После снятия напряжения с обмотки электромагнитного клапана 11 (сигнал на повторное затормаживание) последний разобщает полость 18 с полостью 5 и соединяет последнюю с полостью 15 под запорным клапаном 9. Это приводит к закрытию клапана 9 под действием разности давлений на клапане из-за дросселирования выхода воздуха из полости 14 через дроссельное отверстие 16 (или удержанию его в закрытом положении, если клапан 9 сработал в первом цикле торможения). При этом рост давления в полости 5 происходит вначале с достаточной интенсивностью в результате дополнительного поступления воздуха в полость 5 из полости 6 через дроссельное отверстие 8. Затем, когда давления в полостях 5 и 6 уравняются, открывается обратный клапан 7 и рост давления в полостях 5 и 6 происходит с одинаковой и уменьшившейся интенсивностью. Давление открытия клапана 7 (а следовательно, закон нарастания давления в тормозных, камерах) зависит от уровня давления, достигнутого в полости б при предыдущем торможении, и продолжительности и характера предыдущего процесса выпуска воздуха из полости 5 в периоде растормаживания. При повторной угрозе блокирования колес вновь подается сигнал "Выпуск" на электромагнитный клапан 11 и процесс повторяется.
Предлагаемое устройство практически исключает нежелательный перебег давления в управляющей полости модулятора (а следовательно, и в полости тормозных камер) в зоне возможной блокировки колес и тем самым повышает эффективность управления процессом торможения.[3]
Рисунок 2.1.2.2-Дифференциальный узел
2.1.3 Модулятор давления для пневматической противоблокировочной тормозной системы транспортного средства (SU 1152827 A1, МПК B60T 8/02. Опубл. 16.07.2006
Рисунок 2.1.3.1-Модулятор (продольный разрез)
Цель изобретения -- уменьшение расхода воздуха на один цикл модулирования давления в тормозной камере.
Указанная цель достигается тем, что в пневматическом модуляторе давления на клапане соосно с ним со стороны сбросного канала установлена втулка с радиальными каналами.
На рис. 2.1.3.1 приведен модулятор, продольный разрез; на рис. 2.1.3.4-- золотник в разрезе.
Модулятор состоит из корпуса 1 с входным и выходным каналами 2 и 3, золотника 4 с перепускным каналом 5, мембранного клапана 6 со сбросным каналом 7 и пилотного клапана 8.
В управляющей полости А размещена пружина 9, прижимающая золотник 4 к мембранному клапану 6. В золотнике 4 выполнена проточка 10, соединяющая входной2 и выходной каналы. Пилотный клапан 8 соединяет полость А либо с входным каналом 2, либо с атмосферой. Надмембранная полость Б соединена каналом 5 с управляющей полостью А. Выходной канал 3 и подмембранная полость В соединены каналом 11. В сбросном канале 7 размещена втулка 12 с каналами 13.
Пневматический модулятор давления работает следующим образом.
При нажатии на педаль тормоза воздух через проточку 10 в золотнике 4 попадает в тормозную камеру и начинается процесс торможения. При достижении определенной величины проскальзывания колес на пилотный клапан 8 подается сигнал с целью исключения блокировки колес. Управляющая полость А и надмембранная Б соединяются с атмосферой. Давление в них падает. За счет перепада давлений на мембранном клапане 6 последний открывается и перемещает золотник 4 в верхнее положение. Золотник 4 перекрывает доступ воздуху в тормозную камеру. При этом втулка 12 препятствует поступлению воздуха из входного в сбросной канал. При дальнейшем движении вверх мембранный клапан открывает каналы 13 и давление в тормозной камере падает, так как происходит сброс сжатого газа из тормозной камеры в атмосферу.
При достижении определенного значения ускорения колес, когда автомобиль вновь начнет разгоняться, с пилотного клапана 8 снимается сигнал. Полости А и Б соединяются с входным каналом 2 модулятора: Давление в них растет, и клапан 6 закрывается. Сброс воздуха из тормозной камеры прекращается, и через проточку 10 в золотнике 4 сжатый воздух поступает в тормозную камеру. Начинается новый цикл торможения.
