Горный тормоз что это такое


Что такое горный тормоз

26 сентября 2014

Автор КакПросто!

Без вспомогательной тормозной системы на горных дорогах тяжелой машине не обойтись. Горный тормоз устанавливают на грузовиках и автобусах не только в целях безопасности. Он продлевает срок эксплуатации основного тормоза.

Содержание статьи

Горным тормозом называется дополнительная тормозная система. Она обеспечивает движение автомобиля с небольшой скоростью. Устанавливается на грузовиках, автопоездах и автобусах. Тяжелым машинам скоростные рекорды не нужны. Зато не помешает уверенность при перемещениях по горным дорогам. С их бесконечными спусками и подъемами.Если машина едет под уклон, она постепенно разгоняется. Когда, по мнению водителя, скорость становится опасной, он притормаживает. Но вскоре скорость опять нарастает. На протяженном спуске тормозить приходится неоднократно. Изнашиваются шины. Нагреваются тормозные накладки. Уменьшается коэффициент трения накладки о тормозной барабан. Это приводит к снижению эффективности основного тормоза. И, как следствие, к аварии.Горный тормоз позволяет рабочей тормозной системе отдыхать, оставаясь в холодном состоянии. Чтобы в критической ситуации она не отказала. Остановила автомобиль. Ведь горный тормоз сделать это не может.Существует три вида вспомогательных тормозов: моторный, гидравлический и электрический. На холостом ходу замедлителем может работать и сам двигатель. Но его тормозного момента хватит лишь на легковой автомобиль.

Моторный тормоз – это специальное приспособление, выключающее подачу топлива. Оно устанавливается в двигателе машины.

В процессе торможения заслонка перекрывает трубу глушителя и перемещает рейку топливного насоса. Бензин не поступает. Двигатель глохнет, но коленчатый вал продолжает вращаться. Поршень старается вытолкнуть воздух из цилиндров. Он испытывает сильное сопротивление. Из-за этого замедляется вращение вала и, соответственно, ведущих колес. Гидравлический замедлитель состоит из двух колес с лопастями. Они расположены параллельно. Расстояние между колесами небольшое. Жесткая связь отсутствует.Одно колесо закрепляется на карданном вале и вращается вместе с ним. Второе – на корпусе тормоза. Оно неподвижно. Корпус гидравлического тормоза через специальный насос заполняется маслом. Оно разгоняется лопастями вращающегося колеса. Перетекает на неподвижное и теряет скорость.Вновь попадая на первое колесо, масло замедляет его вращение. Тормозной момент передается на ведущие колеса автомобиля. В электрической тормозной системе с валом соединен ротор. А обмотки статора размещаются в корпусе.

Когда на них подается напряжение, появляется электромагнитное поле. Оно и не дает ротору вращаться с прежней скоростью.

Источники:

Распечатать

Что такое горный тормоз

www.kakprosto.ru

Назначение и виды вспомогательной тормозной системы

Одной из систем, входящих в тормозное управление автомобиля, является вспомогательная тормозная система. Она работает вне зависимости от других тормозных систем и служит для поддержания постоянной скорости на затяжных спусках. Главная задача вспомогательной тормозной системы – разгрузка рабочей тормозной системы с целью снижения ее износа и перегрева во время длительного торможения. Применяется данная система в основном на коммерческих автомобилях.

Основное назначение системы

Вспомогательная тормозная система

Постепенно разгоняясь при движении на спусках, автомобиль может набрать достаточно высокую скорость, что может быть небезопасно для дальнейшего движения. Водитель вынужден постоянно контролировать скорость за счет использования рабочей тормозной системы. Такие циклы многократного притормаживания приводят к быстрому износу тормозных накладок и шин, а также увеличению температурного режима работы тормозного механизма.

В результате коэффициент трения накладок о тормозной барабан или диск снижается, что приводит к снижению эффективности всего тормозного механизма. А следовательно увеличивается тормозной путь автомобиля.

Для обеспечения длительного движения на спуске с небольшой фиксированной скоростью и без перегрева тормозных механизмов используется вспомогательная тормозная система. Она не может снизить скорость машины до нулевого значения. Это делает рабочая тормозная система, которая в «холодном» состоянии готова с наибольшей эффективностью выполнить свою задачу в нужный момент.

Виды и устройство вспомогательной тормозной системы

Вспомогательная тормозная система может быть представлена в виде следующих вариантов:

  • моторный или горный тормоз;
  • гидравлический тормоз-замедлитель;
  • электрический тормоз-замедлитель.

Моторный тормоз

Заслонка горного тормоза

Моторный тормоз (он же «горный») представляет собой специальную воздушную заслонку, установленную в выпускной системе двигателя автомобиля.  Также в его состав входят дополнительные механизмы ограничения подачи топлива и поворота заслонки, вызывающие дополнительное сопротивление.

