Описание тормозной системы КАМАЗ - Автозапчасти и автоХитрости

Тормозная система – одна из систем, в которой произошло наибольшее количество модернизаций. Это уже не та система, которая применялась в эпоху становления «КАМАЗа». Модернизация тормозных механизмов, аппаратов, кранов, деталей – это результат кропотливой работы инженеров-конструкторов, инженеров-исследователей научно-технического центра ОАО «КАМАЗ», которая проводилась на протяжении более сорока лет.

Говоря о тормозной системе, нельзя не сказать, что это одна из сложнейших систем на автомобиле. Так, если неисправна стояночная система автомобиля, или проще говоря, не работает ручник, возможно огромное количество причин. Бывают случаи, что при неисправности одного из контуров всему виной служит негерметичность какого-либо клапана. Чтобы определить и устранить неисправность тормозной системы, нужно иметь большой опыт работы в этой сфере. Следует также упомянуть, что тормозная система стоит на первом месте по опасности в случае ее отказа. Если на ранних этапах тормозная система имела всего два контура, то в настоящее время существует четыре контура тормозной системы. В то же время, при отказе рабочей системы, существует запасная тормозная система, стояночная тормозная система и, так называемый, моторный тормоз. Это одна из модернизаций, увеличивающая сохранность тормозной системы и, соответственно, безопасность водителя и пассажиров.

На современной тормозной системе мы уже не увидим крана с рычажной системой, поскольку теперь используется педальный кран, который осуществляет непосредственное воздействие на механизмы тормозного крана. Крепление такого тормозного крана производится не к раме, а на передней панели кабины автомобиля.

Но главным изменением в тормозной системе автомобиля «КАМАЗ» является внедрение так называемых EBS-систем, соответствующих европейским стандартам.

EBS-система – это система, затрагивающая не только тормозную систему, но и включает электронное контролирование системы питания двигателя, управление трансмиссии, электронную пневмоподвеску. Контроль осуществляется с помощью электронного блока EBS-системы. Недостатком такой системы является отсутствие возможности перехода в механическую работу системы при отказе и неисправности электронного блока, это во-первых. Во-вторых, водитель не имеет возможности отремонтировать самостоятельно поломку, не имея под рукой ноутбука. Обучение работы с такой системой – дорогостоящая процедура, и малоосвоенная.

Еще одно нововведение в области тормозной системы – это установка дисковых тормозных механизмов в замен барабанных. Достоинством дисковых тормозных механизмов является их компактность. Недостаток состоит в том, что их нецелесообразно ставить на семейство тяжелых полноприводных автомобилей ввиду специфики дорог, по которым данное семейство автомобилей передвигается. При езде рабочее пространство между тормозными накладками и диском забивается и грязью и вследствие этого усилия на тормозном механизме близко к нулю.

Итак, учитывая вышеизложенное, становится ясно, что большинство модернизаций и нововведений не является универсальными, поскольку необходимо учитывать ряд факторов, вредно влияющих на те или иные детали и механизмы, как то: качество российских дорог, специфика автомобилей, их предназначение и, конечно же, суровый климат (низкие/высокие температуры, гололед).

Единственное, чем всегда следует руководствоваться при любых работах, связанных с тормозной системой, независимо конструкторская, технологическая или испытательская работа, это жесткие требования к безопасности данной системы, безукоризненному следованию Правил ЕЭК ООН № 13. Это что касается технологов работающих в сфере тормозных систем.

Обязанность конструкторов – это неукоснительное соблюдение конструкторской документации и требований. На испытателях лежит обязанность выполнения тщательной проверки каждого клапана, снятия всех параметров, играющих роль в тормозной системе, и грамотная передача дефектов и неисправностей конструкторской службе.

Второй элемент – это охлаждающая трубка, которая устанавливается на развилке «компрессор-осушитель воздуха». Как правило, для оптимального охлаждения воздуха, на автомобилях ставятся охлаждающие трубки с 2 – 4 витками охлаждения, в зависимости от места нахождения осушителя. Довольно часто сборщики совершают ошибку при установке осушителя на автомобиле, устанавливая его в мотоотсеке. Дело в том, что при температуре выше 60 С осушитель работает в режиме повышенной нагрузки, адсорбирующий элемент гораздо быстрее приходит в неисправное состояние, и его требуется заменять. Сложность состоит в определении оптимальной температуры воздуха на выходе компрессора. Но в случае, когда компрессор закачивает воздух на холостых оборотах, и даже в этом случае трубка горячая на столько, что невозможно руку держать, это говорит о некорректной работе питающей части пневмопривода автомобиля.

