ВОПРОС 4. Особенности привода тормозов автомобилей КамАЗ

Тормозная система автомобилей КамАЗ наиболее полно отвечает требо­ваниям, предъявляемым к тормозным системам большегрузных автомобилей.

На современных автомобилях в целях обеспечения безопасности движения устанавливают несколько тормозных систем.

Рабочая тормозная система предназначена для снижения скорости движения автомобиля с желаемой интенсивностью вплоть до полной остановки независимо от скорости, нагрузки и величины уклона дороги. Она приводится в действие усилием ноги водителя, прилагаемым к педали ножного тормоза. Эффективность действия рабочей тормозной системы наибольшая по сравнению с другими типами тормозных систем.

Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения скорости движения автомобиля или его остановки. Она оказывает меньшее тормозящее действие на автомобиль, чем рабочая система.

Запасная тормозная система приводит в действие тормозные механизмы среднего и заднего мостов.

Стояночная тормозная система предназначена для удержания неподвижного автомобиля на горизонтальном участке пути или уклоне длительное время без участия водителя. Ее роль выполняет запасная тормозная система при создании максимального тормозного усилия. Ориентировочно: эффективность стояночной тормозной системы должна обеспечивать удержание неподвижного автомобиля на уклоне такой крутизны, которую он сможет преодолеть на низшей передаче.

Вспомогательная тормозная система предназначена для снижения нагрузки на рабочую тормозную систему или самостоятельного поддержания постоянной скорости при длительном торможении, например на длинных спусках в горной или холмистой местности.

Каждая тормозная система состоит из тормозных механизмов (тормозов) и тормозного привода.

Рабочая, запасная и стояночная тормозные системы автомобилей семейства КамАЗ оснащены колесными колодочными тормозными механизмами, отличающимися высокой стабильностью тормозных свойств, с расположением колодок внутри барабанов на неподвижных опорах, с S-образным разжимным кулаком. При этом тормозные механизмы всех колес принадлежат к рабочей тормозной системе, а тормозные механизмы колес задней тележки являются одновременно составными частями запасной и стояночной тормозных систем.

Тормозной привод состоит из пяти контуров:

- рабочей тормозной системы передних колес;

- рабочей тормозной системы задней тележки;

- запасной и стояночной тормозных систем;

- вспомогательного тормоза-замедлителя;

- системы аварийного растормаживания, предназначенной для кратко­временной подачи сжатого воздуха к тормозным механизмам задней тележки при неисправности ручного тормозного крана запасной и стояночной системы.

Как шестой контур, при использовании автомобиля в качестве тягача автопоезда можно рассматривать контур привода тормозов прицепа.

Рассмотрим перечень, назначение и принцип действия основных узлов пневматического привода, из которых составлены тормозные контуры.

Компрессор обеспечивает создание запаса сжатого воздуха. Компрессор поршневого типа, двухцилиндровый, одноступенчатого сжатия, производительностью 220 л/мин при частоте вращения коленчатого вала двигателя 2000 об/мин и противодавлении 0,7 МПа. Привод компрессора шестеренчатый от блока распределительных шестерен. Система охлаждения и смазки компрессора подключены к соответствующим системам двигателя. Установлен компрессор на переднем торце картера маховика двигателя.

Регулятор давления автоматически поддерживает давление в системе в пределах 0,62–0,75 МПа, срабатывает как предохранительный клапан при повышении давления до 1,0 МПа и очищает систему от загрязнения.

Предохранитель от замерзания предназначен для защиты системы от замерзания скопившегося конденсата. Корпус предохранителя заполняют этиловым спиртом. При прохождении воздуха через предохранитель, капельки влаги насыщаются парами этилового спирта. Температура замерзания такой смеси значительно снижается. Температура замерзания чистого этанола минус 114,2 ⁰С.

Тройной защитный клапан служит для разделения магистрали сжатого воздуха на три независимых контура, а также для автоматического отключения потерявшего герметичность контура с целью сохранения давления в исправных контурах.

Для того чтобы сжатый воздух попал в контуры необходимо давление 0,51–0,52 МПа. Это давление открывает клапаны. При меньшем давлении контуры перекрыты. Следовательно, через негерметичный контур, сжатый воздух будет выходить в атмосферу только при большем давлении. Поэтому давление в контурах ниже значения 0,5 МПа не упадет.

