Issuu on Google+

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ 8’2013

8(100)2013

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

АНАЛИТИКА

ИТОГИ ГОДА

ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ДОМ «СТТ»

СОБЫТИЯ

100-Й НОМЕР ЖУРНАЛА ТЕХНИКА

ТЕХНОЛОГИИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

ÅÄòÖççõÖ äêÄçõ

çÄäéèàíÖãúçõÖ ÅìçäÖêõ

ùäëèÄçëàü «ÜÖãíõï åÄòàç»

18+


НОВОСТИ/СОБЫТИЯ АНАЛИТИКА

84

>>> Базовые методы управления гидроприводов 1. ç‡ÒÓÒ˚ ÏÓ·ËθÌÓÈ ÚÂıÌËÍË 2. ê„ÛÎflÚÓ˚ ̇ÒÓÒÓ‚ Ò ÔÂÂÏÂÌÌ˚Ï ‡·Ó˜ËÏ Ó·˙Â-

ТЕХНИКА

ÏÓÏ 3. ëËÒÚÂχ LS „ÛÎËÛÂÏ˚ı ̇ÒÓÒÓ‚ 4. ìÔ‡‚ÎÂÌË ‡·Ó˜ËÏË Ó„‡Ì‡ÏË Ï‡¯ËÌ. ó‡ÒÚ¸ 1

ТОРМОЗНЫЕ ГИДРОСИСТЕМЫ

å

обильные колесные самоходные машины снабжены тормозными системами с гидравлическим или пневматическим приводом. Легковые автомобили оснащаются только гидравлическими тормозами. На рис. 1 показана схема простейшей гидравлической тормозной системы с педальным насосом и плунжерным исполнительным гидроцилиндром одностороннего действия. Возврат плунжера в исходное положение осуществляется пружиной, реакция которой также воздействует на ногу оператора. Чтобы уменьшить усилие нажатия оператором тормозной педали, многие машины оснащаются сервоусилителем тормоза. Он устанавливается между тормозной педалью и насосом. Существует два типа сервоусилителей: вакуумные и гидравлические.

Корнюшенко С.И., доктор наук, профессор РАЕН

BRAKE SYSTEMS Kornyushenko S.I., Dr. of science, RANS professor

In the article are given principle schemes of brake systems for wheeled self-propelled technique. Main points of vacuum brake servobooster performance are described. A special attention is paid to the description of hydraulic brake systems of construction, road-building and special self-propelled technique. A structural hydraulic scheme of machine is shown, in which is marked out a braking circuit. A structure and a performance of typical brake hydraulic system, which is equipped with hydropneumatic accumulators are exposed. A sequence of their performance at various conditions of the machine braking is described.

5. ìÔ‡‚ÎÂÌË ‡·Ó˜ËÏË Ó-

ТЕХНОЛОГИИ

„‡Ì‡ÏË Ï‡¯ËÌ. ó‡ÒÚ¸ 2 6. ÉˉÓÒÚ‡Ú˘ÂÒÍË Ú‡ÌÒÏËÒÒËË Ò‡ÏÓıÓ‰ÌÓÈ ÚÂıÌËÍË 7. ëËÒÚÂÏ˚ ÛÎÂ‚Ó„Ó ÛÔ‡‚-

8. íÓÏÓÁÌ˚ „ˉÓÒËÒÚÂÏ˚

ОБУЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Вакуумные сервоусилители содержат две камеры, атмосферную и вакуумную, разделённые гибкой мембраной. В исходном положении давление в обеих камерах одинаковое и равно давлению, создаваемому источником разряжения воздуха.