Рисунок 2.1.3.2-Золотник
На автомобилях широкое распространение получил модулятор фирмы WABCO. Схема модулятора представлена на рисунке 3.9. Эта конструкция обеспечивает при необходимости постепенную точную модуляцию тормозного давления. Модулятор устанавливается при помощи фланцев на раме автомобиля. Он работает следующим образом. Без управления с помощью электроники АБС камера мембранного управления 2 впускного клапана соединена с атмосферой. Поступающее через вход 1 регулируемое тормозное давление поднимает мембрану 3 и беспрепятственно передается на вход тормозной камеры 4. Одновременно тормозное давление передается мимо не подключенного якоря 8 в мембранную камеру регулировки 6 и поддерживает выпускной клапан в закрытом состоянии. Если водитель автомобиля понижает тормозное давление, воздух попадает назад из тормозной камеры через выход 1. При определенных условиях открывается при этом выпускная мембрана и помогает быстрому растормаживанию колесного тормоза. Посредством активации электромагнитов 10 через уплотнитель якоря 11 в регулировочную камеру 2 передается тормозное давление. Это приводит к закрытию мембранного клапана, разделяет вход 4 от входа 1 и предотвращает таким образом дальнейшее поступление воздуха в тормозную камеру. Для понижения давления используется функционирование обоих электромагнитов. Действие электромагнита 10 приводит, как это описано при поддержании давления, к прекращению подачи воздуха. Одновременно активизируется электромагнит 9 таким образом, что полость мембранной регулировки выпускного клапана через уплотнитель якоря 6 соединяется с атмосферой. Имеющееся в тормозной камере давление воздуха поступает через уплотнитель мембраны 5 к клапану выпуска воздуха глушителя 7. [4]
Рисунок 2.1.3.3- Принципиальная схема электропневматического модулятора WABCO.
2.2 Поиск аналогов тормозной системы электробуса
2.2.1 Тормозная система Маз Е303
Рисунок 2.2.1- Маз Е303
Автомобили оборудованы рабочей, стояночной, запасной и вспомогательной тормозными системами, а также тормозными приборами для подключения тормозной системы полуприцепа с одно- и двухпроводным пневматическими приводами и выводами для питания других потребителей сжатым воздухом. Рабочая тормозная система воздействует на тормозные механизмы всех колес автомобиля. Привод механизмов пневматический с раздельным торможением передних и задних колес.
Стояночная и запасная тормозные системы воздействуют на тормозные механизмы среднего и заднего мостов, которые приводятся в действие с помощью тормозных камер с пружинными энергоаккумуляторами. Управление осуществляется с помощью крана в кабине водителя.
Стояночная тормозная система выполняет также функции запасной тормозной системы, которая предназначена для торможения автомобиля в случае полного или частичного отказа рабочей тормозной системы.
При включении стояночной тормозной системы рукоятка крана управления устанавливается (поворотом) в крайнее фиксированное положение. Сжатый воздух, сжимающий силовые пружины энергоаккумуляторов, выходит в атмосферу, и пружины приводят в действие тормозные механизмы.
При включении запасной тормозной системы рукоятка крана управления стояночным тормозом удерживается в любом промежуточном нефиксированном положении. С увеличением угла поворота рукоятки интенсивность торможения увеличивается за счет снижения давления воздуха, сжимающего пружины энергоаккумуляторов.
Вспомогательная тормозная система воздействует на трансмиссию автомобиля путем создания противодавления в системе выпуска газов с помощью дроссельной заслонки с пневматическим приводом и предназначена для притормаживания автомобиля на затяжных спусках горных дорог. При повороте заслонки одновременно отключается подача топлива.
Рисунок 2.2.1.1.- Дисковый тормоз:
а -- общий вид; б -- поперечный разрез; 1 -- тормозной диск; 2 -- кожух; 3 -- тормозные колодки; 4 -- суппорт; 5 -- трубка; 6 -- клапан удаления воздуха; 7 -- рабочий тормозной цилиндр; 8 -- подвижные поршни; 9 -- уплотнительное кольцо; 10 -- резиновая манжета; 11 -- фрикционные накладки
Тормозные механизмы
Дисковый тормоз с фиксированной скобой обеспечивает большое приводное усилие и повышенную жесткость механизма. В дисковом тормозе вращающейся деталью является тормозной диск 7, изготовленный, как правило, из чугуна и жестко прикрепленный к ступице колеса. К диску с двух сторон прижимаются тормозные колодки 3 с фрикционными накладками 11, установленные в защитном суппорте 4, прикрепленном к неподвижной стойке подвески. Внутри суппорта в специальные пазы установлены цилиндры 7 с поршнями, прижимающие тормозные колодки к диску в момент торможения. Под действием сил трения вращение диска прекращается, колеса автомобиля останавливаются. Снаружи тормозной диск закрыт диском колеса, а изнутри -- защитным штампованным кожухом 2.
Дисковые тормоза устанавливают на некоторых моделях грузовых автомобилей на передних колесах. Для управления такими тормозами применяется в основном гидравлический привод. Тормозная жидкость подается в полость тормозного цилиндра по трубкам от главного тормозного цилиндра. Для соединения тормозных цилиндров, расположенных по обе стороны диска, и выравнивания давления тормозной жидкости служит трубка 5. Тормозные колодки перемещаются в осевом направлении на специальных пальцах, служащих направляющими.
Тормозные камеры с пружинными энергоаккумуляторами (рис. 2.2.1.3) предназначены для приведения в действие тормозных механизмов колес заднего и среднего (для автомобиля МАЗ-64227) мостов при включении рабочей, стояночной и запасной тормозной систем.