Осушитель рекомендуется ставить в правом углу под кабиной, с целью обдувания пневмоаппарата, а также с целью легкого доступа для регулировки (настройки) необходимого давления в пневмосистеме. Атмосферный вывод осушителя воздуха не должен быть направлен на агрегаты, на работу которых вредно влияет конденсат.

Регулировка осушителя производится с помощью регулировочной шпильки, и затрагивает диапазон от 0,6 до 0,10 МПа. В настоящее время на всех осушителях, за исключением осушителей «тропического» варианта, установлено встраивать электрический подогреватель корпуса, играющий также роль и предохранителя. Предохранение заключается в том, что в зимнее время имеющийся конденсат замерзает, и появляется так называемая «пробка», в результате чего компрессор начинает работать на давление «вмятия», и по достижении 2,5-3,0 МПа компрессор «разрывается». Потенциальные места разрыва: соединение нижней крышки с цилиндром, и соединение цилиндра с верхней головкой. И встраивание клапана позволило воздуху при наличии пробки миновать картридж с адсорбирующим элементом. Воздух от компрессора проходит сразу в магистраль пневмопривода. Конечно, такой метод подразумевает «кидание».

На некоторых автомобилях (автобусы, в частности) устанавливаются дополнительные влагомаслоотделители. Их установка необходима во-первых, в целях повышения безопасности. Так, автобусы, поскольку они перевозят людей, требуют высокой безопасности. И во-вторых, что также касается автобусов, влагомаслоотделители устанавливаются на автомобили с большим количеством потребителей воздуха. Объясняется это следующим образом. Для того, чтобы отпали вопросы, следует рассмотреть пример с автобусом. Если речь идет о городском маршрутном автобусе, который останавливается на каждой остановке. То есть, через каждые 1 – 1,5 км автобус совершает торможение. Затем, для высадки-посадки пассажиров требуется открывать двери, что тоже происходит пневматически. Это говорит о том, что через каждые 1 – 1,5 км пневмопривод опустошается, что ведет к практически постоянной работе компрессора в режиме наполнения, а, соответственно, и «бешеному» режиму работы осушителя. Учитывая, что срок исправной работы осушителя довольно короткий, при работе в таком режиме его срок сокращается в 2 раза.

Общий вид влагомаслоотделителя представлен на рисунке

Третий питающий элемент в тормозной системе – это осушитель воздуха с встроенным регулятором давления, который служит для пропускания воздуха через свою полость с целью отделения воздуха от влаги и масла. В качестве осушающего компонента используется адсорбирующий элемент. В среднем, срок годности осушителя составляет 50 тыс. км. Работа осушителя непосредственно связана с работой компрессора. Компрессор работает в режиме наполнения по достижении 0,6-0,10 МПа, в зависимости от регулировки. По достижении настроенного давления осушитель сбрасывает воздух, и компрессор начинает работать на «разгрузку». Что это значит? Это означает, что воздух уже не идет в пневмопривод, а идет по малому кругу, т. е. по кругу осушитель-компрессор-осушитель. Регулировка давления производится с помощью регулировочного винта. Общий вид осушителя с регулятором давления представлен на рисунке

И последний элемент питания тормозной системы – это трубопроводы. Соответственно, предназначение трубопроводов тормозной системы, как и любой другой системы, это передача воздуха. Трубопроводы различают: 1) шланги; 2) трубы полиамидные высокого давления. Различают также металлическую трубку, 16 мм, которая соединяет компрессор и осушитель. Ставить полиамидную трубу или резиновый шланг нецелесообразно ввиду высокой температуры в магистрали компрессор-осушитель. Общий вид трубы полиамидной, шланга тормозного показаны на рисунке 6 и 7, соответственно.

По шлангам и трубам существуют две неисправности: это поломка (изгиб) и повреждение (появление отверстий в трубе) ввиду чего происходит утечка. Но чаще всего утечка наблюдается по соединению «труба-штуцер». При поломке шланг рекомендуется заменить, при наличии отверстия либо залатать, либо заменить дефектную трубу.

Прежде чем мы приступим к описанию неисправностей тормозной системы, следует рассмотреть немалое количество аппаратов и механизмов тормозной системы. Необходимо рассмотреть каждый аппарат вплоть до мельчайших клапанов, поскольку и они вносят немалый вклад в исправную работу тормозной системы.

