С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Принцип работы тормозного цилиндра

Принцип работы тормозного цилиндра


Тормозной цилиндр

2160 Просмотров

Содержание

  • 1 Конструкция
  • 2 Механизм действия
  • 3 Возможные неисправности
  • 4 Резюме

Механические устройства для остановки транспортного средства содержат большое количество составляющих, но наиболее значимые из них — тормозные цилиндры, являющиеся основой всей этой конструкции.

Предназначен главный тормозной цилиндр (ГТЦ) для того, чтобы видоизменять сжатие воздуха в усилителе при нажатии на рычаг тормоза в мощные давления жидкости, запуская весь механизм.

Конструкция

У современного автомобиля используется двухконтурный принцип работы главного тормозного цилиндра. На автомобилях с передним приводом один из двух контуров ГТЦ отвечает за работу переднего правого и заднего левого суппорта, и наоборот. На автомобилях с задним приводом контуры ГТЦ работают несколько иначе и отвечают отдельно за передние и задние суппорты.

Колесный тормозной цилиндр содержит упорные разрезные кольца, которые запрессованы в цилиндры под давлением не меньше 35 кгс.

Устройство главного тормозного цилиндра включает:

  • цилиндрический корпус, обладающий двумя крышками, укрепленными болтами;
  • резервуар для жидкости;
  • поршни и толкатели;
  • шток;
  • эластичные воротники;
  • возвратные пружины.

Практически на всех видах легкового транспорта главный тормозной цилиндр прикручен к наружной стенке вакуумного усилителя двумя болтами. Сверху ГТЦ размещен бачок, разделенный на несколько секций, в котором хранится нужное количество системной жидкости. Связь этих секций осуществляется напрямую с двумя контурами самого ГТЦ посредством специальных перепускных каналов. Его целесообразность состоит в том, чтобы в моменты нехватки рабочей жидкости (а это может быть при самоиспарении или, когда изнашиваются колодки) восполнять ее резерв.

Количество жидкости можно определить визуально по специальным контрольным меткам минимума и максимума на бачке, стенки у которого прозрачны. Также используется датчик, который отображает ее количество, и в случае уровня ниже нормы загорается оповещающий сигнал на приборной панели.

Рабочий тормозной цилиндр в своем корпусе содержит два поршня, которые расположены друг за другом, на этих элементах установлена специальная манжета вкупе со смазочным кольцом из войлока. Манжета состоит из эластичного материала, который уплотняет место возможного вытекания рабочей жидкости. Задний поршень имеет подпор от штока вакуумника, второй же приводится в движение давлением. Поршни фиксируются двумя вспомогательными элементами в виде пружин. Схема строения цилиндра пригодится тем, кто захочет детальнее разобрать принципы его работы.

Механизм действия

Подробнее опишем принцип действия главного тормозного цилиндра.

  1. Начинается все с движения педали. Начальный поршень приходит в движение от штока, который подталкивает его в процессе остановки автомобиля.
  2. Во время движения закрываются компенсационно-перепускные проемы и давление в 1-ом контуре нарастает. В результате этого приходит в движение 2-ой контур, в котором также давление увеличивается.
  3. Жидкость заполняет появившийся от движения вакуум через перепускные отверстия. Такое движение устройств не останавливается, пока позволяет пружина.
  4. Механизмы срабатывают, когда давление достигает своего максимума. Когда торможение автомобиля произошло, оба поршня становятся в первоначальную точку, благодаря воздействию пружин возврата.
  5. Давление атмосферы сравнивается с контурным давлением, когда поршень совершает движение сквозь отверстие. В моменты внезапного спуска педали разрядка в контурах не образуется, т.к. поступившая жидкость занимает все образовавшееся пространство.
  6. Когда в каком-то из контуров возникает потеря жидкости, второй свою работу не прекращает, а компенсирует нехватку.

