной системе любого автомобиля – это тормозные механизмы и их приводы. Гидравлический тормозной привод, применяемый на легковых автомобилях, состоит из:

1. педали в салоне;
2. рабочих тормозных цилиндров передних и задних колес;
3. вакуумного усилителя;
4. трубопровода (тормозных трубок);
5. главного тормозного цилиндра с бачком.

Принцип работы таков — водитель нажимает на педаль тормоза, приводя в движение поршень главного тормозного цилиндра. Поршень выдавливает жидкость в трубопроводы к тормозным механизмам, которые тем или иным образом создают сопротивление вращению колес, и таким образом происходит торможение.

Отпущенная педаль тормоза посредством возвратной пружины возвращает поршень назад, и жидкость перетекает обратно в главный цилиндр – колеса растормаживаются.

На отечественных заднеприводных автомобилях схема тормозной системы предусматривает раздельную подачу жидкости из главного цилиндра на передние и задние колеса.

На иномарках и переднеприводных ВАЗах применяется схема контура трубопровода «левое переднее – правое заднее» и «правое переднее – левое заднее».

Электронная тормозная система автомобиля

Наверное, каждый водитель знает, что такое электронная тормозная система ABS. Антиблокировочная тормозная система была изобретена и впервые запущена Bosch в 1978 году. ABS предотвращает блокировку колес во время торможения. В результате даже в случае аварийной остановки автомобиль остается устойчивым. Кроме того, автомобиль остается управляемым во время торможения. Однако с ростом скорости современных автомобилей одной АБС уже не хватало для обеспечения безопасности. Поэтому он был дополнен рядом систем. Следующим шагом для повышения эффективности торможения после АБС было создание систем, уменьшающих время отклика тормоза. Так называемые тормозные системы для содействия торможению. ABS делает торможение с полностью нажатой педалью максимально эффективным, но не может работать, когда педаль слегка нажата.

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:

1. Фрикционный — останавливающая величина появляется во время соприкосновения двух частей транспортного средства, которые движутся, друг другу навстречу.
2. Электрический — те же самые силы трения возникают под воздействием электромагнитного поля, но при этом объекты не соприкасаются.
3. Гидравлический — тут опять-таки присутствуют два объекта, идущие навстречу один другому, но взаимодействие происходит при возрастании давления в жидкости между ними.
4. 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.

Механический тормоз

Механические тормоза стали применяться с появлением барабанных тормозных механизмов, устанавливаемых между колесом и его осью.

Состоял такой тип тормозов из механизмов, включавших в себя:

1. Тормозной барабан;
2. Колодки;
3. Кулачковый вал и пружины, устанавливаемых на каждую ось колеса;
4. Механизма управления, состоящего из системы тросиков и тяг.

Водитель при надобности воздействовал на механизм управления. Его усилие посредством тяг и тросиков передавалось на кулачковый вал.

Этот вал проворачивался и начинал разжимать колодки, заставляя их прижиматься к барабану. Возникающее трение замедляло вращение колеса.

Как рабочий тормоз такой тип привода уже не применяется, разве что в качестве стояночного тормоза он еще используется, но только на авто, оснащенных барабанными механизмами хотя бы на одной оси.

Принцип работы

Суппорт тормозной на ВАЗ имеет стандартную конструкцию. Для производства корпуса используют прочный закаленный металл, который защищает внутренние детали от преждевременных повреждений и негативного воздействия воды. Внутри расположены поршни, металлические скобы для фиксации, направляющие.

Резиновые пыльники защищают от попадания и проникновения пыли. Конструкция включает также крепежные элементы, уплотнительные прокладки. Принцип функционирования этого устройства выглядит следующим образом:

1. Поршень подключается к гидравлической системе тормозной системы. Жидкость влияет на поршни переднего тормозного суппорта, поэтому создается определенный уровень давления.
2. Когда происходит повышение давления, поршень начинает выталкивать колодку.
3. Под давлением происходит надежный прижим колодок, которые соединяются с дисками. Сила активности и сжатия зависит от интенсивности давления на педаль транспортного средства. Все узлы в таком случае создают силу трения, поэтому машина начинает останавливаться.
4. Когда водитель отпускает педаль транспортного средства, все узлы рассоединяются между собой и принимают первоначальное состояние.

Это классический вариант функционирования суппорта

Важно помнить, что существуют конструкции деталей, поэтому принцип работы может отличаться

Классификация тормозных систем автомобиля

На современных автомобилях устанавливаются три-четыре вида тормозных систем:

• рабочая;
• стояночная;
• вспомогательная;
• запасная.

Основная и самая эффективная тормозная система автомобиля – рабочая. Она используется во всё время движения для регулирования скорости и полной остановки. Ее устройство довольно простое. Приводится она в действие нажатием на педаль тормоза правой ногой водителя. Такой порядок обеспечивает одновременный сброс оборотов двигателя, за счет снятия ноги с педали акселератора, и торможение.

Стояночная тормозная система, как следует из названия, предназначена для обеспечения неподвижности транспортного средства во время длительной стоянки. На практике опытные водители оставляют машину с включенной первой или задней передачей. Однако на больших склонах этого может оказаться недостаточно. Ручной стояночный тормоз используют также при трогании с места на неровных участках дороги, когда правая нога должна быть на педали газа, а левая выжимает сцепление. Плавно отпуская рукой рычаг тормоза, включая одновременно сцепление и прибавляя газ, удается предотвратить произвольное скатывание автомобиля под уклон.

Вспомогательная тормозная система устанавливается на большегрузных автомобилях, например, на отечественных КамАЗах, МАЗах, КрАЗах. Она предназначена для снижения нагрузки на основную рабочую систему во время длительного торможения – при движении в горах или по холмистой местности.

11.6. Коэффициент эффективности торможения

В приведенных ранее формулах для определения времени тор­можения и тормозного пути автомобиля не учтен ряд конструк­тивных и эксплуатационных факторов, существенно влияющих на эффективность торможения. Поэтому в действительности значе­ния времени и пути торможения могут быть на 20…60 % больше рассчитанных по этим формулам.

Для согласования результатов теоретических расчетов с экс­плуатационными данными служит коэффициент эффективно­сти торможения к_э. Он учитывает непропорциональность тор­мозных сил на колесах нагрузкам, приходящимся на колеса, а также износ, регулировку, замасливание и загрязненность тор­мозных механизмов. Данный коэффициент показывает, во сколь­ко раз действительное замедление автомобиля меньше теорети­ческого, максимально возможного на данной дороге. Значение коэффициента эффективности торможения составляет 1,2 для легковых автомобилей и 1,4… 1,6 — для грузовых автомобилей и автобусов.

С учетом коэффициента эффективности торможения формулы для определения времени торможения и тормозного пути автомо­биля преобразуются к следующему виду:

Для случая торможения до полной остановки

где v_Н и v_Kвыражены в км/ч.

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.

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.

Неисправности данной системы и их причины

После того, как был рассмотрен принцип работы пневматической тормозной системы, а также ее основные комплектующие, самое время сказать о возможных неисправностях, а их к сожалению может быть далеко не мало. Также стоит сказать, что большинство поломок не будут отличаться от неисправностей других типов систем, так что некоторые из них обойдем стороной.

1. Нет реакции тормозов при нажатии тормозной педали. Такое неприятное явление возникает, если тормозная система не снабжается воздухом из баллонов или он там отсутствует совсем. В этом случае необходимо срочно провести диагностику компрессора и устранить проблему в кратчайшие сроки.
2. Слишком большой тормозной путь. Тут все несколько проще, необходимо просто обратиться за помощью на СТО, где вам должны отрегулировать педаль тормоза, так как причина, скорее всего, в ее разболтанности.
3. Тормоза действуют рассинхронизировано. В этом случае проблема кроется в разбеге зазоров на тормозных накладках. Лечение тоже довольно простое, приехать на СТО и проверить, чтобы тормозная система в этом месте была тщательно отрегулирована.

Естественно, это самый малый список всех возможных неисправностей, но они встречаются чаще всего. В любом случае, если вы заметили, что с вашей тормозной системой что-то не в порядке, следует незамедлительно обратиться за помощью.

Основные неисправности тормозной системы

В таблице ниже приведены наиболее распространенные неисправности тормозной системы автомобиля и способы их устранения.