Пневматический привод представляет собой источник энергии, который используется для торможения и работает на сжатом воздухе. Рассматриваемое устройство дает возможность создавать существенную тормозную силу при минимальном участии водителя или оператора. Подобная система широко используется в обустройстве тягачей, автобусов и грузовых автомобилей. Конструкция состоит из компрессора, воздушных резервуаров, крана, колесных отсеков, разобщительного регулятора, сосуда для слива отработанных рабочих жидкостей.
Компрессор
Данный элемент пневматического привода подает в систему сжатый воздух. Он обрабатывается в очистителе, после чего транспортируется в резервуары. Выход воздушной смеси из баллонов предотвращает обратный клапан. Показатель давления определяется по манометру. После активации педали тормоза воздух через открывшийся кран попадает в тормозные отсеки, вследствие чего срабатывает сжатие колодок. Обратный процесс происходит при помощи стяжных пружин.
В состав конструкции компрессора входит блок цилиндров, его головка, картер, стопорные крышки. Коленчатый вал механизма вращается в подшипниках шарикового типа, взаимодействует с поршнями при помощи пальцев и шатунов. Передняя часть коленвала оснащена клиновидным ремнем, сальником и шпонкой. В качестве охладителя предусмотрен вентилятор. В головке блока цилиндров над каждым рабочим элементом имеется пробка с пружиной и нагнетательным клапаном. Нижние шатунные головки оснащены регулировочными прокладками.
Смазка и охлаждение
Пневматический тормозной привод имеет комбинированную систему смазки. Масло подается из главной магистрали по трубе во внутреннюю часть коленчатого вала. Шатунные подшипники помещены в антифрикционный раствор и смазываются принудительно. Остальные элементы получают масло способом разбрызгивания. Отработка из картера отправляется в емкость двигателя через специальный отвод.
Система охлаждения компрессора пневматического привода – жидкостного типа. Она связана с аналогичным узлом силового агрегата. Когда один из поршней опускается в нижнее положение, создается разряжение и воздух поступает в него путем очистителя и впускного клапана. После подъема поршня происходит сжатие воздушной смеси, далее она поступает через клапан в баллоны и основную систему. Затем весь процесс повторяется.
Показатель давления воздуха ограничивается специальным регулятором, который снижает затраты мощности мотора на привод компрессора, что увеличивает рабочий ресурс узла. Конструкция с регулятором размещена под клапанами, содержит пару плунжеров и уплотнителей с толкателями. Плунжерное коромысло соединяется пружиной, полость под впускными клапанами агрегирует с трубопроводом очистителя, а плунжерный канал с контроллером давления.
Устройство пневматического привода тормозной системы
Воздушные баллоны предназначены для хранения охлажденного запаса сжиженного воздуха. В их конструкции предусмотрены краны для удаления конденсата, а также предохранительный клапан. От засорения устройство защищает гайка колпачкового типа.
Корпус регулятора давления закрыт кожухом, имеет штуцер со штоком клапанов. На шток воздействует пружинный механизм, который оснащен регулирующим колпаком. В центральной консоли корпуса расположен впускной и выпускной клапан. Канал соединяется через фильтр и впускное отверстие с баллонами, а также разгрузочным устройством. В нижней части корпуса предусмотрена пробка.
Если давление в магистрали достигает показателя ниже 560 кН/кв.м, воздушная масса выходит в атмосферу. Плунжеры при этом освобождают впускные клапаны, компрессор начинает нагнетать воздух в систему.
Управление системой
Гидравлический пневматический привод для управления оснащается краном. Он позволяет регулировать подачу сжатого воздуха к рабочим камерам. Также при его помощи обеспечивается стабильная тормозная сила и быстрое растормаживание.
Корпус данной детали зафиксирован на раме. Диафрагма изготовлена из прорезиненного тканевого материала, помещена между крышкой и остовом. В ее центре имеется седло выпускного клапана, опирающееся на стакан контрольной пружины. Рабочая полость сообщается с атмосферой через впускное окно и клапан. Пружина возвратного типа стабильно воздействует на диафрагму и впускной клапан. Седло последнего элемента зажато в крышке штуцером. Благодаря прижатию клапана воздух из баллонов не поступает к тормозным камерам.
Работа пневматического привода
Двуплечий рычаг агрегирует с педалью тормоза, при этом опираясь на стакан. После нажатия педали тяга, помещенная внутри гофрированного защитного чехла, поворачивает рычаг. Стакан с пружиной подается вправо, диафрагма прогибается, после чего закрывается выпускной клапан, а его впускной аналог открывается. Диафрагма с пружинным механизмом и клапанами образует следящий узел. Он имеет три позиции.
В первом положении педаль тормоза отпущена, оба клапана становятся в крайнюю левую позицию. Впускной клапан активен, тормозные отсеки через него, а также рабочие камеры соединены с атмосферой.
Вторая позиция соответствует нажатию на педаль, усилие трансформируется на рычаге, стакане и диафрагме. Седло перекрывает клапан, разобщая соединение с атмосферой. Открытию клапана дополнительно препятствует давление воздуха и усилие пружины.
В третьем положении после дополнительного нажатия на педаль открывается впускной клапан, сжатая воздушная смесь поступает к тормозным камерам, осуществляется процесс торможения. Диафрагма под воздухом прогибается, а пружина сжимается. После уравновешивания воздействующих сил диафрагма становится во вторую позицию, оба клапана закрываются, обеспечивая постоянное тормозное усилие.
Особенности
Пневматический привод тормозов при усилении нажатия на педаль получает дополнительное количество воздуха. Это обуславливает увеличение показателя давления в рабочих отсеках. При растормаживании процессы идут в пропорционально обратном порядке. Сжатая воздушная смесь выходит через клапан. Режим холостого хода регулируется посредством специального болта.
Для работы пневматического привода клапанов на прицепах монтируется кран комбинированного типа. Он представляет собой элемент с двумя секциями, верхняя из которых отвечает за работу прицепного приспособления, а нижняя часть – за тягач. Правые отделы отсеков идентичны, в седло выпускного клапана упирается шток, помещенный в механизм с втулкой и пружиной. На оси штока имеется рычаг, агрегирующий с малым аналогом.
Плюсы
Использование рассматриваемого устройства обусловлено рядом преимуществ, а именно:
- Пневматический привод дает возможность создавать значительное прижимное усилие на колодках при малом воздействии на педали управления.
- Доступность, безопасность и простота работы на обычном воздухе.
- Возможность накопления значительного объема потенциальной энергии воздуха в специальных резервуарах, что позволяет обеспечивать длительное и эффективное торможение даже при выходе из строя компрессора.
- Допускаются незначительные утечки воздушной смеси, которые частично компенсируются запасом сжатого воздуха.
- Простота и удобство соединительных и проводящих деталей.
- Высокий коэффициент полезного действия.
- Возможность применения конструкции для работы различного дополнительного автомобильного оборудования.
Недостатки
Теперь рассмотрим минусы устройства:
- Относительно медленное срабатывание по причине особенностей сжимаемого воздуха.
- Ремонт пневматического привода требует полной или частичной замены элементов.
- Сложность конструкции и высокая стоимость многоконтурной модификации.
- Большие вес и размеры, по сравнению с гидравлическим аналогом.
- Значительные затраты мощности на компрессорный привод.
- Возможность поломки узла при замерзании конденсата зимой.
Тормозной пневмопривод обеспечивает высокое усилие, при этом содержит массу элементов. Например, на КамАЗе эта часть включает в себя порядка 25 приборов, 6 ресиверов, около 70 метров трубопроводов.
В заключение
Конструкция одноконтурного пневматического привода проста. Однако современные стандарты безопасности движения не приемлют его эксплуатации по причине низкой надежности. На автомобили устанавливают многоконтурные аналоги, которые оснащаются несколькими автономными приводами. В современной системе предусмотрено два обязательных минимальных контура, а также до шести схем других систем.
Кроме того, в конструкцию узла входит масса приборов, предназначенных для обеспечения нормальной работы тормозных элементов. Также они выполняют контроль состояния привода на тягаче и прицепе. Рассматриваемой системой оснащаются популярные отечественные грузовики. Особенно актуален данный механизм на автопоездах. На машинах с удлиненной базой часто применяют комплексный гидропневматический привод тормозов. В нем для придания необходимого усилия используется сжатый воздух, а передача к механизму осуществляется посредством рабочей жидкости. Подобная система увеличивает скорость срабатывания конструкции, однако существенно ее усложняет.