Допустим, первый поршень свободно может перенестись по цилиндру до касания со вторым. Другой поршень перемещается, обеспечив работу тормозных механизмов во 2-ом контуре. Если же протечка происходит во 2-ом, то рабочий тормозной цилиндр меняет работу. Первый поршень двигает следующий за ним. Ничем неограниченный он упирается в корпус. Давление в 1-ом контуре растет и влечет за собой остановку машины. Невзирая на усиление движения педали от недостатка жидкости, главный тормозной цилиндр срабатывает эффективно, и тормоз осуществляется как положено.

Хорошую безопасность может обеспечить диагональная двухконтурная система. Схема ее действия помогает избежать заносов в случае нефункционирующего одного из контуров.

Лет 20 назад еще схема отличалась от сегодняшней. Передние цилиндры были прикреплены к 1-му контуру, а задние ко 2-му. В виду сильного заноса, при таком торможении инженеры стали плавно отходить от такого вида конструкции.

Возможные неисправности

В процессе эксплуатации главный тормозной цилиндр, как и все механизмы автомобиля, приходит в негодность, что влечет за собой ремонт либо замену деталей. В основном причиной может стать неравномерное распределение тормозной жидкости внутри конструкции. Диагностику неисправностей проводят сначала, используя внешний осмотр: проверяют наличие дефектов и протечки тормозной жидкости. Затем проверяют работоспособность узла: при обычном надавливании штока заеданий и проваливания не должно быть.

Рабочий тормозной цилиндр, как правило, при долгом использовании подвергается износу, а также поражается ржавчиной с внутренней стороны. Это – следствие попадания посторонних веществ (воды, кислорода) в тормозную жидкость. Существуют и такие нюансы, как: изнашивание уплотнительной манжеты и пружин возврата, их задирания, также ветхость зеркала устройства. Такие нарушения требуют обязательного ремонта либо замены.

Среди других факторов, по которым колесный тормозной цилиндр ломается, выделяют разгерметизацию его. Выявляется это при внешнем осмотре: остается характерный след и присутствует сильный запах, уровень жидкости будет быстро понижаться. Колесный тормозной цилиндр, в котором набухли уплотнительные чехлы снаружи, свидетельствует о негодности и внутренних уплотнителей.

Как видите, рабочий тормозной цилиндр – это та составляющая, от исправности которой зависят наши жизни и здоровье, поэтому при возникновении неисправностей нужно безотлагательно устранять их причины, иначе может произойти внезапный отказ тормозов во время пути.

Тормозные цилиндры

Тормозные цилиндры предназначены для передачи усилия сжатого воздуха, поступающего в них при торможении, тормозной рычажной передаче. В ТЦ происходит преобразование потенциальной энергии сжатого воздуха в механическое усилие на штоке поршня.

Конструктивно подавляющее большинство тормозных цилиндров имеют литой чугунный корпус, в котором расположены поршень со штоком и отпускная пружина. На подвижном составе применяются ТЦ с жестко закрепленным в поршне штоком, с самоустанавливающимся штоком, шарнирно соединенным с поршнем, и со встроенным автоматическим регулятором тормозной рычажной передачи.

Стандартный ТЦ усл.№ 188Б (Рис.5.14 а) устанавливается на четырехосных грузовых вагонах, полувагонах, цистернах, платформах.

Тормозной цилиндр состоит из литого чугунного корпуса 14, передней крышки 8 с удлиненной горловиной и задней крышки 15, уплотненной резиновым кольцом. Задняя крышка крепится к корпусу большим количеством болтов, чем передняя, так как испытывает усилие сжатого воздуха до 4 тс, в то время, как передняя крышка нагружена только отпускной пружиной 5, имеющей предварительную затяжку 150 - 160 кгс.

