Устройство и принцип работы пневмосистемы европейских грузовиков

Система подготовки воздуха для пневмосистемы

Компрессор 1 подает сжатый воздух через регулятор давления 2 в осушитель воздуха 3. Назначением автоматического регулятора является поддержание давления воздуха в пневмосистеме в заданных пределах, к примеру (7.2 – 8.1 бар). Осушитель удаляет из воздуха содержащаяся в нем влагу, которая выводится из системы через вентиляционный канал. Подготовленный воздух подводится к 4-х контурному защитному пневмоклапану 4, который препятствует снижению рабочего давления в тормозной системе при отказе в одном или нескольких контурах системы тормозов. Ресиверы (6 и 7) обеспечивают работу контуров первой и второй тормозной системы через тормозной кран 15. В контур 3 воздух поступает от ресивера 5 через автоматическую соединительную головку 11, кран управления тормозом прицепа 17, 2-х позиционный клапан (2-х ходовой), обратный клапан 13, кран включения стояночной тормозной системы 16 и ускорительный клапан 20 в камеру пружинного энергоаккумулятора пневмоцилиндра 19. Контур 4 предназначен для питания вспомогательных потребителей сжатого воздуха, например, моторного тормоза. В прицепную тормозную систему воздух подводится через соединительную головку 11 и шланг ресиверу. Затем, через магистральный воздушный фильтр 25 и тормозной кран прицепа 27 он поступает в ресивер 28 и далее к ускорительным клапанам ABS 38.

Рабочая тормозная пневмосистема

При открытии тормозного крана 15 через магнитный клапан АВ 5 39 воздух поступает в тормозную камеру 14 (передняя ось грузовика) и на автоматический регулятор тормозных усилий 18. Регулятор включается и направляет воздух в рабочую камеру пневмоцилиндров 19 через магнитный клапан 40. Давление в тормозных камерах, соответственно и усилие, необходимое для торможения, зависит от степени нажатия на педаль тормозного крана, а также от его загрузки автомобиля. При этом величина давления, регулируемая нагрузкой на грузовик, регулируется автоматическим регулятором тормозных усилий 18, который соединен с задней осью шарнирным соединением.

При загрузке и разгрузке автомобиля изменяется расстояние между рамой и осью грузовика. Таким же образом осуществляется управление давлением в системе тормозного привода.

Кроме автоматического регулятора тормозных усилий через магистраль управления приводится в действие клапан нулевой-полной нагрузки в тормозном кране грузовика. Так же и давление тормозной системе привода колес передней оси корректируется в зависимости от загрузки грузовика.

Управление краном управления тормозами прицепа 17 осуществляется обоими рабочими контурами системы тормозов. При этом, сам кран осуществляет подачу воздуха через соединительную головку 12 и шланг на тормозной кран прицепа 27. При этом, начинается поступление сжатого воздуха от ресивера 28 через тормозной кран прицепа, кран растормаживания прицепа 32, пневмоклапан соотношения давлений 33 к автоматическому регулятору тормозных сил 34, а также к ускорительному клапану АВ 5 37. Регулятор же тормозных сил 34 управляет Ускорительным клапаном.

Сжатый воздух поступает в тормозные пневматические камеры 29 передней оси автомобиля, а через регулятор тормозных сил 35 и при срабатывании ускорительных клапанов АВ 5 38 — к тормозным камерам 31. Давление в тормозной системе прицепа согласуется с давлением тормозной системы грузового автомобиля при помощи автоматических пневморегуляторов 34 и 35 тормозных сил и устанавливается таким, какое требуется для данной степени загрузки прицепа. Пневмоклапан 33 уменьшает величину давления на тормозных колодках для избегания блокировки колес передней оси в режиме притормаживания.

Ускорительные клапаны АВ 5 в прицепе и магнитные клапаны АВ 5 в грузовом автомобиле управляют (создание, поддержание и сброс) величиной давления в тормозных камерах и включаются с помощью электронных блоков АВ 5 (36 или 41). Это управление осуществляется независимо от давления, создаваемого тормозными кранами грузового автомобиля или прицепа.

В нерабочем состоянии (магниты обесточены) краны выполняют функцию ускорительных клапанов и служат только для быстрой подачи и сброса давления в тормозных камерах.

Стояночная тормозная пневмосистема

При изменении положения рычага тормозного крана с ручным управлением 16 полностью сбрасывается рабочее давление сжатого воздуха в пружинном энергоаккумуляторе пневмоцилиндра 19. В таком состоянии усилие на колесные тормозные механизмы, прилагается за счет сил упругости пружин пневмоцилиндров. Одновременно сбрасывается давление воздуха в магистрали на участке от тормозного крана 16 с ручным управлением до крана управления тормозом прицепа 17. При стоянке автопоезда удержание прицепа осуществляется путем подачи давления в управляющую магистраль. Так как, Директивы Совета Европейского Экономического Сообщества (ККЕС) включают требование, чтобы грузовой автопоезд (грузовой автомобиль и прицеп) мог удерживаться на месте только за счет тормозной системы автомобиля, то в тормозной системе прицепа можно сбросить давление переводом рычага тормозного крана с ручным управлением в «Положение контроля». Это позволяет проверить, отвечает ли стояночная тормозная система автопоезда требованиям ККЕО.

Вспомогательная тормозная система

При отказе рабочих тормозных контуров 1 и 2 автопоезда можно затормозить с помощью пружинных энергоаккумуляторов пневмоцилиндров 19. Усилие на торможение, необходимое для тормозных механизмов колес, создается, как уже указывалось в разделе «Стояночная тормозная система», за счет силы упругости предварительно сжатых пружин энергоаккумуляторов пневмоцилиндров 19. При этом, давление в пневмоцилиндрах сбрасывается не полностью, а только до уровня, необходимого для создания требуемого усилия торможения.

