У гидравлического тормоза легковой машины задача одна: передать усилие ноги на колодку через несжимаемую жидкость. Пневматический привод грузовика устроен иначе — воздух сжимаем, его нужно готовить, хранить, распределять, дозировать и постоянно проверять. Классические монографии советской школы (Автушко В.П., Метлюк Н.Ф. «Динамика пневматических и гидравлических приводов автомобилей», 1980; Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. «Пневматический тормозной привод автотранспортных средств», 1980) формулируют это через пять функций пневматического тормозного привода, каждая из которых определяет отдельный класс аппаратов на шасси грузовика. Их мы и рассмотрим в этой статье.
Компрессор берёт атмосферный воздух с влагой, пылью и парами масла и сжимает его до 10–12 бар. Дальше начинается цепочка подготовки: отбор — сжатие — очистка от загрязнений — образование запаса в ресиверах — регулирование давления. Регулятор должен успевать пополнять ресиверы до рабочего уровня (обычно 8,1 бар отсечки у КАМАЗ, 12,5 бар у современных Volvo/Scania) и одновременно не пускать систему за верхний предел, иначе растёт износ компрессора. Ключевой аппарат этой стадии — осушитель воздуха с картриджем на силикагеле или молекулярном сите: он снижает точку росы до −40 °C, что зимой означает разницу между работоспособной системой и обмерзшим клапанным аппаратом.
Из соображений безопасности пневмопривод грузовика разделён на несколько автономных контуров, каждый со своим ресивером и своей магистралью. Разделяет магистрали четырёхконтурный защитный клапан — узел, стоящий сразу за осушителем. Он не пускает воздух в контуры, пока давление в ресиверах не достигнет открытия (около 6,5 бар), поочерёдно наполняет контуры, а при аварийном падении давления в одном из них герметизирует остальные, чтобы исправные контуры продолжали работать. Более подробно работу клапана четырёхконтурной защиты мы разбирали в отдельной статье.
Привод должен коммутировать пневмоаппараты, то есть переключать поток по команде тормозного крана, обеспечивать отбор сжатого воздуха из нужного ресивера в нужный контур, ускорять подачу и выпуск через ускорительные клапаны на удалённых от крана осях и, наконец, связывать в одно целое тормозное управление тягача и прицепов — через двухпроводную либо однопроводную магистраль с седельным клапаном тягача и воздухораспределителем прицепа.
Самая тонкая функция привода — обеспечить с заданной точностью связь между усилием на педали и давлением в тормозной камере. Такая связь называется следящим действием: педаль отпустил на четверть — давление упало на четверть, всё пропорционально, без ступеней и скачков. В ряде случаев следящее действие корректируется по дополнительным параметрам. Регулятор тормозных сил уменьшает давление в контуре задней оси при снижении вертикальной нагрузки на мост — иначе разгруженная ось шла бы юзом. Ограничитель давления режет верхний предел на передней оси гружёного самосвала, чтобы избежать блокировки управляемых колёс. АБС корректирует давление по угловой скорости колёс, стравливая воздух через модулятор ABS, когда колесо теряет пятно контакта.
Пятая функция замыкает контур управления. Постоянно контролируется давление в ресиверах основных контуров: манометры на щитке приборов и датчики аварийного давления с сигнальной лампой срабатывают ниже 5,5 бар, звуковой сигнал зуммера — ниже 4,5 бар.
Компания Höttecke специализируется на производстве компонентов пневматических тормозных систем грузовых автомобилей и автобусов более двадцати лет и накопила глубокую экспертизу по всем пяти функциональным блокам привода, описанным выше. Продукция Höttecke закрывает первую функцию — подготовку сжатого воздуха: осушители с картриджами на молекулярном сите с точкой росы до −40 °C. Для второй функции — распределения и защиты контуров — предприятие выпускает четырёхконтурные защитные клапаны, клапаны магистралей управления прицепом. По третьей функции — передаче энергии — линейка включает тормозные краны двухсекционного типа, ускорительные клапаны для задних осей и автопоездов. Четвёртая функция — следящее действие — представлена ABS-модуляторами тормозных сил.
Самые частые причины — негерметичность соединений, шлангов, трубок или клапанов, износ манжет в тормозных камерах и энергоаккумуляторах, а также неисправность самого регулятора давления. Небольшая утечка часто кажется неопасной, но заставляет компрессор работать чаще и дольше, ускоряя его износ, а в критический момент может не хватить давления для полноценного торможения. При постоянном падении давления стоит последовательно проверить магистрали на утечки, состояние осушителя и работу регулятора.
Это типичный признак утечки воздуха в системе либо забитого или изношенного осушителя, из-за которого воздух проходит с повышенным сопротивлением. Реже причина в износе самого компрессора — падении его производительности из-за выработки поршневой группы. Долгий набор давления особенно заметен зимой, если осушитель не справляется и в системе накапливается влага.
В гидравлике усилие передаётся через практически несжимаемую тормозную жидкость напрямую от педали к рабочим цилиндрам, поэтому система проще, но чувствительна к завоздушиванию и состоянию жидкости. Пневматический привод использует сжимаемый воздух, поэтому требует отдельных функциональных блоков — подготовки, распределения по контурам, передачи энергии, следящего действия и контроля давления. Такая конструкция сложнее, но позволяет управлять тяжёлыми автопоездами и даёт критичное свойство безопасности: при падении давления пружинные энергоаккумуляторы стояночного тормоза срабатывают автоматически.
Следящее действие — это пропорциональная связь между усилием на педали тормоза и давлением воздуха в тормозной камере: чем сильнее нажата педаль, тем выше давление, без ступеней и скачков. Именно следящее действие даёт водителю дозируемое, предсказуемое торможение, а не срабатывание тормозов по принципу «всё или ничего».
Клапан разделяет пневмопривод на независимые контуры и защищает исправные контуры при аварийном падении давления в одном из них — например, при обрыве магистрали или разгерметизации ресивера. Без такого разделения повреждение одной магистрали означало бы полную потерю тормозов. Подробно принцип работы и требования безопасности этого узла разобраны в отдельной статье.
Датчик аварийного давления с сигнальной лампой на щитке приборов срабатывает при падении давления в ресиверах основных контуров ниже 5,5 бар, а звуковой сигнал зуммера включается при более критичном снижении — ниже 4,5 бар. Появление этих сигналов означает, что нужно остановиться и разобраться в причине падения давления, а не продолжать движение.
Подберите компоненты пневматической тормозной системы Höttecke в каталоге
Смотреть каталог