>>> Рис. 2. Структурная гидросхема машины с выделенным контуром тормозной системы

ОПЫТ

КОМПЛЕКТУЮЩИЕ

ÎÂÌËfl

>>> Рис. 1. Схема простой гидравлической тормозной системы с педальным насосом

СТТ 8’2013

В машинах с бензиновым двигателем вакуумная камера сервоусилителя соединяется с полостью впускного коллектора после дроссельной заслонки. Там гарантированно обеспечивается разряжение газовоздушной смеси. В качестве источника разряжения воздуха на


НОВОСТИ/СОБЫТИЯ АНАЛИТИКА ТЕХНИКА ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКТУЮЩИЕ

ду педалью и тормозными цилиндрами питается от потока рабочей жидкости, создаваемого насосом, который приводится первичным дизельным двигателем и используется для системы рулевого управления. Любая колесная строительно-дорожная, сельскохозяйственная, лесозаготовительная или другая специальная машина требует качественную и рационально управляемую тормозную систему. В современной мобильной гидравлической спецтехнике эти устройства достаточно полно отработаны и во многом похожи друг на друга. На рис. 2 показана принципиальная структурная гидросхема современной мобильной машины, содержащая три основных контура – гидростатическую трансмиссию хода, гидропривод рабочих органов, рулевую и тормозную гидросистемы. Тормозная система, в свою очередь, состоит из рабочего тормоза (гидравлического узла) и контура торможения. В современной мобильной гидравлической технике рулевую и тормозную системы часто питает один насос. В зависимости от команды оператора и воздействия на машину внешних сил сопротивления приоритетный клапан автоматически делит и направляет потоки жидкости в соответствующие упомянутые гидравлические контуры. Типовая схема тормозной системы показана на рис. 3. Поток рабочей жидкости от питающего насоса через приоритетный клапан (рис. 2) по линии ТС поступает в гидравлический контур рабочего тормоза. Входной байпасный клапан (БК) распределяет поток другим потребителям, когда тормоза не задействованы или требуют немного рабочей жидкости.

>>> Рис. 4. Тормозные педали с клапанным блоком

ОБУЧЕНИЕ

машинах с дизельным двигателем служит вакуумный насос. Он приводится первичным или электродвигателем. При нажатии педали тормоза усилие через толкатель передается к золотнику следящего клапана. Он перекрывает канал, соединяющий атмосферную камеру с вакуумной. При дальнейшем движении золотника атмосферная камера через соответствующий канал соединяется с окружающей средой. Давление в атмосферной камере увеличивается. Разница давлений действует на диафрагму, которая, преодолевая усилие пружины, перемещает поршень педального насоса, нагнетающего рабочую жидкость в исполнительные гидроцилиндры тормозной системы. Вакуумный усилитель обеспечивает дополнительное усилие на поршне насоса, пропорциональное силе нажатия на педаль тормоза. Другими словами, чем сильнее оператор нажимает на педаль, тем эффективнее будет торможение. По окончании торможения атмосферная камера сервоусилителя вновь соединяется с вакуумной, давление в обеих полостях выравнивается. Диафрагма перемещается в исходное положение. Максимальное дополнительное усилие, реализуемое с помощью вакуумного усилителя тормозов, обычно в 3-5 раз превышает усилие от ноги оператора. Дальнейшее повышение величины дополнительного усилия достигается увеличением количества камер вакуумного усилителя, а также увеличением размера диафрагмы. Гидравлическая тормозная система основана на принципе сервопривода. Тормозной гидравлический контур меж-

СТТ 8’2013

ИССЛЕДОВАНИЯ

>>> Рис. 3. Типовая схема тормозной системы

Гидропневмоаккумуляторы (ГПА) накапливают рабочую жидкость и бесперебойно обеспечивают выполнение тормозных операций. Для тормозных систем давление зарядки пневматической камеры ГПА азотом составляет 5,0 МПа. Ёмкость гидравлической полости обычно выбирается из расчета обеспечения от 5 до 8 торможений. Но в промежутке между ними ГПА постоянно пополняются рабочей жидкостью. Эту функцию осуществляет байпасный клапан (БК). Заполнение рабочей жидкостью ГПА осуществляется от входного потока через обратные клапаны (ОК). Одновременно они изолируют ГПА друг от друга и не дают рабочей жидкости поступать обратно в напорную гидролинию (ТС). Расположение обратных клапанов позволяет автоматически поддерживать одинаковое давление во всех трех ГПА и управлять каждым тормозным контуром. Тормоза 1 и 2 снабжаются рабочей жидкостью индивидуально, но работают одновременно. Клапан ограничения давления (КОД) управляет максимальным давлением рабочей жидкости в ГПА. Его настройка обычно составляет 12,0-15,5 МПа. В этих пределах осуществляется работа ГПА. Клапан ограничения давления обеспечивает защиту предохранительного клапана основной гидросистемы, направляя при срабатывании поток рабочей жидкости на слив. Фактически он является предохранительным клапаном в тормозной системе гидропривода машины. Байпасный клапан, ГПА, обратные клапаны, клапан ограничения давления составляют гидравлический узел – рабочий тормоз. Комбинация этих устройств формирует гидравлическую энергию для осуществления эффективного торможения. Рабочий тормоз приводит в действие два контура торможения. Управляют тормозными контурами клапаны (УК), механически жестко соединенные между собой и с тормозной педалью (ТП). Клапаны тормозной педали направляют рабочую жидкость в тормозные гидроци-

