Разобщительными кранами 27 перекрывают трубопроводы, соединяющие автомобиль с прицепами

ПТП автомобилей КамАЗ включает еще два контура: вспомогательной тормозной системы (баллон 6 и аппараты выключения подачи топлива и поворота заслонок в выпускных трубах и быстрого растормаживают тормозных камер с пружинными энергоаккумуляти­рами (кран 19 и двухмагистралыный клапан).

Двухконтурный ПТП автомобилей МАЗ-5335 обеспечивает раз­дельное приведение в действие тормозов переднего и заднего мостов. К аппаратам подготовки сжатого воздуха относятся: комп­рессор I (рис .12) влагоотделитель 2, регулятор давления 3, конденсационный баллон 4, двойной защитный клапан 5.

Рис. 12

Контур передних тормозов включает: баллон 7, нижнюю секцию двойного тормозного крана 12 и две тормозных камеры 13. К кон­туру задних тормозов относятся: баллон 6, верхняя секция двой­ного тормозного крана 12 и тормозные камеры 11. Управление при­цепом по однопроводному приводу осуществляется клапаном 8 от контура задних тормозов. Для подключения привода прицепа к автомобилю служит головка 9 типа "А".

Схема ПТП прицепа (полуприцепа). транспортируемого автомоби­лями КамАЗ, показана на рис. 13.

Рис. 13

Особенностями привода, например, по сравнению с приводами прицепов МАЗ, ОдАЗ являются:

1. Возможность подключения к автомобилям, оборудованным для транспортирования прицепов, как с однопроводным, так и с двухпро­водными приводами.

2. Торможение прицепа при включении на автомобиле-тягаче вспомогательной тормозной системы (моторного тормоза-замедли­теля) .

3. Регулирование тормозных сил в зависимости от перевозимо­го груза и замедления прицепа.

Пневматический тормозной привод включает следующие элементы; соединительную головку I типа "Б" и две соединительные головки 2, 3 типа "ПАЛМ", три магистральных фильтра 4, двухмагистральный клапан-ограничитель давления 5, кран 6 растормаживания прицепа» воздухораспределитель 7, электромагнитный клапан 8, баллон 9, два регулятора тормозных сил 10 и 11, тормозные камеры 12 и 13 тормозов передней оси, а также тормозные .камеры 14 и 15 тормозов задней оси прицепа.

Соединительная головка типа "Б" предназначена для подклю­чения к автомобилю с однопроводным приводом прицепа, а головки 2 и 3 - с двухпроводным, причем с головкой 2 соединяется магист­раль управления. В питающие трубопроводы и в трубопровод управ­ления устанавливают магистральные фильтры 4, предохраняющие привод прицела от загрязнений при отключении его от автомобиля.

Двухмагистральный клапан-ограничитель давления позволяет подводить сжатый воздух к воздухораспределителю прицепа как от головки I, так и от головки 3. При этом максимальное давление воздуха, подводимое со стороны питающей магистрали двухпровод­ного привода, (головка 3) снижается до 0,48-0,53 МПа, то есть до максимального давления в баллонах прицепа при однопроводной приводе.

Электромагнитный клапан 8 служит для включения тормозной системы прицепа при торможении автомобиля вспомогательной тор­мозной системой (моторным тормозом-замедлителем). При этом к электромагнитному клапану подается электрический сигнал, и сжа­тый воздух из баллона поступает к тормозным камерам и тормозит прицеп. Если при включении вспомогательной тормозной системы производится торможение рабочей тормозной системой, то электромагнитный клапан выключается, и торможение прицепа осуществ­ляется воздухораспределителем как обычно. Регуляторы, тормозных сил, устанавливаемые на прицепах, такие же, как на автомобилях. Один из них реагирует на прогиб передних рессор, другой - зад­них. На полуприцепе устанавливается один регулятор тормозных сил.

На прицепах КамАЗ спереди устанавливают тормозные камеры типа "30", сзади - типа "20". На полуприцепах устанавливают камеры типа "24".

Электро-пневматический тормозной привод прицепа. Для повы­шения быстродействия тормозных систем длиннобазных прицепов применяют электропневматические приводы, в которых функции уп­равления осуществляются электрической частью. Применение элект­ронных блоков управления в таких приводах позволяет осуществлять следящей действие. Структурная схема электропневматического привода рабочей тормозной системы длиннобазного автопоезда дока­зана на рис.14.

Соединение автомобиля-тягача с полуприцепом, оборудованно­го двухпроводным ПТИ, осуществляется головкой 2 управления и головкой 13 питания [6].На полуприцепе установлены воздухорас­пределитель 11, регулятор тормозных сил 7, воздушный баллон 6 и параллельно соединены рабочие аппараты 9. Элементами электро­привода служат, отсечной клапан 4и клапан управления 5, кла­пан сброса 12 и клапан выдержки 8, объединенные в один блок о воздухораспределителем 11, и электронный блок сравнения 14. К последнему поступают сигналы от датчиков давления воздуха: стоп-сигнала 3, головки управления 1 и рабочих аппаратов 10. Трубопроводы показаны на схеме сплошными линиями, а электро­проводка - пунктирными.