При торможении водитель заслонку переводит в закрытое положение, а топливный насос высокого давления — в положение ограниченной подачи топлива в двигатель. Выпуск воздуха из цилиндров через выпускную систему становится невозможным. Двигатель глушится, но вращение коленчатого вала не прекращается.

В процессе выталкивания воздуха через выпускные отверстия поршень испытывает сопротивление, за счет чего замедляется вращение коленчатого вала. Таким образом тормозной момент передается на трансмиссию и далее к ведущим колесам автомобиля.

Читайте также:  Устройство и принцип работы вакуумного усилителя тормозов

Гидравлический тормоз-замедлитель

Устройство гидравлического тормоза-замедлителя представляет собой:

  • корпус;
  • два лопастных колеса.
Гидравлический тормоз-замедлитель

Лопастные колеса установлены в отдельном корпусе друг напротив друга на небольшом расстоянии. Между собой они жестко не связаны. Одно колесо, соединенное с корпусом тормоза, установлено неподвижно. Второе устанавливается на вале трансмиссии (например, карданном) и вращается вместе с ним. Корпус наполняется маслом для создания сопротивления вращению вала. Принцип работы данного устройства напоминает гидромуфту, только здесь крутящий момент не передается, а наоборот рассеивается, переходя в тепло.

Если гидравлический тормоз-замедлитель устанавливается перед коробкой передач, то он может обеспечить несколько стадий интенсивности торможения. Чем ниже передача, тем, соответственно, эффективнее торможение.

Электрический тормоз-замедлитель

Аналогично функционирует электрический тормоз-замедлитель, который состоит из:

Электрический тормоз-замедлитель

Данный тип тормоза-замедлителя на автомобиле с механической  трансмиссией расположен в отдельном корпусе. Ротор замедлителя соединен с карданным валом либо с любым другим валом трансмиссии, а неподвижные обмотки статора закреплены в корпусе.

В результате подачи напряжения на обмотки статора появляется магнитное силовое поле, которое препятствует свободному вращению ротора. Возникающий тормозной момент,подобно гидрозамедлителю, подводится к ведущим колесам транспортного средства через трансмиссию.

На прицепах и полуприцепах при необходимости также может устанавливаться тормоз-замедлитель как электрического, так и гидравлического типа. На этот случай одна из осей должна быть выполнена с полуосями, между которыми и будет установлен замедлитель.

Подведем итог

Вспомогательная тормозная система необходима для поддержания постоянной скорости при движении автомобиля на затяжных спусках. Это снижает нагрузку на тормозные механизмы, увеличивая их срок службы.

(3 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

techautoport.ru

Необычные тормоза: Тормоз-замедлитель, Ретардер, Интардер и Горный тормоз

 Транспортное средство при движении под уклон начинает постепенно разгоняться, достигая скорости, опасной с точки зрения водителя для безопасного движения. Водитель притормаживает, используя рабочую тормозную систему, снижая скорость до безопасной. Через некоторое время автомобиль вновь разгоняется и цикл притормаживания повторяется.

За путь движения с перевала длиной 5–20 км циклы притормаживания рабочей системой многократно повторяются. Это сопровождается износом шин, тормозных накладок и — самое главное — увеличением температуры тормозных механизмов, в первую очередь тормозных накладок. При разогреве накладок тормозных механизмов снижается коэффициент трения накладки о тормозной барабан, а следовательно, и тормозная эффективность тормозного механизма. В результате эффективность торможения автомобиля в начале спуска с горы и в конце, при прочих равных условиях, совершенно различная. Резкое ухудшение тормозных свойств автомобиля с горячими тормозными механизмами может привести к дорожно-транспортному происшествию с тяжелыми последствиями.

 Поэтому была разработана для тяжелых автомобилей и автопоездов такая тормозная система, которая обеспечивает длительное движение на спуске с небольшой постоянной скоростью без использования (и разогрева) механизмов рабочей тормозной системы. Последние должны оставаться в холодном состоянии и готовности выполнить в любой момент торможение с максимальной эффективностью. Такой системой является вспомогательная (второе название — износостойкая) тормозная система. Вспомогательная система не может снизить скорость автомобиля до нуля.

 По нормативным документам эффективность вспомогательной тормозной системы считается достаточной, если на уклоне в 7 % длиной 7 км скорость автомобиля поддерживается на уровне (30±5) км/ч.

Конструктивно вспомогательная тормозная система выполняется сейчас тремя способами: моторный тормоз, гидравлический тормоз-замедлитель и электрический тормоз-замедлитель. Следует иметь в виду, что в качестве тормоза-замедлителя на каждом автомобиле можно использовать двигатель, работающий на режиме холостого хода (так называемое торможение двигателем). Тормозной момент, создаваемый в этом случае двигателем, увеличивается при включении низших передач в коробке. Однако тормозной момент, развиваемый двигателем, работающим на холостых оборотах, небольшой и не обеспечивает необходимого замедления автомобиля большой массы.

