Устройство автомобилей




Регуляторы тормозных сил



При торможении вертикальные реакции на передних и задних колесах перераспределяются таким образом, что на передних колесах они увеличиваются, а на задних уменьшаются, поскольку автомобиль «клюет» под действием сил инерции.
При одинаковом давлении в тормозных приводах всех колес их тормозные механизмы создают равное тормозящее усилие, и это может привести к блокированию (движению без качения - скольжению) колес задней оси и, как следствие, заносу автомобиля.

Исключить этот негативный фактор можно дифференцированием тормозных усилий между колесами в зависимости от степени их силового контакта с дорогой – чем сильнее колесо прижато к дорожному полотну, тем большее тормозящее усилие к нему следует подводить. Если же колесо практически не имеет контакта с дорогой (не давит на нее), то и тормозить таким колесом не имеет смысла – оно просто перестанет вращаться и будет скользить по поверхности дорожного покрытия (блокируется). На современных автомобилях для дифференцирования тормозного усилия между колесами применяют регуляторы тормозных сил в сочетании с антиблокировочными системами.

Регуляторы тормозных сил ограничивают тормозные силы на задней оси автомобиля в зависимости от давления в тормозном приводе. Пропорционально силе нажатия на тормозную педаль и изменения нагрузки на заднюю ось. Они могут устанавливаться как в гидравлическом, так и в пневматическом тормозном приводе. Конструктивно и по принципу действия такие регуляторы могут существенно отличаться, но назначение у них одинаковое – перераспределить тормозящее усилие между осями в зависимости от степени контакта (прижатия) колес той или иной оси с дорогой.
Наиболее широко применяются регуляторы тормозных сил с пропорциональным клапаном и лучевые регуляторы тормозных сил.

***

Регулятор тормозных сил с пропорциональным клапаном

Регулятор с пропорциональным клапаном (рис. 1) применяется в гидроприводе легковых автомобилей с диагональным действием контуров. Через него тормозная жидкость поступает к обоим задним колесным цилиндрам.

назначение и принцип действия регулятора тормозных сил

Корпус 1 регулятора жестко закреплен на кронштейне, установленном на нижней части кузова автомобиля. На поршень 7 воздействует рычаг 8, связанный с балкой через упругий металлический рычаг или пружину.

В исходном положении тормозной педали камеры Б и Д, связанные с главным тормозным цилиндром, соединяются с камерами В и Г. При нажатии на тормозную педаль с ростом давления тормозной жидкости в камерах В и Г, поршень 7 и толкатель 4 начнут выдвигаться из корпуса, что приведет к посадке клапана 2 в седло 3 и перекрытию магистралей задних колес.

При увеличении нагрузки корпус автомобиля смещается относительно балки моста и усилие рычага 8 на поршень 7 увеличивается, т.е. выдвижение поршня 7 и дальнейшее срабатывание механизма регулятора будет происходить при большем давлении в главном тормозном цилиндре, что повысит эффективность задних тормозных механизмов.

При выходе из строя одной из диагоналей гидропривода регулятор обеспечивает работу исправной магистрали в нормальном режиме.

устройство регулятора тормозных сил

Более простую конструкцию имеют регуляторы, устанавливаемые в гидропривод с распределением контуров по мостам, так как в них всего одна камера, соединенная с главным тормозным цилиндром, и одна – с колесными цилиндрами.

***




Лучевой регулятор тормозных сил

В пневматическом тормозном приводе автомобиля КамАЗ-5320 применяется регулятор тормозных сил, позволяющий изменять давление воздуха в тормозных камерах колес задней тележки в зависимости от вертикальной нагрузки на оси в момент торможения. Взаимозависимость давлений воздуха в контурах передних колес и задней тележки, которую обеспечивает действие регулятора, представляет собой наклонную прямую линию (луч), поэтому такие регуляторы еще называют лучевыми. Он устанавливается на поперечину рамы в вертикальном положении и имеет гибкую механическую связь с балками моста (рис. 2).

принцип работы регулятора тормозных сил

Лучевой регулятор (рис. 3, а) имеет корпус, состоящий из двух частей 2 и 9, между которыми зажата мембрана 16. Большой ступенчатый поршень 14 связан с мембраной 16 с помощью кольцевой пружины 5, внутри ступенчатого поршня имеется клапан 13 с пружиной 12, прижимающей его к седлу.
На поршне по периметру выполнены наклонные ребра 7.
В верхнем корпусе 9 вставлена неподвижная вставка с аналогичными наклонными ребрами 6, нижние кромки которых проходят по границе с мембраной. Ребра 7 поршня находятся между ребрами 6 неподвижной вставки. Если поршень 14 находится в верхнем положении, то его ребра не касаются мембраны 16, и она опирается на поршень только в средней части, остальная же часть мембраны прилегает к неподвижным ребрам 6 вставки. Нижняя активная площадь мембраны в этом случае минимальна.