Двойной защитный клапан служит для создания двух независимых контуров. Несколько отличающийся по конструкции, он работает аналогично тройному клапану. Давление воздуха в исправном контуре не упадет ниже значения 0,52 – 0,54 МПа.

Двухсекционный тормозной кран предназначен для управления исполнительными механизмами тормозов рабочей тормозной системы автомобиля. Подача сжатого воздуха осуществляется из секций крана в первый и второй контуры независимо. При выходе из строя одного контура, другой обеспечит торможение.

Ручной тормозной кран служит для обеспечения торможения запасной и стояночной системами. Это обеспечивается выпуском сжатого воздуха в атмосферу.

Клапан ограничения давления служит для:

- уменьшения давления воздуха в тормозных камерах передних колес автомобиля при торможении с малой эффективностью с целью улучшения устойчивости и управляемости, особенно на скользких дорогах, т. е. для предотвращения возникновения юза;

- увеличения давления воздуха в тормозных камерах передних колес автомобиля до пределов давления в тормозных камерах задних колес при торможении с максимальной эффективностью;

- обеспечения выпуска воздуха из передних тормозных камер в атмосферу с целью ускорения растормаживания.

Принцип действия основан на использовании поршней с различной площадью, нагруженных пружинами разной жесткости.

Ускорительный клапан установлен на задней тележке и предназначен для уменьшения времени срабатывания привода стояночной и запасной систем за счет сокращения длины магистрали подачи (и выпуска) сжатого воздуха к тормозам задней тележки.

Двухмагистральный перепускной клапан обеспечивает раздельное сообщение тормозных механизмов задней тележки с ручным тормозным краном или с краном аварийного растормаживания.

Автоматический регулятор тормозных сил предназначен для автоматического регулирования тормозных сил на колесах задней тележки в зависимости от изменения их осевой нагрузки, т. е. степени загруженности автомобиля. Регулирование тормозных сил достигается изменением давления воздуха в тормозных камерах задней тележки в зависимости от действительной осевой нагрузки при торможении. Делается это для использования максимальных сил по сцеплению в контакте шин с опорной поверхностью и для обеспечивания тем самым устойчивого движения автомобиля при торможении на больших скоростях.

Обеспечивается изменение давления различной площадью воздействия диафрагмы на поршень с нижней его стороны.

Пневматический кран с кнопочным управлением предназначен для подачи сжатого воздуха к приборам и выпуска его в атмосферу.

Для обеспечения работы автомобиля в составе автопоезда устанавливается оборудование для питания сжатым воздухом и управления тормозами прицепов, как с однопроводным, так и с двухпроводным приводом тормозов. На автомобиле установлены:

1) Клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом, который действует при наличии двух автономных соединительных магистралей – питающей и управляющей.

Клапан трехсекционный и может срабатывать при включении любого контура рабочей тормозной системы, а также запасной (стояночной) системы.

2) Клапан управления тормозами прицепа с однопроводным приводом,действующий при наличии одной соединительной магистрали, используемой в качестве и питающей, и управляющей. Клапан обеспечивает работу воздухораспределителя прицепа.

3) Одинарный защитный клапан который сохраняет давление в воздушном баллоне автомобиля-тягача при аварийном уменьшении давления в питающей магистрали прицепа, а также препятствует выходу сжатого воздуха из магистрали прицепа при аварийном падении давления в тормозном приводе автомобиля-тягача, предотвращая автоматическое самозаторма­живание прицепа.

4) Разобщительные краны и соединительные головки, предназ­наченные для соединения пневмосистем автомобиля-тягача и прицепа. Их три пары. Они обеспечивают подключение системы прицепа как с двухпроводной, так и с однопроводной линиями привода.

5) Кнопочный кран подачи (выпуска) воздуха и пневмоцилиндры,обес­печивающий работу вспомогательной тормозной системы. Пневмоцилиндры обеспечивают поворот заслонки для перекрытия выпускного коллектора (2 шт.) и установку рычага топливного насоса высокого давления в положение нулевой подачи.

Тормозные камеры

Колеса переднего моста оснащены обычными тормозными камерами (тип 24) с расположенными в корпусе диафрагмой со штоком и возвратной пружиной.

Тормозные камеры типа 20 с пружинными энергоаккумуляторами устанавливаются на колесах задней тележки, они предназначены для приведения в действие тормозных механизмов при включении как рабочей, так и запасной (стояночной) тормозных систем.

