Тормозная система с пневматическим приводом

Тормозная система с пневматическим приводом

1. Назначение

    Тормозная система служит для снижения скорости и быстрой остановки автомобиля, а также для удержания его на месте при стоянке. Наличие надежных тормозов позволяет увеличить среднюю скорость движения, а, следовательно, эффективность при эксплуатации автомобиля. К тормозной системе автомобиля предъявляются высокие требования. Она должна обеспечивать возможность быстрого снижения скорости и полной остановки автомобиля в различных условиях движения. На стоянках с продольным уклоном до 16% полностью груженый автомобиль должен надежно удерживаться тормозами от самопроизвольного перемещен. Современный автомобиль оборудуется рабочей, запасной, стояночной и вспомогательной тормозными системами.      Рабочая тормозная система служит для снижения скорости движения автомобиля вплоть до полной его остановки вне зависимости от его скорости, нагрузки и уклонов дороги. Стояночная тормозная система служит для удержания неподвижного автомобиля на горизонтальном участке или уклоне дороги. Запасная тормозная система предназначена для плавного снижения скорости движения автомобиля до остановки, в случаи отказа полной или частичной рабочей системы.                       

  Вспомогательная система тормозов предназначена для поддержания постоянной скорости автомобиля, при движении его на затяжных спусках горных дорог, с целью снижения нагрузки на рабочею тормозную систему при длительном торможении.      

    Тормозная система прицепа, работающая в составе автопоезда, служит как и для снижения скорости движения прицепа, так и для автоматического торможения его при обрыве сцепки с тягачом.

 

Устройство и работа узлов тормозной системы автомобиля зил-130

   Автомобиль оборудован независимыми один от другого тормозами - рабочим и стояночным. Стояночный тормоз (рис. 1.1) автомобиля трансмиссионный, барабанного типа, с двумя внутренними колодками. Стояночный тормоз можно использовать при движении только в аварийных случаях. Пользоваться стояночным тормозом при обычной езде не разрешается, так как он сильно нагружает механизмы силовой передачи, а при длительном притормаживании автомобиля тормоз нагревается до высокой температуры и может выйти из строя.  
 

Рис. 1.1 Тормозной механизм стояночного тормоза

1 - фрикционная накладка; 2- барабан; 3- кронштейн; 4 - сальник кронштейна; 5 - малая оттяжная пружина колодок; 6, 13- колодки; 7 - ось колодок; 8--гайка  крепления фланца; 9 - фланец ведомого  вала коробки передач; 10 - болт; 11-регулировочный  болт; 12 - шайба; 14 - большая оттяжная  пружина колодок; 15 - сухарь колодки; 16 - разжимной кулак; 17 - щит; 18 - регулировочный рычаг; 19 - вилка; 20-тяга привода; 21-ушко тяги тормозного крана; 22 - палец тяги; 23-гайка; 24 - пластина рычага; 25 - зубчатый сектор; 26 - распорная втулка; 27 - стопорная защелка; 28 - тяга стопорной защелки; 29 - рычаг стояночного тормоза; 30 - рукоятка тяги стопорной защелки

Рабочий тормоз (рис. 1.2) барабанного типа, с двумя внутренними колодками, установлен на всех колесах автомобиля. Привод рабочего тормоза пневматический, обеспечивает возможность автоматического (синхронного с тормозами автомобиля) приведения в действие тормозов прицепа, если последний оборудован тормозами с пневматическим однопроводным приводом. При нажатии на педаль тормозной кран открывает доступ сжатому воздуху из баллонов в тормозные камеры. Под давлением воздуха штоки тормозных камер перемещаются, поворачивая при этом разжимные кулаки, которые прижимают колодки к тормозным барабанам. При отпускании педали тормозной кран перекрывает выход воздуха из баллонов и выпускает воздух из тормозных камер в атмосферу.  
                       

