Приборы управления подачей воздуха

Тормозные краны, служащие для управления подачей сжатого воздуха, можно разделить на два типа: аналоговые и релейные. Аналоговые краны обладают отрицательной обратной силовой связью и позволяют в зависимости от величины входного сигнала устанавливать в тормозной магистрали любое давление. Входным сигналом для тормозных кранов является действующее на орган управления усилие или положение органа управления. Такие краны применяются для управления рабочей и запасной тормозными сис­темами. В тех случаях, когда отсутствует необходимость иметь в тормозном приводе любое промежуточное давление воздуха, при­меняют упрощенные релейные краны, способные только впускать и выпускать рабочее тело. Схема крана такого типа показана на рис. 14.28 а. Корпус 2 разделен на три полости J, 5 и 8 двумя стенками 4 и 6. Пневматический вывод I связан с атмосферой, вывод II — с исполнительной, в данном случае тормозной, маги­стралью, вывод III — с ресивером. Полости крана, а следовательно, и выводы I, II, III могут сообщаться между собой при помощи клапанов 9 и 10, соединенных общим стержнем. В показанном на рисунке положении управляющий шток / выдвинут из корпуса, клапан 9 закрыт под действием пружины 7, а клапан 10 открыт и тормозная магистраль через указанный клапан, трубчатое окон­чание 12 штока, отверстие //и вывод I соединена с атмосферой. При нажатии на управляющий шток клапан 10 закрывается, отсоединяя тормозную магистраль от атмосферы, а затем клапан 9соединяет ее с ресивером, в результате чего в тормозной магистрали установится давление, равное давлению воздуха в ресивере. При выдвигании штока из корпуса сначала закроется клапан 9, а затем через открывшийся клапан 10 воздух выйдет в атмосферу.

Рис. 14.28. Конструктивные схемы приборов управления пода­чей воздуха

Необходимо отметить, что после открытия клапана 9 на штоке появится выталкивающая сила, равная давлению воздуха в полости 5, умноженному на площадь круга, имеющего диаметр «d». В связи с малостью указанного диаметра эта сила будет невелика, но ее можно увеличить, присоединив к штоку реактивный поршень (рис. 14.286), в качестве которого можно использовать стенку 4 из схемы, показанной на рис. 14.28 а, выполненную специальным об­разом. В этом случае мы получим устройство, обладающее отри­цательной обратной связью. Как только давление воздуха в полости 5, действующее на реактивный поршень, создаст силу, равную силе Р, приложенной к штоку, клапан 9 закроется, установив в тормозной магистрали давление, пропорциональное силе, приложенной к што­ку, например, со стороны педали.

Перемещение штока, необходимое для срабатывания клапанов, обусловлено необходимой величиной проходного сечения клапанов и невелико. Следовательно, небольшим будет и ход педали. Но природа создала человека таким образом, что если орган управления

(педаль, рукоятка и т.п.) не имеет достаточно большого перемещения, то человек сильно ошибается в дозировании усилия, которое нужно прикладывать к этому органу управления. Для устранения указанного недостатка между штоком и его трубчатым окончанием, как показано на рис. 14.28в, устанавливают пружину 13. Пружину устанавливают с натягом, который не позволяет ей сжиматься и тем самым умень­шать проходное сечение клапана 9 в начале впуска воздуха в тор­мозную магистраль, когда давление в полости 5 еще мало. Такое мероприятие несколько уменьшает одно из отрицательных свойств пневматического привода - медленное срабатывание.

Очевидно, что отличия между кранами, показанными на рис. 14.28б vi рис. 14.28 в, количественные, но на практике их принято считать отличающимися принципиально. Считается, что кран, по­казанный на рис. 14.286, обладает «следящим действием по силе», а изображенный на рис. 14.28в - «следящим действием по пере­мещению». Термин «следящее действие» в данном случае подменяет более точный термин «отрицательная обратная силовая связь».

Описанные краны при небольшом усложнении способны решать весьма разнообразные задачи. Если, как показано на рис. 14.28г, и другую стенку корпуса крана выполнить в виде поршня 14, взаи­модействующего со вторым управляющим штоком, то получится конструкция, позволяющая управлять давлением воздуха в тормоз­ной магистрали от двух сигналов независимо. Поршень 75 в данном случае применен для уравновешивания силы, действующей на пор­шень 14 со стороны сжатого воздуха в полости 8.