Торможение прицепа в автоматическом режиме (экстренное торможение)

В случае разрыва давление в магистрали мгновенно падает до атмосферного. В результате этого срабатывает тормозной кран 27 и начинается процесс экстренного торможения. При срабатывании рабочей тормозной системы встроенный в клапан управления тормозом прицепа 17, двухходовой двухпозиционный клапан перекрывает проходное сечение в направлении соединительной головки 11 магистрали снабжения сжатым воздухом. Таким образом, разрыв магистрали управления тормозной системы вызовет быстрое падение рабочего давления и в течение законодательно регламентированного времени (не более двух секунд) сработает тормозной кран прицепа 27. Начнется автоматическое торможение. При этом, обратный клапан 13 предотвращает случайное срабатывание стояночной тормозной системы при падении давления в магистрали подачи сжатого воздуха к тормозной системе прицепа.

Компоненты блока АВ 5

Как правило, в оборудование европейского грузовика входит: три контрольными лампы текущего контроля системы, реле, инфомодуль и розетка АВ5 (24В). После включения зажигания загорается контрольная лампа желтого цвета, если автомобиль с прицепом без системы АВ 5 или питающий кабель разорван. Контрольная лампа красного цвета гаснет, если автомобиль набрал скорость более семи км\ч и блок АВ5 не обнаружил неисправности в системе.

Устройство автомобильного компрессора

Устройство автомобильного компрессора можно назвать довольно простым. Для более полного понимания, разберем общий процесс работы автокомпрессора, а затем перейдем к конкретным деталям.

Итак, для чего нужен автомобильный компрессор? Разумеется, чтобы нам не приходилось пользоваться ручным или ножным насосом для закачки воздуха в шины нашего транспортного средства. Вне зависимости от типа компрессора (о них мы поговорим далее), это устройство, которое тем или иным образом закачивает воздух в специальную полость через впускной клапан, сжимает его (отсюда и название устройства – компрессор, т.е. «сжимающий»), а затем выпускает его из данной полости в шину. Затем цикл повторяется до тех пор, пока автовладелец не выключит устройство.

Существует две разновидности автомобильных компрессоров – мембранные и поршневые. Они несколько отличаются по своим характеристикам и устройству, поэтому стоит отдельно остановиться на каждой из разновидностей, рассмотрев их устройство, принцип работы, преимущества и недостатки.

Мембранные автомобильные компрессоры

В мембранных автомобильных компрессорах элемент, производящий сжатие воздуха — мембрана. Как правило, изготавливается она из резины или полимеров. Основными элементами конструкции мембранного компрессора являются:

• Мембрана;
• Камера сжатия;
• Впускной/выпускной клапана;
• КШМ (кривошипно-шатунный механизм);
• Поршень;
• Шток;
• Электродвигатель.

Общая схема работы мембранного компрессора выглядит следующим образом. Электродвигатель вращает вал, кривошипно-шатунный механизм преобразует это вращение в возвратно-поступательное движение шатуна, который соединен с поршнем. Поршень при помощи штока крепится к мембране. Когда мембрана двигается в одну сторону – создается разрежение воздуха в камере сжатия. Под воздействием разрежения, открывается впускной клапан, наполняющий воздухом рабочий объем компрессора. Двигаясь в противоположном направлении, мембрана закрывает клапан и сжимает поступивший воздух. При достижении нужной степени сжатия открывается другой клапан, подающий сжатый воздух в шину. Далее мембрана вновь меняет направление движения, разрежая воздух в камере, закрывая выпускной клапан, следом открывая впускной, и т.д.

Питание автомобильный компрессор, может получать от прикуривателя, автомобильной АКБ или собственного аккумулятора (в таком случае аккумулятор нужно время от времени заряжать от сети 220В), в зависимости от мощности.

Поршневые автомобильные компрессоры

В поршневых компрессорах элементом, создающим разрежение и производящим сжатие воздуха, является поршень. Основные составные части поршневых компрессоров таковы:

• Поршень в цилиндре;
• Впускной/выпускной клапана;
• КШМ;
• Электродвигатель.

Конструкцией многих поршневых устройств также предусматривается манометр для автомобильного компрессора и воздушный фильтр для очистки поступающего воздуха от посторонних примесей. Питание автомобильного компрессора поршневого типа также осуществляется от прикуривателя, автомобильного аккумулятора или встроенной в устройство батареи.

Общая схема работы поршневого компрессора схожа с вышеописанной. Электродвигатель вращает привод, это вращение передается на КШМ и преобразуется в движение поршня. Когда поршень двигается в одну сторону, он открывает впускной клапан. Воздух поступает в цилиндр (при этом очищаясь, если предусмотрен воздушный фильтр) и сжимается поршнем. Далее давление растет, вызывая открытие выпускного клапана, воздух подается через шланг в автомобильную шину, поршень вновь создает разрежение, закрывая выпускной клапан, открывая впускной и т.д.

Преимущества и недостатки

У каждой из вышеописанных разновидностей имеется перечень плюсов и минусов, обусловленных конструкцией устройства. Рассмотрим их поподробнее.

• Мембранные компрессоры. Они считаются наиболее надежными, так как в конструкции устройства не предусмотрено трущихся деталей. В случае выхода мембраны из строя ее легко заменить. Однако мощность таких компрессоров значительно ниже мощности поршневых устройств, что делает процесс накачки больших колес очень длительным. К тому же, их крайне не рекомендуется использовать при низких температурах – замерзшая мембрана потеряет эластичность и попросту порвется, приведя компрессор в негодность.
• