Пневматический тормоз или, более формально, пневматическая тормозная система , представляет собой тип фрикционного тормоза для транспортных средств, в котором сжатый воздух, давящий на поршень, используется для приложения давления к тормозной колодке или тормозной колодке, необходимому для остановки транспортного средства. Пневматические тормоза используются в больших тяжелых транспортных средствах, особенно в тех, которые имеют несколько прицепов, которые должны быть связаны с тормозной системой, таких как грузовики , автобусы , прицепы и полуприцепы , в дополнение к их использованию в железнодорожных поездах . Джордж Вестингауз первым разработал воздушные тормозадля использования на железнодорожном транспорте. [1] Он запатентовал более безопасный пневматический тормоз 5 марта 1872 года. [2] [3] Вестингауз внес множество изменений, чтобы улучшить свое изобретение пневматического тормоза, что привело к созданию различных форм автоматического тормоза. В начале 20 века, после того как его преимущества были доказаны на железнодорожном транспорте, он был принят на вооружение производителями грузовых автомобилей и большегрузных транспортных средств .
Дизайн и функции
Пневматические тормоза обычно используются на тяжелых грузовиках и автобусах. Система состоит из рабочих тормозов, стояночных тормозов, педали управления и резервуара для хранения воздуха. Для стояночного тормоза существует дисковая или барабанная система, которая предназначена для удержания в «задействованном» положении за счет давления пружины. Для отпускания этих "пружинных тормозов" стояночных тормозов необходимо создать давление воздуха. Чтобы задействовать рабочие тормоза (те, которые используются во время движения для замедления или остановки), нажимается педаль тормоза, направляя воздух под давлением (примерно 100–120 фунтов на кв. Дюйм, или 690–830 кПа, или 6,89–8,27 бар) к тормозу. камеры, заставляя тормоз включиться. Большинство типов пневматических тормозов грузовиков представляют собой барабанные тормоза, хотя наблюдается растущая тенденция к использованию дисковых тормозов. Воздушный компрессор всасывает фильтрованный воздух из атмосферы и нагнетает его в резервуары высокого давления под давлением около 120 фунтов на квадратный дюйм (830 кПа; 8,3 бар). У большинства тяжелых транспортных средств есть датчик в поле зрения водителя, показывающий наличие давления воздуха для безопасной работы транспортного средства, часто включая звуковые сигналы или световые сигналы. Также обычным явлением является механическое « виляние париком », которое автоматически падает в поле зрения водителя, когда давление падает ниже определенной точки. При включении стояночного / аварийного тормоза сжатый воздух высвобождается в магистралях между резервуаром сжатого воздуха и тормозами, что позволяет задействовать стояночный тормоз с пружинным приводом. Внезапная потеря давления воздуха немедленно приведет к полному давлению пружинного тормоза.
Пневматическая тормозная система делится на систему питания и систему управления. Система подачи сжимает, накапливает и подает воздух под высоким давлением в систему управления, а также в дополнительные пневматические вспомогательные системы тележки (управление переключением коробки передач, сервопривод пневматической поддержки педали сцепления и т. Д.).
Система снабжения
Воздушный компрессор приводится в действие двигателем либо коленчатого вала шкива с помощью ремня или непосредственно от передач синхронизации двигателя. Он смазывается и охлаждается системами смазки и охлаждения двигателя. Сжатый воздух сначала направляется через охлаждающий змеевик в осушитель воздуха, который удаляет влагу и масляные примеси, а также может включать в себя регулятор давления , предохранительный клапан и резервуар для продувки меньшего размера. В качестве альтернативы осушителю воздуха система подачи может быть оборудована устройством защиты от замерзания и маслоотделителем. Затем сжатый воздух хранится в резервуаре подачи (также называемом резервуаром для жидкости), из которого он затем распределяется через четырехходовой предохранительный клапан в основной резервуар (задний тормозной резервуар) и вторичный резервуар (передний / тормозной резервуар прицепа). , бачок стояночного тормоза и точку распределения подачи вспомогательного воздуха. В систему также входят различные обратные , ограничительные , сливные и предохранительные клапаны .
Парик вилять
Пневматические тормозные системы могут включать в себя приспособление для виляния париком, которое срабатывает для предупреждения водителя, если давление воздуха в системе падает слишком низко.
Это устройство опускает механический рычаг в поле зрения, когда давление в системе падает ниже порога давления, достаточного для надежного приведения в действие тормозов. [4]
Автоматическое виляние париком исчезнет из поля зрения, когда давление в системе поднимется выше порогового значения. Тип с ручным сбросом необходимо вручную перевести в положение вне поля зрения. Ни один из них не останется на месте, если давление в системе не превысит пороговое значение. На фотографии слева показан ручной парик, который оператор поворачивает вправо, чтобы не было видно, когда давление воздуха превышает пороговое значение, и оно будет оставаться, пока давление будет достаточным.
Лучший американского штат лицензия коммерческого водитель руководство, изданное государства Департаментов транспортных средств или их эквивалентов, описывает этот термин. [5]
Система контроля
Система управления дополнительно разделена на два контура рабочего тормоза, контур стояночного тормоза и контур тормоза прицепа . Контуры двойного рабочего тормоза дополнительно разделены на контуры передних и задних колес, которые получают сжатый воздух из своих индивидуальных резервуаров для дополнительной безопасности в случае утечки воздуха. Рабочие тормоза приводятся в действие с помощью воздушного клапана педали тормоза, который регулирует оба контура. Стояночный тормоз представляет собой пневматический пружинный тормоз, когда он приводится в действие силой пружины в цилиндре пружинного тормоза и отпускается сжатым воздухом через клапан ручного управления. Тормоз прицепа состоит из прямой двухпроводной системы: питающей линии (отмеченной красным) и отдельной линии управления или обслуживания (отмеченной синим). В линию подачи поступает воздух из воздушного бака стояночного тормоза первичного двигателя через релейный клапан стояночного тормоза, а линия управления регулируется через релейный клапан тормозов прицепа. Рабочие сигналы для реле подаются воздушным клапаном педали тормоза первичного двигателя, ручным управлением рабочего тормоза прицепа (в соответствии с местным законодательством о тяжелых транспортных средствах) и ручным управлением стояночного тормоза первичного двигателя.
Преимущества
Пневматические тормоза используются в качестве альтернативы гидравлическим тормозам, которые используются на более легких транспортных средствах, таких как автомобили. В гидравлических тормозах используется жидкость ( гидравлическая жидкость ) для передачи давления от педали тормоза к тормозной колодке для остановки автомобиля. Пневматические тормоза используются в тяжелых коммерческих транспортных средствах из-за их надежности. У них есть несколько преимуществ для больших транспортных средств с несколькими прицепами: [6]
- Подача воздуха не ограничена, поэтому в тормозной системе никогда не может закончиться рабочая жидкость, как в гидравлических тормозах. Незначительные утечки не приводят к отказам тормозов.
- Муфты воздушных линий легче присоединять и отсоединять, чем гидравлические линии; исключается риск попадания воздуха в гидравлическую жидкость, равно как и необходимость прокачивать тормоза при их обслуживании. Цепи пневматического тормоза на прицепах можно легко прикреплять и снимать.
- Воздух не только служит текучей средой для передачи силы, но и накапливает потенциальную энергию при сжатии, поэтому он может служить для управления приложенной силой; гидравлическая жидкость почти несжимаема. Пневматические тормозные системы включают в себя воздушный бак, в котором накапливается достаточно энергии, чтобы остановить автомобиль в случае отказа компрессора.
- Пневматические тормоза эффективны даже при значительной утечке, поэтому пневматическая тормозная система может быть спроектирована с достаточной отказоустойчивой способностью, чтобы безопасно останавливать транспортное средство даже при утечке.
- Сжатый воздух, присущий системе, можно использовать для вспомогательных устройств, для которых гидравлика не подходит, например, для пневматических рупоров и регуляторов сиденья.
Недостатки
Хотя пневматические тормоза считаются лучшей тормозной системой для тяжелых транспортных средств (полная масса от ~ 26000 до 33000 фунтов или более), которые перегружают гидравлические тормоза, они также имеют следующие недостатки по сравнению с гидравлическими тормозными системами:
- Пневматические тормоза обычно стоят дороже. [7]
- Пневматические тормозные системы сжимают воздух, что приводит к образованию влаги, которую необходимо удалить с помощью осушителей воздуха, что также увеличивает стоимость пневматических тормозных систем и может способствовать увеличению затрат на техническое обслуживание и ремонт, особенно в первые пять лет. [7] Неисправные осушители воздуха приводят к образованию льда в пневматической тормозной системе в холодных местах.
- В США коммерческие водители должны пройти дополнительное обучение и получить лицензию, известную как «одобрение», для того, чтобы на законных основаниях управлять любым транспортным средством с пневматической тормозной системой. Федеральная администрация двигателя Перевозчик безопасности (FMCSA), который регулирует автотранспортную отрасль в США, требует , чтобы водители , которые работают транспортное средство , оснащенное пневматические тормозами принять их экзамен по вождению в одном. [8] Это потому, что:
- Чтобы научиться управлять пневматическими тормозами плавно, нужно научиться, так как плавно управлять ими сложно. [7]
- Кроме того, поскольку пневматические тормоза должны работать иначе, чем гидравлические системы, вождение транспортного средства с пневматическими тормозами требует знаний о надлежащем техническом обслуживании. Водитель должен проверить систему наддува воздуха перед поездкой и убедиться, что все баки находятся в рабочем состоянии.
- Как отмечает Страховая корпорация Британской Колумбии (ICBC), «Эксплуатация коммерческих транспортных средств или транспортных средств, оснащенных пневматическими тормозами, требует специальных знаний и навыков, а цена ошибки может быть очень высокой. Когда крупногабаритные автомобили попадают в аварии, ущерб - транспортным средствам, грузам и человеческим жизням - может быть катастрофическим ». [9] [10]
Смотрите также
- Пневматический тормоз (самолет)
- АрвинМеритор
- Разъем Gladhand
- Knorr-Bremse
- Растрескивание озона
- Деградация полимера
- Железнодорожный воздушный тормоз
- Системы управления транспортными средствами WABCO
Рекомендации
- ^ Патент США 88,929
- ^ Патент США 124,404
- ^ Патент США 124,405
- ^ "Wig Wag" . Проверено 4 декабря 2014 года .
- ^ "Парик Ваг" (PDF) . Проверено 4 декабря 2014 года .
- ^ Беннетт, Шон (2010). Системы тяжелых грузовиков, 5-е изд . США: Cengage Learning. п. 907. ISBN. 978-1435483828.
- ^ а б в Лайден, Шон. "Пневматические тормоза или гидравлические тормоза?" . www.worktruckonline.com .
- ^ https://www.fmcsa.dot.gov/content/38395 [ мертвая ссылка ]
- ^ Вождение коммерческого транспорта: руководство для профессиональных водителей ; Страница 1; ICBC; 2016; по состоянию на 27 марта 2019 г.
- ^ DOT 3 против DOT 4 Тормозная жидкость
Внешние ссылки
- Короткометражный фильм « Воздушные тормоза - принципы действия» (1994) доступен для бесплатного скачивания в Интернет-архиве.
- Системы защиты тракторов . Североамериканская стандартная программа инспекций, Альянс по безопасности коммерческих транспортных средств (19 мая 2010 г.).