Клапан управления

Клапан управления тормозными механизмами прицепа при двухпроводном приводе (рис. 4). Клапан устанавливается на тягаче. На схеме клапан показан в положении, когда тормо­жение не происходит.

К выводам Б и Д подводится сжатый воздух из ресивера тя­гача. Сжатый воздух, одновременно воздействуя на поршень 10 и мембрану 11, зажатую между верхним 2 и нижним 13 элементами корпуса, заставляет из-за разности площадей поршня и мембраны полый шток 12 отжиматься в нижнее поло­жение . Выводы А и В через секции тормозного крана сообща­ются с атмосферой. Впускной клапан 3, поджимаемый пружи­ной 1, закрыт, а выпускной клапан открыт, сообщая управ­ляющую пневмолинию прицепа через выход Е атмосферой. Сту­пенчатый поршень 4 под действием пружины 8 находится в верхнем положении.

При нажатии на тормозную педаль сжатый воздух из ресиве­ров тягача поступает через секции тормозного крана к вы­водам А и В. Сжатый воздух, поступающий к выводу А, за­ставляет мембрану 11 со штоком 12 и поршнем 10 поднимать­ся, а сжатый воздух, поступающий к выводу В, заставляет поршни 4 и 7 опускаться. Седло 9 выпускного клапгща, са­дясь на клапан 3, разобщает соединительную пневмолинию прицепа с атмосферой и при дальнейшем движении открывает впускной клапан 3. При этом сжатый воздух из ресивера тя­гача через вывод Д, открытый клапан 3 и вывод Г поступает в управляющую пневмолинию двухпроводного привода прицепа. Давление воздуха е управляющей пневмолинии заставляет срабатывать клапаны пневмораспределителя прицепа, который сообщает ресивер прицепа с его тормозными камерами.

Если один из контуров двухконтурного пневмопривода тяга­ча вышел•из строя, то клапан управления остается работо­способным и обеспечивает управление тормозными механизма­ми прицепа, так как в зависимости от того, какой контур Рис. 189. Клапан управления тормозными механизмами при­цепа при двухпроводном приводе:

А — вывод к нижней секции двухсекционного тормозного крана; Б — вывод к крану управления стояночной тормозной системы: В — вывод к верхней секции двухсекционного тор­мозного крана: г - вывод в управляющую линию прицепа: Д - вывод к ресиверу тягача; Е — вывод в атмосферу.

вышел из строя, либо поршень 4 опустится, либо шток 12 поднимется, открывая при этом впускной клапан 3. То же самое происходит при выпуске сжатого воздуха рукояткой крана управления стояночной тормозной системы, связанного магистралью с выводом Б.

При постоянном усилии на тормозной педали, когда в выво­дах обеих секций двухсекционного тормозного крана тягача устанавливается постоянное давление сжатого воздуха, та­кое же давление устанавливается в полостях, связанных с выводами А и В; впускной и выпускной клапаны закрыты. Следящее действие определяется равновесием поршня 7, ко­торый нагружен пружиной 6, усилие которой регулируется винтом 5.

Рис. 190. Клапан управления тормозными механизмами при­цепа при однопроводном приводе:

А — вывод в соединительную линию тягача с прицепом; Б -вывод в атмосферу; В — вывод к клапану управления тор­мозной системой прицепа с двухпроводным приводом; Г -вывод к ресиверу.

Клапан управления тормозными механизмами прицепа при од­нопроводном приводе (рис. 190). Клапан устанавливается на тягаче. При отсутствии торможения мембрана 2 со штоком 4 под действием пружины 3 отжата в нижнее положение; впуск­ной клапан 6 открыт. Сжатый воздух из ресивера тягача по­ступает к выводу Г и через открытый впускной клапан 6 и вывод А—в соединительную пневмолинию тягача с прицепом и на зарядку ресивера прицепа. Когда давление сжатого воздуха в пневмолинии прицепа достигает заданного значе­ния (0,5...О,52 МПа), нижний поршень 7 опускается и за­крывает впускной клапан 6, вследствие чего зарядка реси­вера прицепа прекращается. Давление в соединительной пневмолинии регулируется винтом 9, который устанавливает усилие пружины 8.

