8.3.2. Назначение, устройство и принцип работы тормозных систем.

Тормозные системы изучаемых автомобилей максимально удовлетворяют изложенным ранее требованиям.

Тормозная система автомобиля ЗиЛ-131 включает в себя:

• рабочую тормозную систему;

• стояночную тормозную систему;

• запасную тормозную систему;

Рабочие тормоза.

Характеристика: колодочные, барабанного типа с пневматическим приводом. Свободный ход педали тормоза 40-60 мм. Рабочее тело привода - сжатый воздух.

Тормозной механизм.

Механизмы всех колесных тормозов устроены одинаково.

Состоит из:

• тормозного барабана;

• опорного щита;

• двух эксцентриковых осей колодок;

• двух колодок с фрикционными накладками;

• стяжной пружины;

• разжимного устройства.

Тормозной барабан чугунный, литой, крепится к ступице колеса шпильками.

Опорный щит стальной, штампованный, крепится вместе с цапфой колеса к балке моста (для среднего и заднего мостов) или к корпусу поворотного кулака.

Оси колодок служат для регулировки положения тормозных колодок относительно тормозного барабана после ремонта тормозного механизма, устанавливаются на опорном щите. Поворачивая оси с эксцентриками, можно смещать опорные концы колодок относительно опорного щита. От произвольного проворачивания оси закрепляются гайкой.

Тормозные колодки алюминиевые литые со стальными упорными сухарями. К ободу колодки приклепаны фрикционные накладки. Колодки стягиваются между собой пружиной и упорными сухарями опираются на разжимное устройство.

Разжимное устройство.

Состоит из:

• вала с разжимным кулаком;

• регулировочного рычага;

• червячной регулировочной пары.

Привод рабочего тормоза.

Состоит из:

• компрессора с регулятором давления;

• воздушных баллонов;

• тормозного крана;

• тормозной педали;

• тормозных камер (по числу колес автомобиля);

• разобщительного крана;

• соединительной головки;

• манометра;

• трубопроводов, шлангов.

Ручной тормоз.

Характеристика: колодочный, барабанного типа с механическим приводом. Устанавливается на раздаточной коробке.

Состоит из: тормозного механизма, тормозного привода.

Тормозной механизм ручного тормоза аналогичен по конструкции тормозному механизму колесных тормозов.

Основные особенности:

1. колодки опираются на одну ось, закрепленную на кронштейне; в средней части колодки опираются бобышками на выступы кронштейна; колодки прижаты к оси и разжимному кулаку двумя стяжными пружинами; в осевом направлении колодки фиксируются чекой и болтом с шайбой;

2. на наружном конце разжимного рычага закреплен регулировочный рычаг, выполненный в форме сектора с отверстиями.

Привод ручного тормоза.

Характеристика: механический.

Состоит из:

• рукоятки с фиксатором;

• двух рычагов;

• регулируемой тяги;

• штанги;

• регулировочного сектора.

Детали, устройства и механизмы тормозных систем.

Компрессор с регулятором давления.

Напомнить студентам, что устройство компрессора и регулятора давления рассматривалось на занятии при изучении системы: ЦРДВШ. Производительность компрессора при противодавлении в системе 7 кг/см² (700 кПа) - 220 л/мин. Приводится в действие клиновидным ремнем от шкива водяного насоса. Регулятор давления АР-II поддерживает давление в системе 6,0-6,4 - 7,3-7,7 кгс/см² (600-640; 700-770 кПа). Работу компрессора совместно с регулятором давления уяснить опросом студентов.

Воздушные баллоны.

На автомобиле ЗиЛ-131 установлено 3 баллона: на лонжеронах рамы - 2 справа, один слева. Емкость каждого баллона - 20-22 л.

В переднем правом баллоне установлен предохранительный клапан, отрегулированный на давлении 9,0-9,5 кг/см² (900-950 кПа) т кран отбора воздуха. На всех баллонах установлены краны слива конденсата.

Тормозной кран.

Служит для управления пневматическим приводом тормозов автомобиля и прицепа.

Тип - комбинированный, диафрагменный, двухсекционный.