 Более эффективный моторный тормоз (горный тормоз) представляет собой двигатель автомобиля, оборудованный дополнительными устройствами выключения подачи топлива и поворота заслонок в выпускном трубопроводе, создающих дополнительное сопротивление. При торможении водитель с помощью пневматического привода поворачивает заслонку в трубе глушителя в закрытое положение и перемещает рейку топливного насоса высокого давления в положение нулевой подачи топлива в двигатель. Вследствие этих действий двигатель автомобиля глушится (но вращение коленчатого вала не прекращается) и становится невозможным выпуск воздуха из цилиндров через выпускной тракт. В такте выпуска поршень стремится вытолкнуть воздух через выпускной трубопровод. При этом поршень испытывает сопротивление, многократно сжимая воздух. Следствием этого сопротивления перемещению поршня является замедление вращения коленчатого вала, и, следовательно,передача от него через трансмиссию тормозного момента к ведущим колесам автомобиля.

 Тормоз-замедлитель, ретардер (англ. retarder), — устройство, предназначенное для снижения скорости транспортного средства без задействования основной тормозной системы. Из большого количества схем чаще всего применяются электромагнитная и гидравлическая.

Преимущество гидравлического тормоза-замедлителя в стабильности по мере повышения температуры, в то время как электродинамический ретардер способен выдавать большее тормозное усилие.

 Теперь подробнее.

 Ретардеры делят по принципу и месту установки. По месту установки бывают первичные - которые установлены перед коробкой передач и вторичные  - за ней. Недостаток первичных в том, что при переключении передач происходит прерывание тормозного момента — что, не совсем есть хорошо. По принципу это соответственно:

 Гидродинамический ретардер по принципу работы очень похож на гидротрансформатор. Ретардер этого типа состоит из двух турбин, закрепленных на одной оси в общем корпусе. Ротор жестко связан с ведущими элементами трансмиссии, в то время как статор жестко соединен с корпусом. При движении машины ротор бесцельно гоняет воздух внутри ретардера, а при включении ретардера открывается клапан, через который сжатый воздух поступает в расширительный бак, и рабочая жидкость начинает поступать внутрь турбины. Ротор, движимый карданным валом, разгоняет масло, которое затем попадает в статор и тормозится, замедляя тем самым и ТС. Для вывода тепла чаще всего используется система охлаждения двигателя. Ретардеры могут оборудоваться собственным радиатором, если объем системы охлаждения автодома не рассчитан на появление дополнительных источников тепла. В новых моделях этих устройств система охлаждения ретардера объединена с системой охлаждения двигателя, что не только делает конструкцию проще и легче, но и позволяет достичь большей стабильности температурного режима работы. Недостатком гидродинамического ретардера является тот факт, что для достижения эффективного торможения ему необходимы достаточно высокие обороты.

 Электродинамический ретардер. Индукционные тормоза обеспечивают рассеивание энергии торможения за счет генерации токов Фуко. В состав тормоза-замедлителя как правило входят неподвижный статор и пара роторов, жестко соединенных с вращающим их приводным валом. Статор и роторы установлены коаксиально (что бы совпадали центральные оси) друг напротив друга и разделены небольшим воздушным зазором во избежание любого трения. Статор играет роль индуктора. Он состоит из последовательно соединенной пары электромагнитов, которые при непрерывном протекании электрического тока через обмотки статора создают электромагнитное поле, необходимое для возникновения токов Фуко в материале роторов. Роторы играют роль якоря. Они изготовлены из специального проводящего материала, и вихревые токи в роторах возникают только при вращении роторов с помощью приводного вала в магнитном поле, созданном статором. Токи Фуко по определению представляют собой токи, возникающие в массивном металлическом проводнике при его помещении в переменное магнитное поле. Токи Фуко циркулируют вокруг линий магнитного потока, и эти токи также называются вихревыми токами. Появление токов Фуко в материале ротора приводит к возникновению лапласовых сил, действующих в направлении, противоположном вращению ротора. В результате этого создается тормозящий момент, действующий на приводной вал и замедляющий таким образом движение автомобиля. Токи Фуко являются причиной интенсивного повышения температуры роторов, тепло от которых отводится в атмосферу посредством системы вентиляции. Несмотря на то, что электромагнитные ретардеры тяжелее гидродинамических, они имеют существенное преимущество — начинают эффективно работать практически с холостых оборотов. Слабая сторона – ресурс. Ретардеры такого типа, могут быть установлены непосредственно на вторичный вал трансмиссии или карданный вал. Фирма Telma предлагает еще один способ установки – «на ось» или «осевой ретардер», если переводить дословно – axle retarder. На самом деле он устанавливается на задний мост, и ротор крепиться на вал главной передачи. Принцип действия индукционных тормозов может показаться простым, но он основывается на сложных физических законах, как, например, электрическое сопротивление материалов, электромагнетизм и термодинамика.

