Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Июня 2013 в 23:35, лекция
Процесс торможения движущегося автомобиля заключается в создании искусственного сопротивления этому движению. Обычно (за исключением рекордных автомобилей, для торможения которых могут использоваться парашютные системы) уменьшение скорости автомобиля вплоть до его полной остановки осуществляется путем создания реактивных тормозных сил в контакте колес с дорогой, направленных в сторону, противоположную движению. Тормозные силы создаются и для удерживания автомобиля на месте. В свою очередь, возникновение тормозной силы достигается за счет торможения колеса специальным, обычно фрикционным, устройством - тормозным механизмом.
Рис. 30. Кран управления тормозами прицепа с однопроводным приводом.
Ввод IV соединен с установленной на тягаче магистралью, предназначенной для управления тормозами прицепа, имеющего двухпроводное управление. При нажатии водителем на педаль тормоза повышающееся давление в системе поднимает диафрагму 8 и открывает клапан 4, после чего давление на выводе II начнет снижаться.
Для обеспечения опережения торможения прицепа в конструкцию введен дифференциальный (ступенчатый) поршень 10. На его нижнюю поверхность действует давление, равное давлению на выводе II. На периферийную верхнюю поверхность действует давление, имеющееся на вводе I и поступающее к поршню по каналу 11. На верхнюю внутреннюю поверхность поршня 10 действует давление, управляющее диафрагмой 8. В расторможенном состоянии и при больших значениях давления поршень прижимается к опоре 9 и не участвует в регулировании давления на выводе II. Указанное регулирование осуществляется за счет взаимодействия давления, действующего на нижний торец штока 6, давления, действующего на начальном этапе торможения только на диафрагму и силы пружины 7. По мере увеличения давления на вводе IV давление на выводе II будет уменьшаться. При некотором давлении сумма сил, действующих на дифференциальный поршень 10 сверху, превысит силу, приложенную к нему снизу. В результате поршень сместится вниз, сядет на кольцо 5 и начнет участвовать в регулировании давления.
В некоторых
случаях для обеспечения
Пневматический тормозной привод прицепа должен иметь устройство, способное обеспечивать заполнение ресиверов его тормозной системы от компрессора тягача. Он должен устанавливать в соответствии с получаемой с тягача информацией в своей тормозной магистрали определенное давление. В случае разрыва автопоезда тормозной привод должен автоматически включать тормозные механизмы. Такие устройства получили название воздухораспределителей. На рис. 31 приведен общий вид такого прибора.
Рис.31. Воздухораспределитель тормозной системы прицепа
К вводу I присоединяется либо соединительная магистраль однопроводного привода прицепа, либо питающая магистраль двухпроводного привода. Выводы II и III соединены с атмосферой и с ресиверами прицепа соответственно. Вывод IV соединен с тормозной магистралью прицепа, а ввод V в случае установки воздухораспределителя на прицепе с двухпроводным управлением соединяется с управляющей магистралью привода.
При однопроводном приводе прицепа на режиме отсутствия торможения воздух из ввода I, отгибая края манжеты 3, поступает через ввод III в ресиверы прицепа. При этом давление в полостях А и В одинаковое, и пружина 5, подняв поршни 4, 6 и 7, закрывает клапан 1 и открывает клапан 2, в результате чего тормозная магистраль прицепа соединяется с атмосферой, то есть вентилируется. При однопроводном приводе прицепа в случае торможения давление на вводе I начинает снижаться, края манжеты 3 садятся на корпус, перепад давлений между полостями А и В опускает вниз поршни 4 и 7, клапан 2 закрывается, а клапан 1 открывается, в результате чего начинает подниматься давление на выводе IV. Реактивным элементом, обеспечивающим пропорциональность управляющего воздействия (в данном случае перепада давлений в полостях А и В) и давления на выводе IV, является малый поршень 7. Большой поршень 6 при работе однопроводного привода прицепа не функционирует.
При работе тягача с прицепом, имеющим двухпроводную систему, воздух из питающей магистрали через ввод I наполняет ресиверы прицепа аналогично тому, как это имеет место при однопроводном приводе. Сигнал о необходимости торможения и его интенсивности поступает на ввод V и через отверстие 9 в полость Б, где, воздействуя на поршень 6, приводит в действие клапанную систему. Реактивным элементом в данном случае является большой поршень 6.
В случае разрыва автопоезда при любом типе привода падение давления на вводе I включит тормоза прицепа.
Выше было отмечено, что при однопроводной системе управления тормозами прицепа необходимо вводить в конструкцию устройства, исключающие срабатывание тормозов прицепа при незначительных снижениях давления воздуха в сети тягача. В рассматриваемом воздухораспределителе для этого служит клапан 8, содержащий поршень, на который воздействует давление, имеющееся в полостях А и В. При давлении на вводе I, превышающем 0,5…0,52 МПа, клапан открывается, и давление в полости А не может стать больше давления в полости В и вызвать включение тормозов прицепа. Наличие такого устройства влечет за собой некоторое замедление торможения прицепа, оторвавшегося от тягача, которое начнется только после падения давления на вводе I до 0,5…0,52 МПа.
Применение на прицепе воздухораспределителя позволяет увеличить быстродействие тормозного привода автопоезда. Для решения такой проблемы для имеющих большую длину одиночных автомобилей применяют ускорительные клапаны. Показанный на рис. 32 ускорительный клапан фактически представляет собой тормозной кран, управляемый давлением воздуха, подаваемым на ввод I. Ввод II связан с ресивером, вывод III — с атмосферой, а вывод IV — с исполнительным устройством. При подаче воздуха поршень 1 закрывает клапан 2 и открывает клапан 3. Одновременно этот поршень служит реактивным элементом, поддерживающим соответствие давлений на вводе I и выводе IV.
Ускорение срабатывания достигается за счет того, что воздуху, идущему от тормозного крана, не надо заполнять большие объемы исполнительных механизмов. Следует отметить, что кроме ускорения начала торможения достигается и ускорение растормаживания, что в некоторых случаях, например во время трогания автомобиля на перекрестке после появления разрешающего сигнала, может быть необходимо.
Замедленное растормаживание приводит к повышенным износам сцепления, тормозных накладок, излишним напряжениям в сцепке автопоезда.
Рис. 32. Ускорительный клапан
Если необходимо уменьшить только время выключения тормозной системы, то применяют упрощенные клапаны быстрого растормаживания. Основу изображенной на рис. 33 конструкции составляет грибообразная мембрана-клапан 2. При подаче воздуха на ввод I периферийная часть мембраны прогибается, и воздух поступает через два вывода II к исполнительным механизмам. При растормаживании после снижения давления на вводе I мембрана прогнется вверх, и ее стебель, работая подобно клапану, откроет воздуху короткий выход в атмосферу через вывод III, который обычно снабжают глушителем шума выпуска 3. Для того чтобы из-за жесткости краев мембраны не происходило снижения давления на выводах II по сравнению с давлением на вводе I, в корпусе сделан выравнивающий канал 7.
Рис. 33. Клапан быстрого растормаживания.
В некоторых
случаях возникает
В конструкции, показанной на рис. 34, вводы I и II соединены с управляющими магистралями, вывод III — с исполнительным элементом. Основной деталью клапана является свободно установленная резиновая мембрана 7, которая под действием потока воздуха, выходящего из одной из управляющих магистралей, ложится на входные отверстия другой магистрали и уплотняет ее. Учитывая, что входные отверстия управляющих магистралей должны быть большими, а мембрана гибкой, но не затягиваться в отверстие, входные отверстия делают в виде крупной решетки.
Рис. 34. Двухмагистральный клапан.
Выше указывалось, что в однопроводной системе питания прицепа давление равняется 0,5…0,55 МПа, а в питающей магистрали двухпроводной системы доходит до 0,8 МПа. В исполнительные механизмы тормозного привода прицепа должно подаваться одинаковое давление независимо от того, какую систему управления прицепом имеет тягач, поэтому двухмагистраль-ный клапан иногда дополняют устройством, редуцирующим давление. На рис. 35 показана такая конструкция, представляющая собой дифференциальный поршень 3, несущий два клапана 2 и 6.
Рис. 35. Редуцирующий клапан.
При подаче воздуха на ввод I поршень поднимется вверх, упрет клапан 6 в перемычку корпуса и прижмет седло 5 к клапану, закрыв ввод II. При подаче воздуха на ввод II поршень опустится вниз, посадит клапан 2 на седло 1, после чего откроется клапан 6. Поршень, имея сверху активную поверхность меньшую, чем снизу, будет в этом случае отслеживать на выводе III давление меньшее, чем на вводе II.
В случае применения воздухораспределителя прицепа описанной выше конструкции необходимость в редуцирующем клапане отпадает, поскольку воздухораспределитель, имея два различных реактивных поршня, работающих при однопроводном или двухпроводном приводе прицепа, самостоятельно обеспечивает давление в тормозной магистрали прицепа, пропорциональное давлению в тормозных магистралях тягача, независимо от типа привода прицепа.
Защитные устройства пневматических приводов.
Современное тормозное управление с пневматическим приводом имеет ряд контуров, каждый из которых должен сохранять работоспособность при отказе остальных. Обычно имеются: два контура рабочей системы, контур стояночной системы, контур питания прицепа, контур потребителей, не связанных с тормозным управлением. В последний контур входят элементы, управляющие дополнительной коробкой передач, блокировкой дифференциала, дверями автобусов, усилителем сцепления и т.п. Все контуры питаются сжатым воздухом от одного компрессора. При выходе из строя одного контура возникает двойная задача: изолировать неисправный контур, чтобы избежать потери воздуха остальными контурами, и продолжать питание сжатым воздухом этих контуров.
Первую задачу легко решить, поставив между компрессором и каждым контуром обратный клапан. Но регулировка обратных клапанов не может быть идеальной, и питание контуров в этом случае будет начинаться с контура, обратный клапан которого открывается при меньшем давлении. Если откажет именно этот контур, то питание остальных производиться не будет.
Задачу решили, воспользовавшись тем, что в оставшихся исправными контурах сохраняется давление воздуха, применив клапаны, имеющие давление открытия заметно большее, чем давление закрытия. В изображенном на рис. 36 тройном защитном клапане ввод I соединен с компрессором, выводы II, III и IV — с защищаемыми контурами (вывод IV соединен с полостью А). В каждом контуре имеется клапан 3, нагруженный пружиной 5, и мембрана 4. Для открытия клапана давление под ним должно равняться примерно 0,57 МПа.
После открытия клапана воздух начинает действовать и на мембрану, активная площадь которой больше площади клапана, поэтому закрытие клапана произойдет при меньшем давлении, примерно 0,51 МПа. При обрыве одного из контуров, например контура, питаемого через вывод III, давление на выводе III быстро упадет. Начнет падать оно и на выводе II и вводе I. Падение давления будет продолжаться до уровня, соответствующего давлению закрытия клапанов, после чего клапан 3 закроется и компрессор, питая исправные контуры, будет поддерживать на вводе I и выводах II и IV давление в интервале 0,51—0,57 МПа.
При превышении верхнего предела давления клапан 3 будет открываться, выпуская воздух через неисправный контур в атмосферу. Питание исправных контуров при этом, естественно, будет прекращаться.
Рис. 36. Тройной защитный клапан.
Третий контур, называющийся дополнительным, включен последовательно двум основным через обратные клапаны 1 и 2. Это, при отсутствии в данном контуре расхода воздуха, позволяет поддерживать в нем давление, превышающее давление открытия клапанов, даже при отказе двух основных контуров.
Двойной защитный клапан, показанный на рис. 37, представляет собой, по существу, два обратных клапана 1 и 3. Особенностью конструкции, позволяющей надежно изолировать отказавший контур и одновременно продолжать питание исправного, является наличие поршня 2, в котором расположены седла клапанов. При отказе одного из контуров, например связанного с выводом III, поршень 2 под действием перепада давлений в контурах сдвинется вправо, сжимая пружину 5, до упора клапана 3 в плунжер 6.
Если до этого клапаны 1 и 3, нагруженные пружинами 4, открывались при давлении воздуха 0,02…0,03 МПа, то теперь клапану 3 для открытия необходимо сжимать еще и пружину 7.
В результате этого открытие неисправного контура и стравливание через него воздуха произойдет при давлении 0,52…0,54 МПа, которое будет поддерживаться в исправном контуре. После восстановления герметичности неисправного контура давление воздуха в нем совместно со сжатой пружиной 5 поставит поршень в среднее положение.