При торможении сжатый воздух от двухсекционного тормоз­ного крана через клапан управления тормозными механизмами прицепа при двухпроводном приводе подается к выводу В, поднимает мембрану 2 со штоком 4, выпускной клапан 5 от­крывается и сжатый воздух из соединительной пневмолинии выходит через полый шток в атмосферу. Снижение давления сжатого воздуха в соединительной пневмолинии приводит к срабатыванию пневмораспределителя прицепа, при этом реси­вер прицепа сообщается с тормозными камерами прицепа. Следящее действие обеспечивается равновесием поршня 1.

Клапан управления (рис. 226) состоит из трех частей. В верхней секции клапана помещаются двухсекционный поршень с пружиной 8, следящий поршень 7 с пружиной 6 и регулиро­вочным винтом 5. Нижняя часть поршня 7 образует выпускной клапан 9. В средней секции находятся поршень 10 с пружи­ной 1, впускной клапан 3 с разгрузочным отверстием 2 внутри и шток 12, закрепленный в мембране 11.

Полость клапана управления, соединенная выводом V с ре­сивером, постоянно заполняется сжатым воздухом. Состояние воздуха в других полостях зависит от различных вариантов движения воздуха в соответствующих выводах.

В расторможенном состоянии (рис. 226, а) к выводам I и III из двухсекционного тормозного крана воздух не подает­ся. К выводу II через кран управления стояночным тормоз­ным механизмом подается сжатый воздух, который действует сверху на мембрану II. Одновременно снизу на поршень 10 действует сжатый воздух, поступающий через вывод V из ре­сивера. Вследствие того, что площадь мембраны больше пло­щади поршня, мембрана вместе со штоком 12 находится в нижнем положении. Поршни 4 и 7 под действием, пружины 8 находятся в верхнем положении. Выпускной клапан 9 отходит от клапана 3, который под действием пружины 8 остается закрытым. Полость над поршнем 10, а следовательно, вывод

IV и магистраль управления тормозными механизмами прицепа через открывшееся разгрузочное отверстие 2 соединяются с атмосферным выводом VI.

В случае торможения при действии одновременно контуров I и II сжатый воздух от нижней и верхней секций тормозного крана подводится к выводам I и III клапана управления (рис. 226, б). Под действием сжатого воздуха, поступивше­го из вывода I, мембрана II перемещает вверх шток 12 вме­сте с поршнем 10 и закрытым клапаном 3. Одновременно под действием сжатого воздуха, поступившего в верхнюю секцию через вывод III, двухсекционный поршень 4 и следящий пор­шень 7, сжимая пружину 8, опускаются вниз. Выпускной кла­пан 9 прижимается к клапану 3 и, закрывая,его внутреннее отверстие, разобщает вывод IV с атмосферой, а при даль­нейшем движении, преодолевая сопротивление пружины 1, от­рывает клапан 3 от поршня 10. Сжатый воздух из вывода V поступает через открывшийся клапан 3 в вывод IV и далее в линию управления тормозными механизмами прицепа. Сжатый воздух будет поступать до тех пор, пока не наступит рав­новесие; в верхней секции — между давлением воздуха на следящий поршень 7 снизу и давлением воздуха и давлением пружины 6 на этот поршень сверху; в средней и нижней секциях — между давлением сжатого воздуха на поршень 10 сверху и давлением воздуха, действующим на мембрану сни­зу. Таким образом, осуществляется следящее действие.

При работе двухсекционного тормозного крана в случае растормаживания сжатый воздух из выводов I и III выходит в атмосферу. Шток 12 с поршнем 10 занимает под действием сжатого воздуха в полости над мембраной нижнее положение.

Двухсекционный поршень 4 и следящий поршень 7 под дейст­вием пружины 8 и сжатого воздуха занимают верхнее положе­ние. Клапан 9 отходит от клапана 3, и вывод IV через раз­грузочное отверстие 2 сообщается с атмосферой.

Если сжатый воздух подводится отдельно к выводу I (при работе контура I), то происходит перемещение штока 12 с поршнем 10 вверх. При этом вначале клапан 3 подходит к клапану 9 и разгрузочное отверстие 2 закрывается, т.е. вывод IV разобщается с атмосферой, а затем открывается клапан 3, сообщая между собой вывод V и вывод IV.

При подводе сжатого воздуха отдельно к выводу III (при работе контура II) поршни 4 и 7 начнут перемещаться вниз, обусловливая аналогичное взаимодействие клапанов 9 и 3.

