Принцип работы главного тормозного цилиндра

При торможении шток вакуумного усилителя тормозов толкает первый поршень. При движении по цилиндру поршень перекрывает компенсационное отверстие. Давление в первом контуре начинает расти. Под действием этого давления перемещается второй контур, давление во втором контуре также начинает расти. В образовавшиеся при движении поршней пустоты заполняются через перепускное отверстие тормозной жидкостью. Перемещение каждого из поршней происходит до тех пор, пока позволяет возвратная пружина. При этом в контурах создается максимальное давление, обеспечивающее срабатывание тормозных механизмов.

При окончании торможения поршни под действием возвратных пружин возвращаются в исходное положение. Когда поршень проходит через компенсационное отверстие, давление в контуре выравнивается с атмосферным давлением. Даже если тормозная педаль отпускается резко, разряжения в рабочих контурах не создается. Этому препятствует тормозная жидкость, заполнившая полости за поршнями. При движении поршня эта жидкость плавно возвращается (перепускается) в бачек через перепускное отверстие.

Если в одном из контуров произойдет утечка тормозной жидкости, другой контур будет продолжать работать. Например, при утечке в первом контуре первый поршень беспрепятственно переместиться по цилиндру до соприкосновения со вторым поршнем. Второй поршень начинает перемещаться, обеспечивая срабатывание тормозных механизмов во втором контуре.

При утечке во втором контуре, работа главного тормозного цилиндра происходит несколько иначе. Движение первого поршня вовлекает в движение второй поршень, который не встречает препятствий на своем пути. Он двигается до достижения упором торца корпуса цилиндра. После чего давление в первом контуре начинает расти, обеспечивая торможение автомобиля.Несмотря на то, что ход педали тормоза при утечке жидкости несколько увеличивается, торможение будет достаточно эффективным.силия, прилагаемого водителем к педали тормоза, и увеличится путь торможения автопоезда.

45Гидровакуумный усилитель (фиг. 243) крепится к левому лонжерону рамы и состоит из камеры усилителя, гидравлического цилиндра и клапана управления.

Корпус камеры 1 состоит из двух штампованных одинаковых половинок, связанных между собой хомутами. Внутри корпуса камеры установлены: диафрагма 2, пружина 5 и толкатель поршня 4. Толкатель поршня одним концом соединен с тарелкой 3, а вторым — с поршнем 9 цилиндра усилителя. Корпус камеры соединяется со всасывающей трубой и атмосферой через клапан управления.

Усилитель крепится на двух кронштейнах к левому лонжерону рамы.

В гидравлическом цилиндре 14 усилителя установлен поршень 9 и корпус с уплотнителями. Внутри поршня помещен клапан 7, который прижимается к седлу пружиной 10.

Клапан бывает закрыт, когда работает усилитель, и открыт после полного расторма-живания, когда толкатель 6 клапана дойдет до упорной шайбы. Воздух из цилиндра удаляется через перепускные клапаны 13.

Работу гидровакуумного усилителя можно уяснить по приведенной схеме (фиг. 245).

 

Если двигатель работает и тормозная педаль не нажата, то вакуум, образующийся во всасывающей трубе, передается в полости III и IV клапана управления и в полости камеры усилителя.

Давление на диафрагму 2 усилителя с обеих сторон будет одинаково, и она под действием пружины займет исходное положение.

При торможении усилие от педали передается тормозной жидкости главного цилиндра. Жидкость, проходя через отверстие в поршне 9 цилиндра 14 усилителя, идет в гидравлическую магистраль рабочих тормозных цилиндров колес автопоезда. Одновременно тормозная жидкость поступает в полости и клапана управления и прижимает диафрагмы к своим толкателям.

В первоначальный момент давление тормозной жидкости одинаково во всей гидравлической магистрали. При этом большой толкатель создает усилие, примерно в три раза боль-

шее, чем малый толкатель, за счет увеличенной площади его опорной части и, перемещаясь в направлении малого толкателя, закрывает вакуумный клапан.

Полости н IV разобщаются между собой, но разрежение в них остается. Атмосферный клапан в этот момент еще закрыт.

При дальнейшем повышении давления жидкости на толкатель открывается атмосферный клапан. Наружный воздух через фильтр поступает в полость IV, а оттуда через трубопровод в полости камеры усилителя.