На поршне 4 установлены резиновая манжета 1 и войлочное смазочное кольцо 2, удерживаемое в проточке поршня распорной пластинчатой пружиной 3. С поршнем жестко связана (посредством пальца 6) полая труба, являющаяся штоком 7. В горловине передней крышки расположены атмосферные каналы (Ат), в которых установлены сетчатые фильтры 9. Резиновая шайба 10, надетая на трубу штока, защищает внутреннюю полость ТЦ от пыли. В торец штока вставлена головка 13, в проточку которой входят винты 11, крепящие упорное кольцо 12 к штоку. Это упорное кольцо предназначено для снятия передней крышки в сборе с поршнем и отпускной пружиной.

На задней крышке имеются шпильки для крепления кронштейна мертвой точки и два резьбовых гнезда: одно для присоединения трубопровода для подвода сжатого воздуха, другое, заглушённое пробкой 16, - для установки манометра.

Тормозные цилиндры усл.№ 519Б имеют такое же конструктивное исполнение, что и ТЦ усл.№ 183Б. но больший внутренний диаметр корпуса - 16 дюймов вместо 14, и устанавливаются на шести- и восьмиосных вагонах.

Тормозной цилиндр усл.№ 502Б имеет самоустанавливающийся шток 7 (Рис.5.14 б), шарнирно связанный с поршнем 4, и помещенный в направляющую трубу 17. Головка 13 штока закреплена не на трубе, как у ТЦ усл.№ 188Б, а на штоке 7. Зазор между штоком и стенками трубы позволяет головке 13 при торможении двигаться по дуге.

Тормозные цилиндры с самоустанавливающимся штоком применяются на локомотивах.

Тормозные цилиндры усл.№ 501Б используются на пассажирских вагонах и на головных и прицепных вагонах электропоездов ЭР-2 и ЭР-9 и имеют на задней крышке фланец для крепления воздухораспределителя.

На некоторых видах подвижного состава, в частности на части тепловозов ТЭП-70. используются тормозные цилиндры ТЦР-3 со встроенным авторегулятором выхода штока. (Рис. 5.15).

Тормозной цилиндр ТПР-3 состоит из корпуса 15 с приварным дном 17 и привалочного фланца 4. Внутри корпуса помещен стакан 1 регулятора, на который воздействует усилие возвратной пружины 2. Поршень 16 с резиновой манжетой и смазочным кольцом вставлен своей направляющей частью в стакан 1. Шток 6 поршня имеет несамотормозящую резьбу, на которую навернуты регулировочная 13 и вспомогательная 11 гайки. На цилиндрической части гаек 11 и 13 стопорными кольцами закреплены упорные шарикоподшипники 5 и 18. Коническая часть гаек 11 и 13 прижимается пружинами, действующими через шарикоподшипники. к конусным втулкам 8 и 3. Стакан регулятора закрыт резьбовой крышкой 10, имеющей с внутренней стороны коническую фрикционную поверхность, через которую стакан опирается на вспомогательную гайку 11.

В горловину передней крышки ТЦ ввернуты упорные болты 7 и 12. Болт 12 после отвертывания может перемещаться в продольном направлении и устанавливаться на выбранном расстоянии «А» от кольцевой поверхности конусной втулки 8. Это расстояние определяет величину хода штока ТЦ, которая будет автоматически поддерживаться регулятором. Иными словами, это расстояние соответствует нормальному зазору между колодкой и колесом при неизношенных колодках. На горловину крышки надет защитный чехол 9.

При торможении поршень и стакан перемещаются вправо и усилие от поршня ТЦ передается на шток 6 через конусную втулку 3 и регулировочную гайку 13. Если выход штока ТЦ меньше или равен установленному расстоянию «А», то как при торможении, так и при отпуске сохраняется неизменным относительное положение стакана 1 регулятора и штока 6 ТЦ. При выходе штока ТЦ большем, чем расстояние «А», кольцевая поверхность конусной втулки 5 упирается в хвостовик болта 12, и после дальнейшего выхода штока происходит вращение вспомогательной гайки 11, которая свинчивается по штоку, оставаясь в соприкосновении с конической фрикционной поверхностью конусной втулки 8. При отпуске тормоза стакан 1 вместе с поршнем ТЦ перемещается пружиной 2 в исходное положение (влево), втулка 8 доходит до упора в хвостовик болта 7 и дальнейшее движение штока в отпускное положение прекращается. При последующем движении стакана под действием возвратной пружины до упора крышки 10 во вспомогательную гайку 11, происходит свинчивание со штока регулировочной гайки 13, сохраняющей под действием пружины 14 контакт с конусной втулкой 3.