При опускании поршня 14 его ребра 7 начинают опираться на мембрану 16, и она при этом отходит от неподвижных ребер 6 вставки. Нижняя активная площадь мембраны возрастает. Таким образом, соотношение давлений на мембрану 16 снизу и на ступенчатый поршень 14 сверху равно соотношению их активных площадей.

Активная площадь верхней стороны поршня постоянна, а активная площадь мембраны меняется в зависимости от положения поршня.

В средней части корпуса регулятора находится подвижный толкатель 15, опирающийся на шаровую пяту 18, связанную через систему тяг с балками мостов, поэтому положение толкателя 15 зависит от прогиба рессор подвески задней тележки, т. е. нагрузки.
Снизу толкателя расположен поршень 19, полость под которым соединена трубкой 1 с выводом I подвода воздуха для обеспечения постоянного поджатия шаровой пяты 18 к толкателю 15. Через этот вывод регулятор соединяется с верхней секцией тормозного крана рабочей тормозной системы, через вывод II с тормозными камерами колес задней тележки. Вывод III через клапан 3 соединяет внутреннюю полость регулятора с атмосферой.

регулятор тормозных сил автомобиля КамАЗ

При отсутствии торможения (рис. 3, б) поршень находится в верхнем положении, клапан 13 закрыт и не упирается в седло толкателя. При этом тормозные камеры через вывод II, внутренний канал в толкателе и вывод III соединяются с атмосферой.

При торможении (рис. 3, в) воздух подается в регулятор через вывод I и поршень 14 перемещается вниз. В определенный момент клапан 13 упрется в седло толкателя 15 и закроет его внутренний канал, следовательно, тормозные камеры разобщатся с окружающей средой (атмосферой). Вслед за этим клапан 13 отойдет от седла в поршне и сжатый воздух через клапан и кольцевую щель между толкателем и поршнем поступает к выводу II и далее к тормозным камерам.

Следящее действие регулятора осуществляется следующим образом. Воздух, подающийся к тормозным камерам, одновременно попадает в полость А и с тем же давлением давит на мембрану 16 снизу. При достижении определенного давления сжатого воздуха поршень 14 с мембраной 16 поднимутся вверх.
Как только клапан 13 сядет в седло поршня, поступление сжатого воздуха из вывода I в вывод II прекратится.

Работа регулятора при изменении нагрузки на заднюю тележку будет осуществляться следующим образом. При максимальной нагрузке рычажный механизм, воздействуя на шаровую пяту 18, переместит толкатель 15 в верхнее положение. Для открытия клапана 13 необходимо незначительное перемещение поршня 14, при котором его ребра 7 не опустятся ниже ребер 6 неподвижной вставки. Активная площадь мембраны 16 при этом будет незначительной, и подъем поршня 14 вверх будет происходить при большем давлении в полости А снизу мембраны, а значит, сжатый воздух в тормозные камеры задней тележки будет подаваться под большим давлением.

особенности устройства и работа лучевого регулятора тормозных сил

При минимальной осевой нагрузке расстояние между задними мостами и регулятором будет наибольшим (рис. 3, г). Толкатель 15 при этом опустится в самое нижнее положение, и для открытия клапана 13 с целью подачи сжатого воздуха в вывод II поршень 14 должен максимально опуститься вниз.
В этом случае его ребра 7 опустятся ниже ребер 6 неподвижной вставки, что приведет к максимальному увеличению активной площади мембраны 16. Следовательно, равновесное положение наступит при значительно меньшем давлении в полости А, а значит, и давление сжатого воздуха в тормозных камерах в этом случае будет значительно меньшим.

Таким образом, регулятор в автоматическом режиме осуществляет дифференцирование тормозных сил между колесами переднего моста и задней тележки пропорционально распределению общей нагрузки на автомобиль между его передним мостом и задней тележкой. При этом регулятором учитываются не только статические нагрузки (вес автомобиля), но и инерционные нагрузки, возникающие при изменении скорости движения автомобиля.

***

Антиблокировочные системы