Тормозные механизмы с пневматическим приводом

Тормозную систему с пневматическим приводом применяют на ряде тракторов и автомобилей. Она состоит из колесных тормозных механизмов (тормозов) и пневматического привода. Колесные тормоза и пневматический привод грузового автомобиля и колесного трактора общего назначения подобны.

Колесный тормоз. Барабан колесного тормоза закреплен на ступице колеса и вращается вместе с колесом. В колесный тормоз входит диск 2 (рис. 25), неподвижно установленный на фланце корпуса ведущего моста. На диске смонтированы эксцентриковые пальцы 1, на которые помещены концы тормозных колодок 11. Другие концы колодок опираются на разжимной кулак 10, вал которого поворачивается во втулках, запрессованных в кронштейне 9, прикрепленном к диску. На шлицевом конце разжимного кулака расположен регулировочный рычаг 7, соединенный штоком с диафрагмой 4 тормозной камеры 5. Последняя жестко связана с диском 2 через кронштейны.

Необходимый зазор между колодками и барабаном обеспечивается эксцентриковыми пальцами 1, которые удерживаются от, проворачивания гайками, и регулировочным устройством, смонтированным в рычаге 7.

В регулировочное устройство входят червяк 8 и червячная шестерня 14. При поворачивании червяка за квадратную головку червячная шестерня перемещается вместе с разжимным кулаком, в результате меняется зазор между колодками и барабаном. От самопроизвольного поворачивания червяк удерживается фиксатором 13.

Пневматический привод.Пневматический привод обеспечивает работу колесных тормозов, а в отдельных случаях и стеклоочистителей. Для создания запаса сжатого воздуха служат воздушные баллоны. Во время торможения воздух из баллонов поступает в тормозные камеры и затормаживает колеса. На колесных тракторах пневматический привод обеспечивает дополнительно работу механизма выключения сцепления, позволяет использовать воздух для накачки шин и заправки топливного бака.

Тормозная камера 5 (см. рис. 25) приводит в действие колесный тормозной механизм за счет энергии сжатого воздуха. Между корпусом и крышкой камеры находится резинотканевая диафрагма 4 с диском. В нерабочем положении тормоза диафрагма прижата к крышке пружиной. В центральное отверстие диска плотно входит шток 6, на другой конец которого навернута вилка с контргайкой. В крышку камеры вмонтирован штуцер со шлангом, подводящим сжатый воздух из баллона через тормозной кран.

Рис. 25. Колесный тормоз (трактор Т-150К): 1 – эксцентриковые пальцы; 2 – диск;
3 – масленка; 4 – диафрагма; 5 – тормозная камера; 6 – шток; 7 – регулировочный рычаг;
8 – червяк; 9 – кронштейн; 10 – кулак; 11 – тормозная колодка; 12 – пружина; 13 – шариковый фиксатор; 14 – червячная шестерня

При нажатии на педаль тормоза под крышку тормозной камеры поступает сжатый воздух, который прогибает диафрагму к корпусу вместе с диском и перемещает шток. Последний через вилку передает усилие на рычаг 7, поворачивает его вместе с кулаком 10, в результате тормозные колодки 11 разводятся и прижимаются к барабану – колесо затормаживается. После отпускания педали тормоза колодки возвращаются в исходное положение пружиной 12, которая стягивает их.

Компрессор (рис. 26) – поршневого типа, двухцилиндровый, нагнетает воздух в воздушные баллоны. Он состоит из картера, блока 2 цилиндров, головки 3, шатунно-поршневой группы, коленчатого вала, клапанного и разгрузочного устройств. На переднем конце коленчатого вала шпонкой и гайкой закреплен приводной шкив 1, который приводится во вращение от шкива коленчатого вала через клиноременную передачу. Клапанное устройство – это два нагнетательных 4 и два впускных 5 клапана с пружинами.

Под действием разрежения, создаваемого в цилиндре компрессора при ходе поршня вниз, открывается впускной клапан, и в цилиндр через воздушный фильтр двигателя поступает воздух. Во время движения поршня вверх впускной клапан закрывается, сжатый воздух в цилиндре открывает нагнетательный клапан 4, поступает в головку и в воздушные баллоны.