Производится в действие педалью тормоза. Он обеспечивает автоматически более раннее затормаживание прицепа по отношению к тягачу (0,2-0,3 сек).

Крепится на левом лонжероне рамы под кабиной.

Состоит из:

• корпуса крана с двумя секциями;

• корпуса рычагов привода.

Корпус крана с двумя секциями.

Верхняя секция служит для управления тормозами прицепа, нижняя - для управления тормозами автомобиля.

Каждая секция состоит из:

• узла уравновешивающей пружины;

• узла диафрагмы;

• узла клапанов;

• крышки.

В тормозном кране в своих секциях все узлы унифицированы по своей конструкции и работе, за исключением узлов уравновешивающих пружин.

Узел уравновешивающей пружины верхней секции состоит из:

• штока;

• направляющей штока;

• уравновешивающей пружины.

Шток соединяется через опорную шайбу с уравновешивающей пружиной и осью с большим рычагом привода. На конце штока имеется вырез для зацепления с валиком рычага ручного тормоза.

Направляющая штока ввернута и законтргаена в корпусе крана и служит для обеспечения преднатяга уравновешивающей пружины. Преднатяг производится с таким расчетом, чтобы при давлении в системе 4,8-5,3 кг/см², закрывался впускной клапан.

Уравновешивающая пружина одевается на направляющую штока и удерживается на ней опорной шайбой с двумя полукольцами, заложенными в паз на штоке с определенным преднатягом. Одним концом пружина упирается в тело направляющей, вторым в опорную шайбу.

Узел уравновешивающей пружины нижней секции состоит из:

• стакана с пяткой;

• равновешивающей пружины.

Стакан с пяткой размещается в отверстии корпуса и упирается в седло выпускного клапана и малый рычаг привода.

Уравновешивающая пружина устанавливается в стакане и удерживается в нем опорной шайбой с замочным кольцом. Преднатяг пружины регулируется прокладками, установленными в стакане так, чтобы при избыточном давлении в тормозных камерах 0,6-0,8 кг/см² впускной клапан закрывался.

Узел диафрагмы верхней и нижней секции состоят из:

• диафрагмы;

• направляющей диафрагмы;

• седел выпускного клапана;

• опорной шайбы с гайкой;

• воздушной пружины (только в нижней секции).

Все эти детали крепятся к диафрагме, которая зажата по периферии крышкой секции. Между крышкой и диафрагмой установлена возвратная пружина, стремящаяся прогнуть диафрагму в сторону уравновешивающей пружины.

Узел клапанов верхней и нижней секции состоит из:

• впускного и выпускного клапанов;

• стержня;

• седла впускного клапана;

• пружины клапанов.

Клапаны собраны на общем стержне. Седло впускного клапана зажато штуцером в теле крышки корпуса через уплотнительные прокладки, которыми регулируется рабочий ход клапана.

Крышки секции. Крышки зажимают диафрагмы на корпусе крана и штуцерами соединяют рабочие полости секций с тормозной системой прицепа, тормозными камерами тягача и воздушными баллонами.

Корпус рычагов привода.

В корпусе размещаются:

• тягач тормозной педали;

• большой рычаг;

• малый рычаг;

• валик рычага ручного тормоза;

• регулировочный болт большого рычага;

• упорный болт штока верхней секции.

Большой рычаг шарнирно соединен с педалью тормоза, штоком верхней секции и через палец - с малым рычагом. Он может вращаться вокруг этих точек. Малый рычаг шарнирно установлен в нижней части корпуса с помощью оси и вильчатым вырезом с пальцем большого рычага.

Тормозная педаль с приводом служит для управления работой тормозного крана. Состоит из:

• педали;

• рычага;

• двух тяг (одна регулируемая);

• оттяжной пружины.

Тормозные камеры.

Служат для передачи силы давления сжатого воздуха пневмопривода на разжимные кулаки тормозных механизмов. Установлена с помощью кронштейнов на тормозных щитах всех колес автомобиля. Камеры всех колес устроены одинаково.

Камера состоит из:

• корпуса с крышкой;

• диафрагмы;

• штока с вилкой;

• двух пружин.

Двухходовой разобщительный кран служит для отключения тормозной системы прицепа. Установлен на задней поперечине рамы.

