При двухпроводной тормозной системе (рис. 186, б) питающая часть привода (компрессор 1, фильтр 2, резервуар 3, баллоны 4 и предохранительный клапан 5) остается такой же, как и при одно проводной системе. Тормозной кран 11 управляет как тормозами тягача, так и тормозами прицепа. Прицеп связан с тягачом двумя шлангами. К одному из них подходит питающий трубопровод 12, по которому постоянно подается сжатый воздух в тормозную си стему прицепа; к другому шлангу подсоединен трубопровод, по ко торому поступает воздух, управляющий тормозами прицепа.
Сравнительная оценка однопроводной и двухпроводной систем позволяет сделать следующие заключения:
1)при однопроводной системе управление давлением воздуха
втормозах тягача и прицепа производится с помощью разных тор
мозных кранов, независимо от того, выполнены они отдельно, как на рис. 186, а, или собраны в одном корпусе. Это позволяет добить-
. ся более рационального процесса торможения автопоезда: одновре менного торможения тягача и прицепа или более раннего заторма живания прицепа, что гарантирует высокую устойчивость автопоез да при торможении;
2) при двухпроводной системе сжатый воздух в тормозах как тягача, так и прицепа подается из общей полости тормозного кра на. Поэтому даже при установке специального ускорительного кла пана воздух в тормоза прицепа подается всегда позднее, чем в тор моза тягача. Запаздывание действия тормозов прицепов заметно сказывается при длинных трубопроводах (нескольких прицепов в автопоезде);
3) преимуществом двухпроводной системы является непрерыв ное пополнение тормозной системы прицепа сжатым воздухом, что имеет значение при длительном и частом торможении.
Известным эксплуатационным преимуществом однопроводной системы является наличие только одного соединительного шланга с прицепом и, как следствие, более быстрое соединение магистра лей, меньшая возможность утечки воздуха, простота обслуживания и др.
Различие в основах действия однопроводной и двухпроводной тормозных систем исключало при существовавших аппаратах воз можность совместной работы автомобилей и тягачей с прицепами, имеющими тормозные системы различных типов. В настоящее вре мя имеются конструкции воздухораспределителя прицепа, в равной мере пригодные при обоих тормозных системах.
В СССР в качестве стандартной действует однопроводная систе ма пневматического привода к тормозам прицепов.
Общими преимуществами пневматического тормозного привода являются:
1) малая работа, затрачиваемая водителем при торможении Это преимущество является основным, определяющим выбор тор мозного привода этого типа для автомобилей большого веса;
2) возможность управления тормозами прицепа путем подклю чения тормозной системы прицепа к тормозной системе тягача.
Пневматический тормозной привод обеспечивает желаемую раз ницу между режимами торможения прицепа и тягача, что необхо димо для устойчивости автопоезда при торможении. Кроме того, три отрыве от тягача прицеп автоматически затормаживается;
3) возможность механизации процессов управления автомоби лем и удобство использования различных пневматических устройств благодаря наличию сжатого воздуха.
Кнедостаткам пневматического привода следует отнести:
1)значительное число аппаратов, размещенных в различных местах автомобиля, их большой объем и высокую стоимость;
2) наибольшее по сравнению с приводами других типов время срабатывания;
3) выход из строя всего привода при местном повреждении. Рассмотрим подробнее основные аппараты пневматического тор
мозного привода.
Компрессоры
В автомобильных тормозных системах применяется обычно пор шневой одноступенчатый компрессор производительностью 60 - 250 л/мин. Принято указывать производительность компрессора при
1250 об/мин его вала.
Давление сжатого воздуха, по которому рассчитываются рабо т е аппараты тормозного привода, составляет обычно 4,5— 5,0 кг/см2. Чтобы запас сжатого воздуха в резервуарах был доста точным, давление в них иногда повышают до 8—10 кг/см2. Такое давление можно получить с помощью компрессора одноступенчато го сжатия.
По числу цилиндров компрессоры бывают одно-, двух- и трех цилиндровые. Наибольшее распространение получили двухцилинд ровые компрессоры. В частности, все отечественные автомобили грузоподъемностью 4—40 т, имеющие пневматический тормозной привод, и бронетранспортеры оборудованы двухцилиндровыми ком прессорами.
Производительность компрессора выбирают обычно такой, что бы обеспечивалось быстрое наполнение ресиверов после пуска дви гателя и поддержание давления воздуха, близкого к расчетному, при частом торможении. Практически, в зависимости от числа по требителей и условий работы, достаточна работа компрессора в те чение 10—20% времени движения колесной машины. Желательно, чтобы остальное время компрессор работал без нагрузки и перио дически разгружался; это повышает его долговечность.
В двухцилиндровых компрессорах применяется регулирование с перепуском воздуха. В головке цилиндрор, кроме обычных, устанав ливают разгрузочные клапаны 1 (рис. 187, а). Когда давление воз духа в ресивере достигает заданной величины, регулятор 4 пропус-
Рис. 187. Компрессор а — схема двухцилиндрового компрессора; б — компрессор
(продольный разрез); в — компрессор (сечение по клапанам)
кает сжатый воздух в полость А разгрузочной камеры и диафраг ма 3 прогибается. Вследствие этого толкатель 2 опускается и клапа ны 1 открываются, а полости цилиндров соединяются между собой
иработа компрессора сопровождается перепуском воздуха из од ного цилиндра в другой почти без сопротивления.
Компрессор в этом случае может иметь высокую степень сжатия
ибольшую производительность. При применении компрессора с вы
сокой степенью сжатия в систему вводится дополнительный предо хранительный клапан.
Описанный способ регулирования — наиболее сложный, но обес печивающий надежную разгрузку компрессора ■— принят в тормоз ных системах отечественных колесных машин.
Типовая конструкция компрессора показана на рис. 187, б и г. Коленчатый вал 1 компрессора приводится во вращение от двигате ля через ременную передачу. Воздух поступает через воздухоочисти тель двигателя в камеру 4. При ходе впуска воздух проходит через впускной, клапан 7 в цилиндр, а при ходе сжатия — выходит через выпускной клапан 3 к воздушному резервуару. Сжатый воздух, не обходимый для разгрузки компрессора, поступает от регулятора давления в канал 6 под плунжеры 5. Подъем плунжеров вызы вает одновременное открытие впускных клапанов. Компрессор имеет водяное охлаждение цилиндров и их головок. Система охлаждения, как и система смазки компрессора, подключена к со ответствующим системам двигателя.
Прекращение подачи воздуха в резервуары и включение раз грузочного устройства наступает при давлении 7,0—7,3 кг/см2, а от ключение разгрузочного устройства и включение компрессора соот ветствуют давлению 5,6—6,0 кг/см2.
Одной из задач дальнейшего развития конструкции компрес соров является полное их отключение от двигателя при нормальном давлении в ресивере. В опытных конструкциях подобного типа для отключения компрессора в его привод вводилась электромагнитная муфта.
Тормозные краны
Тормозной кран обеспечивает следящее действие привода, т. е. соблюдение пропорциональности давления воздуха в рабочих аппа ратах привода (приводной силы тормоза) усилию на тормозной пе дали.
На рис. 188 изображена схема действия тормозного крана про стейшей конструкции.
Усилие от тормозной педали передается штоку 1 и далее через уравновешивающую пружину 2 поршню 3. Пространство над пор шнем всегда сообщается с атмосферой. Полость А под поршнем со единена с рабочим тормозным цилиндром 10, создающим усилие, передающееся разжимному устройству тормозного механиЗ;на. Д ав
ление в полости А может быть |
различным — от атмосферного до |
23-1875 |
353 |
наибольшего расчетного. Полость Б, отделенная перегородкой 7 от полости А, постоянно связана трубопроводом 6 с воздушным ре зервуаром.
Рассмотрим работу крана для трех характерных случаев, когда усилие на педали: а) отсутствует; б) растет; в) постоянно.
Когда тормозная педаль отпущена (рис. 188, а), уравновеши вающая пружина 2 находится в свободном состоянии, а поршень под действием пружины 4 занимает верхнее положение. Выпускной клапан 5 открыт и на поршень рабочего цилиндра 10 действует ат мосферное давление.
Рис. 188. Схема действия тормозного крана
При нажатии на педаль усилие Q передается от штока на пор шень, вследствие чего закрывается выпускной клапан 5 и откры вается впускной клапан 8 (рис. 188, б), преодолевая силу пружи ны 9. Начинается впуск сжатого воздуха в рабочий цилиндр. На поршень 3 действует сила, обусловленная разностью давлений под поршнем и над ним. Когда силы, действующие на поршень 3 снизу, главным образом, от давления сжатого воздуха, станут равны уси лию Q, наступит равновесие. Уравновешивающая пружина слегка сожмется, впускной клапан 8 закроется, а выпускной клапан 5 останется закрытым (рис. 188, в). В рабочем цилиндре установится промежуточное давление, пропорциональное силе, приложенной к педали. Пока не изменится нажатие на педаль, давление в тормоз ном цилиндре будет постоянным, если нет утечки воздуха из си стемы.
Если усилие на педали возрастает, то равновесие нарушается, открывается впускной клапан и давление в рабочих цилиндрах увеличивается, пока снова не наступит равновесие. Так будет про-
должаться до тех пор, пока давление воздуха в рабочих цилиндрах не станет равным давлению в резервуарах. Тогда сила торможения при дальнейшем нажатии на педаль будет оставаться постоянной.
Следящее действие пневматического тормозного привода оцени вается по статической характеристике тормозного крана, представ ляющей зависимость избыточного давления воздуха в магистрали от усилия Q, передаваемого на поршень крана от тормозной педа ли (рис. 189).
Рис. 189. Статическая характе ристика тормозного крана
Нарастание давления воздуха (торможение) соответствует пря мой 1, а уменьшение давления (оттормаживание) — прямой 2. Ко гда давление воздуха в магистрали крана и в воздушном резервуа ре уравняется, следящее действие крана прекращается (прямая 3). Заштрихованная часть диаграммы характеризует нечувствитель ность тормозного крана, которая оценивается коэффициентом не чувствительности
8 =
Qi
или непосредственно разностью давлений Др, которая обусловли вает работу крана. Чувствительность современных тормозных ап паратов по падению давления составляет в среднем 1 кг/см2.
Конструкции тормозных кранов многообразны и различаются по следующим признакам: а) по числу обслуживаемых магистра лей — одинарные, двойные, тройные; б) по принципу действия — прямого и обратного; в) по конструкции следящего механизма — диафрагменные, поршневые; г) по конструкции клапанов - пло ских, конических, шариковых (сферических).
Стремление повысить надежность тормозной системы привело к выделению в тормозном приводе двух или трех независимых ма гистралей (для передних и задних колес, для магистралей тягача и прицепа).
Б тормозных кранах прямого действия при торможении проис ходит нарастание давления в полости крана и магистрали, ведущей
крабочим аппаратам.
Вкранах обратного действия при торможении происходят вы пуск сжатого воздуха из магистрали и падение давления, пропор циональное усилию на педали. Краны обратного действия исполь зуются для торможения прицепов при однопроводной тормозной
системе.
Комбинированный кран представляет собой двухмагистраль ный кран, в котором в одном корпусе помещаются кран прямого действия для управления тормозами тягача и кран обратного дей ствия для управления тормозами прицепа.
Конструкции одномагистральных кранов показаны на рис. 190. Тормозной кран (рис. 190, а) прямого действия—диафрагменный с коническими клапанами — применяется на БТР-60П, и авто
мобилях ЗИЛ-164, ЗИЛ-157. При отсутствии усилия на педали выпускной клапан 7 открыт, а впускной клапан 3 закрыт. При на жатии на педаль толкатель опускается и усилие через уравновеши вающую пружину 4, металлическую диафрагму 5 и коромысло 6 пе редается на клапаны. Так как пружина 2 имеет большую жесткость, чем пружина 8, сначала закрывается клапан 7, а потом открывает ся клапан 3 и начинается впуск сжатого воздуха в полость крана А и через отверстия 1 в тормозные камеры колес. Если усилие, при ложенное к педали, постоянно, то, как только в полости А устано вится пропорциональное ему давление, диафрагма несколько под нимется и клапан 3 закроется. Сила торможения будет постоянна.
В описанном кране применена металлическая диафрагма. При менение резиновых, диафрагм (ЗИЛ-164А) позволяет увеличить проходные сечения за счет большего подъема клапанов и этим уменьшить время срабатывания тормозного привода.
Тормозной кран автомобиля МАЗ-530 (рис. 190, б) является примером поршневого крана с плоским клапаном 10. Особенно стью крана является то, что он сделан подпедальным — педаль не посредственно воздействует на толкатель 9, а тяги и рычаги, служа щие для передачи усилия от педали крана, описанного выше, отсут ствуют. Механическая часть привода к крану предельно проста.
Наличие поршневого следящего устройства приводит к некото рому повышению трения и ухудшению герметизации полостей с по вышенным давлением, но зато обеспечивает наибольшие переме щения и полное открытие клапанов.
Плоский клапан 10 имеет ту особенность, что как впуск, так и выпуск сжатого воздуха могут быть осуществлены одним клапа ном.
Конструкция двухмагистрального крана, предназначенного для работы с прицепами и являющегося комбинированным краном од нопроводной системы, показана на рис. 191. Кран имеет диафраг менный следящий механизм и конические клапаны. В нижней ча сти крана находится цилиндр со стаканом 14 и уравновешивающей
61
Рис. 190. Одномагистральные тор мозные краны
пружиной 13, действующе]"', на диафрагму 12 и клапаны 9 и 10, уп равляющие давлением воздуха в тормозах тягача. В верхней части крана расположено следящее устройство для регулирования давле ния воздуха в тормозах прицепа. В отторможенном состоянии сжа тый воздух поступает из баллона по стрелке В и проходит мимо открытого впускного клапана 8 по стрелке А в магистраль прице па для зарядки его баллона сжатым воздухом. Давление воздуха ъ магистрали прицепа зависит от силы, уравновешивающей пружи ны 4. При давлении 4,8—5,3 кг/см2 сила, действующая на диафраг му 6, возрастает настолько, что пружина предельно сжимается. Впускной клапан 8 закрывается, и поступление сжатого воздуха в магистраль прицепа прекращается.
Рис. 191. Двухмагистралышй тормозной кран
При торможении усилие передается от рычага 3 штоку 5 и вы пускной клапан 7 открывается. Сжатый воздух выходит из маги страли прицепа через клапан выпускного отверстия 15, общего для обеих частей крана. Падение давления в магистрали прицепа вызы вает срабатывание его тормозов. Давление справа от диафрагмы 6 будет падать до величины, пропорциональной нажатию на педаль. По достижении указанного давления уравновешивающая пружина несколько переместит шток 5 вправо, так что клапаны 7 и 8 будут закрыты. В магистрали прицепа установится промежуточное дав-
ление, а сила торможения тормозов прицепа будет постоянной. К крану кренится стоп-сигнал 11, контакты которого замыкаются при торможении.
Кран позволяет осуществить торможение прицепа с места води теля также при пользовании стояночным тормозом. Для этого по следний связан механическим приводом с валиком 2. При пользо вании стояночным тормозом шток 5 отводится влево, что вызывает срабатывание тормозной системы прицепа.
Нарастание давления в рабочих аппаратах тормозов прицепа должно происходить несколько быстрее, чем у тягача, с тем чтобы прицеп затормаживался несколько раньше. Однако тормозная си ла прицепа должна быть меньше, чем у тягача, при любой интен сивности торможения. При расчетах максимальное давление обыч но принимают равным: в рабочих аппаратах тягача - 5,5 к г /с м 2. прицепа — 4,5 к г /с м 2.
Различные значения давлений в рабочих аппаратах тягача и в магистрали прицепа обусловливаются в описываемом кране подбо ром размеров рычагов 3 и 1.
Воздушные баллоны (ресиверы) и рабочие аппараты привода
Баллон представляет собой сварной резервуар из листовой ста ли, покрытой внутри и снаружи коррозионноустойчивой краской. Обычно баллон располагается в тормозной системе на самом низ ком уровне. Это делается для того, чтобы в нем скоплялась влага, выпускаемая через кран в нижней части баллона.
Емкость и число баллонов зависит от расхода воздуха и произ водительности компрессора. Запас сжатого воздуха в баллонах должен быть достаточным для нескольких торможений после пре кращения подачи сжатого воздуха компрессором.
При одном торможении падение давления не должно превышать
0,5 K a jc M 2.
По статистическим данным суммарный объем баллонов автомо биля превышает объем всех рабочих аппаратов в 20...25 раз, а при цепа—-в 12—15 раз. При большом расходе воздуха (например, многоосные автомобили) последовательно соединяют 2 —3 ресиве ра. Это улучшает осушку воздуха и позволяет ограничить размеры каждого ресивера.
Рабочие аппараты привода могут быть двух типов: в виде тор мозной камеры, разделенной гибкой диафрагмой, или в виде тор мозного цилиндра с поршнем.
Тормозная камера (рис. 192, «) отличается отсутствием в ней трущихся поверхностей (вследствие чего повышается чувствитель ность камеры к изменениям давления и устраняется необходимость в смазке), а также хорошей герметичностью.
Основными недостатками тормозных камер является ограничен ный ход штока и зависимость передаваемого усилия от величины
