3 Классификация пневматических тормозных систем
На автомобильном транспорте вместо термина "тормозное управление" широко применяется термин "тормозная система". Тормозная система автотранспортного средства предполагает совокупность устройств, объединенных общим назначением осуществлять торможение и, как правило, состоящая из элементов, включающих источник энергии, тормозной привод, тормозной механизм, а также систему контроля и сигнализации. Структурная схема тормозного управления современного авторанспортного средства показана на рис. 3.1.
Рисунок 3.1 - Структурная схема тормозного управления
Рассматриваемая структурная схема тормозного управления, термины и определения, характеристика тормозных свойств, общие требования и нормативы эффективности оговорены отечественными и международными нормативными документами, о которых частично упоминалось ранее.
В соответствии с этими нормативными документами необходимо пояснить, как сформулированы определения наиболее важных структурных звеньев тормозного управления.
Рабочей тормозной системой называется система, которая обеспечивает регулирование скорости или полную остановку автотранспортного средства с необходимой эффективностью в любых условиях движения.
Рабочая тормозная система должна действовать на все колеса автотранспортного средства, ее действие должно быть плавным, а распределение действия по осям автомобиля - рациональным.
При выходе из строя части привода рабочей тормозной системы должно обеспечиваться продолжение питания той части привода рабочей тормозной системы, которая не вышла из строя. Иными словами, привод рабочей тормозной системы должен иметь не менее двух независимых контуров.
Запасной тормозной системой называется такая система, которая обеспечивает остановку автотранспортного средства в случае отказа рабочей тормозной системы. В качестве запасной тормозной системы может использоваться специальная автономная система, а также контуры рабочих тормозов или стояночная тормозная система.
Действие запасной тормозной системы должно быть регулируемым. Водитель должен иметь возможность управлять запасной тормозной системой со своего рабочего места, контролируя при этом хотя бы одной рукой рулевое управление.
Стояночной тормозной системой называется система,, пред назначенная для удержания АТС в неподвижном состоянии относительно опорной поверхности.
Вспомогательной тормозной системой называется система, предназначенная для длительного поддержания скорости АТС постоянной или для ее регулирования в пределах, отличных от нуля.
Под тормозным устройством подразумевается совокупность частей, предназначенных для постепенного замедления и остановки движущегося транспортного средства или для обеспечения его неподвижности во время стоянки. Это устройство состоит из источника энергии, тормозного привода, тормозного механизма, а также системы контроля и сигнализации.
Источником энергии называется совокупность устройств, предназначенных для обеспечения тормозной системы энергией, необходимой для торможения.
Под тормозным приводом подразумевается совокупность органа управления, аккумулятора энергии, передаточного механизма и исполнительного механизма.
Тормозным механизмом называется устройство, предназначенное для непосредственного создания и изменения искусственного сопротивления движения АТС.
Совокупность устройств, осуществляющих контроль работоспособности тормозного управления и сигнализирующих о его состоянии, называется системой контроля и сигнализации.
Современные международные и отечественные нормативные документы, регламентирующие требования к тормозному управлению, предписывают наличие на автомобилях систем, обеспечивающих сигнализацию аварийного состояния рабочей тормозной системы, т.е. автоматическое оповещение водителя об ее отказе и контроль рабочей тормозной системы, заключающийся в возможности проверки водителем ее состояния в любой момент времени.
В тормозных системах автомобилей нарушение герметичности приводных магистралей является довольно частым отказом, поэтому главной функцией системы сигнализации принято считать функцию подачи сигнала о выходе из строя какого-либо контура тормозного привода. Причем, сигнал об отказе должен подаваться водителю не позднее момента нажатия им на тормозную педаль.
Органом управления тормозного привода называется совокупность устройств, предназначенных для подачи сигнала и управления потоком энергии, поступающей от источника или аккумулятора энергии к тормозным механизмам. Причем, при передаче энергии к тормозным механизмам происходит количественное регулирование этой энергии.
Аккумулятором энергии тормозного привода называется устройство, предназначенное для накопления и сохранения энергии, используемой для торможения.