Рис. 14

При торможении электрический сигнал, от датчиков 3 через клапан 4 отсоединяет магистраль управления от головки 2, а кла­пан 5 через регулятор тормозных сил 7 соединяет баллон 6 с воздухораспределителем II и рабочими аппаратами 9. Когда давление воздуха в рабочих аппаратах 9 приближается к давлению воздуха б соединительной головке 2, электронный блок управления, сравнивая сигналы от датчиков I и 10, подает сигнал на клапан выдержки 8 и он закрывается. Давление, воздуха в рабочих аппаратах стабилизируется соответственно давлению воздуха в соединитель­ной головке 2. При растормаживании сигнал от датчика I и элект­ронного блока 14 подается на клапан 12, обеспечивающий совмест­но с воздухораспределителем II снижение давления воздуха в ра­бочих аппаратах соответственно падению давления воздуха в уп­равляющей магистрали. Электронный блок 14 управляет клапанами сброса 12 и выдержки 8, так, что разница в давлении воздуха в рабочих аппаратах и управляющей магистрали незначительна, т.е. точность следящего действия системы высокая.

Электрическое управление торможением полуприцепа позволяет изменяться тормозным силам на колесах автомобиля-тягача и полу­прицепа» практически, синхронно. Быстродействие такого привода удовлетворяет требованиям ГОСТ 4364-81 [15]. При выходе из строя электрической части, ПТП прицепа работает обычным образом.

1.6. Антиблокировочные системы в пневматических тормозных приводах

Антиблокировочные системы (АБС) обеспечивают оптимальную тормозную эффективность при сохранении устойчивости и управляе­мости автомобиля [9]. Основной функцией АВС является поддержа­ние в процессе торможения относительного скольжения колес в узких пределах, близких к критическому. Для наивысшей эффектив­ности целесообразно автономно регулировать торможение каждого колеса с помощью датчика, модулятора давления и блока управле­ния.

В тормозных системах с ПТП обычно применяют один общий модулятор на обе тормозные камеры моста и датчик на каждое из колес. Схема контура ПТП о АБС показана на рис.15. При торможении сжатый воздух от баллона 1 через тормозной кран 9 посту­пает к модулятору 5. Последний осуществляет подачу воздуха ив баллона 2 модулятора к тормозным камерам 4 и 6, приводя в дей­ствие тормозные механизмы колес. Когда скольжение каждого из колес достигает критического значения, датчики 3 и 7 подают электрический сигнал на блок управления 8. Модулятор 5 по сигналу от блика 8 снижает давление воздуха в тормозных камерах, уменьшая момент на тормозном механизме и не позволяя колесу заблокироваться. В результате тормозной момент на колесе сна­чала возрастает, затем уменьшается (двухфазовый цикл) либо кроме того некоторый период поддерживается постоянным (трех­фазовый цикл рис.16).

Рис. 15

Рис. 16

II. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС АППАРАТОВ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТОРМОЗНЫХ ПРИВОДОВ

2.1. Аппараты подготовки сжатого воздуха

Компрессоры устанавливаемые на большинстве отечественных автомобилей с пневматическими системами, двухцилиндровые, имею­щие производительность 220 л/с при 2000 об/мин, их вала и про­тиводавлении, близком к максимальному. Привод компрессоров на автомобилях ЗИЛ, МАЗ осуществляется клиноременной передачей от коленчатого вала двигателя, а на автомобилях КамАЗ - шестерен­чатой передачей. Системы охлаждения и смазки компрессоров под­соединены к соответствующим системам двигателя.

После зарядки воздушных баллонов до максимального давле­ния компрессор с помощью регулятора давления переводится на режим холостого хода, когда при сжатии не создается значитель­ного противодавления. Вследствие этого снижается мощность на привод компрессора, например, при максимальной частоте враще­ния его вала и максимальном противодавлении с 1,5 ... 2,2 до 0,4 ... 0,6 кВт. Перевод компрессора на режим холостого хода увеличивает его ресурс: капитальный ремонт компрессора произ­водят одновременно с капитальным ремонтом двигателя.

Фильтры в питающей части ПТП служат для очистки сжатого воздуха от влаги. В воздухе, сжимаемом компрессором, имеются вредные для работы ПТП включения, или, как. их называют, за­грязнения. Компонентами загрязнений сжатого воздуха являются твердые частицы, масло и водяной пар. Последний составляет основную часть загрязнений. Вода, образующаяся из пара, смы­вает смазку с трущихся поверхностей в аппаратах привода, спо­собствует усиленному корродированию металлических деталей. В зимнее время замерзание водоконденсата приводит к примерзанию подвижных деталей в аппаратах, закупорке трубопроводов, каналов и отверстий и вызывает частичную или полную потерю работоспособности тормозной системы. Особенно подвержены образованию ледяных пробок места присоединения аппаратов, стыковки трубопроводов и т.п., т.е. места повышенного гидрав­лического сопротивления. Очистка сжатого воздуха от влаги осу­ществляется термодинамическим или адсорбционным способом. Принцип действия термодинамической очистки заключается в ох­лаждении сжатого воздуха и удалении выделившейся при этом влаги. Простейшим средством такой очистки служит баллон. Дви­гаясь по трубопроводу и расширяясь в бал лоне, воздух охлаждает­ся и из него выделяется влага, скапливающаяся в баллоне. Когда последовательно соединяется два баллона-ресивера, то наиболь­шее количество влаги отделяется в первом, который называется "мокрым" ресивером. Отделение влаги происходит различными пу­тями: фильтрацией, гравитационным способом, центробежными сила ми и др. На рис.17 показана схема эффективного влагоотделителя ПААЗ, имеющего радиатор I для охлаждения сжатого воздуха и центробежный отделитель 2. Скопившийся в нижней части конден­сат автоматически удаляется в атмосферу через клапан слива 3, когда регулятор давлений переводит компрессор на режим холос­того хода.

Рис. 17

Недостаток всех термодинамических влагоотделигелей состоит в том, что они, очищая воздух от скопившейся в них влаги, не могут предотвращать выделение влаги при дальнейшем охлаждении воздуха, то есть очищают воздух от влаги без запаса по точке росы. Поэтому для предотвращения замерзания влаги, выделяющейся из воздуха после очистительного устройства, в сжатый воздух вво­дят спирт, который, смешиваясь с выделившейся влагой, образует раствор (антифриз) с низкой температурой замерзания.

По данным Нерсисяна Р.А., зависим ость удельного расхода спирта для предотвращения замерзания влаги в ПТП от темпера­туры окружающей среды (при степени сжатия 8) может быть представлена графиком (рис.18). Из графика видно, что при различных температурах окружающей среды требуется различное количество спирта. Так, при температурах, близких к нулю, удельный расход спирта в 8-10 раз больше, чем при температуре минус 35°С. График позволяет рассчитать оптимальный расход спирта для предот­вращения замерзания влаги в ПТП с запасом между температурой за­мерзания образовавшегося антифриза и температурой окружающей среды (∆tзр = 0°; ∆tзр = 5°; ∆tзр = 10°∆).

Рис. 18

необходимое количество спирта в растворе

количества спиртового пара а сжатом воздухе

расход спирта на 1м² всасываемого давления

Предохранители против замерзания выполняются насосного и испарительного (фитильного) типов. Предохранитель фитильного типа (КамАЗ) прост по устройству, не требует регулировок и ухода. Поскольку расход спирта зависит от температуры проходящего через него сжатого воздуха, которая меняется в зависимости от темпера­туры окружающей среды, постольку путем правильного выбора места установки предохранителя обеспечивают оптимальный расход спирта в широком диапазоне температур.

Для очистки сжатого воздуха от влаги с запасом по точке росы (осушки) наиболее эффективным средством служат устройства поглощающие пары влаги адсорбентами, например, силикагелем или цеолитами. На схеме (рис.19) показан адсорбирующий осушитель. Сжатый воздух от компрессора поступает в корпус 2 осушителя и, проходя через колонку 5 с адсорбентом, осушается. Далее, сжатый воздух через обратный клапан 4 поступает под колпак осушителя, а затем в баллон 1 ПТП. Когда подача воздуха в баллон I прекра­щается (режим холостого хода компрессора), тогда сжатый воздух

из-под колпака через дроссельное отверстие 3 обратным, потоком продувает адсорбент, и поглощенная им влага испаряется (безнагревная регенерация). Регенерирующий воздух удаляется в атмосферу через клапан 7, замерзание которого предотвращается электрона­гревателем 6.

Рис. 19

Большое значение для эффективной очистки сжатого воздуха от влаги имеет длина трубопровода, соединяющего компрессор с очистным устройством, и интенсивность его обдува. Воздух в тру­бопроводе должен охладиться настолько, чтобы из него выдели­лось максимальное количество влаги для последующего отделения её от воздуха в очистительном устройстве. Однако при этом необ­ходимо исключить в холодное время года образование пробок из твердого конденсата в самых термодинамических влагоотделителях и не снизить активность адсорбента в осушителях.

Разработан метод расчета оптимальной длины трубопровода как для термодинамических, так и для адсорбционных средств очистки воздуха от влаги. Для ПТП современных автомобилей ре­комендуемая длина трубопровода, соединяющего компрессор и воз­духоочиститель, должна быть не менее 3,0... 3,5 м.

Регулятор давления. доказанный на рис.20 устанавливается на автомобилях КамАЗ, выполняет также функции фильтра и пре­дохранительного клапана. В верхней части регулятора, сообщаю­щейся с атмосферой, помещен уравновешивающий поршень 8, натяг пружины 7 которого меняется болтом 6. В поршне установлены впускной 2. и выпускной 3 клапаны, соединенные стержнем. В нижней части регулятора находится разгрузочный клапан 12, соединенный штоком с поршнем 1и прижатый к своему седлу пру­жиной 13. Сжатый воздух из компрессора поступает в корпус, очищается от влаги фильтром 11 и через обратный клапан 9 подается в систему. Водяной конденсат скапливается в пространс­тве над седлом клапана 12. Возрастающее давление воздуха дей­ствует на поршень 8, а также на впускной клапан 2. Пространст­во над поршнем через открытый выпускной клапан 3 и отверстие 5 сообщается с атмосферой.

Когда давление воздух поднимается до верхнего предела регулирования, уравновешивающий поршень 8 перемещается вверх. При этом выпускной клапан закрывается, а впускной открывается. Давлением воздуха поршень I опускается вниз и разгрузочный клапан 12 открывается. Скопившийся водяной конденсат удаляет­ся наружу, а воздух засасываемый компрессором, через это же отверстие выпускается в атмосферу без противодавления. При уменьшении давлений воздуха в системе до низшего предела регулирования, пружина 7 опускает уравновешивающий поршень 8 вниз, выпускной клапан 3 открывается, давление воздуха над поршнем I падает, разгрузочный клапан 12 пружиной 13 закрывается и цикл зарядки баллона повторяется, пружина 13 рассчитана так, что ограничивает максимальное давление в системе при отказе в рабо­те регулятора давления.

Рис. 20

Давление воздуха, соответствующее верхнему пределу регули­рования Ртах , определяется из выражения:

Pmax·Sn=Qпр+Ттр

где

Sn - площадь поршня 8, без площади поршня-седла клапана 2;

Qпр - натяжение пружины 7;

Ттр - сила трения поршня 8 о стенки корпуса.

Минимальное давление воздуха (Pmin), когда компрессор включается для накачки воздуха в систему может быть определено но формуле:

Pmin (Sn+S’) = Q’пр-Ттр

здесь S’ - площадь поршня-седла клапана 2;

Q’пр - сила натяга пружины в верхнем положении поршня.

Регулятор давления на автомобилях МАЗ-5335 устанавливают, выполненный по схеме, показанной на рис.21. Воздух из компрес­сора подводится к корпусу и, отжимая пружину обратного клапана 8, поступает в баллоны системы. Возрастающее давление воздуха в системе действует на диафрагму, которая прижимается к свое­му седлу, усилием пружин 6 и 7. Натяг последних регулируют болтом 9. Когда давление воздуха в системе достигает верхнего предела регулирования, тогда диафрагма отходит от седла и сжатый воздух поступает в полость над поршнем 2. Поршень перемещается вниз, сжимает возвратную пружину и своим штоком открывает кла­пан 3. Воздух из компрессора через открывшийся клапан 3 выпуска­ется в атмосферу: компрессор переводится на режим холостого, хо­да. При уменьшении давления воздуха до нижнего предела регули­рования диафрагма 5 усилием пружин прижимается к седлу, давление, воздуха над поршнем 2 падает, т.к. сжатый воздух через дроссельное отверстие I выходит в атмосферу, поршень перемещается в вер­хнее полонив, клапан 3 закрывается, и сжатый воздух вновь начинает поступать в систему.

Рис. 21

На режиме холостого хода компрессора через дроссельное отверстие регулятора постоянно течет воздух. Если непосредственно за регуляторам давления установить защитный клапан, то давление в трубопроводе вследствие его незначительной емкости будет быст­ро падать, предопределяя включение компрессора на режим нагруз­ки. Чтобы избежать частых переходов компрессора от режима холос­того хода на нагрузку, когда давление воздуха в баллонах систе­мы не требует этого, за регулятором давления устанавливают компенсационный бачок 4 (см.рис.12),который выполняет также роль "мокрого" ресивера.

В регуляторе имеется предохранительный клапан 10, выпускающий воздух в атмосферу при избыточном давлении (0,85-0,02)МПа в случае отказа регулятора.

Защитные клапаны разделяют ПТП на контуры при общей систе­ме подготовка сжатого воздуха. Двойной защитный клапан на авто­мобилях КамАЗ служит для разделения привода рабочей тормозной системы не два контура и автоматического отключения неисправ­ного контура для сохранения запаса сжатого воздуха в исправном контуре. Двойной защитный клапан сохраняет запас сжатого воздуха в обоих контурах при нарушении работоспособности магистрали, со­единяющей его с компрессором.

В корпусе II (рис.22) расположен поршень 4 с двумя обрат­ными клапанами З и 5. К седлам, выполненным на поршень, обратные клапаны прижимаются пружинами 10 и 13. В центральном положении поршень удерживается пружинами 2 и 7. В корпусе имеются также .два упора 9 и 14, находящиеся под воздействием пружин 8 и 15. Полости упоров сообщаются с атмосферой. К выводу 12 подводится воздух из компрессора, а выводы 1 и 6 соединены с баллонами двух контуров рабочей тормозной системы.

Воздух из компрессора через обратные клапаны 3 и 5 поступает к выводам I и 6 двух контуров системы. Когда давление воз­духа в выводах I и 6 станет равным давлению в выводе12, тогда зарядка обоих баллонов прекращается. Если, например, из-за неис­правности произойдет снижение давления в конторе, подключенному к выводу I, то поршень 4 под действием разности давлений переместится влево, клапан 3 прижмется к упору 14, и вывод I с его контуром будет автоматически отключен от исправного контура.

Рис. 22

Воздушные баллоны предназначены для аккумулирования запаса сжатого воздуха и сглаживания пульсаций давления. Наличие их в ПТП позволяет компрессору значительное время работать в режиме холостого хода, что удлиняет срок его службы. Объем баллонов позволяет производить несколько торможений и при неработающем компрессоре. Воздушные баллоны (ресиверы) состоят из цилиндри­ческой обечайки и двух выгнутых днищ, приваренных к обечайке. Воздушные баллоны в соответствии с ОСТ 37.001.07 делятся в за­висимости от номинального объема на II групп (от 10 до 80 л), отличающихся нарушим диаметром, длиной, числом бобышек на цилиндрической и торцевой поверхностях. Наибольшее распростра­нение на автомобилях ЗИЛ, КамАЗ, МA3 и транспортируемых ими при­цепах получили воздушные баллоны 40 и 20 л. Максимальный запас воздуха в баллонах контуров должен быть таким, чтобы после восьмикратного полного приведения в действие рабочая тормозная система обеспечив девятое торможение с эффективностью, соответствующей требованиям ГОСТ 22895-77, которым для различных автотранспортных средств предписаны определенные тормозной путь и замедление.

2.2. Аппараты ПТП рабочих тормозных систем

Комбинированный тормозной кран автомобиля ЗИЛ-130 диафрагменного типа служит для управления работой тормозных механизмов самого автомобиля и транспортируемого им прицепа или полуприцепа. Такие тормозные краны устанавливаются на многих автомобилях и тягачах.

Тормозной кран (рис.23) объединяет два диафрагменных следящих механизма. В нижней секции крана размещен следящий механизм прямого действия, управляющий работой тормозных механизмов автомобиля. Верхняя секция крана представляет собой следящий меха­низм обратного действия, предназначенный для управления торможением прицепа.

Рис. 23

В центральной части диафрагмы I7 нижней секции укреплено седло 18 выпускного конического клапана 10, который соединен стержнем с впускным клапаном 12. Седло II впускного клапана расположено на корпусе нижней секции. Полость управления Б сообщается с полостью А, к которой через вывод 14 подсоединены тормозные камеры автомобиля. Через отверстие 16, выполненное в перегородке корпуса, полость соединяется с полостью регулирова­ния Б. Толкатель 20, воспринимающий приводное усилие от системы приводных рычагов I, передает его на выпускное седло через пружину 19 хода. Сжатый воздух из баллонов подводится к нижней сек­ции через вывод 13. Полость В сообщается с атмосферой.