ОПЫТ

85


а)

б)

в)

>>> Рис. 5. Основные операции работы ГПА при торможении линдры (ТЦ), которые приводят в действие фрикционные механизмы. Тормозная педаль с управляющими клапанами составляет единый узел. Варианты его конструктивного исполнения показаны на рис. 4. В напорной линии ГПА установлен электрогидравлический датчик давления. При падении давления в ГПА ниже 10,0 МПа он срабатывает и на пульте управления в кабине оператора машины включается световой сигнал. В тормозном контуре также установлен электрогидравлический датчик. При нажатии тормозной педали и, соответственно, росте давления свыше 0,5 МПа загорается тормозной фонарь. Работает тормозная система следующим образом. Перед включением насоса ГПА находится в положении, показанном

ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБУЧЕНИЕ

ОПЫТ

КОМПЛЕКТУЮЩИЕ

ТЕХНОЛОГИИ

ТЕХНИКА

АНАЛИТИКА

НОВОСТИ/СОБЫТИЯ

86

СТТ 8’2013

на рис. 5, а. Его пневматическая камера, заряженная азотом, предельно расширена и занимает максимальный объем рабочей гидравлической полости. После включения насоса поток рабочей жидкости от приоритетного клапана по гидролинии ТС поступает к байпасному клапану. Проходя через него и преодолевая слабое сопротивление обратных клапанов, жидкость наполняет рабочую гидравлическую полость каждого ГПА. Давление рабочей жидкости растет, пневмокамера при этом сжимается (рис. 5, б). После наполнения ГПА байпасный клапан направляет избыток рабочей жидкости во вспомогательную систему. При нажатии оператора на тормозную педаль управляющие клапаны одновременно перемещаются и синхронн�� открывают доступ рабочей жидкости от

ГПА к тормозным гидроцилиндрам. Давление в рабочих полостях ГПА падает, пневмокамера расширяется (рис. 5, в), выталкивая рабочую жидкость в тормозные контуры. Она перемещает поршни тормозных гидроцилиндров, которые зажимают фрикционные механизмы. ГПА-1 приводит в действие тормоз 1, а ГПА-2 – соответственно тормоз 2. ГПА-3 – страховочный гидропневмоаккумулятор. В случае нехватки количества рабочей жидкости в тормозных контурах 1 или 2 она автоматически добавляется из ГПА-3. Таким образом достигается эффективное надежное торможение машины. При превышении допустимого давления в рабочих полостях ГПА срабатывает клапан ограничения давления, направляя избыток рабочей жидкости на слив в гидробак. Обычно КОД настраивается на величину от 12,0 до 15,5 МПа. Когда оператор машины снимает ногу с тормозной педали, она под действием возвратной пружины вместе с управляющими клапанами занимает первоначальное исходное положение. Управляющие клапаны соединяют рабочие полости тормозных цилиндров со сливом, и их штоки под действием пружин освобождают фрикционные механизмы. В данном разделе показана принципиальная схема тормозной системы гидравлической колесной машины. У каждого производителя тормозных систем существуют конструктивные особенности. Понимание оператором машины принципов их построения и работы является очень важным для обеспечения безопасности эксплуатации техники.


Year results 8 2