В некоторых случаях в тормозной магистрали необходимо ус­танавливать давление не прямо пропорциональное силе, действую­щей на орган управления, а обратно пропорциональное этой силе. В таких случаях применяют так называемые краны обратного дей­ствия (рис. 14.28 д), содержащие пружину 16. В этой конструкции для срабатывания крана необходимо не нажимать на шток, а вы­тягивать его. Управляющая сила на штоке в данном случае вычи­тается из силы пружины 16, поэтому увеличению управляющей силы соответствует снижение суммарной силы, приложенной к пор­шню 4, и снижение величины давления в полости 5. Пружина, аналогичная пружине 13 на рис. 14.28 в, позволяющая увеличивать ход органа управления при том же ходе штока, ради упрощения на схеме отсутствует.

Не следует думать, что при полностью отпущенном штоке (рис. 14.28 д) или при полностью нажатой педали (рис. 14.28 в) клапан 9 будет обязательно открыт и на выводе II будет такое же давление воздуха, как и на входе III. Если пружины 13 (рис. 14.28 в) и 16 (рис. 14.28д) не делать слишком сильными, то после того, как в полости 5 установится определенное давление, клапан 9 закрывается независимо от величины силы, приложенной к органу управления, и от положения этого органа.

Описанные схемы конструкций тормозных кранов основаны на использовании двух соединенных стержнем клапанов. Аналогичных результатов можно достичь, применив, как показано на рис. 14.28 е, один плоский клапан 17, взаимодействующий с двумя кольцевыми седлами.

На рис. 14.29 показана конструкция тормозного крана, управ­ляющего подачей воздуха в двухконтурном тормозном приводе гру­зового автомобиля. Основу конструкции составляют два плоских клапана 10 и /5, взаимодействующие периферийной частью с седлом корпуса, а внутренней частью с трубчатыми седлами 9 и 16. Сжатый воздух подводится к вводам I и II от двух независимых ресиверов. Через выводы III и IV воздух подается к тормозным механизмам двух контуров. Вывод V служит для выпуска воздуха при растор-маживании. При нажатии на педаль рычаг / через ролик 3, толкатель 4 и тарелку 6 воздействует на резиновый упругий элемент 7 и поршень 8. Седло 9 отсекает выход воздуха в атмосферу, а открыв­шийся затем клапан 10 позволяет ему поступать к выводу III. Реактивный поршень 8 устанавливает на выводе III давление, про­порциональное силе, действующей на толкатель 4. Одновременно через отверстие 18 воздух поступает к большому поршню 12, ко-

Рис. 14.29. Тормозной кран для двухконтурного тормозного привода

торый, передавая усилие через малый поршень 13, приводит в действие нижнюю секцию. При нормальной работе обеих секций реактивным элементом нижней секции является поршень 12, ко­торый закрывает клапан 15 при давлении воздуха на выводе IV, равном давлению воздуха на выводе III. При отказе нижней секции верхняя сохраняет работоспособность. При отказе верхней секции поршень 12 не перемещается, но винт 5 через заплечики 14 стержня 11 приведет в действие клапан /5. Реактивным элементом нижней секции в этом случае будет поршень 13, имеющий такой же диаметр, как и поршень 8.

Применение резинового элемента вместо традиционной стальной пружины объясняется относительной простотой обеспечения не­линейной характеристики. Обеспеченная за счет этого пониженная чувствительность системы при малых усилиях позволяет водителю более точно дозировать интенсивность торможения с малыми за­медлениями, что очень важно для сохранения устойчивости авто­мобиля при его движении по скользкой дороге. Тарелка 6 своей периферийной частью ограничивает деформацию упругого элемента 7. Нелинейность зависимости давления воздуха на выводах III и IV от хода педали не нарушает линейности изменения указанных давлений при изменении силы, приложенной к плунжеру 4. Винт 2 служит для устранения зазоров при сборке крана.

Использование крана подобной конструкции возможно в под-педальном варианте, когда на толкатель непосредственно воздей­ствует педаль. Это повышает точность управления процессом тор­можения путем уменьшения зоны нечувствительности за счет сни­жения трения в приводе, но может создать трудности при компоновке автомобиля.

Особенностью конструкции является наличие радиального ка­нала /7 в поршне 12. Этот поршень при большом диаметре имеет малый осевой размер, что создает предпосылки для его перекоса. Чтобы избежать заклинивания, наружную поверхность поршня вы­полняют бочкообразной, что делает его внешние уплотнения менее надежными. Указанный канал служит для контроля работоспособ­ности этих уплотнений: в случае их отказа при нажатой педали через вывод V будет вытекать воздух.