Таким образом, поддержание стабильного хода штока ТЦ обеспечивается соответствующим выходом штока из стакана в исходном положении.

На штоке поршня ТЦ пассажирских вагонов, оборудованных композиционными колодками, устанавливается и закрепляется специальный хомут длиной 70 мм. Таким образом, при отпуске поршень не доходит до исходного положения (до задней крышки) на длину хомута, увеличивая объем «вредного» пространства ТЦ примерно на 7 л. Следовательно, при полном выходе штока ТЦ 130 - 160 мм при полном служебном торможении перемещение поршня составит 60 - 90 мм. Этим обеспечивается рабочий объем ТЦ такой же, как и при чугунных колодках, а также нормальный зазор между колодками и колесом в отпущенном состоянии тормоза.

Выход штока ТЦ является важным эксплуатационным показателем состояния тормоза. Для каждого типа подвижного состава нормы верхнего и нижнего пределов выхода штока, а также величина максимально допустимого выхода штока ТЦ в эксплуатации устанавливается специальными инструкциями МПС. При увеличенном выходе штока увеличивается рабочий объем ТЦ и, следовательно, уменьшается давление в ТЦ и замедляется его наполнение, что в конечном итоге ведет к снижению эффективности тормозов. При малом выходе штока возможно заклинивание колесных пар из-за повышения давления в ТЦ, а в зимнее время - и из-за примерзания колодок к колесам после стоянки, вследствие уменьшения расстояния между колодкой и колесом.

Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277 для электровозов и тепловозов (кроме тепловозов ТЭП-60 и ТЭП-70) устанавливает нормы нижнего и вехнего пределов выхода штока ТЦ 73 - 100 мм, а максимально допустимый в эксплуатации - 125 мм. Для грузовых вагонов с чугунными колодками при первой ступени торможения 40 - 100 мм, а максимально допустимый в эксплуатации - 175 мм; для грузовых вагонов с композиционными колодками соответственно 40 - 80 мм и 130 мм. Для пассажирских вагонов с чугунными и композиционными колодками при первой ступени торможения 80 - 120 мм, максимально допустимый в эксплуатации - 180 мм. (для пассажирских вагонов с композиционными колодками выход штока ТЦ указан с учетом длины хомута, установленного на штоке, а максимально допустимый выход штока ТЦ в эксплуатации для всех вагонов указан при отсутствии на вагоне авторегулятора рычажной передачи).

Другим важным эксплуатационным показателем, оказывающим влияние на эффективность работы тормоза, является плотность ТЦ. При давлении сжатого воздуха в ТЦ не менее 3,5 кгс/см2 падение давление в ТЦ допускается не более 0,2 кгс/см2 за 1 мин.

Для проверки плотности ТЦ необходимо:

     на локомотивах с блокировкой тормозов усл.№ 367 разрядить ТМ экстренным торможением до 0, перевести КВТ в VI положение, наполнив ТЦ до полного давления, и выключить блокировку. По манометру ТЦ следить за падением давления;

на локомотивах, не оборудованных устройством блокировки тормозов усл.№ 367, разрядить ТМ до 0 экстренным торможением, перевести КВТ в VI положение, наполнив ТЦ до полного давления, и перекрыть разобщительный кран на трубопроводе от КВТ к ТЦ. По манометру ТЦ следить за падением давления;

на электровозах ЧС разрядить ТМ до 0 экстренным торможением, наполнив ТЦ до полного давления. По манометру ТЦ следить за падением давления. КВТ остается в поездном положении, разобщительный кран на трубопроводе от КВТ к ТЦ не перекрывается.