 Акватардер - последняя разработка фирмы Voith. Он работает по тому же принципу что и гидродинамический, но вместо рабочего тела он использует не масло, а ОЖ двигателя. Акватардер установлен спереди двигателя и жестко закреплен с его коленчатым валом. Он относится к классу первичных ретардеров. Во время простоя работы (педаль тормоза не нажата) поток жидкости направляется помпой в систему охлаждения двигателя, минуя акватардер. Любое торможение активирует переключающий клапан, который направляет с помощью помпы весь поток охлаждающей жидкости в контур ретардера. Дальше эту функцию берет на себя сам ретардер, действуя как мощный насос. Чтобы с такой мощностью нагнетания получить желаемый тормозной момент, ретардер должен сопротивляться выходному сопротивлению. Этим дросселем является установленный на выходе акватардера пневматический регулировочный клапан, который служит бесступенчатым регулированием тормозного момента. При выключении ретардера оба клапана вентилируются и возвращаются в свое прежнее состояние. К недостаткам конструкции относиться малая мощность – около 1800 Нм, меньше, чем у ретардеров, работающих на масле (от 2000 до 3200 Нм). К достоинствам – малый вес, всего 32 кг, в сравнении с электромагнитным ретардером (в среднем от 100 кг) и простоту кострукции, так как нет необходимости в охлаждении.

 Интардер.Некоторые производители автобусов и среднетоннажных грузовиков европейской конструкторской школы (ZF Friedrichshafen AG) встраивают ретандер непосредственно в коробку передач, чем достигается экономия в весе, простота обслуживания а так же возможность охлаждения агрегата ОЖ двигателя. Наиболее распространенным способом является установка ретардера за коробкой передач. Он соединяется со вторичным валом не напрямую, а через пару шестерен с передаточным отношением примерно 1:2, поэтому скорость вращения ротора здесь в два раза выше (что позволяет улучшить характеристики тормозного момента на малых скоростях). Но собственно почему интардер вынесен отдельно от гидродинамического ретардер? Все дело в соединении шестерен в соотношении 1:2. Я думаю, что ZF запатентовала эту схему, и другие производители не идут по этому пути по причине вынужденных отчислений.

 Турборетандер на тяжелых тягачах Mercedes-Benz Actros SLT и Arocs SLT. Тянуть за собой 250 тонн очень тяжело. Но еще тяжелее начать движение с таким грузом. Гениальность турбо-ретардера в том, что помимо своей основной функции, выполняет роль гидромуфтыв начале движения. Преимуществом такого способа передачи усилия является быстрое и плавное силовое замыкание с высоким проскальзыванием, при полном крутящем моменте двигателя до 3000 Нм, без износа узлов. При нажатии на педаль акселератора, с помощью сжатого воздуха масло закачивается в сцепление с турбо-ретардером, это создает силовое замыкание между двигателем и первичным валом коробки передач. Количество масла регулируется нажатием на акселератор. Непосредственно после начала движения сцепление с турбо-ретардером замыкается, и масло удаляется из корпуса под воздействием центробежной силы, силовое замыкание между двигателем и коробкой передач производится стандартным способом с наивысшим КПД посредством фрикционного сцепления. В зависимости от нагрузки, подъема и выбранной программы движения тягач начинает движение на первой или второй передаче. Поскольку трогание с места с проскальзывающим сцеплением не требуется, на SLT оно выполнено как однодисковое сухое сцепление. (На Semi-SLT без сцепления с турбо-ретардером применяется двухдисковое сухое сцепление). При торможении турбинное колесо останавливается, и масло повторно закачивается в корпус, в этом случае сцепление с турбо-ретардером берет на себя функцию мощного первичного ретардера. Так же, водитель может маневрировать на очень малых скоростях, контролируя скорость педалью газа, как на обычной автоматической коробке передач с гидротрансформатором. Тронуться на подъеме с сотней тонн позади, тоже труда не составит.

 Горный (моторный) тормоз является самым простым, дешевым и универсальным средством торможения автомобиля. Работает только при включенной передаче и отпущенной педали акселератора. Суть работы горного тормоза сводится к отключению подачи топлива и частичному перекрытию выпускного тракта с целью создания противодавления на такте выпуска. Чаще всего представляет из себя заслонки с вакуумным сервоприводом. Конструктивно заслонка выполнена таким образом, чтобы обеспечить размер остаточного зазора достаточным для того, чтобы слишком большое противодавление не мешало нормальной работе выпускного клапана (точнее — исключалось его неконтролируемое открытие под воздействием отработавших газов из соседних цилиндров). Это одна из особенностей, ограничивающих максимальный тормозной момент такого тормоза-замедлителя.