1,7- пружины, 2- диск, 3-диафрагма, 4- толкатель, 5-цилиндр, 6-поршень,8- болт, 9- подпятник, 10-шток
Рисунок 2.2.1.3- Пружинный энергоаккумулятор
При включении рабочей тормозной системы тормозные механизмы приводятся в действие штоками 10 диафрагменных тормозных камер, устройство и принцип работы которых практически не отличаются от передних тормозных камер.
При включении стояночной тормозной системы сжатый воздух выпускается из полости под поршнем 6. Поршень под действием силовой пружины 7 движется вниз и перемещает толкатель 4, который через подпятник 9 воздействует на диафрагму 3 и шток 10 тормозной камеры, в результате чего происходит торможение автомобиля.
При выключении стояночной тормозной системы сжатый воздух подается под поршень 6, который вместе с толкателем перемещается вверх, сжимая пружину и давая возможность штоку тормозной камеры под действием возвратной пружины 1 вернуться в исходное положение.
При торможении запасной системой воздух из цилиндров энергоаккумуляторов выпускается не полностью, а лишь в меру необходимой эффективности торможения автомобиля, что соответствует промежуточным положениям рукоятки крана управления. Таким образом, от величины угла поворота рукоятки крана зависит эффективность торможения.
1 -- компрессор; 2 -- водоотделитель; 3-- регулятор давления; 4-- конденсационный ресивер; 5 -- двойной защитный клапан; 6 -- клапан контрольного вывода; 7 -- одинарный защитный клапан; 8 -- ресивер переднего контура; 9 -- ресиверы заднего контура; 10--ресиверы для потребителей; 11 -- кран управления моторным тормозом; 12 -- цилиндр выключения подачи топлива; 13 -- пневмоцилиндр управления вспомогательным тормозом; 14 -- обратный клапан; 15 -- клапан управления тормозами полуприцепа по двухпроводной схеме; 16--клапан управления тормозами полуприцепа по однопроводной схеме; 17 -- кран управления стояночным тормозом; 18 -- тормозной кран; 19, 19а--ускорительный клапан; 20 -- регулятор тормозных сил; 21 -- тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором; 22 -- передняя тормозная камера; 23 -- двухмагистральный клапан; 24 -- разобщительный кран; 25 -- соединительная головка; 26 -- пневмовывод для однопроводной схемы полуприцепа; 27 -- выключатель (датчик); 28 -- выключатель сигнала торможения; 29 -- датчик: 30-- клапан слива конденсата; 31 -- противозамерзатель; А -- вывод к потребителям
Рисунок 2.2.1.4 -Схема пневматического привода тормозов автомобилей МАЗ
Принцип работы АБС
АБС автоматически, независимо от интенсивности воздействия водителя на тормозную педаль, регулирует продольное проскальзывание колеса, создавая возможность эффективного использования коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием во время торможения. АБС является частью рабочей тормозной системы, которая автоматически вступает в процесс торможения каждый раз, когда возможное сцепление между дорогой и шиной контролируемого колеса оказывается меньше, чем тормозная сила, приложенная к колесу, и предотвращает его блокирование.
M1,M2 - электромагниты; A, B - полости модулятора; a - фильтр; b - пружина; с - поршень; d - обратный клапан; f - поршень; e - впускной клапан; 1 - вывод к ресиверу; 22, 23 - выводы к тормозным камерам; 3 - вывод в атмосферу; 4 - выводы к тормозному крану
Рисунок 2.2.1.5- Схема модулятора давления АБС фирмы WABCO
Оборудованный АБС электробус обеспечивает:
повышение активной безопасности за счет обеспечения устойчивости и управляемости в процессе торможения и повышения тормозной эффективности, особенно на мокрых и скользких дорогах;
продление срока службы шин;
возможность увеличения средней безопасной скорости движения. [5]
2.2.2 Тормозная система BMV
Рисунок 2.2.2- BMW
Тормозная система состоит:
основная (рабочая), которая обеспечивает замедление легкового автомобиля не менее 5,8 м/с2;, движущегося со - скоростью не более 80 км/ч при усилии на педаль менее 50 кг;
вспомогательная (аварийная), обеспечивающая замедление не менее 2,75 м/с2;
стояночная, которая может быть совмещена с аварийной.
Основная тормозная система
На современных легковых автомобилях устанавливают основные ТС, состоящие из тормозного гидропривода и тормозных механизмов. Когда водитель нажимает ногой на педаль тормоза, та сила, с которой он давит на педаль, передается на устройство, которое называется главный тормозной цилиндр. Главный тормозной цилиндр имеет поршень, который, двигаясь, увеличивает давление в системе гидравлических тормозных трубок, ведущих к каждому колесу автомобиля. На каждом колесе тормозная жидкость под давлением оказывает воздействие на поршень колесного тормозного механизма, который выдвигает тормозные колодки, а те, в свою очередь, прижимаются к тормозному барабану или тормозному диску. Трение замедляет вращение колес и движение автомобиля.
Рисунок 2.2.2.1 Схема гидропривода тормозов