Для приведения в действие стояночной системы необходим тор­мозной кран обратного действия. Основу показанной на рис. 14.30 конструкции составляет двойной плоский клапан 8. Он взаимо­действует с седлом поршня 6 и торцом штока 7. Ввод 1 соединяется с ресивером, вывод II — с тормозной магистралью, а вывод III -с атмосферой. В расторможенном состоянии шток находится в крайнем нижнем положении (для удобства пользования рукояткой на автомобиле кран устанавливается в наклонном состоянии, по­этому на самом деле это положение не является нижним). При нижнем положении штока клапан 8 не соприкасается с седлом

Рис. 14.30. Тормозной кран обратного действия (для стояночной тор­мозной системы)

поршня 6, вследствие чего ввод I соединен с выводом II и в тормозной магистрали устанавливается такое же давление воздуха, как и в ресивере.

При повороте рукоятки она через торцевой кулачок 3 поднимает колпачок 4 штока 7 и сам шток. Поднятие штока приводит к посадке клапана на седло поршня и открытию канала 9, соеди­няющего тормозную магистраль с атмосферой. Снижение давления воздуха в полости 5 заставит поршень под действием давления воздуха в полости / подняться вверх, вследствие чего клапан S сядет на торец штока 7 и снижение давления прекратится. Момент прекращения вытекания воздуха в атмосферу зависит в рассмат­риваемой конструкции не от силы, приложенной к регулирующему элементу (в данном случае штоку), как было в ранее описанной конструкции, а от его положения. В момент закрытия клапана наблюдается равновесие сил, действующих на поршень. Сила дав­ления воздуха в полости / уравновешивается суммой силы давления воздуха в полости 5 и силы пружины 2 Допустим, что давление воздуха в полости / постоянно. Тогда сумма сил, действующих на поршень сверху, будет также постоянна. Но при нахождении штока в нижней части его хода пружина 2 в значительной степени рас­прямлена и воздействует на поршень слабо. Следовательно, рав­новесие сил, сопровождающее закрытие клапана, произойдет при высоком давлении воздуха в полости 5. При верхнем же располо­жении штока сила воздействия пружины на поршень велика, и закрытие клапана произойдет при низком давлении воздуха в полости 5. В крайнем верхнем положении сила пружины будет такова, что клапан вообще не закроется, и в тормозной магистрали установится атмосферное давление.

Рукоятка описанного тормозного крана имеет два фиксирован­ных крайних положения. Отпущенная водителем в любом проме­жуточном положении, она автоматически займет положение, со­ответствующее расторможенному состоянию тормозной системы.

Борьба за повышение надежности тормозного управления ав­топоездов привела к необходимости обеспечивать торможение при­цепа как при срабатывании любого из контуров рабочей тормозной системы тягача, так и при включении его стояночной системы. Это потребовало применения специальных кранов. На рис. 14.31 показана такая конструкция, являющаяся, по существу, развитием схемы, приведенной на рис. 14.28 а Основу конструкции составляет двойной клапан 11, взаимодействующий с седлами поршней 7 и 13. Вводы I, III соединены с выходами секций тормозного крана, управляющих двумя контурами тормозного привода тягача. Ввод II соединен с краном стояночной системы, вывод IV - с управ­ляющей магистралью прицепа, ввод V —с ресивером, установленным на тягаче, и, наконец, вывод VI осуществляет связь управляющей магистрали прицепа с атмосферой.

Рис. 14.31. Специальный тормозной кран для тормозного привода автопоезда

В расторможенном состоянии в полостях А, Б, Д давление равно атмосферному, а в полостях Б и Г оно равняется давлению в ре­сиверах. Отношение площадей поршня 13 и диафрагмы / таково, что поршень находится в нижнем положении, прижимаясь к кор­пусу 14.

При подаче воздуха на ввод I равновесие поршня 13 нарушается, он поднимается вверх, клапан //, садясь на седло 10, отсекает полость Б от атмосферы и, оторвавшись от седла 3, соединяет ее с полостью В. В результате давление в полости Б и управляющей магистрали прицепа начинает подниматься. Возрастающее давление воздуха, воздействуя сверху на поршень 13, заставляет его немного опуститься и закрыть клапан 11, устанавливая в управляющей ма­гистрали прицепа величину давления, соответствующую давлению в полости Д.