К обычной тормозной камере типа 24 присоединен цилиндр с находящейся в нем мощной пружиной (рис. 5.2). В разжатом состоянии пружина, воздействуя на поршень, через толкатель и подпятник перемещает диафрагму так же, как она перемещается при подаче в наддиафрагменную полость сжатого воздуха. Шток выдвигается, происходит затормаживание колеса. При подаче сжатого воздуха под поршень, последний, сжимая пружину, освобождает диафрагму. Тормозная камера работает как обычно (рабочая тормозная система).

Рис. 5.2. Тормозная камера с энергоаккумулятором: 1 – шток, 2 – корпус камеры, 3 – диафрагма, 4 – диск, 5 – фланец цилиндра, 6 – подпятник, 7 – цилиндр,        8 – поршень с манжетой, 9 – пружина энергоаккумулятора, 10 – винт, 11 – трубка, 12 – толкатель, 13 – подпятник

Таким образом, для привода в действие энергоаккумулятора (затормаживание задней тележки) необходимо выпустить из цилиндра сжатый воздух.

Работа пневматического тормозного привода автомобилей семейства КамАЗ

Рассмотрим системы пневматического привода тормозов, их состав и работу.

Система питания пневматического привода тормозов создает запас сжатого воздуха для обеспечения работы потребителей. Она включает в себя компрессор, регулятор давления и предохранитель от замерзания конденсата.

Контур привода тормозов колес передней тормозной системы и прицепа состоит из секции тройного защитного клапана, воздушного баллона емкостью 20 л, нижней секции двухсекционного тормозного крана, клапана ограничения давления, клапана контрольного вывода (для измерения давления в системе при ее регулировке), двух тормозных камер тип 24, трубопроводов и шлангов, соединяющих эти аппараты, трубопровода от нижней секции тормозного крана к нижней секции клапана управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом.

Рис. 5.3. Схема пневмопривода тормозной системы КамАЗ: 1 – кран аварийного растормаживания, 2 – тормозной кран обратного действия, 3 – цилиндр выключения подачи топлива, 4 – компрессор, 5 – регулятор давления, 6 – предохранитель от замерзания, 7 – двойной защитный клапан, 8 – воздушный баллон 2-го контура, 9 – воздушный баллон 4-го контура, 10 – тройной защитный клапан, 11 – ускорительный клапан, 12 – двухмагистральный клапан, 13 – регулятор тормозных сил, 14 – разобщительный клапан, 15 – соединительная головка, 16 – воздушные баллоны 3-го контура, 17 – тормозная камера с энергоаккумулятором, 18 – воздушный баллон 1-го контура, 19 – цилиндр привода заслонки выпускного трубопровода, 20 – тормозной кран, 21 – клапан ограничения давления, 22 – пневматический кран управления вспомогательным тормозом, 23 – тормозная камера переднего колеса

При нажатии на педаль привода двухсекционного тормозного крана сжатый воздух из ресивера поступает в тормозные камеры передних колес и затормаживает их. Также сжатый воздух подается в тормозную систему прицепа через клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом, а клапан управления тормозами с однопроводным приводом обеспечивает снижение давления в питающе-управляющем трубопроводе. Происходит затормаживание автопоезда.

При выпуске сжатого воздуха через клапан ограничения давления в атмосферу контур растормаживается.

Контур привода тормозов задней тележки рабочей тормозной сис­темы и прицепа состоит из секции тройного защитного клапана, воздушного баллона емкостью 40 л, верхней секции двухсекционного тормозного крана, автоматического регулятора тормозных сил, четырех тормозных камер типа 20, клапана контрольного вывода, трубопроводов и шлангов, соединяющих эти аппараты, трубопровода от верхней секции тормозного крана к верхней секции клапана управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом.

Этот контур работает аналогично предыдущему. Сжатый воздух из тормозных камер при растормаживании выходит в атмосферу через автоматический регулятор тормозных сил.

Контур привода тормозов стояночной и запасной системы, а также питания комбинированного привода тормозов прицепа (полуприцепа) состоит из секции двойного защитного клапана, двух воздушных баллонов общей емкостью 40 л, клапана контрольного вывода, ручного тормозного крана, ускорительного клапана, части двухмагистрального перепускного клапана, четырех пружинных аккумуляторов, трубопроводов и шлангов между аппаратами трубопровода от ручного тормозного крана к средней секции клапана управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом и трубопровода от воздушного баллона к одинарному защитному клапану для питания привода тормозов прицепа.