 Jake Brake. Американские моторостроители пошли своим путем: там уже не первое десятилетие применяют Jake Brake — относительно простой тормоз Джакобса, встроенный в газораспределительный механизм. Принцип его работы основан на сбросе давления в цилиндре после такта сжатия при помощи штатного выпускного клапана. Для этого между толкателем и стержнем клапана устанавливается промежуточное звено — плунжер, изменяющий длину под действием управляющей гидравлической системы. Активная фаза торможения продолжается и на такте расширения, когда после закрытия клапана в цилиндре создается разряжение, поэтому такой тормоз называют декомпрессионным. Jake Brake применяется на грузовиках Freightliner (двигатели Cummins и Caterpillar) и DAF (голландцы не стали разрабатывать оригинальную конструкцию, а просто обратились за помощью к американцам). Свой тормоз «по мотивам Jake Brake», но с несколько иным принципом действия сконструировал и MAN. Баварцы пошли сразу двумя путями — использованием заслонки в выпускном коллекторе и модернизацией газораспределительного механизма: маленький плунжер, встроенный в коромысло, уходит вслед за клапаном вниз, а моторное масло (оно начинает поступать через отдельный канал) давит на плунжер и удерживает клапан в приоткрытом положении. В течение всех тактов, кроме впуска, выпускной клапан открыт — а значит, двигатель работает как обычный компрессор, засасывая воздух и нагнетая его в закрытую заслонкой выпускную систему. В итоге противодавление выхлопных газов возрастает настолько, что существенно тормозит поршень и в конечном итоге ведущие колеса.  

avtorazborka.kr.ua

Тормозим по-новому

Ранее были и недельная жизнь в кабине тягача и дороги нескольких стран Европы. Самыми запоминающимися из них оказались австрийские Альпы. Туннели на автобанах оказались закрытыми на реконструкцию, и машины шли в обход по узким дорогам местного значения через горные перевалы. Для автопоездов они приспособлены плохо, и на австрийских горных тропах я впервые почувствовал себя не очень уютно за рулем грузовика.

Затяжные подъемы чередовались такими же затяжными спусками. Ни торможение двигателем, ни горный тормоз не спасоли от интенсивного разгона 38-тонного автопоезда на спусках. Раскаленные тормозные барабаны и дымящиеся колодки не самая большая плата за такой переход. Об этом я снова вспомнил в Швеции, катаясь на грузовиках Volvo на заводском полигоне. Для современных машин характерны новые системы управления. Надо отдать должное шведам, они выставили на растерзание журналистов машины в максимально разной комплектации. На шоссейке длиной в полкилометра и на грунтовой трассе мало что успеваешь понять и осмыслить, но представление о некоторых системах автомобилей все же получаешь. Так как я находился под впечатлением австрийских горок, то и внимание обращал в первую очередь на тормозные характеристики машин. По публикациям в нашем издании читатели уже знакомы с тормозными системами машин разных производителей. Что касается машин Volvo последнего поколения, то я поверхностно рассказывал о вспомогательных тормозных системах Volvo FH, катаясь на них в Испании. Сейчас об этом же я хочу рассказать подробнее, потому что тормоза автомобиля являются одной из важнейших систем, от исправности и эффективности которой зависят жизни.

Барабанные тормоза уходят в прошлое, и только строительная и спецтехника с рессорной подвеской, работающие в сложных дорожных условиях, комплектуются ими. Магистральные тягачи и развозные грузовики сегодня предлагаются с дисковыми тормозами на всех колесах. Дисковые тормоза не только эффективнее барабанных, но и легче.

Особого внимания заслуживают вспомогательные тормозные системы, такие, как горный тормоз, декомпрессионный и ретардер. Горный тормоз в виде заслонки в выпускном коллекторе используется давно и присутствует почти на всех современных машинах. Правда, эффективность его не очень впечатляет, поэтому все производители тяжелых машин предлагают дополнение к нему в виде своих или лицензионных тормозных разработок.

Грузовики Volvo могут комплектоваться двигателями с моторным тормозом VEB (Volvo Engine Brake). Это запатентованная разработка Volvo, представляющая комбинацию горного тормоза традиционной конструкции и декомпрессионного тормоза. Закрытая заслонка в выпускном коллекторе создает тормозное усилие на такте выпуска, так как для удаления отработанных газов поршню приходится затратить дополнительную работу.

Принцип работы декомпрессионного моторного тормоза в том, что тормозное усилие развивается на такте сжатия. Перед началом такта сжатия, когда поршень находится в нижней мертвой точке, на короткое время приоткрываются выпускные клапаны и в цилиндр попадают отработавшие газы из выпускного коллектора, находящиеся там под высоким давлением из-за закрытой заслонки горного тормоза. Давление в цилиндре поднимается и в такте сжатия поршню приходится затрачивать дополнительную энергию для преодоления избыточного давления в цилиндре.

Ретардеры, принцип работы которых основан на трении тормозных колодок о тормозной диск, сейчас практически не устанавливаются на новые грузовики. Гидравлический тормоз-замедлитель является высокоэффективным дополнительным подспорьем рабочей тормозной системе. Устанавливаемый на грузовики Volvo гидравлический ретардер развивает совместно с моторным тормозом мощность 600 кВт в течение 15-20 секунд, снижаясь затем до 400 кВт.

Для того чтобы объединить основные и дополнительные тормозные системы на современных автомобилях широко применяется электроника. Электронная система управления приводит в действие тормоза на 20 - 25% быстрее, чем обычная пневматическая тормозная система. На практике это сокращает тормозной путь на скорости 80 км/ч на 10 - 15%. Электронная система управления распределяет тормозное усилие на каждом колесе в соответствие с нагрузкой на оси на основании данных, получаемых от сенсоров каждой пневмоподушки.

Электронная система управления автоматически притормаживает буксующее колесо, увеличивая тяговое усилие на другие. Она же уменьшает мощность ретардера при опасности блокировки колес. Куда ни кинь, всевидящий глаз электроники вмешивается в процесс управления автомобилем.

Если на грузовиках Volvo установлены любые из автоматических систем переключения передач (I-shift, Geartronic или Powertronic), то электронная система управления тормозами не забывает использовать тормозные возможности двигателя, понижая передачу. Подрулевой переключатель позволяет использовать разные режимы работы вспомогательных тормозных систем: или при отпускании педали акселератора, или при нажатии на педаль тормоза. В последнем случае при нажатии на педаль тормоза в работу сразу включается основная тормозная система. Но электроника определяет тормозную мощность и включает вспомогательные тормозные системы (горный тормоз, компрессионный тормоз, ретардер), снижая тем самым нагрузку на рабочую тормозную систему. По мере торможения, вспомогательные тормозные системы берут на себя основную нагрузку, выключая из процесса рабочую. При перевозках на дальние расстояния 80 - 85% всех торможений приходится именно на вспомогательную тормозную систему.

Теперь представим ситуацию, когда груженый автопоезд тормозит с помощью основных и дополнительных систем на спуске при гололеде. Так как вспомогательные системы в конечном итоге воздействуют на трансмиссию автомобиля, в определенный момент возникает опасность блокировки колес и, как следствие, складывание автопоезда. Но электроника бдит такие моменты и разблокирует колеса, уменьшая тормозные усилия. Для этого существуют антиблокировочная система и система стабилизации (ESP). Последняя непрерывно регистрирует поперечное ускорение, угол поворота управляемых колес и их частоту вращения, воздействуя на управление автопоезда и предотвращая его складывание и опрокидывание.

Покатавшись на шоссейных машинах и не поймав никакого кайфа, я направился на полигон, имитирующий грунтовые трассы. Самосвалы разных типов и с разной нагрузкой на пересеченной местности продемонстрировали все великолепие тормозных систем автомобилей. Захватывает дух, когда самосвал с полной массой под 40 тонн, перевалившись через гребень, начинает сползать на крутом спуске без разгона, но с торможением только с помощью вспомогательных тормозных систем. Начинаешь испытывать уважение к инженерам, создавшим эту технику. Вволю я, конечно, не накатался, но из машины вылез последним. Только на земле до меня дошло, каково инструкторам, катавшим бездельников-журналистов полдня по пересеченной местности. Первые минуты после поездки я ходил подпрыгивая, как волк из мультфильма «Ну погоди!» после катания на ме-ханизме для забивания свай.

Заканчивать приходится на грустной ноте. Все это, конечно, классно, но цена за гидравлический ретардер такова, что российские покупатели еще долго не захотят иметь такие машины в своем парке. Благо, что страна наша в основном равнинная и моторного тормоза будет достаточно. А дорогими игрушками пусть пользуются австрияки, а уже потом бэушные машины от них попадут на наш рынок. Но это уже совсем другая история.

www.autotruck-press.ru

Принципы работы горного тормоза Камаз

Когда тяжелая машина работает в условиях пересеченной местности, ей постоянно приходится спускаться под уклон, используя тормоз. Поскольку во время затяжного спуска притормаживать приходится неоднократно, шины и накладки на тормозных колодках быстро приходят в негодность, что ведет к уменьшению трения о тормозящий барабан и, как результат, к снижению качества работы тормозной системы. Поэтому в автомобилях Камаз устанавливается дополнительный тормоз, который позволяет сократить износ основной тормозной системы.

Под горным тормозом понимается вспомогательная встроенная замедляющая система, позволяющая транспортному средству двигаться с малой скоростью. Обычно дополнительный замедлитель ставится на грузовую и строительную технику. Иногда дополнительный замедлитель устанавливается на междугородние автобусы, курсирующие в горной местности. Однако наиболее широкое применение горный тормоз получил на отечественных Камазах.

Как работает горный тормоз на Камазах?

В настоящее время выделяется три вида дополнительных замедлителей: моторный, гидравлический и электрический. От вида тормоза зависит принцип его работы.

Так, моторный тормоз перекрывает подачу топлива. Он представляет собой заслонку, которая закрывает трубу глушителя и смещает рейку ТНВД. Топливо перестает поступать, двигатель глохнет, но коленвал продолжает работать. При попытке вытолкнуть воздух из камеры сгорания, поршень встречает значительное сопротивление, вследствие чего притормаживает движение коленвала и колес.

В состав гидравлического тормоза входят два параллельно расположенных на малом расстоянии друг от друга колеса с лопастями. Одно из колес фиксируется на корпусе тормоза, другое - крутится вместе с карданом. Внутренняя полость самого тормоза наполняется маслом, которое разгоняется движущимися лопастями. При соприкосновении и неподвижными лопастями, масло теряет скорость, замедляя тем самым вращающееся колесо, следовательно, и сам кардан.

Действие электрического горного тормоза основано на электромагнитном поле, которое тормозит вращение ротора. Ротор обычно соединяется с карданом, хотя может быть установлен и на любой другой вал трансмиссии. Обмотки статора фиксируются на корпусе.

Горный тормоз необходим не исключительно ради безопасности, но и в качестве дополнительной защиты от преждевременного износа основного тормоза.

spb.camsparts.ru

ДРУГИЕ ТОРМОЗА

Грузовикам и автобусам незачем устанавливать рекорды скорости, а вот средняя скорость в холмистой и горной местности сильно зависит от того, насколько уверенно тяжелая машина способна двигаться не только вверх, но и вниз. И тут хорошим подспорьем штатной тормозной системе послужит замедлитель — устройство, позволяющее снизить скорость транспортного средства с минимальными потерями: без износа тормозных колодок и максимально эффективно отводя выделяемое тепло или используя полученную энергию для рекуперации.

В зависимости от способа передачи тормозного момента в силовую линию различаются два типа замедлителей: первичные (взаимодействующие с двигателем) и вторичные (ретардеры, взаимодействующие с компонентами привода). В первом случае эффект торможения зависит от передачи, выбранной водителем, поскольку коробка передач и сцепление располагаются между рабочим органом замедлителя и исполнительным приводом. Это можно отнести к ее минусам, ведь при переключении передачи происходит прерывание тормозного момента. Ну а плюсами первичного замедлителя являются сравнительно небольшая стоимость и малый вес — двигатель при оснащении системой моторного тормоза тяжелеет всего на 10-15 кг, в то время как прибавка веса при наличии мало-мальски мощного трансмиссионного ретардера начинается с 80 кг. Не это ли важнейший аргумент в пользу экономии топлива? Впрочем, забегая вперед, скажем, что современные грузовики зачастую оснащаются не одним типом замедлителя, а их комбинацией, которая интегрирована в единую систему управления торможением как часть комплексной системы активной безопасности. Зачем нужна такая комбинация нам еще предстоит разобраться, а начнем мы с обзора конструкций моторных тормозов, коих на данный момент насчитывается, по меньшей мере, пять разновидностей.

ТОРМОЗИМ ДВИГАТЕЛЕМ

Итак, самым простым по исполнению, а значит и адаптации к той или иной модели автомобиля, является моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе (эту конструкцию в обиходе называют горным тормозом). Суть работы горного тормоза сводится к отключению подачи топлива и частичному перекрытию выпускного тракта с целью создания противодавления на такте выпуска. Конструктивно заслонка выполнена таким образом, чтобы обеспечить размер остаточного зазора достаточным для того, чтобы слишком большое противодавление не мешало нормальной работе выпускного клапана (точнее — исключалось его неконтролируемое открытие под воздействием отработавших газов из соседних цилиндров). Это одна из особенностей, ограничивающих максимальный тормозной момент такого тормоза-замедлителя. Заслонка обычно приводится в действие при помощи пневмопривода. Горный тормоз наиболее распространен у российских производителей, а на иномарках, оснащаемых более прогрессивными системами, ему зачастую поручают второстепенные функции, например — прикрытие заслонки во время прогрева для ограничения белого дыма.

Надо отметить, что Scania на своих грузовиках, в силу конструктивных особенностей двигателя (раздельные головки блока), не разрабатывает современные компрессионные тормозные системы и устанавливает на свои машины обычный «горный тормоз». Другие моторостроители в двигателях используют общую или на три цилиндра (DAF) головку блока двигателя, что конструктивно позволяет разрабатывать интегрированные с мотором тормозные системы.

Повысить отдачу горного замедлителя можно за счет открытия дросселирующего отверстия, соединяющего выпускной коллектор с камерой сгорания. Более двадцати лет назад такую конструкцию под названием Konstantdrossel (постоянный дроссель) разработали инженеры Daimler AG. С тех пор она устанавливается на грузовики Mercedes-Benz. Система представляет собой дополнительный (независимый от привода газораспределительного механизма) клапан в головке блока цилиндров, который во время активации моторного тормоза постоянно удерживается в открытом положении. Это позволяет использовать для торможения двигателем также часть работы сжатия во время второго такта. Каким образом? При движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю через постоянный дроссель происходит лишь незначительная утечка воздуха в выпускную систему, что позволяет достигать желаемой работы сжатия. Наибольшее количество сжатого воздуха выходит из камеры во время короткого зависания поршня в верхней мертвой точке, предотвращая его расширение в течение третьего такта (аналогия — вялый отскок сдутого мяча). В режиме ниже 900 об/мин утечки через постоянный дроссель возрастают, тормозной эффект уменьшается и система автоматически деактивируется.

Помимо «постоянного дросселя» в активе Daimler AG есть еще запатентованная система моторного тормоза. Называется она Turbobrake (турботормоз). Основу системы составляет турбокомпрессор с изменяемой геометрией направляющего аппарата. При включении моторного тормоза за счет активации специального механизма уменьшается поперечное сечение на входе в турбину. В результате увеличивается скорость вращения турбины и давление наддува. Таким образом, большее количество воздуха может быть сжато в цилиндре за время такта сжатия, а значит — двигатель достигает большей тормозной эффективности. Разработчики утверждают, что такая система, вкупе с системой Konstantdrossel позволяет увеличить тормозную мощность двигателя почти в два раза. Для предотвращения недопустимо высокой скорости турбокомпрессора обороты турбины ограничиваются на уровне 90 тыс. об/мин. Регулирование тормозного момента осуществляется при помощи электронного блока управления. Время реакции турбо-тормоза варьируется в диапазоне от одной до десяти секунд, в зависимости от начальных оборотов двигателя и турбины. Турботормоз обеспечивает поступательное увеличение замедления, в результате водитель ощущает медленное увеличение от начальной до максимальной тормозной мощности. В настоящее время турботормоз находит применение на грузовиках Mercedes-Benz Axor. Аналогичной системой с некоторыми изменениями оснащаются двигатели Iveco Cursor.

А вот американские моторостроители пошли своим путем: там уже не первое десятилетие применяют Jake Brake — относительно простой тормоз Джакобса, встроенный в газораспределительный механизм. Принцип его работы основан на сбросе давления в цилиндре после такта сжатия при помощи штатного выпускного клапана. Для этого между толкателем и стержнем клапана устанавливается промежуточное звено — плунжер, изменяющий длину под действием управляющей гидросистемы. Активная фаза торможения продолжается и на такте расширения, когда после закрытия клапана в цилиндре создается разряжение, поэтому такой тормоз специалисты называют декомпрессионным. Jake Brake применяется на грузовиках Freightliner (двигатели Cummins и Caterpillar) и DAF (голландцы даже не стали разрабатывать оригинальную конструкцию, а просто обратились за помощью к американцам).

Свой тормоз «по мотивам Jake Brake», но с несколько иным принципом действия сконструировал и MAN. Баварцы пошли сразу двумя путями — использованием заслонки в выпускном коллекторе и модернизацией газораспределительного механизма: маленький плунжер, встроенный в коромысло, уходит вслед за клапаном вниз, а моторное масло (оно начинает поступать через отдельный канал) давит на плунжер и удерживает клапан в приоткрытом положении. В течение всех тактов, кроме впуска, выпускной клапан открыт — а значит, двигатель работает как обычный компрессор, засасывая воздух и нагнетая его в закрытую заслонкой выпускную систему. В итоге противодавление выхлопных газов возрастает настолько, что существенно тормозит поршень и в конечном итоге ведущие колеса. MAN утверждает что EVB (так называется серийно устанавливаемая система) на 60% эффективнее чем обычный горный тормоз с заслонкой в выпускном коллекторе. Например, фактически тормозная мощность двигателя D28 с системой EVB достигает 290 кВт.

Отдельного упоминания заслуживает разработанный конструкторами компании Volvo моторный тормоз VEB (Volvo Engine Brake). С технической точки зрения он представляет собой сочетание двух работающих вместе компонентов: компрессионного тормоза VCB (Volvo Compression Brake) и регулятора давления выхлопа EPG (Exhaust Pressure Governor) в приводе которого используется гидравлика. Двигатели с системой VEB отличаются особой конструкцией распредвала и коромысел выпускных клапанов. На кулачках выпуска имеются два дополнительных выступа: нагнетательный, благодаря которому клапаны выпуска «подпрыгивают» в начале такта впуска для подачи воздуха из выпускного трубопровода к цилиндрам; и декомпрессионный, за счет которого обеспечивается снижение давления в цилиндрах в конце такта сжатия.

Это делает возможным достижение значительной эффективности замедления на сравнительно низких оборотах двигателя (около 1600 об/мин).

Предлагаемая в настоящее время усовершенствованная версия VEB+ (задействует дополнительное клапанное коромысло повышая давление на выпускные клапаны) в соответствии со спецификациями весит около 15 кг и сегодня считается самым мощным моторным тормозом в Европе. По сравнению с предыдущей версией мощность торможения двигателем увеличилась на 15%, составив 425 кВт, но, как и все вышеперечисленные типы моторных тормозов, VEB+ на средних и высоких оборотах заметно теряет свои свойства. Именно поэтому Volvo в качестве дополнения предлагает установку трансмиссионных замедлителей RET-TH или RET-TPT, которые восполняют этот пробел.

www.autotruck-press.ru


Смотрите также