Верхняя секция кроме диафрагмы 3, выпускного клапана 5, соединенного стержнем с впускным клапаном 8, подвижного выпуск­ного седла 4 и впускного седла 7, имеет уравновешивающею пружи­ну 2. Воздух от баллонов подводится к верхней секции черва вы­вод 9, а магистраль прицепа подсоединяете» к выводу 6. Полость Г сообщается с атмосферой.

Тормозной кран КамАЗ выполнен в виде двух следящих механиз­мов поршневого типа прямого действия, которые приводятся в рабо­ту одновременно от тормозной педали. Приводная сила Qпрпере­дается через механический привод от тормозной педали на резиновую пружину 17 (рис.24) хода и далее на поршень 2 верхней сек­ции, который выполнен за одно целое с подвижным седлом I. К неподвижному седлу 3 прижимается клапан 4. Воздух из баллона по­дается в верхнюю секцию через вывод 5, а через вывод 15 посту­пает к рабочим аппаратам заднего контура: рабочей тормозной систе­мы.

Рис. 24

Приведение в работу нижней секции происходит вследствие действия сжатого воздуха из верхней секции на приводной поршень 14. Воздух поступает в полость над поршнем через отверстие «а» в корпусу 6 крана. Приводной поршень действуем на следящий пор­шень 12 нижней секции, в центре которого выполнено подвижное седло 7. Клапан 11 прижимается пружиной к неподвижному седлу 9. Из баллона контура передних тормозов воздух поступает в нижнюю секцию тормозного крана через вывод 8, а к выводу 13 подключен трубопровод рабочих аппаратов тормозов переднего моста. При повреждении заднего контура приводная сила передается на нижний следящий поршень от пружины 17 хода через винт 16 и стержень 10, жестко связанный с поршнем.

Клапан ограничения давления выполняет две функции. При служебных торможениях, проводимых с небольшой интенсивностью, он уменьшает давление воздуха в передних тормозных камерах по сравнению с задними, а при растормаживании он ускоряет выпуск воздуха из передних тормозных камер.

В расторможенном положении выпускной клапан, I (рис.25,а) сообщает тормозные камеры передних тормозов с атмосферой через вывод 9. При торможении увеличивающееся давление воздуха до 0,35 МПа не может преодолеть натяга пружины 7 (Q_п) и боль­шой поршень 6 занимает в корпусе 4 крайнее верхнее положение. При этом ступенчатый поршень 8 опускается вниз, закрывает выпускной клапаном I атмосферный выход 9, а впускной клапан 2. открывается ив тормозные камеры поступает воздух. При равновесном положении поршня 8 и закрытых клапанах I и 2 отношение давлений воздуха на входе (Р_вх) и на выходе (Р_вых) опреде­ляется на этом этапе работы из равенства:

Когда давление на входе в аппарат становится большим 0,35МПа поршень 6 преодолевает силу предварительного сжатия пружины 7 и опускается в корпусе 4 вниз вместе со ступенчатым поршнем 8, открывая впускной клапан. Возрастающее давление воз­духа под поршнем 8 заставляет оба поршня двигаться вверх до мо­мента закрытия впускного клапана. На этом этапе работы при рав­новесном положении обоих поршней:

то есть давление на выходе повышается более интенсивно, чем на первом этапе работы.

Наконец, при давлениях на входе 0,6МПа впускной клапан не закрывается, и давления на входе и выходе из аппарата стано­вятся равными. Отношение давлений воздуха на входе и выходе из клапана ограничения давления, отражающее три рассмотренных эта­па его работы, показано на рис.25,б.

Рис. 25

При растормаживании воздух из тормозных камер выходит в атмосферу не через тормозной кран, а через вывод 9, чем ускоряется процесс растормаживания.

Таким образом, клапан ограничения давления снижает интен­сивность торможения передних колес автомобиля при служебных торможениях. Этим улучшается управляемость автомобиля при наи­более частых случаях торможения, характеризуемых избыточным дав­лением на выходе из тормозного крана 0,2-0,25МПа.

Регулятор тормозных сил служит для автоматического измене­ния давления воздуха в тормозных камерах среднего и заднего мос­тов автомобиля в зависимости от массы груза в кузове и интенсив­ности торможения (замедления).

Полый поршень 3 (рис.26,а) перемещается в корпусе 2 регу­лятора и имеет седло 12, к которому пружина прижимает клапан 13. На наружной поверхности поршня выполнены ребра, которые расположены между ребрами 5 корпуса. Эластичная диафрагма 11 внут­ренней частью закреплена на поршне, а наружной - на корпусе. К корпусу воздух поступает от тормозного крана через вывод I. К штуцеру 7 подключен трубопровод от тормозных камер, а через отверстие 9 корпус сообщается с атмосферой, В корпусе соосно с поршнем установлено подвижное выпускное седло 10. Седло опи­рается на кривошип 8, который через вал и тягу 6 связан со сред­ним и задним мостами. Поэтому прогиб рессор подвески мостов определяет положении седла 10 в корпусе, а также положение поршня и диафрагмы при равновесии сил, действующих на них сверху и снизу.

Сверху на поршень действует входное давление воздуха от тормозного крана. Снизу на диафрагму действует выходное давление, установившееся в тормозных камерах. Так как активная площадь диафрагмы, воспринимающая давление воздуха на выходе к тормозным камерам, зависит от положения подвижного седла, то это давление изменяется при неизменном давлении воздуха на входе в регулятор:

где Sп - площадь поршня;

Sа - активная площадь диафрагмы.

На графике (рис.26,б) дана статическая характеристика регулятора тормозных сил. Как видно, наиболее интенсивно давление на выходе по отношению к давлению воздуха на входе изменяется при нагруженном автомобиле. Когда автомобиль полностью загружен, корректирования давления регулятором не происходит.

Рис. 26

2.3. Аппараты ПТП стояночных тормозных систем

Стояночная тормозная система автомобилей КамАЗ состоит из крана 3 (рис.27), ускорительного клапана 14, четырех параллельно соединенных цилиндров 23 тормозных камер 19 с пружинными энергоаккумуляторами. Баллон I размещен на автомобиле ближе к комп­рессору, чем баллон 18, размещенный у тележки задних мостов. Уменьшение длины магистрали для литания цилиндров 23 через ус­корительный клапан 14 позволяет уменьшить время их наполнения и опоражнивания.

Кран 3 стояночной тормозной системы представляет собой следящий механизм обратного действия, уменьшающий давление воздуха при увеличении приводной силы. На поршень 4, выполнен­ный за одно целое с впускным седлом, действует предварительно сжатая уравновешивающая пружина. Пространство над поршнем через трубопровод сообщается с ускорительным, клапаном 14, а пространство под поршнем с баллоном I стояночной тормозной системы. В корпусе по центру расположено подвижное выпускное седло 9, стержень которого выходит из корпуса наружу. Положе­ние седла изменяется рукояткой 8, которая, перемещаясь по скосу, поднимает или опускает выпускное седло. Резиновый клапан II, полая направляющая которого перемещается в корпусе, стремится прижаться к седлам.

Перед началом движения автомобиля рукоятку 8 поворачивают в одно из крайних положений, при котором подвижное седло 9 вместе с клапаном перемещается в крайнее нижнее положение, ог­раничиваемое упором 2. При этом поршень упирается в ограни­читель хода 10. Между впускным седлом и клапаном образуется зазор, через который сжатый воздух из баллона I под максималь­ным давлением поступает к ускорительному клапану. При этом тор­моза колес среднего и заднего мостов растормаживаются.

При торможении автомобиля, осуществляемом стояночной тор­мозной системой, рукоятку выводят из крайнего положения и вы­пускное седло вместе с клапаном поднимается вверх. Клапан при­жимается к впускному седлу, и через зазор между клапаном и выпускным седлом 9 воздух из ускорительного клапана начинает выхо­дить в атмосферу. Давление над поршнем падает, и он неизменным давлением воздуха снизу поднимается вверх, дополнительно сжимая

уравновешивающую пружину 5. Когда при этом клапан прижмется к выпускному седлу, наступит равновесное состояние поршня.

По мере уменьшения давления воздуха над поршнем его равновесное положение достигается при увеличении сжатия уравновешивающей пружины. Когда рукоятка 8 займет другое крайнее положение, соответствующее заторможенному положению автомобиля, трубопровод от ускорительного клапан будет сообщаться с атмос­ферой через зазор между выпускным седлом и клапаном. Поршень 4 займет самое верхнее положение, упираясь в ограничитель 6, а выпускное седло - в ограничитель 7.

Рис. 27

Ускорительный клапан служит для уменьшения времени сраба­тывания контура, что особенно важно, когда стояночная тормозная система используется в качестве запасной. Он размещен вблизи от тормозных камер с пружинными энергоаккумуляторами и второго бал­лона 18 стояночной тормозной системы.

В корпусе ускорительного клапана перемещается поршень 15. Соосно с поршнем на одной втулке установлен выпускной 16 и впуск­ной 17 клапаны. Втулка перемещается в направляющей на днище корпуса и через нижний торец сообщается с атмосферой. Пружина при­жимает впускной клапан к неподвижному седлу 12, выполненному на перегородке корпуса. К корпусу подводится сжатый воздух из баллона 18. Выводом 13 ускорительный клапан соединен с цилиндрами пружинных энергоаккумудяторов. К третьему выводу подсоеди­нен трубопровод небольшого сечения от крана 3 стояночной тормоз-вой системы.

Когда полость над поршнем 15 через кран стояночной тормозной системы соединена с атмосферой, тогда между выпускным клапаном 16 и его седлом образуется зазор, через который цилиндры пружинных энергоаккумуляторов соединены с атмосферой. Автомобиль заторможен. Создание избыточного давления воздуха над поршнем 15 заставляет его опуститься вниз закрыть выпускной кла­пан 16 и открыть впускной 17. Воздух из баллона 18 поступает в цилиндры пружинных энергоаккумуляторов. Увеличивающееся давление воздуха под поршнем перемещает его обратно вверх до момента зак­рытия впускного клапана. При равновесном положении поршня опре­деленному управляющему давлению воздуха соответствует давление воздуха в цилиндре 23. Чем выше давление воздуха в цилиндре 23, тем меньшие приводные силы действуют на тормоза колес. Наконец при максимальном управляющем давлении воздуха впускной клапан 17 не закрывается, в цилиндре 23 устанавливается максимальное давление воздуха, равное давлению в баллонах. Автомобиль растор­можен.

2.4. Аппараты управления торможением прицепа, устанавливае­мые на автомобиле

К аппаратам управления торможением прицепа и соединения автомобиля м прицепом (полуприцепом) относятся: клапан 23 (см, рис. 11) управления тормозами прицепа с двухпроводным при­водом, клапан 24 одинарный защитили, клапан 25 управления тормо­зами прицепа с однопроводным приводом,, три разобщительных кра­на 27, соединительная головка 29 типа "А" для подключен»» при­цепов, оборудованных по однопроводной схеме, и две головки 26, 28 "Палм" для торможения прицепов, имеющих двухпроводный при­вод.

Kлапан 23 служит для создания давления воздуха в магист­рали управления прицепом (соединительная головка 27) прямо про­порционально изменению давления воздуха в любом из трех конту­ров автомобиля: переднем или заднем рабочей тормозной системы ил и в контуре стояночной тормозной системы.

Одинарный защитный клапан 24 автоматически разобщает при­воды автомобиля и прицепа при повреждении трубопроводов, сое­диняющих их.

Через клапан 25 управления тормозной системой прицепа с однопроводным приводом осуществляется заряд сжатым воздухом баллонов прицепов, оборудованных по однопроводной схеме, а также управление торможением прицепов: основой клапана является следящий механизм обратного действия, уменьшающий давление воздуха в трубопроводе (соединительная головка 29) пропорцио­нально увеличению давления на выходе из клапана 23.

Разобщительными кранами 27 перекрывают трубопроводы, соединяющие автомобиль с прицепом.

2.5. Аппараты прицепов

На большинстве современных прицепов (полуприцепов) уста­навливают универсальные воздухораспределители, позволяющие подключать их к автомобилям с однопроводными и двухпроводными приводами.

Воздухораспределитель ПAA3 имеет корпус, разделенный, перегородкой 3 (рис,28,а) на две части. На штоке 4 закреплены два поршня: поршень 1-ЧЭ воздухораспределителя, поршень 5-привод-ной. В поршне I установлен клапан 7, прижимаемый пружиной 2 к впускному седлу 9. Выпускное седло 8 выполнено на корпусе. Заряд баллона прицепа осуществляется через обратный клапан 6.

При нажатии на педаль тормоза, если прицеп имеет однопроводную схему, давление воздуха в полости А уменьшается. Под действием разности давлений, воспринимаемых поршнями I и 5 они вместе со штоком перемещается вниз. Зазор между клапаном 7 и седлом 8 устраняется, и клапан прижимается к выпускному сед­лу, изолируя полость Б от атмосферы. Затем клапан 7 (рис.28,в) отходит от седла 9 и полости Б и В соединяются. Сжатый воздух из .баллонов прицепа поступает в полость В и тормозные камеры, осуществляя торможение прицепа.

Рис. 28

По мере возрастания давления воздуха в полости В увели­чивается сила, действующая на поршень I снизу, и оба поршня со штоком перемещаются вверх. Такое движение обеспечит посадку клапана 7 (рис.28,г) на седло 9 без отрыва этого клапана от седла 8. В этот момент движение поршней приостановится в ре­зультате равенства сил, действующих на оба поршня сверху и снизу. Вверх поршни стремятся переместить давление воздуха в полостях В (рис.28,а) и А. Сверху на поршень I действует постоян­ное, давление воздуха в полости Б. Следовательно, на сколько уменьшится давление воздуха в полости А, на столько возрастет . давление в полости В и тормозных камерах прицепа. Таким обра­зом, тормозная сила на колесах прицепа, также как и тормозная сила на колесах автомобиля, зависит от усилия на педали.

В случае использования воздухораспределителя в двухпровод­ной схеме тормозного привода (рис.28, б) к полости А присоединя­ют трубопровод от баллонов автомобиля, а к полости Г - через отверстие в верхней крышке трубопровод, от тормозного крана авто­мобиля (см. рис. 10, б).

Воздухораспределитель КамАЗ. В корпусе 2 (рис.29) воздухо­распределителя на штоке 12 закреплены два поршня: верхний 10 и нижний 16. На верхнем поршне имеется уплотнительная манжета 9 с гибкими краями. Нижний поршень расположен в цилиндрической нап­равляющей третьего большого поршня 6. Пружина 6, опирающаяся на верхнюю перегородку 7 корпуса, стремится переместить поршни 10 к 16 вверх до касания упора 11 с корпусом.

В корпусе воздухораспределителя может вертикально перемещать­ся направляющая I, имеющая форму втулки, на которой установлены два клапана: впускной 3 и выпускной 17. Пружина прижимает впуск­ной клапан 3 к седлу 5, выполненному на нижней перегородке корпуса.

Вывод 4соединяет воздухораспределитель с баллонами прицепа. К выводу 13. подключается питающий трубопровод от автомобиля. Вывод 14 соединен с трубопроводом управления прицепом при. проводном приводе, а вывод 18 - с тормозными камерами. Полая направляющая I клапанов сообщается с атмосферой.

Наполнение баллонов прицела сжатым воздухом осуществляется через воздухораспределитель так: воздух»подводимый к выводу 13, отгибает край эластичной манжеты 9 и через канал в корпусе под­водится к выводу 4. Установившееся давление воздуха под поршней 10 немного больше, чем над ним, что способствует перемещению поршней 10 и 16 в крайнее верхнее положение.

Рис.29

При торможении давление воздуха в питающей магистрали однопроводного привода и в полости под поршнем 10 падает. Вслед­ствие этого шток 12 с обоими поршнями опускается вниз, выпуск­ной клапан 17 закрывается, а впускной 3 открывается. Через вы­вод 18 к тормозным камерам прицепа поступает сжатый воздух и приводит в работу тормоза. Равновесное положение поршня 16 дос­тигается в том случае, когда давление, действующее на него снизу уравновесится приводной силой, действующей от штока 12 сверху, то есть будет пропорционально падению давления под поршнем 10. Таким образом давление воздуха, устанавливающееся в тормозных камерах, находится в зависимости от падения давления в магистра­ли управления (давление воздуха над поршнем 10 полагаем неизмен­ным ).

При торможении прицепов с двухпроводным приводом воздух от магистрали управления поступает к выводу 14 и, действуя на боль­шой поршень 6, опускает его вниз. Большой поршень перемещает также вниз поршень 16, а последний - направляющую I с обоими клапанами. Равновесное положение поршня 16 определит зависимость давления воздуха под ним от давления воздуха над поршнем 6.

Так осуществляется работа универсального воздухораспреде­лителя КамАЗ при однопроводном и двухпроводном приводах прице­па. При расцепке автомобиля и прицепа (или отрыве прицепа от автомобиля) сжатый воздух выходит в атмосферу из полости под поршнем 10. Давлением воздуха, действующим на этот поршень сверху, производится наиболее резкое, экстренное торможение при­цепа. Для растормаживания прицепа предусмотрен на воздухорас­пределителе специальный кран (не показанный на схеме), который может соединять полости под поршнем 10 и над ним.

Электропневматический клапан служит для включения тормозной системы прицепа при включении вспомогательной тормозной системы автомобиля-тягача.

В корпусе 6 (рис.30) размещены два ступенчатых поршня: верхний 7 и нижний 12. В верхнем поршне смонтированы два клапана находящихся на общем полой стержне: впускной 9 и выпускной II. Пружина прижимает впускной клапан к седлу 5. Нижний ступен­чатый поршень воспринимает усилие пружины 15, натяг которой регулируют винтом 14, На верхней цилиндрической части нижнего пор­шня выполнено седло выпускного клапана. В корпусе смонтирован также пне вы о электрический выключатель 2, внутри которого в осе­вой направлении может перемещаться якорь I. За одно целое с яко­рем выполнены резиновые клапаны 3, 4. В нижнюю часть корпуса ввернут пневмоэлектрический выключатель 16 с нормально замкнутыми контактами. Вывод 8 корпуса соединен с воздушным баллоном прицепа, вывод 10 с тормозными камерами прицепа, вывод 13 - с воздухораспределителем.

Рис. 30

При включении вспомогательной тормозной системы автомобиля якорь электромагнита перемещается влево, закрывая атмосферный вывод. Воздух оказывая давление на поршень 7 перемещает его вниз, выпускной клапан II закрывается, впускной 9 открывается. Вниз перемещается - также нижний поршень, на который действует давление воздуха, поступающего в надпоршневое пространство. В выводе 10 и в тормозных камерах прицепа устанавливается дав­ление воздуха, значение которого определяется площадями обоих поршней, воспринимающих давление воздуха, и силой сжатия пружины 15. Последнюю регулируют так, что давление воздуха в тормоз­ных камерах прицепа составляет около 0,1МПа. Если одновременно с вспомогательной тормозной системой водитель, пользуется рабочей тормозной системой, то пневматический выключатель 16, отключает электропневматический клапан 2 и прицеп тормозится обычным образом

2.6. Модуляторы антиблокировочных систем

Назначение модулятора - изменять давление воздуха в тормозных камерах в соответствии с командным сигналом от блока управ­ления. В ПТП применяют электропневматические модуляторы давления. Схема трехфазового модулятора давления показана на рис ,31,

Корпус 1 модулятора имеет пять выводов: 2 - к тормозным камерам, 3 - к тормозному крану, 8,13 - в атмосферу, 11 -к баллону модулятора. Клапан 4 управляется соленоидом 5, а клапан 6 - соленоидом 7. ЧЭ служит поршень 9, на котором выполнено сед­ло выпускного клапана. Выпускной клапан 10 установлен на одном штоке о впускным клапаном 12.

При торможении клапан 6 закрыт. Сжатый воздух поступает от тормозного крана через открытый клапан 4и заставляет пор­шень 9 опуститься вниз. При этом выпускной клапан 10 закрывает­ся, а впускной 12 открывается и через последний сжатый воздух из баллона модулятора поступает к тормозным камерам, приводя в дей­ствие тормозные механизмы. Когда тормозной момент на колесе возрастает до значения, соответствующего блокировке колеса, один из датчиков подает сигнал на блок управления, по команде которого соленоид 7 открывает клапан 6 и давление воздуха над поршнем 9 уменьшается. Одновременно соленоид 5 закрывает кла­пан 4. Давление воздуха под поршнем и давление воздуха в тор­мозных камерах уменьшаются. Тормозной момент на колесе умень­шается, клапан 6 закрывается, а клапан 4 открывается» Цикл изменения тормозного момента на колесе повторяется. Какой то период времени давление воздуха под поршнем и давление возду­ха в тормозных камерах стабилизируются, что на графике изме­нения тормозного момента по времени показано горизонтальной линией (см.рис.16).

Рис. 31

При растормаживании клапан 6 открывается и давление под поршнем 9 падает, обеспечивая выпуск воздуха через вывод 13 из обеих тормозных камер. Как видно, принцип действия модуля, тора аналогичен таковому у ускорительного клапана.

Литература

20. Российская автотранспортная энциклопедия. Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт автотранспортных средств: В 3 т. Т 3. Справочное и научно-практическое пособие для специалистов отрасли «Автомобильный транспорт», для студентов и научных сотрудников профильных учебных заведений, НИИ / В.Н. Луканин, Е.С. Кузнецов, Р.И. Коробкова и др. М.: Изд-во Московского государственного автомобильно-дорожного института (технический университет), Международной ассоциации автомобильного и дорожного образования (МААДО), Международного центра труда, 2000. – 455 с.

Дата добавления: 2014-10-10; просмотров: 965; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!