car >> машина >  >> Авто ремонт
  1. Авто ремонт
  2.   
  3. Уход за автомобилем
  4.   
  5. Двигатель
  6.   
  7. Электромобиль
  8.   
  9. Автопилот
  10.   
  11. Автомобиль Фото

Как работают пневматические тормоза


Представьте, что это ваша первая неделя работы докером в захудалой транспортной компании. Все бегают, пытаясь догрузить последний поддон с грузом в кузов огромного тягача с прицепом, направляющегося на противоположный берег. Внезапно один из бригадиров говорит вам убрать один из грузовиков с дороги, чтобы другой водитель мог подъехать к погрузочной платформе. Предполагая, что вы умеете водить такое транспортное средство, бригадир продолжает движение, но вы останавливаетесь, потому что не умеете.

Пытаясь угодить начальству и игнорировать тот факт, что у вас нет водительских прав, вы запрыгиваете в кабину, закрываете дверь и поворачиваете ключ. Еще до того, как заведется дизельный двигатель, вас пугает ошеломляющий зуммер и мигающая лампочка на приборной панели. Вы запускаете двигатель, но зуммер и свет продолжают привлекать ваше внимание.

Вы раньше ездили на рычаге переключения передач, поэтому думаете, что у вас все в порядке. Несмотря на сенсорную перегрузку, вы выжимаете сцепление, хватаете то, что, по вашему мнению, является пониженной передачей, и отпускаете сцепление. Вместо того, чтобы рвануть вперед, как вы ожидаете, вас встречает сильный удар, двигатель глохнет, и вас чуть не выбрасывает ветровое стекло.

Вы перезапускаете двигатель, полагая, что включили не ту передачу, и выбираете то, что считаете правильным. Тем не менее, зуммер и свет вызывают хаос в кабине. Может аварийный тормоз все еще включен. Вы не видите рукоятки тормоза или рычага, которые обычно видите в автомобиле, поэтому решаете просто выжать сцепление и попробовать еще раз.

К вашему большому смущению, происходит то же самое. Краем глаза вы видите, что тот самый прораб кричит на вас с погрузочной площадки. Разочарованный, вы выпрыгиваете из кабины и в недоумении вскидываете руки, а хмурый надзиратель бежит к вам трусцой.

Добро пожаловать в мир пневматических тормозов. В этой статье вы узнаете, как работают пневматические тормоза и их компоненты, как обслуживать пневматическую тормозную систему и почему вы не можете сдвинуть этот грузовик с места. Теперь давайте посмотрим, как Джордж Вестингауз втянул вас в эту ситуацию.

Содержание
  1. Джордж Вестингауз и история пневматических тормозов
  2. Знакомство с тормозами
  3. Компоненты пневматических тормозов в грузовиках и автобусах
  4. Пневматические тормоза:профилактическое обслуживание
  5. Схема пневматического тормоза

>Джордж Вестингауз и история пневматических тормозов

Воздух везде. Гидравлическая жидкость - нет. В поездах, автобусах и тягачах используются пневматические тормозные системы, поэтому им не приходится полагаться на гидравлическую жидкость в автомобильных тормозных системах, которая может закончиться в случае утечки. Все эти виды перевозок отягощены тяжелыми пассажирскими или грузовыми грузами, поэтому безопасность имеет первостепенное значение. Ускоренный локомотив с гидравлическими тормозами превратился бы в смертоносную стальную пулю, если бы тормозная система внезапно дала течь.

До пневматических тормозов в поездах использовалась примитивная тормозная система, которая требовала, чтобы оператор или тормозной мастер в каждом вагоне включал ручной тормоз по сигналу начальника поезда или машиниста. Эта неэффективная ручная система была заменена системами прямого пневматического торможения. , в котором использовался воздушный компрессор для подачи воздуха через тормозную трубку в воздушные резервуары на каждой машине. Когда инженер задействовал эти тормоза, труба наполнилась воздухом и сжала тормоза.

В 1869 году инженер Джордж Вестингауз осознал важность безопасности в относительно новой железнодорожной отрасли и изобрел первый тройной клапан. пневматическая тормозная система для использования в вагонах. Система Вестингауза работала по принципу, противоположному системе прямого пневматического торможения. Трехклапанная система выполняла три функции, отсюда и ее название. Давайте посмотрим на эти функции.

