☰Прінціп роботи пневматичної гальмівної системи автомобіля

Наши партнеры ArtmMisto

Пневматичний гальмівний привод - вид конструкції гальмівної системи, яка використовує в якості енергоносія стиснене повітря. Пневматичні гальма використовують в різних видах транспорту:

• пасажирські автобуси;
• вантажні комерційні автомобілі;
• спеціалізована техніка - грейдери, бульдозери, навантажувачі, автокрани, інші крупно-і малогабаритні спецзасоби;
• залізничний транспорт.

Тягач DAF XF105 - приклад вантажівки з пневматичними гальмами

Нас цікавить саме автомобільний варіант пневматичного гальмівного приводу. У статті ми розповімо про:

• видах пневматичних гальмівних систем;
• конструкції і принцип роботи пневмопривода;
• основні переваги та недоліки пневматики в порівнянні з гідравлічними гальмами;
• несправності, які виникають в роботі пневматичного, ознаках і наслідки поломок, а також дамо корисні поради як продовжити термін служби гальмівної системи.

Пневматичний гальмівний привод використовують окремо або в комплексі з іншими системами (приклади - комбіновані гальмівні системи електропневматичного або пневмогідравлічного типу).

Пневматичні гальмівні системи також класифікують за кількістю робочих контурів-магістралей. Зустрічаються 3 види систем:

• одноконтурні;
• двоконтурні;
• багатоконтурні.

Одноконтурні системи. Особливість - магістралі на передні і задні колеса об'єднані в одну гілку, а інтенсивність потоку стисненого повітря контролює один гальмівний кран. Одноконтурна модель пневматичної гальмівної системи - застарілий тип конструкції, який в більшості випадків зустрічається тільки на старих моделях вантажних автомобілів і автобусів.

Двоконтурні системи. Відмінності зрозумілі з назви - магістралі гальмівної системи автомобіля розділені на дві гілки. Одна гілка передає стиснене повітря на передні колеса, друга - на задні. Потік енергоносія контролюють два гальмівних крана - по одному на кожен контур магістралей. Двоконтурна конструкція надійніше, ніж одноконтурна. Якщо вийшла з ладу гілка задньої осі, передні гальмівні вузли продовжують функціонувати і навпаки.

Багатоконтурні системи. Особливість - складна, але ефективна і надійна конструкція. Багатоконтурні пневматичні системи зустрічаються у великих вантажних автомобілях і складаються з трьох і більше контурів. Багатоконтурна пневматична система гальмування збільшує стійкість, полегшує управління і зупинку вантажівки.

Конструкція пневматичної гальмівної системи

Конструкція пневматичного гальмівного приводу приблизно однакова для всіх видів автомобілів. Відрізнятися можуть окремі вузли і елементи.

Загальний вигляд пневматичної гальмівної системи: 1 - двосекційний гальмовий кран, 2, 6 - гальмівні камери (силові циліндри), 3 - запобіжний клапан, 4 - регулятор тиску, 5 - компресор, 7 - кран відбору повітря, 8 і 9 - роз'єднувальний кран з сполучної головкою, 10 - ресивери (повітряні балони), 11, 12 - гальмівні барабани в зборі.

Компресор. Нагнітає повітря в ресіверах (балонах). Компресор встановлюють у передню частину автомобіля біля блоку двигуна. Агрегат працює від клиновидного ременя, який з'єднує шків компресора і шків радіаторного вентилятора.

Ресивери або балони. У ресіверах зберігається запас стисненого повітря. Пневматичні гальма обладнані двома ресиверами. Перший балон, який в народі називають "мокрим", обладнаний запобіжним клапаном і краном для зливу конденсату. На другому ресівері є тільки кран для зливу конденсату. Запобіжний клапан, який контролює тиск у другому балоні, встановлений далі по магістралі в гальмівному крані.

Запобіжний клапан. Захищає систему від перевантаження і скидає надлишковий тиск. Кількість захисних клапанів залежить від типу конструкції і кількість контурів магістралей.

Регулятор тиску. Контролює і підтримує оптимальний тиск в системі, а при необхідності впускає або випускає повітря в пристрій розвантаження компресора.

Гальмівний кран. Комбінований поршневий вузол, який розподіляє потоки стисненого повітря по системі, послідовно заповнює енергоносієм все контури пневмосистеми та гальмівні камери. Гальмівний кран - сполучний вузол між ресиверами і гальмівними циліндрами коліс. Кількість гальмівних кранів в пневматичній системі залежить від кількість контурів.

Осушувач повітря. Виділяє пари води та інші домішки (наприклад, пари масла) з всмоктуваного повітря. У сучасних моделях автомобілів осушувач суміщений з регулятором тиску, тому останній як окремий вузол відсутній.

Гальмівні вузли з силовими циліндрами (гальмівними камерами). Встановлено на колесах автомобіля, відповідають за зупинку транспортного засобу. Кожен вузол обладнаний гальмівним циліндром, в який по трубопроводу під тиском надходить повітря і який притискає гальмівні колодки до барабана.

Роз'єднувальний кран. Елемент зустрічається тільки в тягачах з причепами. Через кран пневматичну гальмівну систему тягача з'єднують з гальмівною магістраллю причепа. Кран об'єднує дві системи, підвищує стійкість і керованість автомобіля, зменшує ризик занесення причепа при гальмуванні.

Пневмоусилителя. Агрегати збільшують показники тиску до необхідного рівня і зменшують навантаження на компресор. Кількість підсилювачів відрізняється в різних моделях автомобілів.

Трубопровід. Система труб і шлангів з'єднує всі вузли і елементи. Кількість відгалужень трубопроводу залежить від кількості контурів пневматичної гальмівної системи.

Педаль гальма. Елемент передає зусилля на поршні гальмівного крана і відкриває канали для стисненого повітря від ресиверів на гальмівні камери коліс.

Важіль ручного гальма.

Вимірювальні прилади та датчики. Контролюючі елементи, за якими водій стежить за станом і працездатністю гальмівної системи. До них відносяться датчики, які знаходяться в ресіверах і гальмівних камерах, і двохстрілочні манометр. Одна стрілка манометра показує тиск в балонах, а друга - в гальмівних камерах. У старих моделях автомобілів манометрів було два і кожен відповідав за свій вузол.

Принцип роботи і функціонал пневматичного гальмівного приводу

Головна і єдина функція будь-якої гальмівної системи - вчасно зупинити автомобіль не залежно від умов і зовнішніх чинників. Неважливо, потрібно плавно зупинити авто перед перехрестям або різко загальмувати через несподіваної перешкоди - автомобіль повинен зупиниться без шкоди для водія, транспортного засобу, інших учасників дорожнього руху.

Розглянемо основні етапи і процеси, які відбуваються в пневматичною гальмівною системою.

Пневмокомпресор для автомобілів МАЗ з двигуном OM 906 LA

Компресор гальмівної системи - приводний агрегат, який працює тільки коли запущений двигун. Через повітряний фільтр в компресор надходить повітря, який агрегат через регулятор тиску закачує в ресивери.

Регулятор тиску, який розташований або як окремий вузол, або вбудований в осушувач, контролює і оптимізує тиск повітря, а коли ресивери заповнені повністю, забезпечує холостий хід компресора. Якщо регулятор тиску не працює, його підміняє запобіжний клапан.

Ресивери системи з'єднані послідовно. У нижній частині першого балона знаходиться спускний кран, через який з енергоносія виводиться конденсат і пари масла. Другий балон з'єднаний з краном, який обладнаний регулятором тиску і запобіжним клапаном. Останні скидають зайве повітря і нормалізують тиск в системі, якщо воно перевищує допустимий.

Гальмівний кран контролює і перенаправляє потік стисненого повітря в камери силових циліндрів, які знаходяться в гальмівних вузлах коліс. У одноконтурной системі за передні колеса автомобіля відповідає нижній циліндр крана, а за задні колеса тягача і колеса причепа (якщо є) - верхній циліндр. Пневматичні гальма причепа приєднують до автомобіля через роз'єднувальний кран і сполучну головку.

Коли водій натискає педаль гальма, гальмівний кран відкриває доступ для стисненого повітря, який з ресиверів надходить в гальмівні камери коліс. В циліндрах збільшується тиск, розтискні кулаки притискають колодки до гальмових барабанів коліс і зупиняють автомобіль. Коли водій відпускає педаль, клапани гальмівних камер коліс виводячи повітря і колодки повертаються у вихідне положення.

Пневматичний барабанний гальмівний вузол в зборі на автомобілі

Водій може стежити за станом пневматичної гальмівної системи за манометром, який показують тиск стиснутого повітря в ресіверах і гальмівних камерах. Манометр з'єднаний з датчиками тиску, які передають дані на приладову панель в кабіну водія.

Переваги та недоліки пневматики

Пневматична та гідравлічні гальмівні системи - це два аналогових гальмівних приводу, кожен з яких має свої переваги й недоліки. Перший тип приводу використовують в основному в важких автомобілях, а другий частіше зустрічається на транспортних засобах повсякденного використання.

Чим пневматичні гальма краще гідравлічних:

• коли водій відпускає педаль гальма, стиснений повітря не повертається назад в систему, а виходить через клапани скидання в атмосферу;
• пневматична система економічніше, так як використовує стиснене повітря, який компресор забирає з атмосфери;
• повітря менше зношує систему, ніж рідинний наповнювач;
• стиснене повітря - нейтральне середовище, тому ймовірність того, що енергоносій втратить властивості, набагато менше. Гідравлічні суміші для гальмівних систем сильно відрізняються один від одного за складом, змішувати їх не можна, а вивести з ладу систему може будь-яка стороння домішка;
• пневматична гальмівна система легше переносить температурні перепади як навколишнього середовища, так і всередині системи. Гідравлічний енергоносій може закипіти або замерзнути від різкого стрибка температури, в результаті гальма ламаються;
• пневматика менше боїться дрібних витоків, так як компресор працює весь час і в разі витоку робочого газу швидко заповнить нестачу.

Однак і в гідравліки є свої переваги:

• Гідротормоз спрацьовує швидше за рахунок того, що енергоносій має високу щільність і не стискається, як повітря;
• у гідравлічного приводу конструкція значно простіше, ніж у пневматичної гальмівної системи
• гідравлічний привід функціонує як окрема система на відміну від пневматичного, в якому робота компресора залежить від роботи двигуна;
• незважаючи на те, що пневматичні гальма спрацьовують швидше, ККД гідравлічних гальм вище за рахунок меншої втрати енергії при переміщенні енергоносія трубопроводом.

Ну і найголовніша відмінність між гідравлікою і пневматикою - ціна на запчастини і агрегати. Хоча важко порівнювати, наприклад, вартість гальмівного супорта легкового автомобіля і барабанне гальмо важкого тягача, як мінімум через велику різницю в габаритах і конструкції.

Саме завдяки відмінностям між двома видами гальмівних приводів кожен з типів займає свою нішу і практично не конкурує з аналогом.

Несправності пневматичної гальмівної системи. Причини і ознаки поломок. Як продовжити термін служби гальм

Основні несправності пневматичної гальмівної системи:

• гальма автомобіля не реагують на тиск педалі або реагують з великим запізненням. Причини - стиснене повітря виходить через тріщину в трубопроводі або ресівері, вийшов з ладу компресор. Несправності виникають в результаті різкого удару, який пошкодив пневмосистему, поступового зносу приводу, розриву приводного ременя, який запускає компресор. Вихід - звернутися на діагностику на станції техобслуговування;
• збільшився гальмівний шлях автомобіля. Причини також можуть бути різні. Наприклад, розбовталася педаль гальма, зносилися гальмівні колодки або барабани, пошкоджений один з контурів магістралі. Несправності виникають в результаті природного зносу, різкого перепаду тиску або неправильної роботи перепускних клапанів і гальмівних кранів. Рішення - відвідайте автосервіс і пройдіть діагностику пневматичного;
• занос причепа під час гальмування. Проблема говорить про несправності роз'єднувального клапана, який з'єднує пневмосистему тягача і гальмівні камери причепа. В результаті, коли водій гальмує, повітря надходить тільки в гальмівні камери, а причіп продовжує рух. Виходить, що причіп і тягач починають рухатися назустріч один одному, в результаті чого причіп як довший і менш стійкий об'єкт веде в бік. Щоб усунути поломку, достатньо замінити роз'єднувальний кран;
• автомобіль веде в бік при гальмуванні. Причина - гальма працюють несинхронно, колеса гальмують в різний час, і автомобіль може занести. Проблема виникає, коли нерівномірно зношуються гальмівні колодки і барабани або одна з гальмівних камер пропускає повітря.

Своєчасний ремонт - запорука безпеки і комфорту

Щоб не допустити несправності, досить регулярно перевіряти стан гальмівної системи автомобіля, стежити за показники манометрів і датчиків, вчасно проходити ТО, використовувати якісні і відповідні по допускам запчастини, комплектуючі і змінні вузли. Саме від ставлення водія до автомобіля залежить термін служби транспортного засобу. Це правило, які повинен знати і дотримуватися кожен водій незалежно від того, на чому їздить людина - на легковику або тягачі з причепом.