При включении стояночного тормоза давление в полости Г начинает снижаться, и поршень 13 под действием давления в полости В начнет подниматься, совершая действия, описанные выше. Только давление в полости Б будет в этом случае обратно пропорционально давлению в полости Г.

При подаче воздуха на ввод III кран срабатывает за счет опус­кания седла 10 поршня 7 и сжатия пружины 12. Поршень 7 ус­тановлен внутри большого поршня 6, который воздействует на пор­шень 7 через предварительно сжатую пружину 9. В начале подачи воздуха на ввод III поршни 6 и 7 опускаются вместе. Ввиду того что диаметр полости А больше диаметра полости Б, малое давление в полости А уравновешивает большее давление воздуха в полости Б, и на этом этапе давление в полости Б растет быстрее, чем давление в полости А. Это обеспечивает опережающее торможение прицепа, предотвращая его «набегание» на тягач и «складывание» автопоезда. После установления в полости Б определенного давления созданная им сила воздействия на поршень 7 становится равной силе пружины 9, и поршень 6 перестает участвовать в регулировании давления в полости Б. Изменившееся соотношение площадей по­ршней изменяет закон регулирования давления. Винтом 8 устанав­ливают величину предварительного натяга пружины 9, регулируя величину опережения торможения прицепа.

Привод крана от ввода 1 не снабжен системой опережения торможения прицепа, поэтому при одновременной подаче воздуха на вводы I, III из-за большей площади поршня Удавление в полости Б растет быстрее, чем этого требует давление на вводе I, и поршень 13 остается на месте. При отказе контура тягача, связанного с вводом III, прицеп затормаживается без опережения, в связи с чем при неодинаковой эффективности контуров тягача к вводу III при­соединяют более «сильный» контур.

При растормаживании воздух из управляющей магистрали вы­ходит через вывод VI, а из полости А, Г, Д — через свои тормозные краны (секции).

Каналы 2, 4 и 5 соединяют замкнутые полости с атмосферой для того, чтобы находящийся в этих полостях воздух не препятствовал бы перемещению поршней.

В случае использования прицепа с однопроводным приводом тормозной системы необходимо иметь на тягаче соответствующее устройство для управления тормозами такого прицепа. Очевидно, что кран управления однопроводной тормозной системой прицепа должен быть выполнен по схеме, показанной на рис. 14.28'д, но на шток должно действовать управляемое давление сжатого воздуха. На рис. 14.32 показана конструкция такого крана. Ввод I соединен с ресивером, выводы II и III связаны с соединительной магистралью прицепа и атмосферой соответственно. В расторможенном состоянии пружина 7 опускает шток 6 вниз, закрывает клапан 4 и открывает клапан 2. После установления в соединительной магистрали опре­деленного давления (0,5—0,52 МПа) поршень 3 опустится, закрыв клапан 2. Ограниченное по сравнению с давлением в ресивере давление на выводе II необходимо для того, чтобы избежать сра-

Рис. 14.32. Кран управления тормозами прицепа с однопровод­ным приводом

батывания тормозной системы прицепа при колебаниях давления воздуха в сети тягача. Величина этого давления регулируется вин­том 1.

Ввод IV соединен с установленной на тягаче магистралью, пред­назначенной для управления тормозами прицепа, имеющего двух­проводное управление. При нажатии водителем на педаль тормоза повышающееся давление в системе поднимает диафрагму 8 и от­крывает клапан 4, после чего давление на выводе II начнет снижаться. Для обеспечения опережения торможения прицепа в конструкцию введен дифференциальный (ступенчатый) поршень 10. На его ниж­нюю поверхность действует давление, равное давлению на выводе II. На верхнюю периферийную поверхность действует давление, имеющееся на вводе I и поступающее к поршню по каналу 11. На верхнюю внутреннюю поверхность поршня 10 действует дав­ление, управляющее диафрагмой 8. В расторможенном состоянии и при больших значениях давления поршень прижимается к опоре 9 и не участвует в регулировании давления на выводе II. Указанное регулирование осуществляется за счет взаимодействия давления, действующего на нижний торец штока 6, давления, действующего на начальном этапе торможения только на диафрагму и силы пру­жины 7. По мере увеличения давления на вводе IV давление на выводе II будет уменьшаться. При некотором давлении сумма сил, действующих на дифференциальный поршень 10 сверху, превысит силу, приложенную к нему снизу. В результате поршень сместится вниз, сядет на кольцо 5 и начнет участвовать в регулировании давления.