Рис. 1.2. Тормозной механизм рабочего тормоза

1 - суппорт; 2 - ось колодки; 3 - колодка; 4 - фрикционная накладка; 5 - оттяжная пружина; 6 - опора ролика; 7 - ролик; 8 - тормозная камера; 9 - кронштейн  тормозной камеры; 10 - регулировочный  рычаг; 11 - разжимной кулак; 12 - тормозной  барабан 

Пневматический привод

    На автомобиле ЗИЛ-130 применена тормозная система с пневматическим приводом. Такая система тормозов состоит из колесных тормозных механизмов и пневматического привода.

   Тормозной механизм колес автомобиля ЗИЛ-130. Чугунные тормозные колодки стягиваются пружиной, верхними концами они опираются на разжимный кулак, а нижними — на эксцентриковые пальцы.

   Каждая тормозная колодка имеет по две приклепанные к ней фрикционные накладки. Чтобы не допустить бокового смещения колодок, они на одном конце удерживаются накладкой, надетой на пальцы, а на другом — скобой, охватывающей стягивающую пружину. Разжимный кулак изготовлен вместе с валом. На внешнем шлицованном конце вала укреплен рычаг, внутри которого размещены червячная шестерня и червяк. Рычаг при помощи штока соединен с диафрагмой, зажатой между корпусом и крышкой тормозной камеры.

   На автомобилях с пневматическим приводом тормозов для создания постоянного запаса сжатого воздуха служит компрессор и воздушные баллоны. На автомобиле ЗИЛ-130 для этой цели установлен двухцилиндровый поршневой компрессор, который укреплен на головке цилиндров и приводится в действие ремнем от шкива вентилятора системы охлаждения

 

    Компрессор состоит из картера, блока цилиндров, головки, поршней с кольцами, шатунов, коленчатого вала, двух нагнетательных и двух впускных клапанов с пружинами, коромысла, двух плунжеров, двух штоков и приводного шкива.

    Под действием разрежения, создаваемого в цилиндре компрессора, когда поршень опускается вниз, а нагнетательный клапан закрывается, впускной клапан открывается и в цилиндр по патрубку поступает воздух, предварительно очищающийся в воздушном фильтре карбюратора. При движении поршня вверх впускной клапан закрывается, воздух в цилиндре сжимается и под его давлением открывается нагнетательный клапан, через который воздух поступает в камеру головки. Для охлаждения головки, которая нагревается во время работы компрессора, к ней по гибким резиновым шлангам от системы охлаждения двигателя подводится вода.         Разгрузочное устройство соединено с регулятором давления, который автоматически поддерживает заданное давление воздуха в системе пневматического привода тормозов.

    Если давление сжатого воздуха в системе находится в пределах 5,6 - 7,4 кГ/см2, при помощи регулятора давления полость разгрузочного устройства соединяется с воздушными баллонами, в которых содержится запас сжатого воздуха. Поступление воздуха в систему прекращается, как только под давлением воздуха плунжеры и штоки разгрузочного устройства поднимутся вверх и впускные клапаны при этом откроются.

    Если давление сжатого воздуха в системе снизится до 5,6 кГ/см2, впускные клапаны под воздействием пружины через коромысла опускаются и сжатый воздух будет поступать в воздушные баллоны до тех пор, пока давление воздуха в них не достигнет 7,4 кГ/см2.

    Для смазки трущихся деталей компрессора масло от главной магистрали системы смазки двигателя по маслопроводу, подведенному к торцу коленчатого вала, поступает в масляный канал в коленчатом валу, к шатунным подшипникам и по каналу в шатуне к поршневым пальцам. Из картера компрессора масло по маслопроводу вновь возвращается в картер двигателя.

Рис. 1.3. Схема пневматической системы автомобиля

а - расположение пневматического  оборудования на автомобиле ЗИЛ-130; b - установка  комбинированного тормозного крана  и воздушного звукового сигнала  на седельном тягаче ЗИЛ-130В1; с -установка  одинарного крана на шасси ЗИЛ-130Д1; 1 - компрессор; 2 - регулятор давления; 3 - стеклоочиститель; 4 - ручка управления стеклоочистителем; 5 - двухстрелочный. манометр для контроля давления воздуха  в тормозной системе; 6 - воздушный  баллон; 7 - предохранительный клапан; 8 - кран отбора воздуха; 9 - педаль тормоза; 10 - комбинированный тормозной кран; 11 -сливной кран; 12 - тормозная камера; 13 - соединительная головка; 14 - кнопка воздушного сигнала; 15 - воздушный сигнал

     Управление тормозными механизмами автомобиля без прицепа при помощи регулирования подачи сжатого воздуха из баллонов к тормозным камерам выполняют тормозным краном. Этот кран также обеспечивает постоянную тормозную силу при неизменном положении педали тормоза и быстрое растормаживание после прекращения нажатия на педаль.