Начнем с рассмотрения органов управления тормозной системы. Кран обратного действия («ручной тормоз»), необходимый для управления стояночной и запасной тормозных систем. Кран, как правило, располагается в кабине, возле сидения водителя. Кран не следует располагать так, что бы его атмосферный вывод был направлен на агрегаты, на работу которых вредно влияет выброс конденсата. Общий вид крана обратного действия представлен на рисунке

Теперь поговорим непосредственно о неисправностях крана обратного действия. В первую очередь, это утечка воздуха в атмосферу вследствие дефекта клапана и пружины. Способом устранения является замена дефектных клапана и пружины. При поломке уравновешивающей пружины и набухание уплотнительного кольца возникает нарушение следящего действия крана. В этом случае следует произвести проверку и замену пружины, а также уплотнительного кольца. Говоря о неисправностях «ручного» тормоза нельзя не упомянуть об ускорительном клапане, поскольку в большинстве случаях неправильная работа крана обратного действия объясняется неисправным состоянием деталей ускорительного клапана. Сборочный чертеж ускорительного клапана представлен на рисунке

Далее, необходимо рассмотреть работу и неисправности второго органа управления тормозной системы – крана тормозного подпедального, который служит в качества привода тормозов первого контура, т. е. рабочих тормозов. Устанавливается тормозной кран на передней панели кабины автомобиля. Общий вид представлен на рисунке

Неисправности подпедального крана схожи с неисправностями крана обратного действия. Во-первых, это негерметичность и утечка воздуха из выводов тормозного крана вследствие дефектов уплотнительных колец и плохой затяжки штуцеров к крану. Повреждения торцевых корпусов крана также могут служить причиной негерметичности крана. Загрязнение рычажного механизма из-за повреждения защитного чехла ведет к медленному росту давления в нижней секции при возрастании давления в верхней секции. Отсюда следует, что тормозной кран подпедальный необходимо периодически осматривать, проводить затяжку ослабленных соединений, заменять набухшие кольца, разбирать, очищать от грязи, заменять дефектные детали.

Поломка регулировочного болта (либо его утеря) ведет к тому, что свободный ход педали значительно увеличиться. В этом случае речь идет о проблеме выбора усилия нажатия на педаль. Усилие будет зависеть от положения педали тормозного крана в момент, когда необходимо произвести торможение.

Перекос верхнего следящего поршня (второй секции) тормозного крана ведет к тому, что при отпущенной педали в задних тормозных камерах будет появляться остаточное давление. Это приведет к повышенному износу тормозных колодок (накладок). Перекос, соответственно, нижнего следящего поршня (первой секции) приводит к появлению давления в тормозных камерах передней оси, и также влияет на износ тормозных колодок.

Тормозные камеры – это механизмы, которые терпят наибольшую нагрузку из всех механизмов тормозной системы автомобиля. Им также свойственна негерметичность в месте соединения нижней и верхней крышек камеры. Проблема решается затяжкой хомутов. В процессе длительных испытаний было также выяснено, что мембрана камеры зачастую также приходит в неисправное состояние, что решается заменой мембраны. Поломка пружин также устраняется заменой.

Следует заметить, что описание неисправностей были описаны с точки зрения стендовых испытаний. При дорожных испытаниях автомобиля, конечно, гораздо сложнее определить причину некорректной работы пневмопривода автомобиля. Это может быть неисправность органа управления, негерметичность клапанов, исполнительных механизмов. Порой причиной служит стертые до нуля накладки тормозных колодок.

Тормозные механизмы – это крайний элемент в тормозной системе, который является непосредственным исполнителем торможения автомобиля. Разновидность тормозных механизмов следующая: 1) тормозные барабаны; 2) тормозные диски. 

В число дефектов и неисправностей тормозного барабана входят многочисленные трещины, сколы, задиры, принятие на себя механизмом высокой температуры. Все эти дефекты возникают при неправильной технологии изготовления тормозных механизмов. Нередко металлографическая экспертиза показывает неправильное использование компонентов, использование стали не по конструкторской документации.

Большой нагрев даже при малом количестве торможений возникает из-за неправильной установки тормозного механизма на ступице, что ведет к дисбалансу и, соответственно, к излишнему трению и нагреву.

Промежуточный исполнительный механизм – это регулировочный рычаг, который служит связующим звеном между тормозной камерой и тормозным механизмом. Общий вид регулировочного рычага представлен на рисунке

В данном разделе осталось рассмотреть два тормозных элемента: это тормозные колодки с фрикционными накладками.

Дефекты тормозной колодки и фрикционной накладки также связаны с несоблюдением технологией производства изделий, и носят разрушающий характер, задиры, сколы и трещины. Разумеется, дефектные колодки, и накладки не подлежат ремонту и заменяются исправными изделиями. Поломка возвратных пружин также ведет к неисправной работе тормозных колодок.