В некоторых случаях для обеспечения независимого торможения прицепа при неподвижном автопоезде описанную конструкцию до­полняют рукояткой, которая через торцевой кулачок может под­нимать вверх шток, подобно тому как это происходит в кране, показанном на рис. 14.30.

Пневматический тормозной привод прицепа должен иметь уст­ройство, способное обеспечивать заполнение ресиверов его тор­мозной системы от компрессора тягача, устанавливать в соответствии с получаемой с тягача информацией в своей тормозной магистрали определенное давление и в случае разрыва автопоезда автоматически включать тормозные механизмы. Такие устройства получили на­звание воздухораспределителей. На рис. 14. J3 приведен чертеж такого прибора.

К вводу I присоединяется либо соединительная магистраль од-нопроводного привода прицепа, либо питающая магистраль двух­проводного привода. Выводы II и III соединены с атмосферой и с ресиверами прицепа соответственно. Вывод IV соединен с тор­мозной магистралью прицепа, а ввод V в случае установки возду­хораспределителя на прицепе с двухпроводным управлением со­единяется с управляющей магистралью привода.

Рис. 14.33. Воздухораспределитель тормозной системы прицепа

При однопроводном приводе прицепа на режиме отсутствия торможения воздух из ввода I, отгибая края манжеты 3, поступает через ввод III в ресиверы прицепа. При этом давление в полостях А и В одинаковое, и пружина 5, подняв поршни 4, 6 и 7, закрывает клапан 1 и открывает клапан 2, в результате чего тормозная ма­гистраль прицепа соединяется с атмосферой, то есть вентилируется. При однопроводном приводе прицепа в случае торможения давление на вводе I начинает снижаться, края манжеты 3 садятся на корпус, перепад давлений между полостями А и В опускает вниз поршни 4 и 7, клапан 2 закрывается, а клапан / открывается, в результате чего начинает подниматься давление на выводе IV. Реактивным элементом, обеспечивающим пропорциональность управляющего воздействия (в данном случае перепада давлений в полостях А и В) и давления на выводе IV, является малый поршень 7. Большой поршень 6 при работе однопроводного привода прицепа не функ­ционирует.

При работе тягача с прицепом, имеющим двухпроводную систему, воздух из питающей магистрали через ввод I наполняет ресиверы прицепа аналогично тому, как это имеет место при однопроводном приводе. Сигнал о необходимости торможения и его интенсивности поступает на ввод V и через отверстие 9 в полость Б, где, воздействуя на поршень 6, приводит в действие клапанную систему. Реактивным элементом в данном случае является большой поршень 6.

В случае разрыва автопоезда при любом типе привода падение давления на вводе I включит тормоза прицепа.

Выше было отмечено, что при однопроводной системе управ­ления тормозами прицепа необходимо вводить в конструкцию уст­ройства, исключающие срабатывание тормозов прицепа при не­значительных снижениях давления воздуха в сети тягача. В рас-

Рис. 14.34. Ускорительный клапан

сматриваемом воздухораспределителе для этого служит клапан 8, содержащий поршень, на который воздействует давление, имею­щееся в полостях А и В. При давлении на вводе I, превышающем 0,5—0,52 МПа, клапан открывается, и давление в полости А не может стать больше давления в полости В и вызвать включение тормозов прицепа. Наличие такого устройства влечет за собой не­которое замедление торможения прицепа, оторвавшегося от тягача, которое начнется только после падения давления на вводе I до 0,5-0,52 МПа.

Применение на прицепе воздухораспределителя позволяет уве­личить быстродействие тормозного привода автопоезда. Для решения такой проблемы касательно имеющих большую длину одиночных автомобилей применяют ускорительные клапаны. Показанный на рис. 14.34 ускорительный клапан фактически представляет собой тормозной кран, управляемый давлением воздуха, подаваемым на ввод I. Ввод II связан с ресивером, вывод 111 — с атмосферой, а вывод IV -- с исполнительным устройством. При подаче воздуха поршень / закрывает клапан 2 и открывает клапан 3. Одновременно этот поршень служит реактивным элементом, поддерживающим со­ответствие давлений на вводе I и выводе IV. Ускорение срабатывания достигается за счет того, что воздуху, идущему от тормозного крана, не надо заполнять большие объемы исполнительных механизмов. Следует отметить, что кроме ускорения начала торможения дости­гается и ускорение растормаживания, что в некоторых случаях, например во время трогания автомобиля на перекрестке после по-

Рис. 14.35. Клапан быстрого растормаживания

явления разрешающего сигнала, может быть необходимо. Замед­ленное растормаживание приводит к повышенным износам сцеп­ления, тормозных накладок, излишним напряжениям в сцепке ав­топоезда.

Если необходимо уменьшить толь­ко время выключения тормозной сис­темы, то применяют упрощенные кла­паны быстрого растормаживания. Ос­нову изображенной на рис. 14.35 кон­струкции составляет грибообразная мембрана-клапан 2. При подаче воз­духа на ввод I периферийная часть мембраны прогибается, и воздух по­ступает через два вывода II к испол­нительным механизмам. При растор-маживании после снижения давления на вводе I мембрана прогнется вверх, и ее стебель, работая подобно клапану,

откроет воздуху короткий выход в атмосферу через вывод III, который обычно снабжают глушителем шума выпуска 3. Для того чтобы из-за жесткости краев мембраны не происходило снижения давления на выводах II по сравнению с давлением на вводе I, в корпусе сделан выравнивающий канал 1.

В некоторых случаях возникает не­обходимость управлять (поднимать и снижать давление) каким-либо устрой­ством от двух независимых органов уп­равления. В частности, целесообразно предусматривать возможность расторма­живания стояночной тормозной системы от разных групп ресиверов или непо­средственно от компрессора, что позво­лит автомобилю быстрее начать движе­ние после стоянки. Для достижения этой цели служат двухмагистральные клапа­ны. В конструкции, показанной на рис. 14.36, вводы I и II соединены с уп­равляющими магистралями, вывод III -- с исполнительным эле­ментом. Основной деталью клапана является свободно установлен­ная резиновая мембрана 7, которая под действием потока воздуха, выходящего из одной из управляющих магистралей, ложится на входные отверстия другой магистрали и уплотняет ее. Учитывая, что входные отверстия управляющих магистралей должны быть боль­шими, а мембрана гибкой, но не затягиваться в отверстие, входные отверстия делают в виде крупной решетки.

Рис. 14.36. Двухмагистральный клапан

Рис. 14.37. Редуцирующий клапан

Выше указывалось, что в одно-проводной системе питания прице­па давление равняется 0,5—0,55 МПа, а в питающей магистрали двухпроводной системы доходит до 0,8 МПа. В исполнительные меха­низмы тормозного привода прицепа должно подаваться одинаковое дав­ление независимо от того, какую систему управления прицепом име­ет тягач, поэтому двухмагистраль-ный клапан иногда дополняют уст­ройством, редуцирующим давление. На рис. 14.37 показана такая кон­струкция, представляющая собой

дифференциальный поршень 3, несущий два клапана 2 и 6. При подаче воздуха на ввод I поршень поднимется вверх, упрет клапан 6 в перемычку корпуса и прижмет седло 5 к клапану, закрыв ввод II. При подаче воздуха на ввод II поршень опустится вниз, посадит клапан 2 на седло 7, после чего откроется клапан 6. Поршень, имея сверху активную поверхность меньшую, чем снизу, будет в этом случае отслеживать на выводе III давление меньшее, чем на вводе II.

В случае применения воздухораспределителя прицепа описан­ной выше конструкции необходимость в редуцирующем клапане отпадает, поскольку воздухораспределитель, имея два различных реактивных поршня, работающих при однопроводном или двух­проводном приводе прицепа, самостоятельно обеспечивает давление в тормозной магистрали прицепа, пропорциональное давлению в тормозных магистралях тягача, независимо от типа привода при­цепа.

14.5.8. Защитные устройства пневматических приводов

Современное тормозное управление с пневматическим приводом имеет ряд контуров, каждый из которых должен сохранять рабо­тоспособность при отказе остальных. Обычно имеются: два контура рабочей системы, контур стояночной системы, контур питания при­цепа, контур потребителей, не связанных с тормозным управлением. В последний контур входят элементы, управляющие дополнительной коробкой передач, блокировкой дифференциала, дверями автобусов, усилителем сцепления и т.п. Все контуры питаются сжатым воздухом от одного компрессора. При выходе из строя одного контура воз­никает двойная задача: изолировать неисправный контур, чтобы избежать потери воздуха остальными контурами, и продолжать пи­тание сжатым воздухом этих контуров.

Первую задачу легко решить, поставив между компрессором и каждым контуром обратный клапан. Но регулировка обратных кла­панов не может быть идеальной, и питание контуров в этом случае будет начинаться с контура, обратный клапан которого открывается при меньшем давлении. Если откажет именно этот контур, то пи­тание остальных производиться не будет. Задачу решили, восполь­зовавшись тем, что в оставшихся исправными контурах сохраняется давление воздуха, применив клапаны, имеющие давление открытия заметно большее, чем давление закрытия. В изображенном на рис. 14.38 тройном защитном клапане ввод I соединен с компрес­сором, выводы II, III и IV — с защищаемыми контурами (вывод IV соединен с полостью А). В каждом контуре имеется клапан 3, нагруженный пружиной 5, и мембрана 4. Для открытия клапана давление под ним должно равняться примерно 0,57 мПа. После открытия клапана воздух начинает действовать и на мембрану, ак­тивная площадь которой больше площади клапана, поэтому закрытие клапана произойдет при меньшем давлении, примерно 0,51 МПа. При обрыве одного из контуров, например контура, питаемого через вывод III, давление на выводе III быстро упадет. Начнет падать оно и на выводе II и вводе I. Падение давления будет продолжаться до уровня, соответствующего давлению закрытия кла­панов, после чего клапан 3 закроется и компрессор, питая исправные

Рис. 14.38. Тройной защитный клапан

Рис. 14.39. Двойной защитный клапан

контуры, будет поддерживать на вводе I и выводах II и IV давление в интервале 0,51—0,57 МПа. При превышении верхнего предела давления клапан 3 будет открываться, выпуская воздух через не­исправный контур в атмосферу. Питание исправных контуров при этом, естественно, будет прекращаться.

Третий контур, называющийся дополнительным, включен по­следовательно двум основным через обратные клапаны / и 2 Это, при отсутствии в данном контуре расхода воздуха, позволяет под­держивать в нем давление, превышающее давление открытия кла­панов, даже при отказе двух основных контуров.

Двойной защитный клапан, показанный на рис. 14.39, представ­ляет собой, по существу, два обратных клапана 1 и 3. Особенностью конструкции, позволяющей надежно изолировать отказавший контур и одновременно продолжать питание исправного, является наличие поршня 2, в котором расположены седла клапанов. При отказе одного из контуров, например связанного с выводом III, поршень 2 под действием перепада давлений в контурах сдвинется вправо, сжимая пружину 5, до упора клапана 3 в плунжер 6. Если до этого клапаны 1 и 3, нагруженные пружинами 4, открывались при давлении воздуха 0,02—0,03 МПа, то теперь клапану 3 для открытия необ­ходимо сжимать еще и пружину 7. В результате этого открытие неисправного контура и стравливание через него воздуха произойдет при давлении 0,52—0,54 МПа, которое будет поддерживаться в исправном контуре. После восстановления герметичности неисп­равного контура давление воздуха в нем совместно со сжатой пру­жиной 5 поставит поршень в среднее положение.

Рис. 14.40. Одинарный защит­ный клапан

Недостатком описанного клапана является то, что поршень перемещается только при отказе одного из контуров, то есть в течение длительного времени он остается неподвижным. За это время между поверхностью поршня и поверх­ностью соприкасающихся с ним деталей (в первую очередь имеются в виду ре­зиновые уплотнения и корпус) могут об­разоваться прочные связи, в результате чего поршень лишится подвижности. Определить это во время движения ав­томобиля невозможно, данная неисп­равность обнаружит себя именно в тот момент, когда клапан должен будет сра­ботать. Поэтому такие устройства в перс­пективных разработках не применяются.

В некоторых случаях возможно применение упрощенных оди­нарных защитных клапанов (рис. 14.40). Величина площади мемб­раны и сила пружины обуславливают относительно низкое давление открытия клапана. Реальное рабочее давление заметно превышает его. В случае обрыва магистрали, питающей контур, воздух из него должен выходить до тех пор, пока давление в контуре не снизится до давления закрытия клапана, обусловленного силой пружины и сечением центрального отверстия клапана. Чтобы по­высить надежность клапана, применяют дополнительный обратный клапан.