В случае торможения с помощью стояночной или запасной тормозных систем автомобиля сжатый воздух из вывода II (рис. 226, в) под действием сигнала ручного крана управ­ления стояночным и запасным тормозными механизмами выхо­дит в атмосферу. Давление воздуха над мембраной падает, и под действием сжатого воздуха, постоянно поступающего из вывода V и действующего на поршень 10 снизу, поршень 10 вместе со штоком 12 поднимается вверх. При этом клапан 3 закрывает разгрузочное отверстие, прижимаясь к клапану 9, и вывод IV разобщается с атмосферой. Затем клапан 3 отры­вается от поршня 10, и сжатый воздух из вывода V поступа­ет в вывод IV и далее в управляющую магистраль прицепа. Давление в -магистрали прицепа увеличивается до тех пор, пока не наступит равновесие между усилиями, действующими на поршень 10 снизу и сверху.

Выше было отмечено, что при поступлении сжатого воздуха через вывод III или одновременно через выводы I и III равновесие наступает в том случае, когда давление сжатого воздуха, действующего на следящий поршень 7 снизу, будет уравновешено суммарным усилием от сжатого воздуха и пру­жины 6, действующей на следящий поршень сверху. Благодаря наличию дополнительного усилия от пружины 6 давление сжа­того воздуха, действующего снизу, до наступления равнове­сия должно быть на 20...100 кПа больше, чем давление воз­духа сверху. Наличие такого повышенного давления в выводе IV, а следовательно, и в магистрали прицепа обеспечивает опережающее действие тормозных механизмов прицепа.

Превышение давления можно регулировать винтом 5 (при ввертывании винта пружина сжимается и превышение давления увеличивается).

Рис. 227. Клапан управления тормозными механизмами прицепа с однопроводным приводом:

а—в расторможенном состоянии; б — при торможении;

I и 7 — воздушные каналы; 2 — упорное кольцо; 3 — ступенчатый поршень; 4 и 10 — пружины; 5 — мембрана; 6 — шток; 8 — выпускной клапан; 9 — впускной клапан; II — регулировочный винт; 12 — нижний поршень; А, Б и В — полости; I — вывод в соединительную магист­раль; II — вывод в атмосферу; III — вывод к клапану управления тормозными механизмами прицепа с двухпро­водным приводом; IV — вывод к ресиверу.

Клапан управления тормозными механизмами прицепа с одно­проводным приводом (рис. 227). В расторможенном состоянии к выводу IV подводится сжатый воздух из ресивера контура стояночной тормозной системы. Вывод III в это время через клапан управления тормозными механизмами прицепа с двухпроводным приводом связан с атмосферой. Под действием пружины 4 шток 6 с мембраной 5 находится в нижнем положе­нии; впускной клапан 9 при этом открыт, выпускной клапан 8 закрыт; и сжатый воздух из ресивера через открытый впу­скной клапан и вывод I поступает в соединительную магист­раль прицепа (рис. 227, а).

Одновременно через каналы 1 и 7 сжатый воздух попадает соответственно в полости А и В, действуя снизу и сверху на ступенчатый поршень 3. Но так как снизу площадь поршня больше, он поднимается в верхнее положение, скользя по штоку 6.

Когда давление в магистрали прицепа, а следовательно, и в выводе I достигнет 520 кПа, нижний поршень 12, преодо­левая сопротивление пружины 10, опустится вниз, закрывая впускной клапан 9. Если давление в магистрали прицепа снизится, то поршень 12 под действием своей пружины под­нимется и вновь откроет впускной клапан 9. Таким образом, в расторможенном состоянии в магистрали прицепа с одно­проводным приводом автоматически поддерживается нужное давление.

При торможении автомобиля сжатый воздух из двухсекцион­ного тормозного крана подается сначала к клапану управле­ния тормозными механизмами прицепа с двухпроводным приво­дом, а от него к выводу III рассматриваемого клапана. Сжатый воздух, попадая в полость Б, действует снизу на мембрану 5, заставляя ее подниматься вместе со штоком 6. При этом впускной клапан 9 закрывается, а выпускной кла­пан 8 открывается, и вывод I через канал внутри штока 6 и вывод II сообщается с атмосферой (рис. 222, б) . Давление в соединительной магистрали падает, воздухораспределитель в приводе прицепа направляет сжатый воздух из ресивера прицепа к его тормозным камерам.