Разность давлений в полости камеры усилителя передается через диафрагму и толкатель на поршень цилиндра усилителя, в результате чего создается дополнительное давление в гидравлической магистрали.

При снятии нагрузки с тормозной педали давление в гидравлической магистрали между главным цилиндром и клапаном управления падаег. Это дает возможность пружине в клапане управления за счет усилия ее сжатия поставить в исходное положение большой и малый толкатель. При этом закрывается атмосферный клапан и открывается вакуумный клапан. В полостях, IV камеры усилителя устанавливается одинаковый вакуум. Диафрагма, под действием пружины, отойдя влево, вместе со штоком вернется в исходное положение. Поршень 9 дойдет до упорной шайбы, и откроется клапан 7.

Жидкость, вытесненная при торможении в магистраль, возвращается обратно в главный цилиндр, и тормозная система полностью растормаживается.

В системе вакуумного трубопровода, между всасывающей трубой и гидровакуумным усилителем, установлен запорный клапан, который автоматически разъединяет их при остановке двигателя. Это дает возможность за счет внутреннего запаса вакуума в системе произвести без участия двигателя одно-два торможения.

Основные неисправности гидровакуумного усилителя и способы их устранения. В тормозной системе автомобилей-тягачей могут встретиться следующие неисправности, связанные с работой гидровакуумного усилителя.

1. Полное или частичное торможение колесавтопоезда без нажатия на педаль. Причинойможет быть отсутствие зазора между вакуумным клапаном и его седлом. В этом случаев полости IV клапана управления вместо разрежения будет создаваться атмосферное давление, под действием которого в полости камеры усилителя также появится атмосферноедавление. Вследствие этого будет иметь местотормозное действие системы.

Другой причиной появления в полости камеры усилителя атмосферного давления, когда педаль тормоза не нажата, может быть нарушение герметичности в соединениях шлангов, штуцеров, крышек и т. д. В этом случае следует найти повреждение и устранить его.

2. Увеличение требуемого усилия на педальпри торможении автопоезда. Причиной можетбыть полное или частичное выключение усилителя из работы. Это может произойти вследствие недостаточного хода атмосферного (шарикового) клапана или вследствие полного

отсутствия этого хода. В результате этого в полости камеры усилителя создается постоянное разрежение и диафрагма не будет перемещаться, так как давления в полостях камеры усилителя будут уравновешены. Для устранения неисправности следует отрегулировать ход атмосферного клапана, для чего снять крышку клапана управления, отвести ее вместе со шлангом и вывернуть пробку вакуумного клапана, а затем ввернуть вакуумный клапан в гайку, что вызовет через коромысло увеличение хода атмосферного клапана; проверку хода (1 —1,5 мм) следует производить при нажатии на педаль тормоза.

3. Снижение эффективности торможения (мягкая педаль). Причиной может быть попадание в тормозную систему воздуха. Для устранения неисправности следует прокачать систему.

Соединение гидравлического привода тормозов тягача и полуприцепа осуществлено соединительной головкой (фиг. 246). Одна часть головки установлена на тягаче, а другая — на полуприцепе.

Соединительная головка сохраняет работоспособность гидравлических приводов после расцепки тягача с полуприцепом, исключая попадание в приводы воздуха и утечку жидкости. Благодаря этому не требуется дополнительной прокачки тормозов при последующем соединении и совместной работе тягача и полуприцепа.

При соединении частей головки после сцепки тягача и полуприцепа накидная гайка должна быть надежно завернута на корпусе.

После расцепки тягача и полуприцепа часть головки, установленная на тягаче, должна быть закрыта специальной пробкой, которая придается к каждому тягачу, а часть головки, установленная на полуприцепе, должна быть навернута на втулку, приваренную к кузову в передней части с левой стороны. Это предохранит части головки от попадания в них грязи.

Необходимо всегда помнить, что расцеплять тягач и полуприцеп можно только тогда, когда разъединена соединительная головка гидравлического привода тормозов и вынут штепсель из розетки электропроводки полуприцепа. Иначе возможен обрыв резиновых шлангов на полуприцепе, в результате чего автопоезд останется без тормозов, а полуприцеп — без освещения.