  1. Зарядка :Система должна быть надута воздухом, прежде чем тормоза отпустятся. В состоянии покоя тормоза остаются включенными. Как только система достигает своего рабочего давления, тормоза освобождаются и готовы к использованию.
  2. Подача заявки :При торможении давление воздуха уменьшается. Когда количество воздуха уменьшается, клапан пропускает воздух обратно в ресиверы, в то время как тормоза перемещаются во включенное положение.
  3. Освобождение :как только тормоза задействованы и воздух выходит после торможения, повышенное давление отпускает тормоза.

Вместо того, чтобы использовать силу или направленный воздух для включения тормозов, подобно гидравлической жидкости в наших автомобилях, система с тремя клапанами заполняет бак подачи и использует давление воздуха для отпускания тормозов. Другими словами, тормоза в системе с тремя клапанами остаются полностью включенными до тех пор, пока воздух не будет прокачан по всей системе. Довольно изобретательно, учитывая, что если бы в системе этого типа была полная потеря воздуха, тормоза сработали бы и остановили поезд. Подумайте об этом, когда вы мчитесь по автостраде и нажимаете на педаль тормоза. Если из вашего автомобиля вытекла тормозная жидкость, ваши тормоза не работали.

Трехклапанная система является базовой концепцией современных пневматических тормозных систем в поездах, автобусах и тягачах с прицепами. Давайте переключим передачу и узнаем, как работают пневматические тормоза в дорожных транспортных средствах, в следующем разделе

Поезда-беглеца можно было избежать

27 июня 1988 года пригородный поезд врезался в стоявший поезд на Лионском вокзале в Париже, Франция, в результате чего 56 человек погибли и еще 32 получили ранения [источник:AP, National Geographic]. Катастрофа произошла после того, как из-за ряда ошибок поезд потерял тормозную способность. После того, как пассажир случайно нажал на аварийный тормоз при выходе, водитель закрыл тормозной кран, думая, что в системе есть воздушная пробка. После того, как он выпустил воздух из системы, поезд покатился свободно, но оставшиеся вагоны с заряженной системой не имели достаточной тормозной силы. В панике машинист не смог активировать электрическую систему экстренного торможения, и поезд столкнулся с стоящим поездом на станции. Если бы не отважный машинист в остановившемся поезде, который оставался до столкновения, помогая эвакуировать пассажиров, число погибших было бы намного выше [источник:AP, National Geographic]

>Знакомство с тормозами


Прежде чем мы узнаем о пневматических тормозах в дорожных транспортных средствах, давайте посмотрим, как работают тормоза в вашем автомобиле. Любой, кто водил машину, знает, что когда он или она нажимает педаль тормоза в пол, машина замедляется и в конце концов останавливается. Но как наша нога может остановить автомобиль весом 3000 фунтов (1361 кг), едущий по дороге на высокой скорости?

Для начала давайте обсудим различные типы тормозов, а затем мы сможем изучить различные компоненты. Каждое подвижное транспортное средство, включая поезда, тягачи, автобусы и автомобили, содержит один из двух типов систем. Гидравлический тормоза , используемые в легких грузовиках и легковых автомобилях, используют гидравлическую жидкость или масло для приведения в действие своих тормозов. Пневматические тормоза, которые мы рассмотрим в следующем разделе, используют воздух для управления тормозами. Давайте посмотрим на различия.

В гидравлической системе жидкость хранится в резервуаре, обычно называемом главным цилиндром. . Когда вы нажимаете на педаль тормоза, жидкость перекачивается через тормозные шланги или магистрали в поршни, установленные на каждом колесе. Эти тормозные поршни либо упираются в две тормозные колодки , которые расширяются и вызывают трение внутри тормозного барабана или к тормозной колодке , который зажимает тормозной диск . Ниже представлены компоненты гидравлической дисковой тормозной системы.

  • Тормозной бачок :содержит гидравлическую тормозную жидкость.
  • Главный цилиндр :устройство, перекачивающее жидкость из бачка в тормозные магистрали, проходящие по всему автомобилю.
  • Тормозные магистрали :шланги с резиновой или стальной оплеткой, идущие от главного цилиндра к каждому тормозному суппорту.
  • Тормозной суппорт :стальной корпус, который крепится к неподвижной точке тормозного диска и содержит поршень и тормозные колодки.
  • Тормозной поршень :круглый стержень, который выдвигается и давит на тормозную колодку, когда гидравлическая жидкость подается из главного цилиндра.
  • Тормозная колодка :металлическая опорная пластина с полуметаллическим покрытием, удерживающая стальной ротор.
  • Тормозной диск :стальной диск, прикрепленный к каждому колесу и ступице, который удерживается колодками, чтобы колеса не вращались.