Следящее.действие осуществляется ступенчатым поршнем 3. При снижении давления в выводе I оно падает в полости А,, а в полости В давление будет сохраняться таким же, как в выводе IV. Кроме того, поршень воспринимает давление воз­духа, находящегося в полости Б. Вследствие разности дав­лений сверху и снизу поршень 3 начинает перемещаться вниз и, упираясь в упорное кольцо 2, перемещает вниз шток 6, который закрывает окно выпускного клапана 8.

При повышении давления в выводе III шток 6 находится в крайнем положении, при котором выпускное окно будет пол­ностью открыто, а впускное закрыто, что приведет к полно­му торможению прицепа.

Тормозные камеры.Размещаемые у колес, тормозные камеры могут быть мембранными и поршневыми. На грузовых автомобилях большой грузоподъемности тормозные камеры часто со-вмещаются с пружинным энергоаккумулятором. Мембранная тормозная камера отличается отсутствием трущихся элемен­тов, что увеличивает ее чувствительность; кроме того, ей присущи хорошая герметичность и отсутствие необходимости сказки. Недостатком мембранной тормозной камеры является нелинейность зависимости между усилием Ршт на штоке и его ходом Sшт (рис. 191, г) Это связано с изменением эффектив­ной площади мембраны, которая с увеличением хода штока уменьшается. Другим недостатком является возможность вне­запного выхода из строя тормозной системы при прорыве мембраны.

Поршневая тормозная камера (рис. 191, а) имеет большую эффективную площадь по сравнению с мембраной при одинако­вых диаметрах. Она обеспечивает линейную зависимость уси­лия на штоке от его перемещения при постоянном давлении в цилиндре и больший ход штока. Эксплуатационная надежность поршневой камеры выше, так как повреждение уплотняющей манжеты не вызывает внезапного выхода из строя тормозной системы или ее контура. Недостатком поршневой камеры яв­ляется несколько худшая герметизация, наличие трущихся элементов и более высокая стоимость по сравнению мембран­ной камерой, поэтому их применяют сравнительно редко.

Рис. 191. Тормозные камеры:

а — поршневая; б, в — мембранные с энергоаккумулятором автомобилей соответственно семейства КамАЗ и КАЗ-4540; г

— статическая характеристика мембранной камеры; 1 — мем­бранная камера; 2 — трубчатый толкатель; 3 — поршень гидроцилиндра; 4 — цилиндр аккумулятора; 5 — пружина; 6— болт для сжатия пружины; 7 — стержень; 8 — кулачок; 9— шарик; 10 — толкатель.

Тормозная камера, совмещенная с пружинным энергоаккуму­лятором (рис. 191, б), применяется для привода рабочей стояночной тормозных систем. Вывод А сообщает цилиндр пружинного энергоаккумулятора с ресивером стояночного тормозного привода; второй вывод (на чертеже не показан) сообщает мембранную тормозную камеру с ресивером автомо­биля через тормозной кран. В положении, показанном на рис. 191, б, сжатый воздух из ресивера стояночной тормоз­ной системы подводится в цилиндр энергоаккумулятора, пор­шень отжат в крайнее левое положение, пружина сжата; пра­вая полость мембранной камеры постоянно сообщена с атмо­сферой, левая полость сообщена с атмосферой через тормозной кран. При отсутствии сжатого воздуха тормозные меха­низмы находятся в заторможенном состоянии. Трогаться с места можно только после того, как в ресиверах поднимется давление до уровня, необходимого для сжатия пружины энер­гоаккумулятора. Если автомобиль заторможен пружиной энер-^оаккумулятора автоматически при выходе из строя пневма­тического привода, то для возможности буксирования этого автомобиля необходимо сжать пружину энергоаккумулятора, вращая болт, который перемещает толкатель, связанный с поршнем. Пружина сжата усилием 10 кН, поэтому разборка энергоаккумулятора без специальных приспособлений пред­ставляет большую опасность.

Для сжатия пружины в конструкции, показанной на рис. 191, б, требуется некоторая затрата физических усилий и времени. Более совершенная конструкция энергоаккумулятора показана на рис. 191, в (КАЗ-4540). Здесь поршень связан с толкателем при помощи шарикового запора. При повороте центрального стержня 7, на котором сидит специальный ку­лачок 8, шарик 9 выкатывается и связь поршня с толкателем 10 прерывается, толкатель перестает давить на мембрану тормозной камеры и автомобиль можно буксировать при по­вреждении пневмопривода.