Соединительная головка служит для соединения воздухопроводов автомобиля-тягача и прицепа. При отрыве прицепа от автомобиля она автоматически разъединяет воздухопроводы, не допуская разрыва соединительного шланга. Установлена на задней поперечине рамы вместе с разобщительным краном.

Манометр установлен в кабине на щитке приборов. Имеет две шкалы - одна для контроля за давлением воздуха в баллонах, другая - в тормозных камерах (при отпущенной педали тормоза давление в камерах “0”, при нажатой педали давление в камерах сравнивается с давлением в воздушных баллонах).

Тормозная система прицепа.

Она включает в себя:

• тормозные механизмы колес;

• тормозной пневмопривод, который состоит из:

• тормозных камер;

• разобщительного крана;

• соединительной головки;

• воздушного баллона, рассчитанного на давление 6-7 кг/см²;

• воздухораспределителя.

Устройство тормозных механизмов и элементов пневмопривода прицепа аналогично автомобиля ЗиЛ-131, кроме воздухораспределителя.

Воздухораспределитель служит для обеспечения включения и выключения тормозов прицепа в соответствии с действием тормозного крана.

Состоит из:

• корпуса с верхней и нижней крышками;

• штока клапанов с поршнем;

• диафрагмы;

• пружины.

Корпус внутри имеет перегородку, которая в центре выполняет роль седла впускного клапана. Шток клапанов с поршнем имеет возможность перемещаться в направляющих (в крышках) вдоль оси в зависимости от давления воздуха и действия пружин. Впускной клапан на штоке сидит свободно и жестко связан со штоком.

Диафрагма устанавливается между корпусом и крышкой и в центре выполняет роль седла выпускного клапана.

Пружины устанавливаются:

1. одна между поршнем и впускным клапаном (стремится закрыть клапан);

2. другая между перегородкой корпуса и диафрагмой (стремиться диафрагму прогнуть вниз).

Действие тормозной системы автомобиля З.Л-131 и прицепа.

Работу тормозной системы следует рассматривать в следующих положениях:

1. Тормозная педаль отпущена:

а) давление воздуха в магистрали прицепа менее 4,8-5,3 кг/см² (480-530 кПа);

б) давление в магистрали прицепа более 4,8-5,3 кг/см² (480-530 кПа).

2. Тормозная педаль нажата:

а) полностью;

б) частично.

3. Тормозная педаль отпускается.

4. Торможение прицепа ручным тормозом.

Тормозная педаль отпущена:

а) давление воздуха в магистрали прицепа менее 4,8-5,3 кг/см² (480-530 кПа).

• тормозная педаль находится в крайнем верхнем положении.

• положение деталей в тормозном кране будет следующее:

В нижней секции:

• возвратная пружина сдвигает вперед диафрагму, направляющий стакан диафрагмы, стакан уравновешивающий пружины и малый рычаг;

• седло выпускного клапана оторвано от клапана и тормозные камеры тягача сообщаются с атмосферой;

• пружины тормозных камер отодвигают диафрагму камеры, шток и регулировочный рычаг вперед - тормозной механизм колес расторможен.

В верхней секции:

• уравновешивающая пружина через шайбу и полукольца сдвигает назад шток, который через седло выпускного клапана прогибает диафрагму назад;

• седло выпускного клапана садится на выпускной клапан, перекрывая выход воздуха из полости диафрагмы в атмосферу и приоткрывает впускной клапан, открывая доступ воздуха из баллона в правую полость диафрагмы и далее в тормозную систему прицепа;

• под давлением воздуха поршень воздухораспределителя прицепа, преодолевая сопротивление пружин, отпускается вниз и через шток открывает выпускной клапан;

• под действием смещающейся пружины впускной клапан закрывается;

• при таком положении клапанов воздух из тормозного крана, отжимая манжеты поршня, заполняет воздушный баллон, а воздух из тормозных камер прицепа через открытый выпускной клапан выходит в атмосферу - тормозной механизм прицепа расторможен.

б) давление в магистрали прицепа более 4,8-5,3 кг/см² (480-530 кПа).