Рис. 26. Компрессор трактора Т-150К: 1 – приводной шкив; 2 – блок цилиндров; 3 – головка; 4 – нагнетательный клапан; 5 – впускной клапан; 6 – разгрузочный канал; 7 – регулятор давления; 8 – регулировочный колпак; 9 – шток; 10 – штуцер; 11 – отверстие в крышке регулятора; 12 – регулировочные прокладки; 13 – блок шариковых клапанов
14 – отверстие подвода сжатого воздуха из баллонов; 15 – фильтр; 16 – плунжер разгрузочного устройства; 17 – штуцер подвода масла

Разгрузочное устройство расположено в блоке цилиндров компрессора и работает от регулятора давления. Оно состоит из двух плунжеров 16, двух штоков и коромысла. Когда давление сжатого воздуха в системе достигает 0,75 МПа, срабатывает регулятор 7 давления. Поступление воздуха от компрессора в систему прекращается, потому что под давлением воздуха, попадающего в разгрузочный канал 6, поднимаются плунжеры, которые через штоки открывают впускные клапаны 5 обоих цилиндров. В этом случае воздух свободно переходит из одного цилиндра в другой. При снижении давления воздуха в систему до 0,6 МПа плунжеры опускаются, и на впускные клапаны перестает действовать разгрузочное устройство. Сжатый воздух поступает от компрессора в воздушные баллоны до тех пор, пока давление в них не достигнет 0,75 МПа. Трущиеся детали компрессора смазываются маслом, поступающим из главной масляной магистрали двигателя по маслопроводу. Блок цилиндров и головка блока сильно нагреваются во время работы, поэтому их охлаждает жидкость, поступающая из системы охлаждения двигателя в водяную рубашку блока цилиндров компрессора.

Регулятор давления 7 автоматически поддерживает заданное давление воздуха в пневматической системе. Он состоит из корпуса и блока 13 шариковых клапанов. При давлении воздуха в системе менее 0,6 МПа шариковые клапаны опущены, при этом нижний шарик закрывает отверстие, сообщающееся с воздушными баллонами, а через отверстие 11 и наклонный канал штуцера 10 в разгрузочное устройство компрессора попадает воздух из атмосферы.

Когда давление воздуха достигает в системе 0,75 МПа, шарики поднимаются, верхний шарик закрывает канал штуцера, сообщающийся с атмосферой, а в разгрузочное устройство поступает сжатый воздух из баллонов, который через плунжеры и штоки выключает впускные клапаны компрессора из работы. Таким образом, верхний клапан открывается при давлении в системе 0,75 МПа, нижний – менее 0,6 МПа.

Вращая регулировочный колпак 8, изменяют затяжку пружины, регулируя давление выключения компрессора из работы. Изменяя количество регулировочных прокладок 12 под штуцером 10, регулируют давление, при котором компрессор включается в работу.

Воздушные баллоны (металлические цилиндрические резервуары) необходимы для хранения сжатого воздуха. Объема их хватает на 8...10 торможений. Баллоны закреплены на лонжеронах рамы. На каждом баллоне находится кран конденсата, на правом баллоне – кран отбора воздуха. Чтобы исключить повышение давления воздуха в системе пневматического привода тормозов при неисправном регуляторе, в одном из баллонов установлен предохранительный клапан, который автоматически открывается при давлении воздуха выше 0,95 МПа.

Тормозной кран (рис. 27) комбинированного типа служит для управления колесными тормозами трактора и прицепа. Он установлен на лонжероне рамы. В общем корпусе тормозного крана имеются две секции. Нижняя секция управляет тормозами трактора, а верхняя – тормозами прицепа. В каждой секции крана между корпусом и крышкой закреплена гибкая резинотканевая диафрагма 8 с гнездом выпускного клапана. Каждая крышка секций снабжена двойным клапаном, состоящим из впускного 10 и выпускного 11 клапанов, смонтированных на одном стержне и имеющих общую пружину. В корпусе тормозного крана расположены два штока 7 и 15 с пружинами.

К корпусу 16 крана прикреплен корпус 1 рычагов, в котором находится двойной рычаг 2 и тяга 5 ножного привода. Двойной рычаг состоит из двух половин, шарнирно соединенных между собой подвижной осью. Нижняя половина рычага помещена на оси, закрепленной в корпусе.

Рис. 27. Тормозной кран трактора Т-150К: 1 – корпус рычагов; 2 – двойной рычаг; 3 – болт; 4 – кулачок; 5 – тяга; 6 – направляющая; 7 – шок секции торможения прицепа; 8 – диафрагма; 9 и 12 – седла клапанов; 10 – впускной клапан; 11 – выпускной клапан; 13 – включатель стоп сигнала; 14 – диафрагма стоп сигнала; 15 – шток секции торможения трактора; 16 – корпус

Ход рычага ограничен регулировочными болтами 3. Если нажать на педаль тормоза, то тяга 5 смещается влево, увлекая за собой верхний конец рычага 2. Рычаг, поворачиваясь относительно неподвижной оси, перемещает шток 7 верхней секции влево. Когда шток упрется в левый ограничительный болт 3, нижний конец верхней половины рычага отводит нижнюю половину рычага вправо вместе со штоком нижней секции. Таким образом, двойной рычаг позволяет включать тормоза прицепа несколько раньше, чем тормоза трактора, что исключает «набег» прицепа на трактор.

В расторможенном положении (рис. 28, а) впускной клапан 5 верхней секции (торможения прицепа) открыт и сжатый воздух из воздушных баллонов 10 трактора проходит в воздухораспределитель 7 и заряжает баллон 8 прицепа. Впускной клапан 4 нижней секции закрыт, а выпускной 3 открыт и сообщает тормозные камеры трактора с атмосферой.

При нажатии на педаль тормоза тяга 14 (рис. 28, б) перемещается влево вместе с верхним концом двойного рычага и штоком верхней секции, отводя за собой седло выпускного клапана 13. Тогда под действием пружины 12 впускной клапан верхней секции плотно прижимается к седлу (т.е. закрывается), а выпускной открыт. Воздух из верхней полости воздухораспределителя 7 выходит через клапан 3 в атмосферу, а сжатый воздух из баллона 8 поступит в тормозные камеры 9. Колеса прицепа будут заторможены. Таким образом, при отсутствии давления в магистрали прицепа срабатывают его колесные тормоза. В случае аварийного отрыва прицепа от трактора пневматическая система обеспечивает автоматическое затормаживание прицепа.

Рис. 28. Схема действия тормозов: а – при растормаживании; б – при торможении; 1 – компрессор; 2 – тормозной кран; 3 – выпускной клапан; 4 и 5 – впускные клапаны; 6 – разобщительный кран; 7 – воздухораспределитель; 8 – воздушные баллоны (два) прицепа; 9 – тормозная камера колеса прицепа; 10 – воздушный баллон трактора; 11 – тормозная камера колеса трактора; 12 – пружина впускного клапана; 13 – выпускной клапан; 14 – тяга

При дальнейшем нажатии на тормозную педаль шток нижней секции сместится вправо вместе с седлом выпускного клапана 3 и закроет его, а впускной клапан 4 откроет. Сжатый воздух из баллона 10 трактора поступает через открывшийся впускной клапан в тормозные камеры 11. Колеса трактора будут заторможены. Давление в тормозных камерах при торможении нарастает пропорционально усилию нажатия на педаль.

Торможение прицепа на стоянке осуществляется механизмом ручного привода тормозов прицепа, соединенным с рычагом центрального тормоза трактора. При торможении трактора рычагом центрального тормоза поворачивается ось вместе с кулачком 4 (см. рис. 27), который перемещает шток секции торможения прицепа влево, и колеса прицепа затормаживаются.

Тормозная система универсально-пропашных тракторов (рис. 29) отличается от вышеописанной тем, что она снабжена одним воздушным баллоном, компрессор имеет один цилиндр, а тормозной кран управляет только тормозами прицепа. Тормозной кран 8 и регулятор 2 давления выполнены конструктивно несколько по-иному. Пневматический привод тормозов прицепа этих тракторов снабжен пневматическим переходником 11, позволяющим агрегатировать с трактором прицеп, оборудованный гидравлическим приводом тормозов. Переходник представляет собой тормозную камеру колеса, шток 12 которой воздействует на поршень -главного цилиндра гидравлической системы тормозов прицепа. Когда трактор агрегатируют с прицепами, имеющими пневматические тормоза, на шток пневматического переходника надевают колпачок и управляют тормозами прицепа через соединительную головку 10.

Соединительная головка, связывающая воздухопроводы трактора и прицепа, состоит из корпуса, обратного клапана с пружиной и крышки. В случае отъединения прицепа от трактора на ходу соединительная головка разъединяет шланги, а обратный клапан закрывает выход воздуху из пневматической системы трактора.

В пневматическую тормозную систему тракторов и автомобилей входят также разобщительный кран 9, кран 3 отбора воздуха, манометр 6 и трубопроводы.

