5.4 Особливості приводу гальм автомобілів сімейства КамАз
Гальмівна система автомобілів КамАЗ якнайповніше відповідає вимогам, що пред'являється до гальмівних систем великовантажних автомобілів.
На сучасних автомобілях в цілях забезпечення безпеки руху встановлюють декілька гальмівних систем.
Робоча гальмівна система призначена для зниження швидкості руху автомобіля з бажаною інтенсивністю аж до повної зупинки незалежно від швидкості, навантаження і величини ухилу дороги. Вона приводиться в дію зусиллям ноги водія, що додається до педалі ножного гальма. Ефективність дії робочої гальмівної системи найбільша в порівнянні з іншими типами гальмівних систем.
Запасна гальмівна система призначена для плавного зниження швидкості руху автомобіля або його зупинки. Вона виявляє меншу гальмівну дію на автомобіль, ніж робоча система.
Запасна гальмівна система приводить в дію гальмівні механізми середнього і заднього мостів.
Стоянкова гальмівна система призначена для утримання нерухомого автомобіля на горизонтальній ділянці шляху або ухилі тривалий час без участі водія. Її роль виконує запасна гальмівна система при створенні максимального гальмівного зусилля. Орієнтовно: ефективність стояночної гальмівної системи повинна забезпечувати утримання нерухомого автомобіля на ухилі такої крутизни, яку він зможе здолати на нижчій передачі.
Допоміжна гальмівна система призначена для зниження навантаження на робочу гальмівну систему або самостійної підтримки постійної швидкості при тривалому гальмуванні, наприклад на довгих спусках в гірській або горбистій місцевості.
Кожна гальмівна система складається з гальмівних механізмів (гальм) і гальмівного приводу.
Робоча, запасна і стоянкова гальмівні системи автомобілів сімейства КамАЗ оснащені колісними гальмівними механізмами колодок, що відрізняються високою стабільністю гальмівних властивостей, з розташуванням колодок всередині барабанів на нерухомих опорах, з S - подібним розтискним кулаком. При цьому гальмівні механізми усіх коліс належать до робочої гальмівної системи, а гальмівні механізми коліс заднього візка є одночасно складовими частинами запасної і стоянкової гальмівних систем.
Гальмівний привід складається з п'яти контурів:
робочої гальмівної системи передніх коліс;
робочої гальмівної системи заднього візка;
запасної і стоянкової гальмівних систем;
допоміжного гальма-уповільнювача;
системи аварійного розгальмування, призначеної для коротко-тимчасової подачі стиснутого повітря до гальмівних механізмів заднього візка при несправності ручного гальмівного крану запасної і стоянкової систем.
Як шостий контур, при використанні автомобіля як тягача автопоїзда можна розглядати контур приводу гальм причепа.
Розглянемо перелік, призначення і принцип дії основних вузлів пневматичного приводу, з яких складені гальмівні контури.
Компресор забезпечує створення запасу стиснутого повітря. Компресор поршневого типу, двоциліндровий, одноступінчатого стискування, продуктивністю 220 л/хв. при частоті обертання колінчастого валу двигуна 2000 об./хв. і протистискуванні 0,7 МПа(7 ат.) Привід компресора шестерний від блоку розподільних шестерень. Система охолодження і масщення компресора підключені до відповідних систем двигуна. Встановлений компресор на передньому торці картера маховика двигуна.
Регулятор тиску автоматично підтримує тиск в системі в межах 0,62-0,75 Мпа(6,2-7,5 ат), спрацьовує як запобіжний клапан при підвищенні тиску до 1,0 МПа і очищає систему від забруднення.
Запобіжник від замерзання призначений для захисту системи від замерзання скупченого конденсату. Корпус запобіжника заповнюють етиловим спиртом. При проходженні повітря через запобіжник, крапельки вологи насичуються парами етилового спирту. Температура замерзання такої суміші значно знижується. Температура замерзання чистого етанолу мінус 114,2° С.
Потрійний захисний клапан служить для розподілу магістралі стиснутого повітря на три незалежні контури, а також для автоматичного відключення контура, що втратив герметичність, з метою збереження тиску в справних контурах.
Для того, щоб стиснуте повітря потрапило в контури потрібний тиск 0,51-0,52 МПа. Цей тиск відкриває клапани. При меншому тиску контури перекриті. Отже, через негерметичний контур, стиснуте повітря виходитиме в атмосферу тільки при більшому тиску. Тому тиск в контурах нижче за значення 0,5 МПа не впаде.
Подвійний захисний клапан служить для створення двох незалежних контурів. Він дещо відрізняється по конструкції і працює аналогічно потрійному клапану. Тиск повітря в справному контурі не впаде нижче за значення 0,52 - 0,54 МПа.
Двосекційний гальмівний кран призначений для управління виконавчими механізмами гальм робочої гальмівної системи автомобіля. Подача стиснутого повітря здійснюється з секцій крану в перший і другий контури незалежно. При виході з ладу одного контура, інший забезпечить гальмування.
Ручний гальмівний кран служить для забезпечення гальмування запасною і стоянковою системами. Це забезпечується випуском стиснутого повітря в атмосферу.
Клапан обмеження тиску служить для:
зменшення тиску повітря в гальмівних камерах передніх коліс автомобіля при гальмуванні з малою ефективністю з метою поліпшення стійкості і керованості, особливо на слизьких дорогах, тобто для запобігання виникненню юзу (заносу);
збільшення тиску повітря в гальмівних камерах передніх коліс автомобіля до меж тиску в гальмівних камерах задніх коліс при гальмуванні з максимальною ефективністю;
забезпечення випуску повітря з передніх гальмівних камер в атмосферу з метою прискорення розгальмовування.
Принцип дії заснований на використанні поршнів з різною площею, навантажених пружинами різної жорсткості.
Прискорювальний клапан встановлений на задньому візку і призначений для зменшення часу спрацьовування приводу стоянкової і запасної систем за рахунок скорочення довжини магістралі подачі (і випуску) стиснутого повітря до гальм заднього візка.
Двомагістральний перепускний клапан забезпечує роздільне сполучення гальмівних механізмів заднього візка з ручним гальмівним краном або з краном аварійного розгальмовування.
Автоматичний регулятор гальмівних сил призначений для автоматичного регулювання гальмівних сил на колесах заднього візка залежно від зміни їх осьового навантаження, тобто степені завантаженості автомобіля. Регулювання гальмівних сил досягається зміною тиску повітря в гальмівних камерах заднього візка залежно від дійсного осьового навантаження при гальмуванні. Робиться це для використання максимальних сил по зчепленню в контакті шин з опорною поверхнею і для забезпечення тим самим стійкого руху автомобіля при гальмуванні на великих швидкостях.
Забезпечується зміна тиску різною площею дії діафрагми на поршень з нижнього його боку.
Пневматичний кран з кнопковим управлінням призначений для подачі стиснутого повітря до приладів і випуску його в атмосферу.
Для забезпечення роботи автомобіля у складі автопоїзда встановлюється обладнання для живлення стиснутим повітрям і управління гальмами причепів, як з однопровідним, так і з двопровідним приводом гальм. На автомобілі встановлені:
1) Клапан управління гальмами причепа з двопровідним приводом, який діє за наявності двох автономних сполучних магістралей, - живлячою і управляючою.
Клапан трисекційний і може спрацьовувати при включенні будь-якого контура робочої гальмівної системи, а також запасної (стоянкової) системи.
2) Клапан управління гальмами причепа з однопровідним приводом, діючий за наявності однієї сполучної магістралі, використовуваної в якості і живлячої, і управляючої. Клапан забезпечує роботу розподільника повітря причепа.
3) Одинарний захисний клапан, який зберігає тиск в повітряному балоні автомобіля-тягача при аварійному зменшенні тиску в живлячій магістралі причепа, а також перешкоджає виходу стиснутого повітря з магістралі причепа при аварійному падінні тиску в гальмівному приводі автомобіля-тягача, запобігаючи автоматичному самозагальмовуванню причепа.
4) Розділяючі крани і сполучні головки, призначені для з'єднання пневмосистем автомобіля-тягача і причепа. Їх є три пари. Вони забезпечують підключення системи причепа як з двопровідною, так і з однопровідною лініями приводу.
5) Кнопковий кран подачі (випуску) повітря і пневмоцилиндри, забезпечуючі роботу допоміжної гальмівної системи. Пневмоциліндри забезпечують поворот заслінки для перекриття випускного колектора (2 шт.) і установку важеля паливного насоса високого тиску в положення нульової подачі.
Гальмівні камери
Колеса переднього моста оснащені звичайними гальмівними камерами (тип 24) з розташованими в корпусі діафрагмою з штоком і поворотною пружиною.
Гальмівні камери типу 20 з пружинними енергоакумуляторами встановлюються на колесах заднього візка, вони призначені для приведення в дію гальмівних механізмів при включенні як робочої, так і запасної (стоянкової) гальмівних систем.