• по мере подъема давление воздуха в тормозной магистрали прицепа до 4,8-5,3 кг/см² сила давления воздуха через диафрагму сжимает уравновешенную пружину и диафрагма сдвинется вперед вместе с седлом и выпускным клапаном на расстояние, необходимое для закрытия впускного клапана;

• при закрытых клапанах давление воздуха в магистрали прицепа стабилизируется;

• при падении давления в магистрали прицепа уравновешивающая пружина намного разожмется и сдвигает диафрагму. При этом приоткрывается впускной клапан и сжатый воздух снова начнет поступать из баллона автомобиля в магистраль прицепа до отрегулированного давления (4,8-5,3 кг/см²);

• при достижении максимального давления работа деталей верхней секции повторится, т.о., при отпущенной педали в тормозной системе поддерживается постоянное давление 4,8-5,3 кг/см², а тормозные механизмы тягача и прицепа полностью расторможены.

Тормозная педаль нажата.

а) педаль нажата полностью:

• водитель резко и до упора нажимает на тормозную педаль;

• через привод верхний конец большого рычага перемещается вперед до тех пор, пока не сомкнутся все пружины и повсеместно не будет достигнут контакт жестких деталей;

• шток верхней секции смещается вперед до упора в регулировочный болт;

• впускной клапан закрыт, выпускной полностью открыт и сжатый воздух из магистрали прицепа быстро выходит в атмосферу, а из баллона в воздухораспределитель;

• под усилием воздуха и пружины поршень воздухораспределителя вместе со штоком поднимается вперед. При этом манжеты поршня, прижимаясь к стенкам корпуса перекрывают выход воздуха из баллона в атмосферу, выпускной клапан закрывается и своей выступающей частью открывает впускной клапан;

• при таком положении клапанов в воздухораспределителе воздух из баллона прицепа поступает в тормозные камеры прицепа - тормозной механизм прицепа затормаживается. Почти одновременно (с запаздыванием на 0,2 - 0,3 сек) своим нижним концом большой рычаг через палец нажимает на малый рычаг, а он сдвигает назад стакан до тех пор, пока опорная шайба уравновешивающей пружины не упрется в буртик стакана и диафрагма не сместится назад, до упора гайки седла в выступы крышки;

• выпускной клапан закрыт, впускной полностью закрыт и воздух с максимальным давлением проходит в тормозные камеры тягача - тягач полностью затормаживается.

б) Педаль нажата частично :

• при нажатии на тормозную педаль до какого-то промежуточного положения тягача привода перемещает верхний конец большого рычага крана вперед;

• перемещение большого рычага в первый момент оказывает сопротивление уравновешивающая пружина верхней секции и возвратная пружина нижней секции крана;

• возвратная пружина нижней секции как более мягкая начинает сжиматься раньше;

• большой рычаг крана, поворачивается на кольце штока и нижним пальцем давит на вилку малого рычага;

• малый рычаг, перемещаясь назад, сдвигает узел уравновешивающей пружины назад и закрывает выпускной клапан - тормозные камеры разъединены с атмосферой;

• к моменту закрытия выпускного клапана нижней секции сжатию со стороны возвратной пружины станет таким, что малый рычаг и нижний палец большого рычага как бы остановится;

• большой рычаг, поворачиваясь вокруг нижнего пальца, через палец штока тянет вперед шток верхней секции;

• давление воздуха и возвратная пружина верхней секции смещает диафрагму вперед, открывая выпускной клапан, т.о., соединяя магистраль прицепа с атмосферой (выпускной клапан к этому времени закрыт);

• воздух из магистрали прицепа до воздухораспределителя начнет уходить в атмосферу, а из баллона прицепа поступает в воздухораспределитель;

• под усилием воздуха и пружины поршень воздухораспределителя вместе со штоком поднимается вверх. При этом манжеты поршня, прижимаясь к стенке корпуса, перекрывают выход воздуха из баллона в атмосферу, выпускной клапан закрывается и своей выступающей частью приоткрывает выпускной клапан;

• при таком положении клапанов в воздухораспределителе воздух из баллона прицепа поступает в тормозные камеры прицепа - тормозной механизм прицепа начинает затормаживаться;

