Учебный вопрос № 2: Устройство тормозной системы.

Безопасность движения автомобилей с высокими скоростями в значительной степени зависит от эффективности действия и безотказности тормозов. Чем эффективнее действие тормозов, тем выше безопасная скорость, которую может допустить водитель, и тем выше скорость движения автомобиля на всем маршруте.

Торможение необходимо не только для быстрой остановки автомобиля при внезапном появлении препятствий, но и как средство регулирования скорости его движения.

На современных автомобилях наиболее широкое применение получили тормозные системы с гидравлическим, пневматическим и комбинированным приводом.

Тормозная система ЗИЛ-131 состоит из рабочей и стояночной тормозных систем.

Рабочая тормозная система. На автомобиле ЗИЛ-131 применена рабочая тормозная система с пневматическим приводом. Она состоит из тормозного привода и тормозных механизмов.

Тормозной привод

В состав привода входят:

а) на автомобиле:

• компрессор;

• регулятор давления;

• манометр;

• воздушные баллоны (ресиверы);

• предохранительный клапан;

• педаль тормоза;

• комбинированный тормозной кран;

• тормозные камеры;

• воздуховоды;

• разобщительный кран;

• соединительная головка.

б) на прицепе:

• воздухораспределитель;

• ресивер;

• тормозные камеры;

• соединительная головка;

• кран оттормаживания.

Компрессор устанавливается в передней части двигателя автомобиля. Привод осуществляется при помощи ременной передачи от шкива вентилятора двигателя. Служит для получения сжатого воздуха.

Характеристика: одноступенчатый, поршневого типа, двухцилиндровый. На привод компрессора затрачивается от трех л.с. мощности.

Рис. 9. Компрессор

Компрессор (рис. 9) состоит из:

• картера;

• блока цилиндров;

• головки блока;

• уплотнительных прокладок;

• рубашки охлаждения;

• шкива привода компрессора.

Картер компрессора отлит из чугуна. В нем на двух шариковых подшипниках устанавливается стальной коленчатый вал. Через заднюю крышку картера в торец коленчатого вала подводится масло для смазки деталей компрессора под давлением.

Уплотнение коленчатого вала осуществляется с помощью сальника передней крышки. Кроме того, может быть маслосгонная резьба.

Блок цилиндров прикреплен к картеру компрессора, в нем помещаются поршни с двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцом.

Поршневые пальцы плавающие, удерживаются в бобышках заглушками. С коленчатым валом поршни соединены шатунами. К блоку цилиндров крепится регулятор давления АР-11.

Головка блока. В ней расположены самодействующие нагнетательные клапаны.

Регулятор давления (рис. 10) шариковый, предназначен для автоматического поддержания давления в пневмосистеме в пределах 7,0–7,4 кГс/см².

Рис. 10. Регулятор давления

Регулятор давления состоит из:

• корпуса;

• пружины регулятора;

• впускного и выпускного клапанов;

• упорного шарика;

• регулировочного колпака;

• сетчатого и керамического фильтров;

• пружины клапана.

Работа регулятора давления: когда давление воздуха в воздушных баллонах достигает до 7,0-7,4 кГс/см², сжатый воздух поднимает впускной клапан и прижимает к седлу выпускной клапан, одновременно через шток сжимаются пружины регулятора. При этом воздух, проходя через регулятор, отключает подачу воздуха компрессором. При снижении давления до 5,6– 6,0 кГс/см² пружина открывает выпускной клапан и закрывает выпускной и компрессор нагнетает воздух в баллоны. Вращением регулировочного колпака осуществляется регулировка давления, при котором компрессор включается, а изменением количества прокладок обеспечивается давление, при котором компрессор отключается от системы.

Работа компрессора. Воздух в цилиндры компрессора поступает из воздушного фильтра двигателя через пластинчатые клапаны. Компрессор нагнетает воздух в баллоны, при достижении давления 7,0–7,4 кГс/см² регулятор давления подает сжатый воздух по клапану в блоке цилиндров под плунжеры разгрузочного устройства, которые поднимаясь открывают впускные клапаны обоих цилиндров. При этом подача воздуха в пневмосистему прекращается, т.к. воздух свободно переходит из цилиндра в цилиндр. При давлении в системе 5,6–6,0 кГс/см² подача воздуха под плунжеры прекращается, воздух из-под плунжера уходит в атмосферу, а пружина коромысла опускает их, освобождая впускные клапаны, и компрессор снова нагнетает воздух в баллоны.

Воздушные баллоны (ресивер). Служат для хранения сжатого воздуха. Стальные, состоят из цилиндрической обечайки и приваренных к ним стальных штампованных днищ. К днищу баллонов приварены штуцера для воздухопроводов и кран для слива конденсата.

На одном из ресиверов устанавливаются кран отбора воздуха (как правило, на переднем) и предохранительный шариковый клапан.

Предохранительный клапан предохраняет пневматическую систему от чрезмерного давления воздуха, в случае неисправности регулятора давления. Отрегулирован на давление 9 кГс/см².

К омбинированный тормозной кран. Служит для управления тормозами автомобиля и прицепа, обеспечивает пропорциональную зависимость между усилием на педаль и давлением воздуха в тормозных камерах, что позволяет водителю «чувствовать педаль».

Рис. 11. Тормозной кран ЗИЛ-131

Тормозной кран автомобиля ЗИЛ-131 (рис. 11) двухсекционный, комбинированный. Верхняя секция управляет тормозами прицепа, нижняя – тормозами автомобиля.

Тормозной кран состоит из:

• корпуса рычагов;

• крышки корпуса рычагов;

• коромысла;

• тяги, соединяющей педаль тормоза с коромыслом;

• рычаг ручного привода;

• корпуса крана, с расположенными в нем верхней и нижней секциями;

• крышек верхней и нижней секций, расположенными в них воздушными клапанами;

• регулировочных болтов

• ограничителя хода штока.

Секции тормозного крана встроены в единый корпус. Каждая секция разделена на две полости диафрагмой, к каждой диафрагме крепится направляющие стаканы, уплотнительные прокладки и седла выпускных клапанов. Двухтарельчатые конические клапаны: впускной и выпускной, собраны попарно на общем стержне вместе с седлом и возвратной пружиной и установлены в крышке.

Клапан и диафрагменные элементы секций одинаковы. В секции прицепа установлен шток с уравнивающей пружиной, предварительный натяг которой регулируется перемещением штока.

В секции автомобиля уравновешивающая пружина расположена в стакане и ее преднатяг регулируется прокладками. Эти пружины обеспечивают действие, т.е. давление воздуха в магистралях пропорционально силе, приложенной к педали тормоза.

Работа тормозного крана. В отторможенном состоянии – под действием пружины, установленной в корпусе нижней секции, диафрагма с седлом, уравновешивающая пружина и малый рычаг сдвигаются влево. Выпускной клапан открывается, и тормозные камеры автомобиля сообщается с атмосферой. В секции прицепа уравновешивающая пружина сдвигает шток и диафрагму вправо и закрывает седлом выпускной клапан, перекрывая вход воздуха из тормозных камер прицепа в атмосферу. Впускной клапан открывается, и воздух из баллонов поступает в тормоза прицепа, растормаживая их.

Закрытие выпускного клапана при давлении в тормозах прицепа 4,8– 5,3 кГс/см². Регулируется вращение направляющей штока верхней секции.

При торможении:

• тяга педали тормоза через рычаг (коромысло) перемещает шток верхней секции влево и открывает выпускной клапан. Воздух выходит из соединительной магистрали через щель между клапаном и седлом, отверстие в седле и резиновый клапан в атмосферу, начинается торможение прицепом;

• нижний конец коромысла нажимает на нижний рычаг (малый рычаг), который перемещает стакан нижней секции вправо, вместе с ним и узел диафрагмы с седлом. Выпускной клапан секции, управляющий тормозами автомобиля начинает закрываться, а впускной открывается и воздух поступает в тормозные камеры автомобиля, затормаживая его. При повышении давления в тормозных камерах возрастает сила, сжимающая уравновешивающую пружину, диафрагма в этом случае сдвигается влево и закрывает впускной клапан, давление в тормозных камерах стабилизируется.

Натяг уравновешивающей пружины отрегулирован прокладками, так что пружина начинает сжиматься в тормозных камерах при давлении 0,6– 8,0 кГс/см². При большом нажатии на педаль тормоза новая порция воздуха поступает в тормозные камеры, увеличивая торможение автомобиля.

При резком и быстром нажатии на педаль тормоза шток верхней секции перемещается до упора в болт, при этом в секции прицепа полностью закрывается впускной клапан, открывается выпускной и воздух быстро выходит в атмосферу – прицеп затормаживается. В секции автомобиля полностью открывается впускной клапан и закрывается выпускной, а воздух с максимальным давлением поступает в тормозные камеры.

При оттормаживании уравновешивающая пружина верхней секции перемещает шток вправо; выпускной клапан секции прицепа закроется, а впускной откроется и воздух поступает в тормоза прицепа, оттормаживая прицеп.

В секции автомобиля малый рычаг перемещается влево и распрямляется уравновешивающая пружина.

Возвратной пружиной, которая находится в крышке нижней секции, и давлением воздуха в тормозных камерах диафрагма перемещается влево; впускной клапан закрывается, выпускной открывается и воздух выходит из тормозных камер.

Тормозные камеры. Служат для преобразования энергии сжатого воздуха в механическую работу режимного устройства колесного тормоза.

Тормозные камеры диафрагменного типа.

Тормозные камеры для всех колес одинаковы и состоят из:

• корпуса;

• крышки;

• штока;

• резиновой диафрагмы.

При поступлении воздуха диафрагма прогибается и, действуя на тягу штока, перемещает шток, который через регулировочный рычаг поворачивает вал разжимного кулака.

Разобщительный кран – служит для отключения тормозной системы прицепа. Кран состоит из:

• корпуса;

• крышки;

• разобщительного резинового клапана;

• пружины;

• седла;

• штока собранного с уплотнительной диафрагмой из прорезиненной ткани.

Рис. 12. Тормозные камеры с регулировочным устройством

Соединительная головка – служит для соединения воздухопроводов автомобиля – тягача и прицепа. Состоит из:

• корпуса;

• клапана с крышкой;

• резиновой уплотнительной прокладки;

• крышки.

Тормозной механизм предназначен для непосредственного создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля.

На автомобиле ЗИЛ-131 устанавливается колодочный тормозной механизм барабанного типа с внутренним расположением колодок.

Тормозной механизм состоит из:

• опорного тормозного диска;

• двух колодок с фрикционными накладками (асбобакелит, асбокаучук);

• разжимного кулака с валом;

• тормозного барабана колеса (легированный чугун);

• регулировочного рычага.

Опорный стальной диск прикреплен болтами к фланцу чулка моста или фланцу поворотной цапфы переднего моста. К опорному диску гайками крепятся опорные оси колодок, шейки которых эксцентричны. На опорных осях посажены две колодки, которым свободными концами через рамки упираются в разжимной кулак. Колодки сверху и снизу стянуты двумя пружинами. Колодки чугунные, литые. На каждую колодку закрепками крепятся две фрикционные накладки.

Рис. 13. Тормозной механизм

Разжимной кулак выполнен заодно с валом, который установлен в опорном тормозном диске. Вал разжимного кулака на другом конце имеет шлицы, на шлицах установлен регулировочный рычаг.

Верхняя часть регулировочного рычага соединяется пальцем с вилкой штока тормозной камеры.

Регулировочный рычаг состоит из: червячной шестерни, сидящей на концах вала разжимного кулака и самого червяка, расположенного в корпусе регулировочного рычага. Червяк имеет хвостовик квадратного сечения для регулировок положения регулировочного рычага.

Стояночная тормозная система (ручной тормоз) предназначена для затормаживания автомобиля на длительное время на стоянках.

Тип – колодочный, барабанный. Тормозной барабан расположен вместе с фланцем на шлицах вторичного вала РК и закреплен гайкой.

Две колодки из алюминиевого сплава с прикрепленными к ней фрикционными накладками, опирается на одну ось, закрепленную на кронштейне. В средней части колодки опирается бобышками на выступ кронштейна. Двумя другими концами колодки опираются в разжимной кулак и прижаты к нему двумя стяжными пружинами. В осевом направлении колодки фиксируются гайкой и болтами с шайбами. Сальник предохраняет ручной тормоз от попадания в него масла. Проникшее в него масло удаляется через специальное отверстие в кронштейне. К кронштейну прикреплен щит, защищающий тормоз от грязи.

Рис. 14. Стояночная тормозная система

Механический привод ручного тормоза состоит из:

• сектора вала разжимного кулака;

• штанга привода ручного тормоза;

• углового рычага привода;

• тяги ручного привода;

• скобы с пружиной упругого привода;

• зубчатого сектора;

• стопорной собачки;

• рычага ручного тормоза.

При повороте рычага ручного тормоза через систему тяг и рычагов штанга через сектор поворачивает вал разжимного кулака, и колодки расходятся, обеспечивая торможение.

Одновременно с этим привод ручного тормоза через скобу воздействует на валик рычага ручного привода тормозного крана, благодаря чему шток цилиндра тормозов прицепа подается вперед и открывается выпускной клапан, что обеспечивает торможение прицепа.

Тормозные системы автомобиля КамАЗ-4310

Автомобили КамАЗ-4310, оборудованы рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной тормозными системами, приводом тормозов прицепа, аварийной системой растормаживания тормозов стояночной тормозной системы и системами контроля и аварийной сигнализации о работе тормозных систем.

Система питания привода сжатым воздухом снабжена отдельным конденсационным баллоном, повышающим надежность работы тормозного привода вследствие уменьшения возможности появления паровоздушных пробок в трубопроводах.

Она включает в себя:

• компрессор;

• регулятор давления;

• предохранитель от замерзания конденсата в сжатом воздухе;

• конденсационный баллон.

Сжатый воздух из системы питания распределяется по воздушным баллонам независимых контуров I, II, III через тройной и одинарный защитные клапаны.

В контуре I привода тормозов рабочей тормозной системы колес передней оси и прицепа отсутствует клапан ограничения давления.

Контур I включает в себя:

• тройной защитный клапан;

• воздушный баллон емкостью 20 л;

• нижнюю секцию двухсекционного тормозного крана;

• клапан контрольного выхода;

• две тормозные камеры тормозных механизмов передней оси автомобиля;

• трубопроводы и шланги, соединяющие эти аппараты;

• трубопроводы от нижней секции тормозного крана к клапану управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом.

В контуре II привода тормозов рабочей тормозной системы колес задней тележки и прицепа отсутствует автоматический регулятор тормозных сил.

Контур II состоит из:

• части тройного защитного клапана;

• двух воздушных баллонов общей емкостью 40 л;

• верхней секции двухсекционного тормозного крана;

• клапана контрольного вывода;

• четырех тормозных камер тормозных механизмов задней тележки;

• трубопроводов и шлангов, соединяющих эти аппараты;

• трубопровода от верхней секции тормозного крана к клапану управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом.

Контур III привода тормозов стояночной и запасной тормозных систем состоит из:

• одинарного защитного клапана;

• двух воздушных баллонов общим объемом 40 л;

• тормозного крана;

• ускорительного клапана;

• части двухмагистрального перепускного клапана;

• четырех пружинных энергоаккумуляторов тормозных камер;

• датчика включения стояночного тормоза;

• датчика включения сигнала торможения;

• двух клапанов контрольных выводов;

• трубопроводов и шлангов, соединяющих аппараты.

Датчик включения сигнала торможения установлен в контуре III так, что обеспечивает включение ламп стоп-сигнала при торможении автомобиля как стояночной (запасной), так и рабочей тормозными системами, а также в случае выхода из строя одного из контуров рабочей тормозной системы.

Контур привода вспомогательной тормозной системы и питания других потребителей включает в себя часть тройного защитного клапана, пневматический кран, два пневмоцилиндра привода заслонок вспомогательного тормоза, пневмоцилиндр привода выключения подачи топлива, пневмоэлектрический датчик, трубопроводы и шланги, соединяющие эти аппараты. Питание воздухом привода обеспечивается от контуров I и II рабочей тормозной системы. Контрольная лампа падения давления в контуре отсутствует.

Через контур привода вспомогательной тормозной системы обеспечивается питание сжатым воздухом дополнительных (не тормозных) потребителей:

• системы регулирования давления воздуха в шинах;

• стеклоочистителя;

• пневмосигнала;

• пневмогидравлического усилителя сцепления;

• управления агрегатами трансмиссии и др.

Контур привода системы аварийного растормаживания тормоза стояночной тормозной системы и состоит из:

• пневматического кнопочного крана аварийного растормаживания;

• части двухмагистрального клапана;

• трубопроводов и шлангов, соединяющих эти аппараты.

Питание привода системы аварийного растормаживания тормозов стояночной тормозной системы осуществляется от воздушных баллонов контура II привода рабочих тормозов задней тележки.

Система аварийной сигнализации и контроля состоит из:

• световой и акустической сигнализаций о работе тормозных систем и их приводов при помощи сигнальных электрических ламп, расположенных на панели приборов автомобиля, и звукового сигнала (зуммера). Для этого в воздушных баллонах пневматического привода установлены датчики падения давления, которые при недостаточном давлении в баллонах замыкают цепи сигнальных электрических ламп и звукового сигнала. Кроме того, в пневматическом приводе имеется датчик сигнала торможения, который замыкает цепь электрических ламп стоп-сигнала при срабатывании любой тормозной системы, кроме вспомогательной;

• клапанов контрольных выводов, позволяющих производить диагностику технического состояния пневматического тормозного привода и отбор сжатого воздуха для технического обслуживания автомобиля.