[источник:тормоза]

Вот посмотрите, как некоторые детали подходят к дисковому тормозу.

До дисковых тормозов автомобили полагались на барабанные тормоза. Принципиальная механика была такой же, но в барабанных тормозах использовались тормозные колодки, установленные внутри барабана, установленного на ступице, а не на роторе. Дисковые тормоза увеличивают тормозную способность, поскольку они легче охлаждаются и имеют большую площадь поверхности для захвата. Кроме того, тормозная пыль, которая образуется по мере износа тормозных колодок и снижает эффективность торможения, легче выводится из дисковых тормозов, чем из барабанных. Дополнительные сведения о дисковых и барабанных тормозах см. в статьях «Как работают дисковые тормоза» и «Как работают барабанные тормоза».

Теперь, когда мы познакомились с принципами работы тормозов в поездах и автомобилях, давайте поговорим о больших грузовиках и автобусах.

>Компоненты пневматических тормозов в грузовиках и автобусах


Фонд тормоза являются наиболее распространенными пневматическими тормозными системами, которые можно найти в грузовиках и автобусах, и они работают так же, как и в железнодорожных вагонах. Используя принцип тройного клапана, воздух накапливается внутри тормозных трубок или воздухопроводов, освобождая тормоза. Практически все дорожные транспортные средства, оснащенные пневматическими тормозами, имеют систему плавного растормаживания. где частичное увеличение давления требует пропорционального отпускания тормозов.

Следующие компоненты являются эксклюзивными для базовой пневматической тормозной системы грузовика или автобуса:

  • Воздушный компрессор :нагнетает воздух в накопительные баки для использования в тормозной системе.
  • Регулятор воздушного компрессора :контролирует точку включения и выключения воздушного компрессора для поддержания заданного количества воздуха в резервуаре или резервуарах.
  • Воздушные резервуары :Держите сжатый или сжатый воздух для использования тормозной системой.
  • Сливные клапаны :выпускные клапаны в воздушных ресиверах, используемые для слива воздуха, когда автомобиль не используется.
  • Ножной клапан (педаль тормоза) :при нажатии воздух выходит из резервуаров-накопителей.
  • Тормозные камеры :цилиндрический контейнер, в котором находится регулятор зазора, перемещающий диафрагму или кулачковый механизм.
  • Толкатель :стальной стержень, похожий на поршень, который соединяет тормозную камеру с регулятором зазора. При нажатии тормоза отпускаются. При расширении включаются тормоза.
  • Регуляторы зазора :рычаг соединяет толкатель с тормозным кулачком для регулировки расстояния между тормозными колодками.
  • S-образный тормозной кулачок :S-образный кулачок, который раздвигает тормозные колодки и прижимает их к тормозному барабану.
  • Тормозная колодка :стальной механизм с накладкой, создающей трение о тормозной барабан.
  • Возвратная пружина :жесткая пружина, соединенная с каждой из тормозных колодок, которая возвращает колодки в открытое положение, если они не растянуты S-образным кулачком или диафрагмой.

На холостом ходу (нога снята с тормоза и воздушная система автомобиля заряжена) давление воздуха преодолевает диафрагму или S-образный кулачок находится в закрытом положении, что приводит к освобождению тормозной системы. Как только вы нажмете на педаль тормоза, давление воздуха уменьшится, вращая s-образный кулачок и раздвигая тормозные колодки по барабану. Компрессор наполняет ресиверы, и когда вы отпускаете педаль, давление воздуха возвращается к исходному состоянию.

Чрезвычайная ситуация пневматические тормоза дополняют стандартные пневматические тормозные системы и могут быть активированы нажатием кнопки на приборной панели (рядом со светом, который мы видели во введении). Прежде чем вы сможете управлять автомобилем с пневматическими тормозами, вы должны нажать кнопку экстренного торможения, чтобы заполнить систему воздухом. Пока аварийная система находится под давлением, аварийный тормоз остается свободным. Если в системе есть утечка, давление может снизиться настолько, чтобы задействовать аварийный тормоз. Кроме того, тяжелые грузовики часто оснащаются горным тормозом. это помогает процессу торможения, но это зависит от двигателя, а не от пневматической тормозной системы.