Рис. 29. Схема пневматического привода тормозов прицепа (трактор МТЗ-80): 1 – компрессор; 2 – регулятор давления; 3 – кран отбора воздуха; 4 – выпускной кран конденсата; 5 – воздушный баллон; 6 – манометр; 7 – тяга; 8 – тормозной кран; 9 – разобщительный кран; 10 – соединительная головка; 11 – переходник; 12 – шток

Разобщительный кран отключает тормозную пневмомагистраль прицепа от пневматической системы трактора при работе без прицепа. Кран состоит из корпуса, конической пробки, пружины и рукоятки. Если рукоятка расположена вдоль корпуса, то кран открыт, а поперек корпуса – кран закрыт. Манометр 6, установленный на щитке приборов, необходим для проверки давления воздуха в пневматическом приводе. Он имеет верхнюю и нижнюю шкалы. По верхней шкале определяют давление воздуха в баллонах 5, а по нижней – давление воздуха в тормозной камере во время торможения. Переходник 11 позволяет использовать пневматическую систему для приведения в действие гидравлического привода тормозов прицепа.

Тормозная система большегрузного трехосного автомобиля для обеспечения высокой надежности имеет более сложное устройство. Помимо рабочей и стояночной, автомобиль оборудован вспомогательной и запасной тормозными системами.

Вспомогательная тормозная система служит для длительного поддержания постоянной скорости (на затяжных спусках) за счет торможения двигателем. Это достигается прекращением подачи топлива в двигатель цилиндром 3 (рис. 30) и перекрытием выпускных трубопроводов цилиндром 17.

Запасная тормозная система служит для остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы. При выходе воздуха из рабочей тормозной системы срабатывают пружинные энергоаккумуляторы в тормозных камерах 15 среднего и заднего мостов.

Принципиальная схема действия тормозов большегрузного автомобиля следующая. Сжатый воздух из компрессора 4 поступает в регулятор 5 давления, который автоматически поддерживает давление сжатого воздуха в пневматическом приводе. Из регулятора давления воздух поступает в предохранитель 6 от замерзания конденсата. Воздух, проходящий через предохранитель, насыщается парами спирта, которые препятствуют замерзанию конденсата. Далее воздух поступает к двойному 7 и тройному 10 защитным клапанам, к которым присоединены пневмоприводы пяти независимых контуров:

Рис. 30. Расположение пневматического привода тормозных механизмов на автомобиле 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 второго контура; 9 – воздушный баллон четвертого контура; 10 – тройной защитный клапан; 11 – ускорительный клапан; 12 – двухмагистральный клапан; 13 – регулятор тормозных сил; 14 – воздушные баллоны третьего контура; 15 – тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором; 16 – воздушный баллон первого контура; 17 – цилиндр привода заслонки выпускного трубопровода; 18 – тормозной кран; 19 – кран ограничения давления; 20 – пневматический кран управления; 21 – тормозная камера переднего колеса

– первый контур привода тормозных механизмов передних колес (воздушный баллон 10 – трубопроводы – нижняя секция тормозного крана 18 – клапан 19 ограничения давления – тормозные камеры 21 передних колес);

– второй контур привода тормозных механизмов среднего и заднего мостов (воздушный баллон 5 – трубопроводы – верхняя секция тормозного крана – автоматический регулятор 13 тормозных сил – тормозные камеры 15 среднего и заднего мостов с пружинными энергоаккумуляторами);

– третий контур привода механизмов стояночной и запасной тормозных систем прицепа или полуприцепа (воздушные баллоны 14 – тормозной кран 2 обратного действия с ручным управлением стояночным тормозом – ускорительный клапан 11 – двухмагист-ральный клапан 12 – цилиндры с пружинными энергоаккумуляторами, объединенными с тормозными камерами среднего и заднего мостов);

– четвертый контур привода механизма вспомогательной тормозной системы и питания потребителей сжатого воздуха в автомобиле (пневматический кран 20 управления – цилиндры привода заслонок выпускных трубопроводов – цилиндр выключения подачи топлива);

– пятый контур системы пневматического аварийного растормаживания стояночного тормоза (кран 1 аварийного растормаживания, подключенный к тройному защитному клапану 10).

Давление в первом и втором контурах можно контролировать по двух стрелочному манометру на панели приборов в кабине автомобиля. Контроль за исправностью тормозных систем обеспечивается световой и звуковой сигнализацией, датчики которой – пневматические выключатели, расположенные в разных точках системы пневматического привода.

Рекомендуемая литература:

1. В.А. Родичев. Тракторы и автомобили – М.: Агропроимиздат, 1986. – 251с.

2. А.Ф. Тихонов, А.В. Жуков. Лесные машины – Мн.: вышэйшая школа, 1984. – 278 с.

3. Г.М. Анисимов. Лесные машины – М.: Лесная промышленность, 1989 – 512 с.