• с падением давления воздуха в магистрали прицепа сила воздействия на шток уменьшается, уравновешивающая пружина верхней секции перемещает шток назад и выпускной клапан закрывается - давление в магистрали прицепа стабилизируется (в воздухораспределителе по мере подъема воздуха на диафрагму и усилия нижней пружины преодолевается сила давления воздуха на поршень и шток смещается вниз, покрывая с помощью верхней пружины выпускной клапан. В тормозных камерах прицепа создается определенный тормозной эффект заданный тормозным краном);

• смещаясь назад, шток тянет за собой большой рычаг крана, и верхний конец рычага не может сдвинуться, т.к. водитель удерживает педаль в определенном положении;

• поэтому рычаг, поворачиваясь вокруг пальца, соединяющего его с тягой и нижним пальцем, перемещает малый рычаг, а с ним и уравновешивающий узел с диафрагмой назад - открывается впускной клапан (выпускной клапан был закрыт ранее);

• воздух из баллона тягача поступает в тормозные камеры тягача - начинается торможение тягача;

• по мере подъема давления воздуха в магистрали тягача возрастает сила давления воздуха на диафрагму. Эта сила сжимает уравновешивающую пружину, сдвигая диафрагму вперед и впускной клапан закрывается - давление воздуха в магистрали тягача стабилизируется. Т.о., при стабилизированном положении в тормозной системе прицепа и тягача все клапана в тормозном кране закрыты и автопоезд затормаживается с определенным тормозным эффектом, заданным водителем через тормозную педаль;

• при несколько большем нажатии на тормозную педаль, верхний конец большого рычага сместиться дальше вперед, и поворачиваясь вокруг нижнего пальца, потянет шток вперед, значит, открывается выпускной клапан, и воздух будет выходить из магистрали прицепа, увеличивая затормаживание прицепа;

• с уменьшением давления в магистрали прицепа уменьшается сила давления на шток, он сместится назад и закроет выпускной клапан - давление воздуха в системе прицепа снова стабилизируется;

• одновременно с работой верхней секции шток, через большой рычаг, отведет назад малый рычаг, стакан с уравновешивающей пружиной и сдвинет диафрагму, открывая впускной клапан - новая порция сжатого воздуха поступит в тормозные камеры, увеличивая затормаживание тягача;

• подъем давления в полости тягача вызовет сдвиг диафрагмы вперед закрытие впускного клапана и дальнейшее сжатие уравновешивающей пружины - давление воздуха в магистрали тягача снова стабилизируется. Таким образом, через уравновешивающие пружины связаны между собой давления в полости тягача и прицепа и каждому значению давления воздуха в магистрали прицепа соответствует определенное значение давления воздуха в магистрали тягача.

Уравновешивающие пружины, большой и малый рычаги подобраны так, что давление в магистрали прицепа падает быстрее, чем поднимается давление в полости тягача. Поэтому при любом положении педали прицеп затормаживается раньше чем тягач, предупреждая занос и “складывание” автопоезда.

Тормозная педаль отпускается:

• возвратная пружина педали возвращает педаль в исходное положение;

• в заднее положение возвращаются и верхний конец большого рычага, освобождая от внешней нагрузки шток и малый рычаг;

• уравновешивающая пружина нижней секции распрямляется, давление воздуха в магистрали тягача и возвратная пружина выгибает диафрагму вперед, закрывая впускной клапан и открывая выпускной.

Воздух из тормозных камер тягача выходит а атмосферу - тягач затормаживается. Одновременно уравновешивающая пружина верхней секции сдвигает шток назад.

• шток, воздействуя на диафрагму и клапаны, сдвигает их назад. Впускной клапан открывается, выпускной закрывается. Воздух из баллона тягача поступает в магистрали прицепа (в воздухораспределитель прицепа);

• под давлением воздуха поршень воздухораспределителя опускается со штоком вниз. При этом выпускной клапан открывается, а впускной закрывается;

• при этом воздух из крана, отгибая манжеты поршня, поступает в баллон прицепа, а воздух из тормозных камер прицепа уходит в атмосферу - прицеп затормаживается.

Впускной клапан верхней секции будет открыт до тех пор, пока давление в магистрали прицепа не достигнет отрегулированного, а затем работа крана повторится.