Испытания тормозных механизмов в сборе проводятся на инерционном стенде. Первоначально, происходит приработка фрикционных накладок к тормозному механизму, затем проводят испытания на разных скоростях, а именно: на 40, 60 и 80 км, соответственно. Тормозные механизмы с температурой до 100 0С, считаются «холодными». Рабочая температура тормозных барабанов может достигать до 500 0С, а тормозных дисков – до 900 0С. По окончанию испытания фрикционные накладки не должны трескаться, на них на должно быть сколов трещин как на активной, так и вторичной колодке. Заклепочные соединения накладок с колодками не должны менять свое изначальное состояние, вмятин и загибаний быть не должно.

То же самое касается и тормозных механизмов. На них, помимо указанных требований, не должно быть изменения внутреннего диаметра (уменьшения).

Разумеется, во время испытаний зачастую испытателям КИБ тормозов приходится наблюдать разрушение тормозных механизмов прямо во время очередного испытательного торможения.

Для того, чтобы приступить в рассмотрению неисправностей данной группы тормозной системы, нужно дать ей определение, отдельно разобрать каждый аппарат (различные клапана, краны), которые также сильно влияют на исправную работу тормозной системы.

Первый аппарат, который мы рассмотрим, это четырехконтурный защитный клапан (ЧЗК). Предназначение этого клапана основано на распределении и заполнении всех четырех контуров тормозной системы. Обязательным требованием является очередность заполнения всех контуров, при этом третий контур тормозной системы (запасная тормозная система) должна заполняться в последнюю очередь. Как правило, заполнение контуров тормозной системы происходит в следующей последовательности : 1-2-4-3, либо 2-1-4-3. Клапан также предназначен для защиты, т. е. наличия остаточного давления в трех контурах при обрыве одного из них. На рисунке представлен чертеж четырехконтурного защитного клапана.

Мы неспроста начали говорить о ЧЗК наперед других вспомогательных аппаратов. Дело в том, что этот клапан идет сразу после питающей группы тормозной системы (это компрессор и осушитель). Что касается неисправностей то это, конечно, в первую очередь негерметичность, которая возникает из-за повреждения резиновых уплотнительных колец каждого из контуров. Как и в случае повреждения колец других аппаратов, дефектные кольца ЧЗК требуется заменить. Второй неисправностью ЧЗК выступает потеря воздуха во всех контурах при обрыве какого-либо одного. В этом случае проблемой является поломка пружин контуров, которые также следует заменить. Проблемой также может выступать повреждение внутреннего корпуса клапана.

Таким образом, рассмотрев неисправности ЧЗК, приходим к выводу, что слабыми местами данного аппарата выступают уплотнительные кольца и пружины контуров.

Следующий аппарат – двухмагистральный клапан. Он предназначен для разделения двух контуров с целью уменьшения тормозного давления на штоки тормозных камер задней оси (тележки) автомобиля. При торможении педальным краном на задних камерах возникает усиленное давление и от пружинного энергоаккумулятора, и от пружины рабочей тормозной системы. С целью избежать усиленного давления на камерах на втором контуре ЧЗК устанавливается двухмагистральный клапан, который делит тормозную систему задней оси (тележки) на срабатывание педальным краном, и «ручником». Общий вид двухмагистрального клапана представлен на рисунке ниже.

Возможные неисправности данного клапана следующие: 1) дефект резинового поршенька, в результате чего защита камер не обеспечивается, поскольку клапан в случае поломки резинового поршенька уже исполняет роль простого проходного штуцера; резиновый поршенек требуется заменить; 2) поломка пружины поршенька, которую тоже необходимо заменить.

Следующий аппарат, который необходимо рассмотреть в данном разделе, это одинарный защитный клапан. Его функция – это защита основного первого контура тормозной системы от четвертого контура системы, служащего для питания потребителей воздуха. Это может быть пневмоподвеска автомобиля, кабины, сидения водителя, пневмопривод КПП. В случае если испытуемый автомобиль – автобус, то и пневмопривод открывания-закрывания дверей. Общий вид одинарного защитного клапана представлен на рисунке ниже.

Далее следует рассмотреть еще несколько вспомогательных аппаратов тормозной системы. Следует сразу уточнить, что неисправности этих аппаратов мы рассматривать не будем, поскольку они идентичны с дефектами выше рассмотренных двухмагистрального клапана и одинарного защитного клапана.