До звичайної гальмівної камери типу 24 приєднаний циліндр з потужною пружиною (рис. 5.2), що знаходиться в нім. У розтисненому стані, пружина, діючи на поршень, через штовхач і підп'ятник переміщає діафрагму так само, як вона переміщається при подачі в наддіафрагменну порожнину стиснутого повітря. Шток висувається, відбувається загальмовування колеса. При подачі стиснутого повітря під поршень, останній, стискуючи пружину, звільняє діафрагму. Гальмівна камера працює як завжди (робоча гальмівна система).
Рисунок 5.2 - Гальмівна камера з енергоакумулятором:
1 - шток, 2 - корпус камери, 3 - діафрагма, 4 - диск, 5 - фланець циліндра, 6 - підп'ятник, 7 - циліндр, 8 - поршень з манжетою, 9 - пружина енергоакумулятора, 10 - гвинт, 11 - трубка, 12 - штовхач, 13 - підп'ятник.
Таким чином, для приводу в дію енергоакумулятора (загальмовування заднього візка) необхідно випустити з циліндра стиснуте повітря.
Робота пневматичного гальмівного приводу автомобілів сімейства КамАЗ.
Розглянемо системи пневматичного приводу гальм, їх будову і роботу.
Система живлення пневматичного приводу гальм створює запас стиснутого повітря для забезпечення роботи споживачів. Вона включає компресор, регулятор тиску і запобіжник від замерзання конденсату.
Контур приводу гальм коліс передньої гальмівної системи і причепа складається з секції потрійного захисного клапана, повітряного балона місткістю 20 л (ресивера), нижньої секції двосекційного гальмівного крану, клапана обмеження тиску, клапана контрольного виводу (для виміру тиску в системі при її регулюванні), двох гальмівних камер тип 24, трубопроводів і шлангів, що сполучають ці апарати, трубопроводу від нижньої секції гальмівного крану до нижньої секції клапана управління гальмами причепа з двопровідним приводом.
Рисунок 5.3 - Схема пневмоприводу гальмівної системи КамАЗ :
1 - кран аварійного розгальмування, 2 - гальмівний кран зворотної дії, 3 - циліндр виключення подачі палива, 4 - компресор, 5 - регулятор тиску, 6 - запобіжник від замерзання, 7 - подвійний захисний клапан, 8 - повітряний балон 2-го контура, 9 - повітряний балон 4-го контура, 10 - потрійний захисний клапан, 11 - прискорювальний клапан, 12 - двомагістральний клапан, 13 - регулятор гальмівних сил, 14 - розділяючий клапан, 15 - сполучна голівка, 16 - повітряні балони 3-го контура, 17 - гальмівна камера з енергоакумулятором, 18 - повітряний балон 1-го контура, 19 - циліндр приводу заслонки випускного трубопроводу, 20 - гальмівний кран, 21 - клапан обмеження тиску, 22 - пневматичний кран управління допоміжним гальмом, 23 - гальмівна камера переднього колеса.
При натисненні на педаль приводу двосекційного гальмівного крану стиснуте повітря з ресивера поступає в гальмівні камери передніх коліс і загальмовує їх. Також стиснуте повітря подається в гальмівну систему причепа через клапан управління гальмами причепа з двопровідним приводом, а клапан управління гальмами з однопровідним приводом забезпечує зниження тиску в живлячо-управляючому трубопроводі. Відбувається загальмовування автопоїзда.
При випуску стиснутого повітря через клапан обмеження тиску в атмосферу контур розгальмовується.
Контур приводу гальм заднього візка робочої гальмівної системи і причепа складається з секції потрійного захисного клапана, повітряного балона місткістю 40 л, верхньої секції двосекційного гальмівного крану, автоматичного регулятора гальмівних сил, чотирьох гальмівних камер типу 20, клапана контрольного виводу, трубопроводів і шлангів, що сполучають ці апарати, трубопроводу від верхньої секції гальмівного крану до верхньої секції клапана управління гальмами причепа з двопровідним приводом.
Цей контур працює аналогічно попередньому. Стиснуте повітря з гальмівних камер при розгальмуванні виходить в атмосферу через автоматичний регулятор гальмівних сил.
Контур приводу гальм стоянкової і запасної систем , а також живлення комбінованого приводу гальм причепа (напівпричепа) складається з секції подвійного захисного клапана, двох повітряних балонів загальною місткістю 40 л, клапана контрольного виводу, ручного гальмівного крану, прискорювального клапана, частини двомагістрального перепускного клапана, чотирьох пружинних акумуляторів, трубопроводів і шлангів між апаратами трубопроводу від ручного гальмівного крану до середньої секції клапана управління гальмами причепа з двопровідним приводом і трубопроводу від повітряного балона до одинарного захисного клапана для живлення приводу гальм причепа.
При повороті руків'я ручного гальмівного крану стиснуте повітря виходить з-під поршня енергоакумулятора. Пружини, розпрямляючись, переміщають діафрагми гальмівних камер і загальмовують задній візок.
При повороті руків'я на кут 90° повітря випускається повністю, відбувається повне загальмовування - гальмівна стоянкова система .
При повороті руків'я на менший кут, стежача дія забезпечується тиском на поршень крану стиснутого повітря з одного боку і врівноважуючої пружини з іншого. Тиск повітря в циліндрі енергоакумулятора знижується не повністю, пружина розпрямляється не повністю, колодки гальмівного механізму тільки пригальмовують барабан колеса - запасна гальмівна система.
При поверненні руків'я крану в положення "розгальмовано", в энерго-аккумуляторы подається стиснуте повітря, задній візок розгальмовується.
Контур приводу допоміжної гальмівної системи і живлення споживачів складається з секції подвійного захисного клапана, повітряного балона місткістю 40 л, клапана контрольного виводу, пневматичного крану, двох циліндрів приводу заслонок моторного гальма-уповільнювача, циліндра приводу виключення подачі палива, трубопроводів і шлангів між апаратами. Робота системи була розглянута вище. Від цього контура стиснуте повітря поступає до додаткових (не гальмівних) споживачів: склоочисників, пневмосигналу, пневмогідравлічного підсилювача зчеплення, управління агрегатами трансмісії і ін.
Контур приводу системи аварійного розгальмування гальм гальмівної системи стоянки складається з секції потрійного захисного клапана, пневматичного крану, частини двомагістрального перепускного клапана, трубопроводів і шлангів, що сполучають апарати. Живлення - від повітряних балонів контурів робочої гальмівної системи.
При подачі за допомогою пневмокрана стиснутого повітря в циліндри енергоакумуляторів відбувається розгальмування заднього візка. Для роботи контура необхідно утримувати в натиснутому положенні кнопку крану. Контур використовується для короткочасного розгальмування, коли необхідно прибрати машину з проїжджої частини, залізничного переїзду і т. д.
Механічне розгальмування гальм коліс заднього візка у разі відсутності повітря в пневматичному приводі гальм і недостатньої герметичності циліндрів енергоакумуляторів проводиться вивертанням болтів механічного розгальмування. При цьому вивернутий болт піднімає поршень, стискуючи пружину.
Цей спосіб розгальмовування застосовується при буксируванні пошкодженого автомобіля, при непрацюючому компресорі і т. д.
Привід гальм причепа автомобілів-тягачів комбінований - однопровідний і двопровідний, включає клапан управління гальмами причепа з двопровідним приводом, одинарний захисний клапан, клапан управління гальмами причепа з однопровідним приводом, три роздільних крани і три сполучні головки - дві головки типу "Палм" для двопровідного приводу гальм причепа і одна головка типу "А" для однопровідного приводу гальм причепа.
Живлення приводу гальм причепа здійснюється з повітряного балона контура приводу гальмівних систем стоянкової і запасної.
Клапан управління гальмами причепа з двопровідним приводом забезпечує привід в дію гальм причепа при трьох незалежних одна від однієї командах (I, II, і III контури), діючих одночасно або нарізно. В кожному випадку подається команда і на клапан управління гальмами причепа з однопровідним приводом.
У двопровідному приводі по одній магістралі постійно подається стиснуте повітря в ресивери причепа, а друга є управляючою - тиск в ній зростає при гальмуванні. Встановлений на причепі повітророзподільний клапан встановлює тиск повітря, що поступає в гальмівні механізми причепа, рівним тиску в управляючій магістралі, який дорівнює тиску в гальмівній магістралі тягача. Повітророзподілювач забезпечує також подачу повітря з ресивера причепа до гальмівних механізмів при обриві живлячої магістралі.
Однопровідний привід простий, дешевий, але має два істотні недоліки: 1)-менша швидкодія; 2) - можливість витрачення запасу повітря при неодноразових, змінних по зусиллю пригальмовуваннях, оскільки повітря подається тільки при розгальмовуванні причепа. Збільшення часу спрацьовування пояснюється тим, що загальмовування відбувається при зниженні тиску в магістралі, яка сполучена з тягачем. А зниження тиску в системі відбувається зазвичай в 1,5-2,5 рази повільніше, ніж її наповнення стиснутим повітрям.