Главный тормозной цилиндр – назначение, устройство, принцип работы

Главный тормозной цилиндр

Главный тормозной цилиндр – центральный конструктивный элемент рабочей тормозной системы. Он преобразует усилие, прикладываемое к педали тормоза, в гидравлическое давление в тормозной системе. Работа главного тормозного цилиндра основана на свойстве тормозной жидкости, не сжиматься под действием внешних сил.

На современных автомобилях устанавливается двухсекционный главный тормозной цилиндр. Каждая из секций обслуживает свой гидравлический контур. Для переднеприводных автомобилей один из контуров объединяет, как правило, тормозные механизмы правого переднего и левого заднего колес, второй – левого переднего и правого заднего колес. В заднеприводных автомобилях рабочая тормозная система построена несколько иначе. Первый контур обслуживает тормоза передних колес, второй – задних колес.

Главный тормозной цилиндр закреплен на крышке вакуумного усилителя тормозов. Над цилиндром расположен двухсекционный бачок с запасом тормозной жидкости, который соединяется с секциями главного цилиндра через компенсационные и перепускные отверстия. Бачок служит для пополнения жидкости в тормозной системе в случае небольших ее потерь (утечки, испарение). Стенки бачка прозрачные, на них выполнены контрольные метки, что позволяет визуально отслеживать уровень тормозной жидкости. В бачке также устанавливается датчик уровня тормозной жидкости. При падении уровня тормозной жидкости ниже установленного на панели приборов загорается сигнальная лампа.

В корпусе главного тормозного цилиндра расположены друг за другом (тандемом) два поршня. В первый поршень упирается шток вакуумного усилителя тормозов, второй поршень установлен свободно. Уплотнение поршней в корпусе цилиндра выполнено с помощью резиновых манжет. Возвращение и удержание поршней в исходном положении обеспечивают две возвратные пружины.

Принцип работы главного тормозного цилиндра

При торможении шток вакуумного усилителя тормозов толкает первый поршень. При движении по цилиндру поршень перекрывает компенсационное отверстие. Давление в первом контуре начинает расти. Под действием этого давления перемещается второй контур, давление во втором контуре также начинает расти. В образовавшиеся при движении поршней пустоты заполняются через перепускное отверстие тормозной жидкостью. Перемещение каждого из поршней происходит до тех пор, пока позволяет возвратная пружина. При этом в контурах создается максимальное давление, обеспечивающее срабатывание тормозных механизмов.

При окончании торможения поршни под действием возвратных пружин возвращаются в исходное положение. Когда поршень проходит через компенсационное отверстие, давление в контуре выравнивается с атмосферным давлением. Даже если тормозная педаль отпускается резко, разряжения в рабочих контурах не создается. Этому препятствует тормозная жидкость, заполнившая полости за поршнями. При движении поршня эта жидкость плавно возвращается (перепускается) в бачек через перепускное отверстие.

Если в одном из контуров произойдет утечка тормозной жидкости, другой контур будет продолжать работать. Например, при утечке в первом контуре первый поршень беспрепятственно переместиться по цилиндру до соприкосновения со вторым поршнем. Второй поршень начинает перемещаться, обеспечивая срабатывание тормозных механизмов во втором контуре.

При утечке во втором контуре, работа главного тормозного цилиндра происходит несколько иначе. Движение первого поршня вовлекает в движение второй поршень, который не встречает препятствий на своем пути. Он двигается до достижения упором торца корпуса цилиндра. После чего давление в первом контуре начинает расти, обеспечивая торможение автомобиля.

Несмотря на то, что ход педали тормоза при утечке жидкости несколько увеличивается, торможение будет достаточно эффективным.

http://systemsauto.ru

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости