Тормозная система грузового автомобиля: назначение, устройство и принцип работы

Тормозная система грузового автомобиля— ключевой узел, отличающийся большим количеством элементов, увеличенными размерами и массой, а также более высокими требованиями к надежности. Современные грузовики комплектуются тормозами с пневмоприводом, работающими на принципе сжатого воздуха и поддерживающими необходимое давление в системе.

Ниже подробно рассмотрим, какие бывают виды тормозных систем, в чем их отличия и особенности. Отдельно разберем порядок и нюансы работы пневматической тормозной системы, а также принципы взаимодействия ее узлов.

Отличия тормозной системы грузового и легкового автомобилей, классификация по принципу действия

Конструктивно тормозные системы грузовика и легковой машины почти не отличаются. Главной особенности являются габариты и вес комплектующих узлов. Условно тормоза грузовика бывают следующих видов (по принципу действия).

Механические

Применяются в системе ручного / стояночного тормоза. В состав механизма входят рычаги, тяговая система, уравнители и другие элементы. Приводной узел подает ручнику информацию о фиксации автомобиля на одном месте даже при нахождении под сильным наклоном. Применяется механизм на парковке, во дворе и других местах, когда необходимо обеспечить нахождение машины на одном месте и избежать ее скатывания.

Гидравлические

Распространенный вид приводного механизма, востребованный, как правило, на легковых автомобилях. Конструктивно в состав привода входит гидроусилитель, педаль, цилиндры тормозов и колес, трубки и трубопроводы. В такой системе сочетается эффективность работы, доступность, легкость обслуживания и возможность покупки комплектующих во всех автомобильных магазинах.

Конструктивно гидравлические тормоза бывают:

Дисковые

Отличаются надежностью и эффективностью. Конструктивно состоят из накладок, охватывающих диск, установленный и вращающийся на колесной ступице. При срабатывании тормоза работает приводной механизм, воздействующий на накладки. Последние сдавливают на диск с двух сторон, тормозят его и останавливают транспортное средство.

Барабанные

Более доступный вид тормозов, предусматривающий установку специальных накладок внутри барабанной полости. После нажатия педали колодки расходятся и контактируют со стенкой барабана, предотвращая вращение колеса. Чем сильнее нажатие на педаль, тем быстрей останавливается транспортное средство.

Барабанный тормозной механизм проигрывает дисковому по всем параметрам. Чтобы сэкономить на изготовлении автомобиля, производители часто ставят дисковый вариант спереди, а «барабаны» остаются для задней оси.

Гидравлический привод появился еще в 1910-1915-х годах, а в автомобилестроении применяется с 1924-го. Популярность обусловлена одновременным торможением колес, небольшим временем срабатывания (до 0,2 с), высоким КПД на уровне 90%, небольшими габаритами / массой и простой конструкцией.

Пневматические

Важно

Тормозная система с пневматическим приводом— наиболее распространенный вид тормозов для грузовых автомобилей и специальной технике.

На легковых машинах они не применяются. По особенностям работы система имеет много общего с гидравлической с той разницей, что главным рабочим элементом является не жидкость, а воздух, поступающий под давлением с помощью компрессора.

После нажатия на педаль воздух направляется к тормозным элементам и обеспечивает их работу. Дополнительно применяются и другие виды тормозных систем— вакуумная, электрическая и комбинированная. Они используются реже, поэтому не будем останавливаться на них подробно.

Четыре типа тормозов

Читайте также: Рулевое управление грузового автомобиля

Для надежности в грузовых автомобилях применяется целый комплекс тормозных узлов. Так, система грузовика условно делится на четыре типа:

1. Основная (рабочая). Применяется для уменьшения скорости движения авто вплоть до полной остановки. Может работать на пневматике, гидравлике или механике, бывает комбинированной. Работает совместно с АБС, которая помогает избежать блокировки колес в сложных дорожных ситуациях (при резком нажатии на педаль). Для облегчения работы тормозов предусматривается усилитель, работающий на базе вакуума или подачи воздуха под давлением.
2. Стояночная тормозная система автомобиля. Используется для фиксации машины на дорожном покрытии. Активируется с помощью рукоятки, установленной возле водителя. На грузовиках с пневматической системой сзади смонтированы энергоаккумуляторы. В них предусмотрены пружины, удерживающие колеса в одном положении. После подвода воздуха под давлением происходит сжатие пружин и отпускание тормоза. Конструктивно состоит из рычага, регулятора давления, тормозов колеса, выключателя, тросов и других элементов. Может применяться в случае отказа базовой тормозной системы.
3. Запасная (резервная, аварийная) — отдельный механизм, страхующий основной узел. Отличается полной независимостью от рабочих тормозов, но может входить в их состав. В некоторых машинах такая система вообще не предусмотрена, а вместо нее применяется механический механизм.
4. Вспомогательная. Используется для поддержания скорости грузовика на одном уровне в течение длительного периода. Как правило, подразумевает остановку с помощью мотора за счет регулирования подачи топливной смеси в камеру сгорания и закрытия трубопроводов впуска.

Оптимальный вариант, когда в грузовом автомобиле применяются одновременно все озвученные выше системы, обеспечивающие безопасность эксплуатации и своевременную остановку грузовика даже в сложных условиях.

Основные рабочие элементы тормозной пневмосистемы

Как отмечалось, в грузовых машинах чаще всего применяются пневматические тормоза, которые конструктивно состоят из следующих элементов.

Компрессор

Монтируется на маховике силового узла и обеспечивает подачу воздуха с необходимым давлением. Он поступает через трубопровод, очищается, а после подается к цилиндрам компрессора.

При достижении давления в 0,7 МПа останавливается подача в пневматическую систему, а при снижении до 0,65 МПа —прекращается выход в атмосферу. Компрессор монтируется в передней части грузовика в непосредственной близости от мотора.

Работает от клиновидного ремня, объединяющего шкивы вентилятора охлаждения и компрессорного механизма. Давление определяется по манометру. После нажатия на педаль воздух подается в тормозные отсеки, а на следующем этапе колодки сжимаются и обеспечивают торможение.

Главный тормозной цилиндр (ГТЦ)

Назначение узла состоит в восприятии усилия, которое передается от тормозной педали / рычага. Механизм отличается по конструктивным особенностям и принципу действия. В состав входит кожух цилиндра, поршень, уплотнители и соединительные узлы. В сложных конструкциях применяется два или более контуров с увеличенным количеством поршней. В некоторых версиях тормозных систем используются двойные цилиндры.

Возле ГТЦ предусмотрена емкость с тормозной жидкостью, которые соединяется с гидравлическим цилиндром. При использовании индивидуального бака он соединяется с ГТЦ с помощью резиновой трубы. Благодаря этой особенности, обеспечивается пополнение жидкости в случае течи, принятии лишнего рабочего состава при расширении и т. д. 

К примеру, в грузовом автомобиле Газ 53 предусмотрено 2-контурная система, а ГТЦ имеет двухсекционное исполнение. Каждый из них работает со своим контуром. Также имеется две емкости, которые объединяются с ГТЦ через пру отверстий.

В новых моделях ГТЦ предусмотрены устройства, сигнализирующие об изменении объема жидкости в баке. В этом случае зажигается контрольная лампа на приборной панели, показывающая водителю о необходимости доливки.

Главными элементом является датчик, отличающийся поплавковой конструкцией и обеспечивающий замыкание контактной группы при снижении жидкости ниже допустимого уровня. При заливке системы необходимо удаление воздуха.

Колесные рабочие цилиндры

Один из главных узлов пневматической тормозной системы, обеспечивающий приведение в действие тормозов— рабочие цилиндры. Конструктивно состоят из двух поршней, которые обеспечивают передачу усилия и остановку автомобиля.

Для срабатывания этих элементов необходимо нажать на педаль тормоза. При ее удерживании происходит движение поршней, воздействующих на колодки и обеспечивающих замедление вращения барабана. 

После отпускания педали происходит возврат поршня в первоначальное состояние, но с учетом установленного зазора. В случае износа тормозных колодок происходит смещение кольца вдоль цилиндра для поддержания оптимального расстояния.