Рис. 212. Тормозные камеры автомобилей семейства КамАЗ:

а — типа 24; б — типа 20 с энергоаккумулятором; в — схема работы камеры при отсутствии торможения; г — схема работы камеры при торможении рабочим тормозным ,механизмом; д — схема работы камеры при торможении запасным и стояночным тормозными механизмами; е — схема работы камеры при меха­ническом растормаживании тормозных механизмов; 1 — шток; 2 — корпус; 3 — крышка корпуса; 4 — штуцер; 5 — мембрана; 6 и 14—пружины; 7 — вилка; 8 — диск: 9 — фланец цилиндра, 10 — подпятник; 11 — цилиндр; 12 — поршень; 13 — уплотни­тель поршня; 15 — винт; 16 — упорная шайба; 17 — дренаж­ная трубка; 18 — толкатель; 19 — подшипник; 20 — колпач-ковая гайка.

В камере типа 24 (рис. 212, а) мембрана 5 зажата между корпусом 2 камеры и крышкой 3. На конце штока 1 закрепле­на вилка 7, соединенная с регулировочным рычагом 14 (см. рис. 195, а) тормозного механизма.

При работе контура I в случае торможения сжатый воздух поступает в полость над мембраной 5 (рис. 212, а) и, пе­ремещая ее через шток 1 и вилку 7, передает усилие на ре­гулировочный рычаг тормозного механизма колес. При этом воздух из-под мембраны выходит в атмосферу через отвер­стие в корпусе 2 камеры. При растормаживании сжатый воз­дух выпускается в атмосферу через двухсекционный тормоз­ной кран. Мембрана под действием возвратной пружины воз­вращается в исходное положение, и колодки под действием оттяжных пружин отходят от тормозного барабана.

Тормозная камера типа 20 (см. рис. 212, б) выполнена с пружинным аккумулятором. Сама тормозная камера является составной частью контура II пневмопривода рабочей тормоз­ной системы, а энергоаккумулятор III привода стояночной и запасной тормозных систем. Работа стояночного и запасного тормозных механизмов происходит при обратном действии, т.е. при подаче в энергоаккумулятор сжатого воздуха осу­ществляется растормаживание, а при выпуске воздуха — за-тормаживание колес.

В расторможенном состоянии воздух находится в цилиндре энергоаккумулятора (рис. 212, в). Полости тормозной каме­ры над мембраной соединены атмосферой. При торможении ра­бочей тормозной системой (контур II) сжатый воздух из тормозного крана по специальному штуцеру подается в по­лость камеры над мембраной (рис. 212, г) , которая через шток 1 и вилку 7 (рис. 212, б), регулировочным рычагом, приводит в действие тормозной механизм колеса.

При растормаживании сжатый воздух через двухсекционный кран выпускается из полости камеры над мембраной в атмо­сферу и под действием пружины 6 мембрана возвращается в исходное положение.

При работе стояночного тормозного механизма (рис. 212, д) сжатый воздух выпускается из полости под поршнем 12 (рис. 212, б), поршень движется вниз и, перемещая толка­тель 18, через подпятник 10, мембрану 5 и шток 1 приводит в действие тормозной механизм. Для растормаживания стоя­ночного тормозного механизма под поршень 12 из системы подается сжатый воздух, поршень поднимается, сжимая пру­жину 14, мембрана и шток под действием возвратной пружины 6 поднимаются вверх. При этом воздух из полости над порш­нем через дренажную трубку 17 и отверстие в корпусе 2 тормозной камеры выходит в атмосферу. При использовании запасного тормозного механизма воздух частично выпускает­ся из энергоаккумуляторов. Количество выпускаемого возду­ха и интенсивность торможения зависят от положения руко­ятки крана стояночного и запасного тормозных механизмов, работа которого будет рассмотрена ниже.

Запасную систему используют при неэффективном срабатыва­нии рабочей тормозной системы. При наличии большого зазо­ра между колодками и барабаном хода штока 1 может не хва­тать для осуществления рабочего торможения, в этом случае при включении запасной системы под действием силовой пру­жины толкатель энергоаккумулятора воздействует на середи­ну мембраны и дополнительно продвигает шток, что возмож­но, так как колпачковая гайка 20, навинченная на шток, дает возможность штоку перемещаться относительно опорного диска 8.

Для механического растормаживания (рис. 212, е) вывинчи­вают винт 15 (рис. 212, б), при этом перемещается поршень 12 вместе с толкателем 18. Пружина 14 сжимается и с помо­щью штока 1 под действием пружины 6 тормозной механизм растормаживается.