Воздушные фильтры. Воздушные фильтры предназначены для предотвращения проникновения грязи, содержащейся в воздухе, в компрессоры и гашения шумов при всасывании и сбросе. Воздушные фильтры, применяемые в тормозных системах, подразделяются на сухие (рис. 13.45, а) и масляно-воздушные (рис. 13.45, б). Сухие фильтры применяются для нормальных условий работы, а масляно-воздушные для особо загрязненного воздуха.
В сухих фильтрах воздух всасывается через отверстие 2 в крышке, проходит через фильтровальную массу 1 и попадает очищенным во всасывающий патрубок компрессора 9.
В масляно-воздушных фильтрах воздух всасывается через крышку 3 через расположенное в нижней части крышки ситовое полотно 4 и центральную трубу 8, попадает на поверхность масла масляной ванны 7, где оседают содержащиеся в нем частицы пыли. От поверхности масла воздух отклоняется вверх, проходит через пакет фильтров 6, на которых оседают еще оставшиеся в воздухе частицы и захваченное с ними масло, а затем попадает во всасывающие патрубки компрессора 5.
Компрессор (рис. 13.46) служит для производства сжатого воздуха. Привод компрессора может осуществляться ременной или зубчатой передачей. В последнем случае зубчатое колесо компрессора приводится от шестерни механизма газораспределения двигателя. Блок цилиндров компрессора имеет воздушное охлаждение с наружным оребрением, головка цилиндров является водоохлаждаемой, рубашка охлаждения головки цилиндров объединена с системой охлаждения двигателя. Смазка компрессора производится от системы смазки двигателя. Смазка коленчатого вала компрессора принудительная, под давлением. Остальные поверхности трения и подшипники смазываются разбрызгиванием.
При перемещении поршня вниз (рис.13.47, а) атмосферный воздух, очищенный с помощью воздушного фильтра двигателя или собственного фильтра, всасывается через камеру входа 7 и впускной клапан 3. По открытым впускным каналам воздух поступает в цилиндр.
При движении поршня вверх (рис. 13.47, б) впускной клапан 3 под действием давления в цилиндре закрывается. После этого воздух выходит по каналу 11 через выпускной клапан 4 и поступает к потребителям через канал выхода воздуха 8.
Регулятор давления, расположенный в осушителе воздуха, подаёт сжатый воздух на поршень 9 разгрузочного устройства. При достижении системного давления воздуха 1,05 …1,10 МПа происходит нажатие на поршень (рис. 13.47, в). При этом открывается канал 10, соединяющий регулятор давления и пространство над поршнем компрессора и приёмную камеру входа 7 над цилиндром компрессора. Одновременно перекрывается канал 11 и воздух к потребителям не поступает. При движении поршня вверх воздух (рис. 13.47, г), находящийся в цилиндре и в приёмной камере, сжимается. Сжатый воздух оказывает давление на днище поршня при его движении вниз. Таким образом, происходит рекуперация энергии, затраченной на сжатие воздуха, за вычетом термодинамических потерь. Эта методика делает компрессор с системой энергосбережения более экономичным.
В зависимости от типа компрессора они бывают одно или двухцилиндровые, а смазка осуществляется погружением или под давлением.
Осушители воздуха предназначены для осушки сжатого воздуха, подаваемого компрессором, путем выведения водяных паров, содержащихся в нем. Осушка производится с помощью адсорбционной сушки холодной регенерации, когда сжатый компрессором воздух продувается через гранулят (адсорбент), который в состоянии впитывать содержащиеся в воздухе водяные пары.
В зависимости от количества расходуемого воздуха в тормозных системах могут применяться одно- или двухкамерные осушители воздуха. Однокамерные осушители воздуха обычно используются при производительности от 500 л/мин и времени включения компрессора до 50%. Двухкамерные осушители воздуха используются при производительности в диапазоне от 600 л/мин и времени включения от 50% до 100%.
В качестве примера рассмотрим однокамерный осушитель воздуха с управлением без встроенного регулятора давления (рис. 13.48)
Принцип действия. В фазе наполнения системы нагнетаемый компрессором сжатый воздух попадает через вход 1 в камеру А. Здесь конденсат, образовавшийся в результате понижения температуры, по каналу С попадает в выпускное отверстие (e). Воздух через фильтр тонкой очистки (g) и кольцевую камеру (h), встроенные в картридж, стремится к верхней части картриджа с гранулятом (b). При прохождении через гранулят (а) из воздуха выводится влага и осаждается в его поверхностном слое.
Осушенный воздух через обратный клапан (с), вход 21 и подключаемые тормозные приборы попадает в ресиверы тормозной системы. Одновременно осушенный воздух через дроссельное отверстие и вход 22 попадает в ресивер регенерации. После достижения величины давления отключения на регуляторе давления через вход 4 производится подача воздуха в камеру В. Поршень (d) перемещается вниз и открывает выпускное отверстие (е). Воздух из камеры А по каналу С и через выпускное отверстие (е) выходит в атмосферу.
Из ресивера регенерации воздух через дроссельное отверстие стремится теперь к нижней части картриджа с гранулятом (b). При расширении и протекании воздуха снизу-вверх через картридж с гранулятом (b) влага, осевшая на поверхности гранулята (а) вместе с воздухом выводится наружу по каналу С, через открытое выпускное отверстие (е) и выход 3.
При достижении величины давления включения на регуляторе давления воздух перестает поступать в камеру В. Выпускное отверстие (е) закрывается, и процесс осушки повторяется снова.
В нижней части осушителя устанавливается нагревательный патрон (f) который отключается при превышении температуры около 30°С. Патрон устанавливается с целью образования льда в области поршня (d).
Регулятор давления с фильтром и клапаном накачки шин (рис. 13.49) предназначен для регулировки рабочего давления в пневматической системе и защите трубопроводов и клапанов от загрязнения.
Принцип действия. а) Регулятор давления. Сжатый воздух, подаваемый компрессором через впуск 1 и фильтр (g) стремится в камеру В. После открытия обратного клапана (е) он через трубопровод, отходящий от впуска 21, попадает в ресиверы, а также в камеру Е. Впуск 22 предназначен для подсоединения дополнительного насоса в целях предохранения от замерзания.
В камере Е создается усилие, которое воздействует на мембрану (с). Как только это усилие становится больше, чем усилие пружины сжатия (b), установленное с помощью винта (а), мембрана (с) прогибается вверх, увлекая за собой поршень (m). Выпуск (i) закрывается, а впуск (d) открывается. Находящийся в камере Е сжатый воздух попадает в камеру С, а поршень (k) перемещается вниз под действием усилия пружины сжатия (h). Выпуск (i) открывается и нагнетаемый компрессором сжатый воздух выходит в атмосферу через выпускное отверстие 3. В результате снижения давления в камере В закрывается обратный клапан (е) и давление в устройстве остается фиксированным.
Компрессор работает в режиме холостого хода до тех пор, пока давление в устройстве не опустится ниже давления включения регулятора. При этом давление в камере Е на мембрану (с) тоже снижается. Вследствие этого она вместе с поршнем (m) прогибается вниз под воздействием пружины сжатия (b). Впуск (d) закрывается, выпуск (l) открывается и воздух из камеры С выходит в атмосферу через камеру F и выпускное отверстие 3. Пружина сжатия (h) перемещает поршень (k) вверх и выпуск (i) закрывается. Теперь нагнетаемый компрессором сжатый воздух снова стремится через фильтр (g) в камеру В, открывает обратный клапан (е) и система наполняется до достижения давления отключения регулятора давления.
б) Клапан накачки шин. После снятия защитной крышки и навинчивания накидной гайки шланга для накачки шин толкатель (f) перемещается влево. Соединение между камерой В и соединение с осушителем 21 прерывается. Теперь нагнетаемый компрессором сжатый воздух стремится из камеры В мимо толкателя (f) в шланг для накачки шин. Если при этом давление в устройстве превышает значение 1,2+0,2 Мпа, то поршень (k), исполняющий функцию предохранительного клапана, открывает выпуск (i) и давление сбрасывается в атмосферу через выпускное отверстие 3.
Перед накачкой шин необходимо понизить давление воздуха в ресивере ниже величины давления включения регулятора, так как во время холостого хода не происходит забор воздуха.
Многоконтурный защитный пневмоклапан (рис. 13.50) служит для поддержания давления в исправных тормозных контурах при выходе из строя одного из контуров в многоконтурных пневматических тормозных системах.
Принцип действия. В зависимости от типа исполнения четыре контура включаются параллельно и осуществляется равнозначное наполнение всех контуров или контуры 23 и 24 подключаются дополнительно к контурам 21 и 22. Четырехконтурный предохранительный клапан в зависимости от исполнения либо не имеет ни одного, либо по одному дроссельному отверстию в каждом контуре, которые при выходе из строя одного контура обеспечивают давление в тормозной системе от 0 МПа и выше.
Сжатый воздух, проходящий от регулятора давления Г через впускное отверстие 1в предохранительном клапане, через обводные отверстия (а, b, с и d) попадает через обратные клапаны (h, j, q и r) в четыре контура пневматической тормозной системы. Одновременно под клапанами (g, k, p и s) создается давление, которое при достижении установленной величины открытия открывает их. Мембраны (f, l, o и t) приподнимаются, преодолевая сопротивление пружин сжатия (c, m, n и u). Сжатый воздух через впускные отверстия 21 и 22 проходит к воздушным баллонам контуров 1 и 2 рабочей тормозной системы, а также через впускные отверстия 23 и 24 к контурам 3 и 4. От контура 3 осуществляется снабжение сжатым воздухом вспомогательной и стояночной тормозных систем грузового автомобиля, а также прицепа, а от контура 4 — прочих дополнительных потребителей.
Если один контур (например, контур 1) выходит из строя, то воздух из других трех контуров стремится в неисправный контур до достижения динамической величины давления закрытия клапанов. Под воздействием усилия пружин сжатия (c, m, n и u) клапаны (g, k, p и s) закрываются. При заборе воздуха из контуров 2, 3 или 4, следствием чего является падение давления, они снова наполняются до достижения установленной величины открытия неисправного контура.
Поддержание давления в исправных контурах при выходе из строя других контуров происходит аналогичным образом. При выходе из строя одного контура (например, контура 1) и падении давления внутри исправных контуров до 0 Мпа (при продолжительном простом автомобиле) при заполнении тормозной системы сжатый воздух сначала проходит через отводные отверстия (a, b, c и d) во все 4 контура. В исправных контурах под мембранами (f, l и о) создается давление, которое снижает давление открытия клапанов (g, k и р). При дальнейшем росте давления на впуске 1 эти клапаны открываются. Контуры 2, 3 и 4 наполняются до достижения установленной величины давления открытия неисправного контура 1 и давление в них фиксируется на этом уровне.
Тормозной кран (рис. 13.51) предназначен для регулирования подачи и сброса сжатого воздуха в рабочей тормозной системе грузовых автомобилей, а также для автоматической регулировки давления в тормозном контуре передней оси в зависимости от давления, создаваемого регулятором тормозных сил в контуре задней оси.
Принцип действия. При нажатии на тормозную педаль, срабатывает толкатель 6, поршень 9 при этом перемещается вниз, закрывает выпускное отверстие 10 и открывает впускное отверстие 4. Сжатый воздух от вывода 11 проходит через камеру 5 и соединение 21 к подключенным далее тормозным приборам рабочего тормозного контура I. Одновременно сжатый воздух проходит через отверстие 3 в камере 12 и воздействует на поверхность 2 поршня 14. Последний перемещается вниз, закрывает выпускное отверстие 1 и открывает впускное отверстие 15. Сжатый воздух от вывода 12 проходит через камеру 17 и соединение 22 к подключенным далее тормозным приборам рабочего тормозного контура II и крану управления тормозом прицепа.
Уровень давления в контуре II зависит от величины давления, определяемого на выходе регулятора тормозных сил. Это давление через соединение 4 попадает в камеру 16, воздействует на поверхность 13 поршня 14 и суммируется с усилием, воздействующим на поршень 14.
Возникающее в камере 5 давление воздействует на нижнюю сторону поршня 9. Последний перемещается вверх, преодолевая усилие упругого элемента 8 до тех пор, пока на поршне 9 не установится равновесие сил. В этом положении впускное отверстие 4 и выпускное отверстие 10 закрыты. При этом достигается положение равновесия. Нарастающее давление в камере 17 перемещает вверх поршень 14 до тех пор, пока здесь тоже не установится положение равновесия. Впускное отверстие 15 и выпускное отверстие 1 закрыты.
При полном торможении поршень 9 перемещается в крайнее нижнее положение и впускное отверстие 4 снова открывается. Сжатый воздух, воздействующий через отверстие 3 в камере 12 на поверхность 2, суммируясь с полным тормозным давлением контура задней оси, действующим в камере 16 на поверхность 13, перемещает поршень 14 в крайнее нижнее положение. Впускное отверстие 15 открывается, и подаваемый сжатый воздух, не снижая своего давления, проходит в оба рабочих тормозных контура.
Сброс воздуха из обоих рабочих тормозных контуров осуществляется в обратной последовательности и при необходимости может быть проведен ступенчато. Тормозное давление в камерах 5 и 17 перемещает поршни (9 и 14) вверх. Через открывшиеся выпускные отверстия (10 и 1) и выход 3 в соответствии с положением толкателя осуществляется частичный или полный сброс воздуха из обоих контуров рабочей тормозной системы. Давление в камере 16 сбрасывается с помощью подключенного регулятора тормозных сил.
При выходе из строя одного контура, например, контура II, контур I продолжает работать дальше в соответствии с вышеуказанным принципом. Если выходит из строя контур I, то при торможении поршень 14 перемещается вниз под воздействием клапана 11. Выпускное отверстие 1 закрывается, впускное отверстие 15 открывается. При этом достигается положение равновесия, как было описано выше.
Тормозные камеры (цилиндры) и барабанные тормозные механизмы. Тормозные механизмы грузовых автомобилей приводятся в действия от тормозных камер (цилиндров) (рис. 13.52). Тормозная камера служит для создания тормозного усилия для колесного тормоза с помощью сжатого воздуха.
При срабатывании рабочей тормозной системы сжатый воздух, управляемый тормозным краном грузового автомобиля, проходит через вход камеру. Возникающее давление воздуха нагружает диафрагму 3 и перемешает ее вместе с диском 1 вправо, сжимая пружину. При этом нажимной шток 5 перемещаясь, передает усилие на рычаг 6 вала разжимного кулака 8. Тормозные колодки 14 при повороте S-кулачка 13 вала 8 разжимного кулачка 13 прижимаются к барабану 15, затормаживая колеса.
После окончания торможения сжатый воздух снова сбрасывается из камеры через тормозной кран грузового автомобиля. Одновременно пружина сжатия перемещает диск и диафрагму обратно в исходное положение. Вал разжимного кулачка также возвращается в нерабочее положение, тормозные колодки освобождают тормозной барабан и колеса растормаживаются. Возврат колодок в исходное положение при оттормаживании происходит под действием стяжной пружины 17.
Нижние концы колодок закреплены на пальцах 16, которые в старых конструкциях грузовых автомобилей обеспечивали регулировку зазора между нижними частями колодок и барабаном. Верхние части колодок у таких автомобилей подводились к барабану при регулировке зазора с помощью червячного механизма.
Дисковый тормоз с тормозными камерами. Дисковый тормозной механизм WABCO (рис. 13.53) состоит из вентилируемого тормозного диска 2, плавающего тормозного суппорта 8, аналогичного тормозной системе с гидроприводом, и пневматической тормозной камеры, которая приводит тормозной механизм в действие через рычаг 4, установленный в суппорте.
Шток тормозной камеры 5 воздействует с усилием F1 на рычаг 4 суппорта. Рычаг, в свою очередь, воздействует с усилием F2 на регулировочный механизм 6, который перемещает поршни 7 и внутреннюю тормозную колодку 3. Рычаг 4, закрепленный в суппорте, создает противоположно направленную силу F3, которая за счет скользящей посадки поршня в суппорте создает силу F4, воздействующую на внешнюю тормозную колодку. Обе тормозные колодки прижимаются к тормозному диску. Развиваемый тормозной момент вызывает замедление автомобиля.
Для того чтобы обеспечить постоянное поддержание требуемого зазора между тормозными колодками и диском, скоба тормозного механизма снабжена автоматическим регулировочным механизмом.
Конструкция регулировочного механизма не предусматривает его разборку или ремонт. При отказе регулировочного механизма необходимо заменить суппорт в сборе.
Тормозная камера с энергоаккумулятором. Комбинированные тормозные камеры с пружинным энергоаккумулятором служат для создания тормозной силы на колесном тормозе. Такая камера состоит из диафрагменной части для рабочей тормозной системы и части пружинного энергоаккумулятора для вспомогательных и стояночных тормозных систем (рис. 13.54).
A, B – камеры; 1 – шестигранный винт; 2 – диск; 3 – шток диска; 4 – пружина сжатия; 5 – диафрагма; 6 – поршень; 7 – разжимающаяся пружина; 11 – подача воздуха в камеру; 12 – вывод частичного или полный сброса давления в камере В; * жирным выделены стандартные обозначения магистралей, входов и выходов
При срабатывании рабочей тормозной системы сжатый воздух проходит через вывод 11 в камеру А, нагружает диафрагму 5 и воздействуя на пружину сжатия 4 перемещает диск 2 вправо. Произведенное усилие через шток 3 диска воздействует на тормозной рычаг и через него на колесный тормоз. При сбросе давления в камере А пружина сжатия 4 перемещает диск 2 и диафрагму 5 обратно в исходное положение. Тормозная камера пневмоцилиндра работает независимо от пружинного энергоаккумулятора.
При срабатывании стояночной тормозной системы через вывод 12 осуществляется частичный или полный сброс давления в камере В. Cила разжимающейся пружины 7 через поршень 6 и шток 3 диска воздействует на колесный тормоз.
Максимальная сила торможения пружинного энергоаккумулятора достигается при полном сбросе давления в камере В. Так как в этом случае тормозная сила пружинного энергоаккумулятора передается через пружину сжатия 7 исключительно механическим способом, то пружинный энергоаккумулятор можно применять для стояночной тормозной системы. Для растормаживания через вывод 12 снова осуществляется подача воздуха в камеру В.
Для аварийных ситуаций, если необходимо отбуксировать прицеп другим автомобилем, тормозная камера с энергоаккумулятором снабжена механизмом растормаживания пружинного энергоаккумулятора. При полном падении давления на выводе 12 можно снова растормозить стояночную тормозную систему путем вывинчивая шестигранного винта 1.
Ручной тормозной кран включения стояночной тормозной системы предназначен для ступенчатого срабатывание вспомогательной и стояночной тормозных систем, связанных тормозными камерам с пружинными энергоаккумуляторами. Имеет контрольное положение для проверки эффективности стояночного тормоза автомобиля.
Ручной тормозной кран (рис. 13.55) состоит из главного крана для вспомогательной и стояночной тормозных систем, который в зависимости от исполнения дополняется предохранительным клапаном (краном аварийного растормаживания) и/или контрольным клапаном.
А, D – камеры; 2 – рукоятки; 3 – поршень; 4 – выпускное отверстие; 5 – кран; 1 – пружины сжатия; 3 – выход воздуха; 11 – вход сжатого воздуха; 21 – впуск воздуха от ресивера
В положении при движении автомобиля проход из камеры А в камеру D открыт и имеющийся на входе 11 сжатый воздух через впуск 21 проходит в камеры пружинного энергоаккумулятора пневмоцилиндра. При включении ручного стояночного тормоза кран 5 посредством перемещения рукоятки 2 закрывает проход между камерами А и D. Сжатый воздух из камер пружинного энергоаккумулятора выходит наружу через открывшееся выпускное отверстие 4 на вывод 3. Соответственно снижается давление в камере В и поршень 3 навстречу воздействию пружины сжатия 1 перемещается вниз. При закрытии выходного отверстия во всех положениях при служебном торможении достигается положение закрытия, так что в камерах пружинного энергоаккумулятора всегда имеется давление, соответствующее необходимому замедлению.