Мы узнали, как работают воздушные тормоза. Теперь давайте посмотрим, как техническое обслуживание может предотвратить отказ тормозов в следующем разделе.

Что это за звук?

Вы когда-нибудь задумывались, почему грузовики и автобусы издают такие забавные скрипящие и шипящие звуки? Скрип — это воздух, выходящий после торможения, а звук «ппсссс» — это срабатывание автоматических перепускных предохранительных клапанов. на работе, гарантируя, что давление воздуха остается на правильном уровне. Поскольку основным преимуществом пневматических тормозных систем является их способность использовать воздух для работы, компрессор постоянно включается и выключается, чтобы пополнить резервуары сжатым воздухом. Когда компрессор создает слишком много воздуха, клапаны открываются, издавая громкое шипение.

>Пневматические тормоза:профилактическое обслуживание


В каждом штате США есть особые правила эксплуатации транспортных средств с пневматическими тормозами. Тесты для получения коммерческих водительских прав сложны, как и шаги по обслуживанию такого автомобиля. Вот несколько шагов, которые вы должны предпринять перед тем, как отправиться в путь:

  • Убедитесь, что минимальное рабочее давление в пневматических тормозных системах транспортного средства составляет не менее 85 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм) для автобуса и 100 фунтов на квадратный дюйм для грузовика.
  • Убедитесь, что повышение давления воздуха с 85 фунтов на квадратный дюйм до 100 фунтов на квадратный дюйм при частоте вращения от 600 до 900 об/мин занимает не более двух минут. (Это называется скоростью нарастания давления воздуха). .)
  • Убедитесь, что правильное давление регулятора отключения воздушного компрессора находится в диапазоне от 120 до 135 фунтов на кв. дюйм. Давление включения на 20–25 фунтов на кв. дюйм ниже давления отключения.

Вы также захотите следить за водой в пневматической тормозной системе, побочным продуктом конденсированного воздуха. Пневматические тормозные магистрали не любят воду, особенно в более холодном климате, где лед может блокировать доступ воздуха к тормозному механизму и вызывать блокировку колеса. Чтобы предотвратить эту проблему, во многих современных системах в каждом воздушном резервуаре установлены автоматические дренажные клапаны.

Воздушные соединители также могут представлять проблему. Износ резиновых уплотнений приведет к утечке воздуха. В то время как компрессор может преодолеть небольшую утечку, слишком интенсивная работа компрессора может привести к отказу. Опять же, как мы узнали, потеря воздуха — это не обязательно плохо, но это будет означать, что вы застряли. Для водителей грузовиков застревание посреди горного перевала, вероятно, не входит в маршрут.

Чувствительность к тормозам, еще один побочный продукт пневматических тормозов, может привести к несчастным случаям, особенно для неопытных водителей. Пневматические тормозные системы предназначены для работы на транспортных средствах, перевозящих тяжелые грузы. Have you ever wondered where all those dual skid marks on the expressway come from? That’s a product of light or empty trailers locking their rear wheels. Probably the worst fear for a truck driver is jackknifing. It’s never good when the back end of the trailer creeps up alongside the cab. Trucks traveling in rain and snow can easily jackknife if too much brake is applied.

Most modern vehicles with air brakes use a dual system . In essence, such equipped vehicles have two systems in case one should fail. Anti-lock brakes can now be found in tractor-trailer rigs and work much the same way as ABS systems found in passenger cars.

Fundamentally speaking, air brakes are efficient and reliable. However, don’t hold your breath if you’re hoping to find them in your car any time soon. Air-brakes systems occupy too much space and attention to be considered practical in cars. Just look at a Peterbilt truck as it saunters down the interstate. Have you seen the big tanks tucked behind the fuel tanks? Try finding a place for those under the hood of a Honda Civic.

If you’d like to learn more about air brakes and read some related HowStuffWorks articles, explore the links on the next page.

Poor maintenance leads to runaway truck

On April 25, 1996, a 1988 Mack cement truck collided with a small Subaru sedan in Plymouth Meeting, Pa. As the driver of the cement truck approached an intersection at the end of a downhill off ramp, his brakes failed and the truck barreled into the intersection, striking the Subaru and killing its driver. The National Transportation Safety Board investigated the incident and found several problems with the truck, notably reversed brake lines and a secondary system failure. Those two issues left the truck with only an estimated 17 percent to 21 percent of its total braking capability. Unfortunately, the driver had no idea he had a brake failure. Poor maintenance resulted in a senseless death that could have been avoided. [source:NTSB]

>Air Brake Diagram


Now let's put the parts together to see how air brakes work as a whole. This diagram provides both a closeup view and an example of where the brakes are located in your vehicle.

Originally Published:Jun 2, 2008

Air Brakes FAQ

How does an air brake work?
Air brakes use compressed air rather than hydraulic fluid. At idle, air pressure overcomes the diaphragm, resulting in a released brake system. When you depress the brake pedal, the air pressure decreases, turning the s-cam and spreading the brake shoes against the drum. Air pressure is then used to apply the service brakes.
Who invented air brakes?
In 1869, an engineer named George Westinghouse invented the first triple-valve air-brake system after considering the importance of safety in the railroad industry. However, his system worked the opposite way of a direct air-brake system.
What are the five components of an air brake system?
The five main components in the air brake system are air reservoirs, air compressor, brake chambers, foot valves and brake shoes and drums.
Why do air brakes make noise?
The squeaking sound air brakes make is the air escaping after braking. The “psss" sound is the automatic bypass safety valves, which ensure that the air pressure remains at the correct level. When the air compressor builds too much air, the valves open, producing a loud hiss.
Why are air brakes not used in cars?
Air brakes have huge brake drums to stop a type of truck weighed down by heavy loads, but they’re way too large for regular vehicles and completely unnecessary. In a small passenger vehicle, air brakes could quickly become dangerous in the event of a leak.

>Дополнительная информация

Статьи по теме

  • Как работают тормоза
  • Как работает антиблокировочная система тормозов
  • Как работают дисковые тормоза
  • How Drum Brakes Work.
  • Как работают тормоза с усилителем
  • Какие существуют типы тормозной жидкости?
  • Когда я ставлю машину на стоянку, что на самом деле мешает ей двигаться?

Больше отличных ссылок

  • Национальный совет США по безопасности на транспорте
  • Министерство транспорта США (DOT)

>Источники

  • Associated Press. "Another Deadly Parisian Train Crash." The New York Times. Aug. 7, 1988. (May 20, 2008) http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=940DEFDA1638F934A3575BC0A96E948260
  • Автомобильный департамент штата Калифорния. "California Commercial Driver Handbook Section 5:Air Brakes." Jan. 1, 2006. (May 21, 2008) http://www.dmv.ca.gov/pubs/cdl_htm/sec5_a.htm
  • Carly, Larry. "Brake (device)." MSN Encarta. 2008. (May 17, 2008) http://encarta.msn.com/text_761555435___3/Brake_(device).html
  • CDX Online eTextbook. "Braking Systems." (May 24, 2008) http://www.cdxetextbook.com/brakes/brakes.html
  • CDX Online eTextbook. "Exhaust Brakes." (May 24, 2008) http://www.cdxetextbook.com/brakes/brake/systems/exhaustbrake.html
  • Connor, Piers R. Railroad.net. "Air Brakes." (May 18, 2008) http://www.railroad.net/articles/railfanning/airbrakes/index.php
  • National Geographic Channel. "Seconds from Disaster; Runaway Train." (May 21, 2008) http://channel.nationalgeographic.com/series/seconds-from-disaster/2389/Overview
  • National Transportation Safety Board. "Highway Accident Report PB97-916202." Oct. 17, 1997. (May 19, 2008) http://ntl.bts.gov/lib/9000/9700/9762/HAR9702S.pdf
  • San Diego Railway Museum. "Train Air Brake Description and History." (May 18, 2008) http://www.sdrm.org/faqs/brakes.html
  • Thomson, Clive. Canadian Underwriter. "Putting the Brakes on Air Brake failure." May 2007. (May 20, 2008) http://www.canadianunderwriter.ca/Issues/ISarticle.asp?id=187245&story_id=25097143856&issue=05012007&PC=

Уход за автомобилем

5 причин, по которым ваша коробка передач может перегреваться

Двигатель

Что делать, если муфта компрессора кондиционера не срабатывает?

Электромобиль

SVOLT Energy стремится стать крупнейшим производителем аккумуляторных элементов к 2025 году

Уход за автомобилем

Как добиться максимального пробега от ваших шин