Итак, кран слива конденсата – аппарат, название которого говорит за себя. Его предназначение это сброс всей влаги, накопленной контурами тормозной системы. Испытатели также используют кран слива конденсата для сброса воздуха из пневмосистемы для замера времени заполнения тормозной системы воздухом. Общий вид крана представлен на рисунке

Клапан контрольного вывода, предназначенный для измерения давления в исполнительных механизмах тормозной системы. Неисправности аппарата это поломка пружины, уплотнительной тарелки и резинового кольца. Все дефектные детали должны быть заменены. Общий вид клапана контрольного вывода представлен на рисунке

Клапан накачки шин. Общий вид и чертеж клапана накачки шин отсутствует.

Неисправности двухпроводного клапана – это утечки по выводам тормозных контуров, возникающих вследствие дефектов уплотнительных колец выводов, поломок шайб, а также неисправностей малого, среднего и большого поршней клапана. Перекос какого-либо из клапанов в корпусе клапана также ведет к утечке воздуха из пневмопривода тормозов прицепа. Повреждение диафрагмы двухпроводного клапана ведет к тому, что возникает утечка через атмосферный вывод тормозного крана. Дефектную диафрагму следует заменить, либо по возможности устранить дефект.

Следующий аппарат, который следует рассмотреть в данном разделе, это соединительная головка, необходимая для передачи сжатого воздуха в исполнительные механизмы прицепа. Общий вид соединительной головки показан на рисунке ниже.

Неисправность, которая возникает с соединительной головкой, это негерметичность по соединению, что возникает в результате дефекта уплотнительных колец, клапана и пружин. Когда соединительная головка находится в рабочем положении, и при этом наблюдается негерметичность, причиной может служить ослабление крепления крышки. В этом случае рекомендуется подтянуть крепление крышки.

В некоторых случаях не происходит соединения крышек, поскольку имеется дефект крышки. Это объясняется неисправностью направляющей крышки, которую следует заменить. При поломке фиксирующих элементов на корпусе нет возможности произвести соединение двух соединительных головок. В этом случае рекомендуется заменить поломанную головку.

Довольно часто, при установке соединительных головок путают места расположения питающих и управляющих головок. По стандарту, с правой стороны устанавливаются питающие головки, на которых постоянно присутствует давление (если кран обратного действия находится в положении «Езда»). И существует еще одно отличие: управляющие головки устанавливают с желтой крышкой, питающие – с красной. Первоначально на управляющие головки устанавливали крышки голубого цвета.

По правилам ЕЭК ООН 13, которые регламентируют тормозную систему автомобиля, устанавливают нормативы, требования ко всем органам тормозной системы автомобиля, антиблокировочная система должна устанавливаться на всех типах автомобилей. Какое преимущество дает антиблокировочная система? Во-первых, устранение заноса автомобиля в результате торможения, независимо от того, штатное или экстренное торможение было произведено. Для того, чтобы рассмотреть, каким способом достигается такой эффект, необходимо рассмотреть систему АБС, в том числе ряд клапанов системы.

Прежде всего, это электронный блок управления системой АБС, который контролирует работу каждого компонента системы, и на который передается сигнал от каждого компонента. На рисунке показан общий вид электронного блока управления.

Следующий аппарат – это модулятор АБС, который служит для передачи воздуха от питающей магистрали к тормозным камерам. Здесь невольно возникает вопрос: а почему нельзя провести воздух от питающей магистрали к тормозным камерам? Дело в том, что поток воздуха идет пульсирующий, и его необходимо стабилизировать. Функцию стабилизации, то есть порциональной подачи воздуха в камеры выполняет модулятор АБС. Общий вид модулятора АБС представлен на рисунке

Исполнительным органом управления АБС является зубчатое колесо или, по-другому, ротор АБС. Его функция заключена в контроле выбора усилия торможения, в зависимости от угловой скорости колеса автомобиля. Общий вид ротора АБС показан на рисунке

На рисунке ниже показаны три основные схемы АБС, применяемые на грузовых автомобилях. Штатные схемы следующие:

1) 4S – 4M. В такой схеме используется четыре датчика и четыре модулятора АБС. В случае, когда автомобиль двухосный, все предельно ясно. Но как выполняют монтаж, когда автомобиль трехосный, или даже четырехосный? В этом случае датчик устанавливается на дальнюю от кабины ось. Так, если автомобиль трехосный, датчик устанавливается на переднюю ось и на заднюю ось тележки. В случае, когда автомобиль четырехосный, датчик стоит на задней оси передней тележки и, соответственно, на задней оси задней тележки;

2) 6S – 4M. Случай, когда на оси автомобиля устанавливают шесть датчиков и четыре модулятора АБС. Соответственно, по одному датчику на каждое колесо, и 2 модулятора на колеса передней оси, и два на колеса задней оси (тележки);

3) 6S – 6M. на некоторых автомобилях устанавливается равное, а главное максимальное количество датчиков и модуляторов.