Устройство автомобилей




Комбинированный привод тормозов



Комбинированным (смешанным) называется привод, в работе которого используется сочетание двух или даже нескольких типов приводов, например, гидравлического с пневматическим, электрического с пневматическим или электрического, гидравлического и пневматического. Из-за сложности конструкции и, как следствие, относительной дороговизны, такие приводы применяются только в случае крайней необходимости, поэтому в массовом автомобильном производстве они встречаются не часто.
Особенности конструкций комбинированного привода тормозных механизмов рассмотрим на примере пневмогидравлического (или гидропневматического) и электропневматического приводов.

***

Пневмогидравлический тормозной привод

Пневмогидравлический (или гидропневматический) привод является наиболее распространенным типом комбинированных приводов, в работе которых используется два рабочих тела – сжатый воздух и жидкость. Комбинация положительных свойств гидравлического и пневматического привода позволяет в этом случае повысить общую эффективность тормозной системы автотранспортных средств.

Пневмогидравлический привод имеет пневматический источник энергии в виде сжатого воздуха, а непосредственная передача усилия к тормозным колодкам осуществляется тормозной жидкостью под давлением. Такой тип привода позволяет создавать большое давление в гидравлической части привода, увеличивая, таким образом, мускульное усилие водителя на тормозную педаль.
Пневмогидравлический привод, в отличие от «чистого» пневматического привода, срабатывает значительно быстрее, т. е. отличается быстродействием, создавая при этом значительные тормозящие моменты на колесах. Время срабатывания пневмогидравлического привода примерно в полтора-три раза меньше, чем время срабатывания пневматического привода.

Но, как говорится, нет добра без худа. Пневмогидравлический привод существенно сложнее по конструкции, чем гидравлический или пневматический приводы, следовательно менее технологичен в производстве, дороже, а также требует больше затрат на техническое обслуживание в процессе эксплуатации.
Кроме того, пневмогидравлический привод «унаследовал» от гидравлического привода высокую чувствительность к попаданию воздуха в гидравлическую часть системы.
Эти негативные факторы в настоящее время сдерживают широкое применение пневмогидравлического привода в тормозных системах автомобилей.

Конструктивно пневмогидравлические приводы могут выполняться по различным схемам и иметь разную комбинацию использующихся устройств и приборов. Общее устройство пневмогидравлического привода рассмотрим на примере тормозной системы автомобиля Урал-4320, схема которого изображена на рис. 1.

Тормозной привод автомобиля Урал-4320 состоит из двух гидравлических контуров и одного пневматического контура. Первый гидравлический контур приводит в действие тормозные механизмы переднего и среднего мостов, второй – тормозные механизмы заднего моста.

комбинированный пневмогидравлический привод тормозных механизмов

Главной отличительной особенностью этого привода является наличие в нем пневмогидравлических аппаратов (рис. 2), которые иногда называют пневмоусилителями. Однако усилитель всегда устанавливается параллельно основному приводу (например, вакуумный усилитель в гидроприводе тормозов, гидравлический усилитель в рулевом управлении и т. п.), а пневмогидравлический аппарат в приводе тормозной системы рассматриваемого автомобиля установлен последовательно, являясь связующим звеном между гидравлической и пневматической частью тормозного привода. И если в случае с вакуумным усилителем (или усилителем руля) тормозная система (или рулевое управление) работать будет даже при отказе усилителя, хоть и менее эффективно, то в случае отказа пневмогидравлического аппарата тормозная система полностью теряет работоспособность.

В пневмогидравлическом аппарате происходит преобразование сравнительно невысокого давления воздуха (0,6…0,75 МПа) в относительно большое давление тормозной жидкости (10…15 МПа). Увеличение давления происходит вследствие значительной разности рабочих площадей поршней пневматической и гидравлической частей пневмогидравлического аппарата.

Пневмогидравлический аппарат состоит из двух пневматических цилиндров с промежуточной вставкой 4, внутри которой помещены пневматические поршни 3 и 6 на общем штоке 7 с возвратной пружиной, гидравлического цилиндра 11 с бачком 1 для тормозной жидкости, имеющего традиционную конструкцию.

Наличие двух пневматических поршней позволяет получить необходимое давление в гидравлической части привода при сравнительно небольших габаритах пневмогидравлического аппарата.

При нажатии на педаль тормоза воздух через тормозной кран поступает по трубопроводу под задний поршень 6. К другому поршню воздух поступает по каналу и радиальным отверстиям 10 в штоке 7. Под давлением воздуха шток с поршнями перемещается и через толкатель действует на поршень главного гидравлического цилиндра 11, который вытесняет тормозную жидкость в тормозную магистраль.

гидропневматический привод тормозных механизмов

При растормаживании воздух из пневмоцилиндров через тормозной кран выходит в окружающую среду. Поршни главного гидравлического цилиндра и пневмоцилиндров под действием пружин возвращаются в исходное положение.

В случае разгерметизации гидравлического контура или увеличении зазора в тормозных механизмах ход штока 7 при нажатии на тормозную педаль увеличится, что приведет к механическому замыканию контактов выключателя 12. Загоревшаяся на щитке приборов лампочка будет сигнализировать о неисправности системы.

Наряду с пневмогидравлическим приводом в настоящее время получают распространение тормозные системы с электрогидравлическим и электропневматическим приводом, которые обладают еще большим быстродействием.

***




Электропневматический привод тормозов

Электропневматический привод приобретает все большее распространение на длиннобазовых автомобилях в автопоездах в связи с необходимостью уменьшения времени срабатывания тормозного привода и улучшения согласованности работы тормозной системы тягача с тормозной системой прицепного транспортного средства.

Наряду с очевидными функциональными преимуществами отсутствие в пневматической линии привода многих традиционных приборов вызывает проблему обеспечения кинематического слежения, а также распределения тормозных сил между мостами. Поэтому для выполнения ключевых задач при управлении рабочими тормозными системами в электрическую часть комбинированного привода вводятся электронные блоки.

Принципиальная схема электропневматического привода рабочей тормозной системы с электронным управлением представлена на рис. 3.
Тормозная педаль 1 устанавливается на оси, связанной с потенциометром. При нажатии на педаль электронные блоки управления (ЭБУ) подают питание на электрические клапаны модуляторов 3 и 8 автомобиля и прицепа, которые сообщают ресиверы с тормозными камерами 2 и 5 автомобиля и 9 прицепа. Давление в тормозных камерах устанавливается пропорционально перемещению тормозной педали, т. е. сигналу, поступающему в электронные блоки от потенциометра, связанного с педалью тормоза.

электропневматический привод тормозных механизмов

При неизменном положении тормозной педали 1 давление в тормозных камерах 2, 5, 9 остается постоянным, так как клапаны модулятора 3 и 8 в этом случае закрыты. Закрытие клапанов происходит по команде блоков управления при равенстве сигналов от потенциометра педали и датчиков 6, 10 давления в контурах пневмопривода.

Регулирование тормозных сил между мостами происходит также под управлением электронных блоков в зависимости от сигналов датчиков 7, 11 нагрузки на каждую ось. В случае выхода из строя электрической цепи автопоезд может быть остановлен с помощью ручного крана 4.

***

Регуляторы тормозных сил