Передаточным механизмом тормозного привода называется совокупность устройств, обеспечивающих передачу энергии от ее источника к тормозным механизмам.
Исполнительным механизмом тормозного привода называется устройство, предназначенное для непосредственной передачи энергии от тормозного привода к тормозному механизму.
Как известно, в пневматическом приводе тормозов используется энергия сжатого воздуха. Этот тип привода применяют на автомобилях и автопоездах средней, большой и особо большой грузоподъемности, а также на автобусах большой вместимости. Наиболее широкое применение пневматический привод нашел в рабочих и запасных тормозных системах, а в последние годы он стал применяться и в стояночных тормозных системах, где необходимы большие усилия для сжатия пружин, удерживающих автомобиль на стоянке. Пневматический тормозной привод отличается легкостью управления и точностью слежения, обеспечивающей пропорциональность интенсивности торможения усилию, приложенному к педали. У этого типа привода достаточно высокая надежность. Он отличается простотой соединения тягача с прицепными транспортными звеньями.
На рис. 3.2 представлена структурная схема простейшего ПТП одиночного автомобиля и автомобиля-тягача с прицепом.
Рисунок 3.2 - Структурная схема простейшего пневматического тормозного привода
Для привода тормозов одиночного автомобиля и автомобиля-тягача с прицепом используются аппараты подготовки сжатого воздуха и исполнительные. Отличаются указанные автотранспортные средства лишь по аппаратам управления тормозной системой. По функциональному назначению аппараты управления тормозной системой автомобиля-тягача с прицепом сложнее, чем одиночного автомобиля. В данном случае тормозной кран автомобиля-тягача должен обеспечивать формирование и передачу управляющего сигнала, и к приводу тормозов прицепа также. Формирование и передача управляющего сигнала может осуществляться как по одной соединительной магистрали, так и по двум: питающей и управляющей магистралям. Критерием, позволяющим оценивать эффективность действия однопроводного и двухпроводного приводов тормозов являлось развиваемое усилие. По функциональному назначению аппараты управления тормозной системой автомобиля-тягача с прицепом сложнее, чем одиночного автомобиля. В данном случае тормозной кран автомобиля-тягача должен обеспечивать формирование и передачу управляющего сигнала, и к приводу тормозов прицепа также. Формирование и передача управляющего сигнала может осуществляться как по одной соединительной магистрали, так и по двум: питающей и управляющей магистралям. Критерием, позволяющим оценивать эффективность действия однопроводного и двухпроводного приводов тормозов являлось развиваемое усилие на штоках исполнительных тормозных аппаратов, позволяющее при резком торможении обеспечивать минимальный тормозной путь и максимальную величину установившегося замедления. Других критериев оценки эффективности ПТП не существовало.
В последние десятилетия пневматический привод тормозов значительно усложнился. Структура современного ПТП одиночного автомобиля и автомобиля-тягача с прицепом показана на рис. 3.3.
Рисунок 3.3 - Структурная схема современного пневматического тормозного привода
Современный, как и простейший привод, содержит аппараты подготовки сжатого воздуха, аппараты управления тормозной системой и исполнительные органы тормозных систем, но количество элементов, составляющих привод, значительно возросло, по сравнению с простейшим приводом, кроме того, усложнена их функциональная взаимосвязь. Сложность конструктивного исполнения и функциональной взаимосвязи элементов современного пневматического привода призваны обеспечивать высокую надежность и долговечность тормозной системы автотранспортного средства, а также выполнять требования по всем характеристикам (наполнения, расходной, статической, динамической и защитной). Этими характеристиками регламентируется: номинальное давление сжатого воздуха и его запас в ресиверах, следящее действие, время срабатывания, герметичность и ряд других требований.
Кроме того существует еще один пневматический привод, непосредственно влияющий на эффективность торможения - это привод сцепления, в частности пневмогидравлический усилитель привода сцепления.
Процессы торможения с включенным и выключенным сцеплением существенно отличаются. Поэтому для повышения эффективности особенно экстренного торможения необходимо иметь надежный и быстродействующий привод выключения сцепления.