Регулятор давления

В его функции входит контроль и поддержание необходимого давления в системе. При необходимости устройство подает дополнительный поток воздуха или спускает его для поддержания работоспособности системы. 

Кроме рассмотренных выше узлов, пневматическая система грузовика включает в себя:

• осушитель воздушного потока — защита от попадания влаги в систему;
• 4-контурный защитный клапан — распределение воздуха по контурам и защита от утечки;
• тормозной кран (ножной) — используется для управления тормозами;
• ресиверы — баллоны, накапливающие необходимый запас воздуха;
• камеры системы — для преобразования пневматики в механическое воздействие;
• ручной рычаг — управление стояночной тормозной системой;
• элементы АБС;
• энергоАКБ;
• манометр — показывает уровень давления;
• индикаторы на рабочей панели и т. д.

Принцип работы пневматических тормозов, взаимодействие рабочих элементов

При пуске мотора запускается компрессор, который принимает воздушный поток и направляет его в тормозную систему до создания нужного давления. Этот параметр контролируется регулятором, который при необходимости выводит излишний воздух за пределы механизмов грузового автомобиля. На следующем этапе поток направляется в осушитель, где из него удаляются лишние добавки и убирается влага.

Очищенный и высушенный поток является гарантией стабильной и бесперебойной работы системы, в первую очередь в холодную погоду. Как правило, осушитель и регулятор находятся в одном корпусе, где дополнительно предусмотрен ресивер для регенерации.
После подготовки воздуха производится его распределение с помощью 4-контурного клапана в следующих направлениях:

• Рабочие тормоза с отдельными ресиверами.
• Дополнительная и стояночная тормозная система грузового автомобиля со своим ресиверным механизмом.
• Питающий контур для других узлов, нуждающихся в воздухе (к примеру, пневматическая подвеска).

Ресиверы обеспечивают необходимый объем сжатого воздуха, подача которого регулируется водителем путем нажатия и опускания педали тормоза. Через специальный кран поток под давлением идет в камеры (сначала передние, а потом и задние). Далее штоки воздействуют на элементы разделения / сжатия колодок системы, и машина останавливается.

В контуре ручных и дополнительных тормозов воздух из накопителя идет к тормозному крану, управляющего воздушным потоком, к энергоАКБ. Последние монтируются на задней оси и имеют тормозной кран, обеспечивающий сброс лишнего давления.

Главным действующим элементом являются тормозные камеры, которые под действием пружин обеспечивают фиксацию автомобиля в стояночном положении. Наличие энергоАКБ позволяет исключить аварии, ведь остановка грузовика происходит даже при снижении давления ниже определенного уровня, то есть в аварийных ситуациях.

Параллельно из ресиверного механизма ручных и дополнительны тормозов идет питания к управляющему крану прицепа. Пневомсистемы машины и прицепного устройства объединяются с помощью специальных головок, а сигналы управления также подаются от тормозов машины.

При наличии прицепа магистрали питания и управления коммутируются отдельно. При установке тормозных камер на прицепном устройстве с энергоАКБ формируется управляющая цепь для этих устройств. По магистрали поток воздуха обходит тормозной кран и заполняет ресивер прицепной конструкции. Далее пневматический сигнал идет к управляющей цепи крана, управляемого одним-двумя регулятора.

АБС грузовой машины и прицепной конструкции контролируют равномерность торможения. Они работают, благодаря модуляторам, датчиком угловой скорости, ЭБУ и информирующим лампочкам.

Важный элемент пневмосистемы— манометр, по которому можно увидеть давление, а также лампы-индикаторы разных цветов, обеспечивающие контроль и своевременное информирование о наличии сбоев в работе системы. Все необходимые сведения выводятся водителю на приборную панель.

Итоги

Тормозная пневматическая система — сложный механизм, состоящий из множества узлов. Каждый из элементов очень важен, ведь обеспечивает адекватность и прогнозированность эксплуатации грузового автомобиля в разных условиях.

При этом шофер должен знать устройство, особенности работы и назначение главных элементов, а также уметь делать простой ремонт тормозной системы. При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании тормоза грузовика никогда не подведут и выручат даже в экстремальной ситуации.