    Корпус 7 тормозного крана (рис. 1.4) прикреплен к поперечине рамы. Мембрана 9 из специальной прорезиненной ткани зажата краями между корпусом 7 и крышкой 13. В центре мембраны расположено седло 8 выпускного клапана 11; седло опирается на стакан 6 уравновешивающей пружины 5. Полость крана сообщается через выпускное окно В и клапан 17 с атмосферой, а через отверстие А - непосредственно с тормозными камерами колес и через отверстие Б - с воздушным баллоном. Возвратная пружина 10 постоянно стремится отжать мембрану влево, открыть выпускной клапан 11 и через седло 8 клапана и выпускное окно В соединить тормозные камеры колес с атмосферой. Седло 15 впускного клапана 14 установлено в горловине крышки 13 и зажато в ней штуцером воздухопровода. Возвратная пружина 12 опирается на седло 15 и прижимает к нему впускной клапан 14. Воздух из воздушных баллонов не будет про ходить в отверстие А, а следовательно, и к тормозным камерам.

    Двуплечий рычаг 4, соединенный тягой 1 с педалью тормоза, опирается на стакан 6. При нажатии на педаль тормоза тяга 1, про ходящая внутри резинового гофрированного защитного чехла 2 и крышки 3, поворачивает рычаг 4 на оси. При этом стакан 6 с пружиной 5 перемещается вправо, мембрана 9 прогибается, клапан 11 закрывается и открывается впускной клапан 14. Мембрана 9 вместе со стаканом 6, клапанами 11 и 14, пружинами 5, 10 и 12 образует следящий механизм, имеющий следующие три положения.

    Первое положение соответствует отпущенной педали тормоза, когда оба клапана под действием пружин 10 и 12 занимают крайнее левое положение.

Рис. 1.4 - Тормозной кран пневматического тормозного привода автомобиля ЗИЛ-l30:

1 - тяга привода тормозного  крана; 2 - защитный чехол; 3 - крышка  рычага; 4 - рычаг крана; 5 - уравновешивающая  пружина; 6 - стакан уравновешивающей  пружины; 7 - корпус крана; 8 и 15 - седла; 9 - мембрана; 10 и 12 - возвратные пружины; 11 - выпускной клапан; 13 - крышка тормозного  крана; 14 - впускной клапан; 16 - корпус; 17 - клапан выпускного окна; 18 - регулировочный  болт; А - отверстие, через которое  воздух поступает к тормозным  камерам; Б - отверстие, через  которое воздух поступает из  воздушного баллона; В - выпускное  окно.

    При этом впускной клапан 14 закрыт, а тормозные камеры через отверстие А и открытый выпускной клапан 11 соединены с атмосферой.

    Второе положение соответствует нажатию на педаль тормоза. Усилие водителя через рычаг 4, стакан 6, пружину 5 и седло 8 передается мембране 9, которая прогибается. Седло 8 садится на клапан 11, и отверстие А разобщается с атмосферой. Клапан 14 при этом остается закрытым, так как его открытию препятствует давление сжатого воздуха и пружины 12.

    Третье положение соответствует дальнейшему нажатию на педаль тормоза, когда открывается впускной клапан 14. Сжатый воздух из баллонов поступает через отверстие А к тормозным камерам - происходит торможение автомобиля. Под действием сжатого воздуха мембрана 9 прогибается влево; при этом сжимается пружина 5. Когда силы, действующие на мембрану, уравновесятся, она займет второе положение, при котором оба клапана закрыты, а тормозная сила будет сохраняться постоянной.