При дальнейшем перемещении рукоятки 2 от точки подвижного упора происходит переключение в положение стояночного тормоза. Выпускное отверстие 4 остается открытым и через него сжатый воздух выходит из камер пружинного энергоаккумулятора в атмосферу.
В области вспомогательного торможения (от положения «расторможено» до точки подвижного упора) после отпускания рукоятки она автоматически возвращается обратно в положение «расторможено».
Ускорительный клапан (клапан защиты от перегрузки) (рис. 13.56). Этот клапан служит для предотвращения суммирования тормозных сил в комбинированных пневмоцилиндрах с пружинным энергоаккумулятором при одновременном срабатывании рабочей и стояночной тормозных систем с целью защиты тормозных механизмов от перегрузки.
Ускорительный клапан осуществляет быструю подачу и выпуск сжатого воздуха из пневмоцилиндров с пружинным энергоаккумулятором.
При обычном типе соединения (тормозной кран к выводу 41 и ручной тормозной кран к выводу 42), в положении «расторможено» ручного тормозного крана сжатый воздух с пониженным давлением (вывод 42 давление 0,80 МПа, вывод 2 давление 0,65 МПа) попадает в пружинные энергоаккумуляторы пневмоцилиндра (экономия энергии в нормальном режиме работы)
Принцип действия. а) Положение «расторможено». В положении «расторможено» постоянно осуществляется подача воздуха в камеру А через вывод 42 с помощью ручного тормозного крана. При этом нагружаемый сжатым воздухом поршень (а) находится в крайнем нижнем положении и удерживает закрытым выпускное отверстие (е) и открытым — впускное отверстие (d). Подаваемый на вывод 1 сжатый воздух через вывод 2 попадает на пружинный энергоаккумулятор пневмоцилиндра и стояночный тормоз растормаживается.
б) Срабатывание рабочей тормозной системы. При срабатывании тормозного крана автомобиля сжатый воздух проходит через вывод 41 в камеру В и нагружает поршень (b). Под воздействием встречных сил в камерах А и С не происходит срабатывания ускорительного клапана.
в) Срабатывание стояночной тормозной системы. При срабатывании ручного тормозного крана осуществляется частичный или полный сброс воздуха из камеры А. Теперь поршень (а), разгруженный с большей или меньшей степенью, перемещается вверх под воздействием поршня (b), на который действует воздух, подаваемый из камеры С. Выпускное отверстие (е) открывается, а впускное отверстие (d) закрывается при перемещении вверх клапана (с). Через выпускное отверстие (е) и выход 3 осуществляется сброс воздуха из пружинных энергоаккумуляторов в соответствии с положением ручного тормоза.
При частичном торможении после сброса давления и наступления равновесия давлений в камерах А и С, выпускное отверстие (е) закрывается. Таким образом, ускорительный клапан находится в положении равновесия. При полном торможении выпускное отверстие (е) остается постоянно открытым.
г) Одновременное срабатывание рабочей и стояночной тормозных систем
1. Рабочее торможение при сброшенном из пневмокамер с пружинным энергоаккумулятором воздухе.
Если при выпущенном из пневмокамер с пружинным энергоаккумулятором сжатом воздухе дополнительно работает рабочий тормоз, то воздух через вывод 41 проходит в камеру В и нагружает поршень (b). Последний перемещается вниз, так как из камеры С выпущен воздух. Выпускное отверстие (е) закрывается, впускное (d) — открывается. Имеющийся на выводе 1 сжатый воздух проходит через камеру С и вывод 2 в пружинные энергоаккумуляторы. Таким образом, осуществляется растормаживание стояночного тормоза, но только при нарастании рабочего тормозного давления. При этом не происходит суммирования обеих тормозных сил.
Как только создаваемое в камере С давление станет больше, чем в камере В, поршень (b) начинает перемещаться вверх. Впускное отверстие (d) закрывается и достигается положение равновесия.
2. Торможение пружинными энергоаккумуляторами при срабатывании рабочего тормоза.
Рабочий тормоз работает в диапазоне служебного торможения. При этом осуществляется подача воздуха в камеру В. Если теперь дополнительно сработает стояночная тормозная система, т.е. понизится давление в камере А, то имеющееся в камере С давление сжатого воздуха начнет перемещать вверх поршни (а и b). Клапан закрывает впускное отверстие (d) и открывает выпускное отверстие (е). В зависимости от уровня рабочего тормозного давления сжатый воздух выходит в атмосферу из пружинных энергоаккумуляторов через выпускное отверстие (е) и выпуск 3 до тех пор, пока давление в камере В снова не станет выше и поршень (b) не закроет выпускное отверстие (е). Так достигается положение равновесия.
При полном срабатывании ручного тормозного крана осуществляется полный сброс давления через вывод 42. Так как давление в камере С не может быть ниже, чем в камере В, то тормоз с пружинным аккумулятором срабатывает только в той степени, в которой позволяет тормозное давление. Суммирования тормозных сил при полном срабатывании не происходит.
При растормаживании рабочей тормозной системы (для дальнейшего срабатывания стояночной тормозной системы) снова осуществляется сброс давления в камере В. Давление в камере С начинает преобладать и перемещает вверх поршень (b). Выпускное отверстие (e) открывается и пружинные энергоаккумуляторы соединяются с выпуском 3.
Автоматический регулятор тормозных сил (рис. 13.57) обеспечивает автоматическую регулировку тормозной силы в зависимости от прогиба рессор и, соответственно, загрузки автомобиля. Благодаря встроенному ускорительному клапану осуществляется быстрая подача и выпуск сжатого воздуха из тормозных цилиндров. Регулятор тормозных сил закреплен на раме автомобиля и соединяется с опорной точкой или упругим элементом, расположенным на оси.
A , B, C, D – камеры; a – клапан; b, n – поршень; c – клапан; d – выпускное отверстие; e – диафрагма; f – ускорительный поршень; g – выпускное отверстие; h – толкатель клапана; i – дисковый кулачок; j – рычаг; k – впускное отверстие ; l – фигурная шайба; m – впуск; o – пружина; 1 – соединение с тормозным краном автомобиля и ресивером; 2 – соединение с магнитным клапаном и пружинным энергоаккумулятором; 3 – выпуск воздуха; 4 – соединение с тормозным краном
Принцип действия. При отсутствии загрузки расстояние между осью и регуляором тормозных будет максимальным, рычаг (j) находится в самом нижнем положении. Если автомобиль загружен, то это расстояние уменьшается и рычаг (j) перемещается из положения отсутствия загрузки в направлении полной загрузки. Перемещающийся вместе с рычагом (j) дисковый кулачок (i) передвигает толкатель клапана (h) в положение, соответствующее определенной нагрузке.
Сжатый воздух, подаваемый через тормозной кран автомобиля-тягача или прицепа, проходит через вывод 4 в камеру А, нагружая поршень (b). Последний перемещается вниз, закрывает выпускное отверстие (d) и открывает впуск (m). Сжатый воздух, подаваемый через вход 4, попадает в камеру С под диафрагму (е), нагружая активную поверхность ускорительного поршня (f). Одновременно сжатый воздух проходит через открывшийся клапан (а) и канал Е камеры D и нагружает диафрагму (е). Благодаря данной предварительной подаче давления осуществляется повышение передаточного числа при частичной загрузке автомобиля и небольшом управляющем давлении (максимально до 0,1 МПа). Если управляющее давление продолжает расти, то поршень (n) перемещается вверх навстречу усилию пружины (о), а клапан (а) закрывается.
Под воздействием создаваемого в камере С давления ускорительный клапан (f) перемещается вниз. Выпускное отверстие (g) закрывается, впускное отверстие (k) открывается. Подаваемый на вывод 1 сжатый воздух проходит теперь через впускное отверстие (k) в камеру В и через вывод 2 попадает в подключенные пневматические тормозные цилиндры. Одновременно в камере В создается давление, которое воздействует на ускорительный поршень (f). Как только это давление станет немного больше, чем в камере С, ускорительный поршень (f) перемещается вверх и закрывает впускное отверстие (k). Диафрагма (е) при перемещении поршня (b) вниз прилегает к фигурной шайбе (l), увеличивая таким образом активную поверхность диафрагмы. Как только сила, воздействующая в камере С на диафрагму, станет равна силе, действующей на поршень (b), последний начнет перемещаться вверх. Впускное отверстие (m) закроется, создавая положение равновесия. Дальнейшее повышение давления на выводе 4 автоматически ведет к пропорциональному повышению давления на выводе 2.
Положение толкателя клапана (h), которое зависит от положения рычага (j), является определяющим для тормозного давления, создаваемого на выходе. Поршень (b) с фигурной шайбой с упругими зубцами (l) должен совершить перемещение, соответствующее одному из положений толкателя клапана (h), прежде, чем сработает клапан (с). Благодаря этому перемещению происходит изменение активной поверхности диафрагмы (е). В положении полной загрузки давление, создаваемое на выводе 4, передается камере С в соотношении 1:1. Когда ускорительный поршень (f) нагружается полным давлением, он удерживает впускное отверстие (k) постоянно открытым, и на вывод 2 подается максимальное тормозное давление.
После снижения управляющего давления на выводе 4 поршень (f) под воздействием давления на выводе 2, а поршень (b) под воздействием давления в камере С перемещаются вверх. Выпускные отверстия (d и g) открываются и сжатый воздух выходит в атмосферу через выпускное отверстие 3.
При поломке рычага кулачек (i) автоматически устанавливается по кривой аварийного управления, создавая выходное давление, соответствующее приблизительно половине рабочего тормозного давления при полностью загруженном автомобиле.
Кран управления тормозом прицепа (установлен на автомобиле) (рис. 13.58) предназначен для управления двухмагистральной тормозной системой прицепа вместе с главным тормозным краном и ручным тормозным краном. При обрыве или при неподключенной тормозной магистрали прицепа при срабатывании тормозного крана автомобиля осуществляется запирание подаваемого сжатого воздуха от автомобиля к прицепу с одновременным снижением давления в питающей магистрали.
A,B,C,D,Е – камеры; a, i, , g – поршни;; b – пружина сжатия; c – выпускное отверстие; d – клапан; f – отверстие в поршне; h – впускное отверстие; j – регулировочный винт; e – диафрагма; 1,2 – выход воздуха в магистраль управления тормозами прицепа; 3 – выпускное отверстие; 41,42 – подвод воздуха от рабочего контура; 43 – сброс воздуха из камеры D
Управление от тормозного крана. При срабатывании тормозного крана сжатый воздух проходит от рабочего тормозного контура через вывод 41 в камеру А и нагружает поршни (а и i). Оба поршня перемещаются вниз. При соприкосновении поршня (i) с клапаном (d) выпускное отверстие (с) закрывается, а впускное (h) открывается. Подаваемый в камеру С сжатый воздух через камеру В проходит к выводу 2 и далее в магистраль управления тормозами прицепа в соответствии с давлением в первом контуре с опережением, зависящим от заранее заданного предварительного натяга пружины сжатия (b).
Создаваемое в камере В давление нагружает нижние части поршней (а и i). В связи с тем, что активные поверхности поршней различны по величине, поршень (i) начинает перемещаться вверх навстречу управляющему давлению в камере А и усилию пружины сжатия (b). Клапан (d) закрывает впускное отверстие (h), создавая положение равновесия.
При полном торможении давление, воздействующее на верхнюю часть поршня (i), является максимальным и выпускное отверстие (h) остается открытым.
С помощью регулировочного винта (j) можно изменить предварительное натяжение пружины сжатия (b) таким образом, что опережение давления на выводе 2 по отношению к выводу 41 будет составлять максимально до 0,1 МПа.
Одновременно с управлением через вывод 41 осуществляется подача воздуха через вывод 42 в камеру Е под диафрагму (е) из второго контура. Однако, так как при подаче воздуха в камеры В и D давление, воздействующее на верхние части поршня (g) и диафрагмы (е), является преобладающим, то положение поршня (g) не изменяется.
Если рабочий тормозной контур выходит из строя из-за неисправности, то через второй контур осуществляется подача воздуха только вывод 42. Возникающее при этом в камере Е под мембраной (е) давление перемещает поршень (g) и клапан (d) вверх. Поршень (i), удерживаемый в крайнем верхнем положении закрывает выпускное отверстие (с) и открывает впускное отверстие (h). Таким образом осуществляется подача воздуха в магистраль управления тормозами прицепа, соответствующая интенсивности торможения автомобиля.
При служебном торможении давление, возникающее в камере В, снова перемещает поршень (g) вниз. Впускное отверстие (h) закрывается, создавая положение равновесия. При полном торможении преобладает давление в камере Е и впускное отверстие (h) остается открытым.
При управлении от второго контура рабочей тормозной системы осуществляется управление тормозным краном прицепа без опережения.
Управление от ручного тормозного крана. Постепенный сброс воздуха из цилиндров с пружинным энергоаккумулятором с помощью ручного тормозного крана ведет к соответствующему сбросу воздуха из камеры D через вывод 43. В этом случае подаваемый сжатый воздух преобладает в камере С и перемещает поршень (g) вверх. Подача воздуха на вывод 2 протекает таким же образом, как и при управлении камерой Е при выходе из строя первого контура.
После окончания процесса торможения с выводов 41, 42 сбрасывается и на вывод 43 подается воздух. Поршни (а и i), а также поршень (g) под давлением в камере В перемещаются обратно в исходное положение. При этом выпускное отверстие (с) открывается и сжатый воздух, имеющийся на выводе 2, через отверстие в поршне (f) и выпускное отверстие 3 выходит в атмосферу.
Быстросъемная соединительная головка служит для соединение пневматической тормозной системы грузового автомобиля с тормозной системой прицепа (полуприцепа) (рис. 13.59)
Принцип действия. При подсоединении прицепа рукоятка (b) отжимается вниз, открывая защитные крышки (а и d). Головка прицепа вставляется под защитную крышку и рукоятка (b) снова отпускается. Торсионная пружина (е) воздействует на защитные крышки (а и d) и надавливает на блок прицепа навстречу усилию автоматических запорных клапанов (с), открывая их и пропуская сжатый воздух к прицепу.
Тормозной кран прицепа (установлен на прицепе) с возможностью установки опережения (рис. 13.60) предназначен для управления двухмагистральной тормозной системой прицепа.
a, b, c, d, e – каналы и камеры; 1 – резьбовой штифт; 2, 9 – пружина сжатия; 3 – отверстия; 4 – клапан; 5, 8 – поршни; 6 – выпускное отверстие; 7 – кольцо с пазом; 10 – клапан; 11 – впускное отверстие; C – выпускное отверстие; D – подача воздуха от воздушного фильтра; G – подача воздуха от соединительной головки «питание»; H – подача воздуха к тормозному крану и крану включения стояночной тормозной системы; J – подача воздуха к ресиверу прицепа
Сжатый воздух, поступающий от соединительной головки «Питание» автомобиля, через вывод G тормозного крана прицепа проходит сквозь кольцо с пазом 7 к выводу J и дальше к ресиверу прицепа.
При срабатывании тормозной системы автомобиля сжатый воздух через соединительную головку и вывод D попадает сверху на поршень 5. Последний перемещается вниз и, упираясь в клапан 10, закрывает выпускное отверстие 6 и открывает впускное 11. Сжатый воздух из ресивера прицепа (вывод J) проходит теперь через выводы H к подключенным за ними тормозным кранам, а также по каналу, а в камеру с, создавая усилие на клапане 4.
Как только давление в камере с начинает преобладать, клапан 4 открывается под воздействием пружины сжатия. Сжатый воздух проходит по каналу в камеру d и нагружает поршень 5 снизу. В результате суммирования сил, действующих в камерах d и е, управляющее давление, воздействующее на верхнюю поверхность поршня, становится преобладающим и поршень 5 перемещается вверх.
При обычном торможении клапан 10 закрывает впускное отверстие 11, создавая положение равновесия. При полном торможении поршень 5 в течение всего процесса торможения удерживает впускное отверстие 11 открытым. Изменяя предварительное натяжение пружины сжатия 2 с помощью резьбового штифта 1, можно установить опережение давления выводов H по отношению к выводу D максимально до 0,1 МПа. После прекращения торможения автомобиля и, соответственно, после завершения связанного с ним сброса давления с вывода D поршень 5 под давлением в выводах 2 перемещается в крайнее верхнее положение. Теперь впускное отверстие 11 закрывается, выпускное отверстие 6 открывается. Имеющийся на выводах B сжатый воздух через клапан 10 и выпускное отверстие C выходит в атмосферу. В связи со снижением давления в камере c имеющийся в камере d сжатый воздух через отверстия 3 клапана 4 снова проходит в камеру c и оттуда на выпускное отверстие C.
При отцеплении прицепа или при обрыве питающей магистрали с вывода G сбрасывается воздух, и нагрузка на верхнюю поверхность поршня 8 снижается. Под воздействием силы пружины сжатия 9 и имеющегося на выводах J давления поршень 8 перемещается вверх, а клапан 10 закрывает выпускное отверстие 6. При дальнейшем перемещении вверх от клапана 10 поршень 8 приподнимается и впускное отверстие 11 открывается. Имеющийся на выводах J сжатый воздух проходит через выводы H к подключенным далее тормозным кранам.
Автоматический регулятор тормозных сил (пневморегуляторы). Эти регуляторы устроены и работают аналогично как автоматический регулятор тормозных сил автомобиля, описанный выше.
Клапан ограничения давления (пневмоклапан) предназначен для ограничения давления на выходе на соответственно установленную величину.
Сжатый воздух через вывод 1 (высокое давление) (рис. 13.61) и камеру А проходит через впускное отверстие (d) в камеру В и далее к выводу 2 (низкое давление). Одновременно он воздействует на поршень (а), который вначале удерживается в крайнем нижнем положении при помощи пружины сжатия (f).
A, B – камеры; a, с – клапаны; e – поршень; b, d – впускное отверстия; c – кольцо с пазом; f – пружина сжатия; g – регулировочный винт; h – выпускное отверстие; 1 – вывод высокого давления; 2 – вывод низкого давления; 3 – выпускное отверстие
Если давление в камере В достигает величины, установленной для области низкого давления, то поршень (е) перемещается вниз навстречу усилию пружины сжатия (f). Клапаны (а и с), которые перемещаются совместно, закрывают впускные отверстия (b и d). Если давление в камере В возрастает выше установленной величины, то поршень (е) перемещается еще дальше вниз, открывая таким образом выпускное отверстие (h). Теперь избыточное давление выходит в атмосферу через отверстие поршня (е) и выпускное отверстие 3. После достижения установленной величины давления выпускное отверстие (h) снова закрывается.
Если из-за негерметичности в магистрали низкого давления возникнет потеря давления, то поршень (е) вследствие разгрузки приподнимет клапан (а). Впускное отверстие (b) откроется и произойдет подпитка сжатым воздухом до соответствующего давления.
При сбросе воздуха из вывода 1 более высокое давление в камере В приподнимает клапан (с), а также располагающийся на нем клапан (а). Впускное отверстие (d) открывается и осуществляется сброс воздуха из магистрали низкого давления через камеру А и вывод 1. Здесь поршень (е) под действием пружины сжатия (f) перемещается обратно в крайнее верхнее положение.
Ограничение давления можно установить в определенном диапазоне, изменив предварительное натяжение пружины сжатия (f) с помощью регулировочного винта (g).