При повороте рукоятки ручного тормозного крана сжатый воздух выходит из-под поршня энергоаккумулятора. Пружины, распрямляясь, перемещают диафрагмы тормозных камер и затормаживают заднюю тележку.

При повороте рукоятки на угол 90⁰ воздух выпускается полностью, происходит полное затормаживание – стояночная тормозная система.

При повороте рукоятки на меньший угол, следящее действие обеспечивается давлением на поршень крана сжатого воздуха с одной стороны и уравновешивающей пружины с другой. Давление воздуха в цилиндре энергоаккумулятора снижается не полностью, пружина распрямляется не полностью, колодки тормозного механизма только притормаживают барабан колеса – запасная тормозная система.

При возврате рукоятки крана в положение «расторможено», в энерго­аккумуляторы подается сжатый воздух, задняя тележка растормаживается.

Контур привода вспомогательной тормозной системы и питания потребителей состоит из секции двойного защитного клапана, воздушного баллона емкостью 40 л, клапана контрольного вывода, пневматического крана, двух цилиндров привода заслонок моторного тормоза-замедлителя, цилиндра привода выключения подачи топлива, трубопроводов и шлангов между аппаратами. Работа системы была рассмотрена выше. От этого контура сжатый воздух поступает к дополнительным (нетор­мозным) потребителям: стеклоочистителям, пневмосигналу, пневмогидравли­ческому усилителю сцепления, управлению агрегатами трансмиссии и пр.

Контур привода системы аварийного растормаживания тормозов стояночной тормозной системы состоит из секции тройного защитного клапана, пневматического крана, части двухмагистрального перепускного клапана, трубопроводов и шлангов, соединяющих аппараты. Питание – от воздушных баллонов контуров рабочей тормозной системы.

При подаче с помощью пневмокрана сжатого воздуха в цилиндры энер­го­аккумуляторов происходит растормаживание задней тележки. Для работы контура необходимо удерживать в нажатом положении кнопку крана. Контур используется для кратковременного растормаживания, когда необходимо убрать машину с проезжей части, железнодорожного переезда и т. д.

Механическое растормаживание тормозов колес задней тележки в случае отсутствия воздуха в пневматическом приводе тормозов и недостаточной герметичности цилиндров энергоаккумуляторов производится вывертыванием болтов механического растормаживания. При этом выворачиваемый болт поднимает поршень, сжимая пружину.

Этот способ растормаживания применяется при буксировке поврежденного автомобиля, при неработающем компрессоре и т. д.

Привод тормозов прицепа автомобилей-тягачей комбинированный – однопроводный и двухпроводный, включает в себя клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом, одинарный защитный клапан, клапан управления тормозами прицепа с однопроводным приводом, три разобщительных крана и три соединительных головки – две головки типа «Палм» для двухпроводного привода тормозов прицепа и одну головку типа «А» для однопроводного привода тормозов прицепа.

Питание привода тормозов прицепа осуществляется из воздушного баллона контура привода стояночной и запасной тормозной системы.

Клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом обеспечивает привод в действие тормозов прицепа при трех независимых друг от друга командах (I, II, и III контуры), действующих одновременно или порознь. В каждом случае подается команда и на клапан управления тормозами прицепа с однопроводным приводом.

В двухпроводном приводе по одной магистрали постоянно подается сжатый воздух в ресиверы прицепа, а вторая является управляющей – давле­ние в ней возрастает при торможении. Установленный на прицепе воздухо­распределительный клапан устанавливает давление воздуха, поступающего в тормозные механизмы прицепа, равным давлению в управляющей магист­рали, которое равно давлению в тормозной магистрали тягача. Воздухорас­пределитель обеспечивает также подачу воздуха из ресивера прицепа к тормозным механизмам при обрыве питающей магистрали.

Однопроводный привод прост, дешев, но имеет два существенных недостатка: меньшее быстродействие и возможность израсходования запаса воздуха при неоднократных, переменных по усилию притормаживаниях, так как воздух подается только при растормаживании прицепа. Увеличение времени срабатывания объясняется тем, что затормаживание происходит при снижении давления в соединяющей с тягачом магистрали. А снижение давления в системе происходит обычно в 1,5–2,5 раза медленнее, нежели ее наполнение сжатым воздухом.