    Увеличение усилия на педали тормоза приводит к впуску дополнительного количества воздуха через клапан 14 и к повышению давления в тормозных камерах, так как пружина 5 будет сжата с большей силой.

    При растормаживании все процессы протекают в обратной последовательности: рычаг 4 перестает давить через стакан 6 на пружину 5 и седло 8, выпускной клапан 11 открывается, а впускной клапан 14 закрывается. Сжатый воздух выходит из тормозных камер через клапан 17 выпускного окна в атмосферу. В крышке 13 тормозного крана установлен датчик стоп-сигнала. Болт 18 служит для регулировки режима холостого хода.

    Комбинированный тормозной кран. Его устанавливают на автомобилях, предназначенных для работы с прицепами и полуприцепами. В комбинированном тормозном кране автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 1.4) есть две секции, из которых верхняя управляет тормозными механизмами прицепа, а нижняя - тормозными механизмами тягача. Устройство нижней секции аналогично устройству обычного тормозного крана (см рис. 1.4). Правые части обеих секций однотипны. В седло 11 (рис. 1.5) выпускного клапана 16 под действием пружины 7 упирается шток 3, проходящий внутри направляющей втулки 8. На оси 4 штока качается большой рычаг 6, который осью 1 связан с вилкой малого рычага 2.

    Полости А и Е каналами и через окно 28 сообщаются с атмосферой. Полость Б связана с пневмалинией прицепа, полость Д - с тормозными камерами колес тягача. Отверстия В и Г соединяют кран с воздушными баллонами.

    При отпущенной педали тормоза пружина 7 верхней секции крана перемещает шток вправо, прижимает седло 11 к клапану 16 и закрывает его. В этом случае клапан 14 передвигается вправо от своего седла, и воздух из баллонов тягача поступает в пневмалинию прицепа, создавая в ней давление. Под действием повышенного давления в пневмалинии воздухораспределитель (его работа будет описана ниже) соединяет тормозные камеры колес прицепа с атмосферой, и тормозные механизмы прицепа выключаются. Работа нижней секции аналогична работе обычного крана.

    При нажатии на педаль тормоза верхний конец рычага 6 переместится влево и потянет за собой через ось 4 шток 3, сжимая пружину 7. Под действием пружины 12 мембрана 10 прогнется влево, увлекая за собой седло 11 клапана 16. Под действием пружины 15 клапан 14 закроется, а между клапаном 16 и его седлом появится кольцевой зазор. При этом полость Б через седло 11 клапана, полость А и окно 28 будет сообщаться с атмосферой. Полость Б соединится с пневмалинией прицепа, поэтому давление в последней снизится, и распределитель направит сжатый воздух из баллона прицепа в тормозные камеры колес - произойдет торможение. Рычаг 6 повернется на оси 4 и нижним концом заставит переместиться вправо рычаг 2. После этого стакан 25 уравновешивающей пружины переместит седло 24 и, прижав его к клапану 20, передвинет вместе с клапаном 19. Выпускной клапан 20 будет закрыт, а впускной клапан 19 - открыт. Воздух из баллонов тягача через открытый впускной клапан и полость Д поступит в тормозные камеры колес тягача, и они будут заторможены.

Рис. 1.5 - Комбинированный  тормозной кран автомобиля ЗИЛ-130:

1 и 4 - оси; 2 - малый рычаг; 3 - шток; 5 - валик рычага ручного  привода ; 6 - большой рычаг; 7 - уравновешивающая  пружина секции, управляющей тормозными  механизмами прицепа; 8 - направляющая  втулка штока; 9 - тарелка пружины; 10 и 23 - мембраны; II и 24 - седла клапанов; 12, 15, 17, 21 и 26 - пружины; 13 и 18 - крышки; 14 и 19 - впускные клапаны; 16 и 20 - выпускные клапаны; 22 - корпус выключателя; 25 - стакан уравновешивающей пружины; 27 - корпус; 28 - окно; А, Б, Д и  Е - полости; В и Г – отверстия.