Уход за гидровакуумным усилителем и соединительной головкой состоит в содержании их в надлежащей чистоте и герметичности всех соединений.

 

Вакуумный усилитель тормозов является самым распространенным видом усилителя, который применяется в тормозной системе современного автомобиля. Он создает дополнительное усилие на педали тормоза за счет разряжения. Применение усилителя значительно облегчает работу тормозной системы автомобиля, и тем самым уменьшает усталость водителя.

Конструктивно вакуумный усилитель образует единый блок с главным тормозным цилиндром. Вакуумный усилитель тормозов имеет следующее устройство:

корпус усилителя;

диафрагма;

следящий клапан;

толкатель;

шток поршня главного тормозного цилиндра;

возвратная пружина.

Схема вакуумного усилителя тормозов

Корпус усилителя разделен диафрагмой на две камеры. Камера, обращенная к главному тормозному цилиндру, называется вакуумной. Противоположная к ней камера (со стороны педали тормоза) – атмосферная.

Вакуумная камера через обратный клапан соединена с источником разряжения. В качестве источника разряжения обычно используется область в впускном коллекторе двигателя после дроссельной заслонки. Для обеспечения бесперебойной работы вакуумного усилителя на всех режимах работы автомобиля в качестве источника разряжения может применяться вакуумный электронасос. На дизельных двигателях, где разряжение во впускном коллекторе незначительное, применение вакуумного насоса является обязательным. Обратный клапан разъединяет вакуумный усилитель и источник разряжения при остановке двигателя, а также отказе вакуумного насоса.

Атмосферная камера с помощью следящего клапана имеет соединение:

в исходном положении - с вакуумной камерой;

ри нажатой педали тормоза - с атмосферой.

Толкатель обеспечивает перемещение следящего клапана. Он связан с педалью тормоза.

Со стороны вакуумной камеры диафрагма соединена со штоком поршня главного тормозного цилиндра. Движение диафрагмы обеспечивает перемещение поршня и нагнетание тормозной жидкости к колесным цилиндрам.

Возвратная пружина по окончании торможения перемещает диафрагму в исходное положение.

Для эффективного торможения в экстренной ситуации в конструкцию вакуумного усилителя тормозов может быть включена система экстренного торможения, представляющая собой дополнительный электромагнитный привод штока.

Дальнейшим развитием вакуумного усилителя тормозов является т.н. активный усилитель тормозов. Он обеспечивает работу усилителя в определенных случаях и, следовательно, нагнетание давления без участия водителя. Активный усилитель тормозов используется в системе ESP для предотвращения опрокидывания и ликвидации избыточной поворачиваемости.

 

Принцип действия вакуумного усилителя тормозов основан на создании разности давлений в вакуумной и атмосферной камерах. В исходном положении давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому источником разряжения.

При нажатии педали тормоза усилие через толкатель передается к следящему клапану. Клапан перекрывает канал, соединяющий атмосферную камеру с вакуумной. При дальнейшем движении клапана атмосферная камера через соответствующий канал соединяется с атмосферой. Разряжение в атмосферной камере снижается. Разница давлений действует на диафрагму и, преодолевая усилие пружины, перемещает шток поршня главного тормозного цилиндра.

Конструкция вакуумного усилителя обеспечивает дополнительное усилие на штоке поршня главного тормозного цилиндра пропорциональное силе нажатия на педаль тормоза. Другими словами, чем сильнее водитель нажимает на педаль, тем эффективнее будет работать усилитель.

При окончании торможения атмосферная камера вновь соединяется с вакуумной камерой, давление в камерах выравнивается. Диафрагма под действием возвратной пружины перемещается в исходное положение.

Максимальное дополнительное усилие, реализуемое с помощью вакуумного усилителя тормозов, обычно в 3-5 раз превышает усилие от ноги водителя. Дальнейшее повышение величины дополнительного усилия достигается увеличением числа камер вакуумного усилителя, а также увеличением размера диафрагмы.

 

46

При экстренном торможении автомобиля возможна блокировка одного или нескольких колёс. В этом случае весь запас по сцеплению колеса с дорогой используется в продольном направлении. Заблокированное колесо перестает воспринимать боковые силы, удерживающие автомобиль на заданной траектории, и скользит по дорожному покрытию. Автомобиль теряет управляемость, и малейшее боковое усилие приводит его к заносу.

Антиблокировочная система тормозов (АБС, ABS, Antilock Brake System) предназначена предотвратить блокировку колес при торможении и сохранить управляемость автомобиля. Антиблокировочная система повышает эффективность торможения, уменьшает длину тормозного пути на сухом и мокром покрытии, обеспечивает лучшую маневренность на скользкой дороге, управляемость при экстренном торможении. В актив системы можно записать меньший и равномерный износ шин.

Вместе с тем, система АБС не лишена недостатка. На рыхлой поверхности (песок, гравий, снег) применение антиблокировочной системы увеличивает тормозной путь. На таком покрытии наименьший тормозной путь обеспечивается как раз при заблокированных колесах. При этом, перед каждым колесом формируется клин из грунта, который и приводит к сокращению тормозного пути. В современных конструкциях ABS этот недостаток почти устранен - система автоматически определяет характер поверхности и для каждой реализует свой алгоритм торможения.

Антиблокировочная система тормозов выпускается с 1978 года. За прошедший период система претерпела значительные изменения. На основе системы АБС построена система распределения тормозных усилий. С 1985 года система интегрирована с антипробуксовочной системой. С 2004 года все автомобили, выпускающиеся в Европе, оснащаются антиблокировочной системой тормозов.

Ведущим производителем антиблокировочной системы является фирма Bosch. С 2010 года компания производит систему ABS 9 поколения, которую отличает наименьший вес и габаритные размеры. Так, гидравлический блок системы весит всего 1,1 кг. Система АБС устанавливается в штатную тормозную систему автомобиля без изменения ее конструкции.

Наиболее эффективной является антиблокировочная система тормозов с индивидуальным регулированием скольжения колеса, т.н. четырехканальная система. Индивидуальное регулирование позволяет получить оптимальный тормозной момент на каждом колесе в соответствии с дорожными условиями и, как следствие, минимальный тормозной путь.

Антиблокировочная система имеет следующее устройство:

датчики угловой скорости колёс;

датчик давления в тормозной системе;

блок управления;

гидравлический блок;

контрольная лампа на панели приборов.

 

Схема антиблокировочной системы тормозов ABS

Датчик угловой скорости устанавливается на каждое колесо. Он фиксирует текущее значение частоты вращения колеса и преобразует его в электрический сигнал.

На основании сигналов датчиков блок управления выявляет ситуацию блокирования колеса. В соответствии с установленным программным обеспечением блок формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства - электромагнитные клапаны и электродвигатель насоса обратной подачи гидравлического блока системы.

Гидравлический блок обединяет следующие конструктивные элементы:

впускные и выпускные электромагнитные клапаны;

аккумуляторы давления;

насос обратной подачи с электродвигателем;

демпфирующие камеры.

В гидравлическом блоке каждому тормозному цилиндру колеса соответствует один впускной и один выпускной клапаны, которые управляют торможением в пределах своего контура.

Аккумулятор давления предназначен для приема тормозной жидкости при сбросе давления в тормозном контуре.

Насос обратной подачи подключается, когда емкости аккумуляторов давления недостаточно. Он увеличивает скорость сброса давления.

Демпфирующие камеры принимают тормозную жидкость от насоса обратной подачи и гасят ее колебания.

В гидравлическом блоке устанавливается два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры по числу контуров гидропривода тормозов.

Контрольная лампа на панели приборов сигнализирует о неисправности системы.

Принцип работы антиблокировочной системы тормозов

Работа антиблокировочной системы тормозов носит цикличный характер. Цикл работы системы включает три фазы:

удержание давления;

сброс давления;

увеличение давления.

На основании электрических сигналов, поступающих от датчиков угловой скорости, блок управления ABS сравнивает угловые скорости колёс. При возникновении опасности блокирования одного из колёс, блок управления закрывает соответствующий впускной клапан. Выпускной клапан при этом также закрыт. Происходит удержание давления в контуре тормозного цилиндра колеса. При дальнейшем нажатии на педаль тормоза давление в тормозном цилиндре колеса не увеличивается.

При продолжающейся блокировке колеса, блок управления открывает соответствующий выпускной клапан. Впускной клапан при этом остается закрытым. Тормозная жидкость перепускается в аккумулятор давления. Происходит сброс давления в контуре, при этом скорость вращения колеса увеличивается. При недостаточной емкости аккумулятора давления, блок управления ABS подключает к работе насос обратной подачи. Насос обратной подачи перекачивает тормозную жидкость в демпфирующую камеру, уменьшая давление в контуре. Водитель при этом ощущает пульсацию педали тормоза.

Как только угловая скорость колеса превысит определённое значение, блок управления закрывает выпускной клапан и открывает впускной. Происходит увеличение давления в контуре тормозного цилиндра колеса.

Цикл работы антиблокировочной системы тормозов повторяется до завершения торможения или прекращения блокирования. Система ABS не отключается.

 

ASR-противобуксовочная система.

(Anti-Slip Regulation).

Работает в паре с АБС. Как только колесные датчики АБС фиксируют пробуксовку ведущих колес, противобуксовочная система автоматически уменьшает тяговое усилие (обороты) двигателя, а в некоторых случаях притормаживает те ведущие колеса, которые начинают буксовать (от одного до всех четырех). В таком режиме электроника обеспечивает максимально возможный разгон автомобиля при конкретных условиях дорожного покрытия.

В определенном смысле действие противобуксовочной системы обратно действию АБС.

Модулятор системы ABS

Располагается в моторном отсеке и состоит из:Входного электромагнитного клапана

Выходного электромагнитного клапана

Наполнительного бачка

НасосаДвигателя насоса

Камеры погашения колебаний

Блок ABS с управлением прямым давлением, который непосредственно изменяет давление жидкости в тормозной системе и целиком встраивается в модулятор. Он так же известен как «рециркуляционный тип» потому, что тормозная жидкость циркулирует через тормозной механизм, наполнительный бачок и главный тормозной цилиндр.

Режимы работы:

Снижение давления

Сдерживание давления

Усиление давления

Для каждого колеса существует свой независимый канал управления (гидравлическая линия).

Режимы работы модулятора:

Режим усиления давления – входной клапан открыт, выходной клапан закрыт. Жидкость главного тормозного цилиндра накачивается в колесные тормозные цилиндры

Режим сдерживания давления - входной клапан и выходной клапан закрыты. Жидкость, находящаяся в гидравлических линиях удерживается данными клапанами в одном состоянии (давлении)Режим снижения давления – входной клапан закрыт, выходной открыт, жидкость перетекает в главный тормозной цилиндр

 

47 Пневматический тормозной привод

Материал из Энциклопедия журнала "За рулем"

Перейти к: навигация, поиск

Пневматический тормозной привод для затормаживания автомобиля или прицепа использует сжатый воздух.
Преимущества и недостатки пневматического привода во многом противоположны гидравлическому приводу.
Так, к преимуществам относят неограниченные запасы и дешевизну рабочего тела (воздух), сохранение работоспособности при небольшой разгерметизации, т. к. возможная утечка компенсируется подачей воздуха от компрессора, возможность использования на автопоездах для непосредственного управления тормозами прицепа, использование в других устройствах, таких как пневматический звуковой сигнал, привод переключения многоступенчатых коробок передач, усилитель сцепления, привод дверей автобуса, подкачка шин и т. п.
Недостатками пневмопривода являются: большое время срабатывания вследствие медленного поступления сжатого воздуха к удаленным воздухонаполняемым объемам через трубопроводы с малым диаметром, сложность конструкции, большие масса и размеры агрегатов из-за относительно небольшого рабочего давления, возможность выхода из строя при замерзании конденсата в трубопроводах и аппаратах при отрицательных температурах.
Простейший пневматический тормозной привод автомобиля (а) состоит из ресивера, в который подается сжатый воздух из компрессора, крана, приводимого в действие от педали, и тормозной камеры, шток которой связан с разжимным кулаком тормозного механизма.
При торможении поворотная пробка крана соединяет внутреннюю полость тормозной камеры с ресивером и сжатый воздух, воздействующий на диафрагму, приводит в работу тормозной механизм (б).
Давление воздуха в тормозной камере устанавливается такое же, как в ресивере. При повороте пробки крана в другое положение (а) сжатый воздух выходит из камеры в атмосферу. Разжимной кулак возвращается в первоначальное положение и происходит растормаживание.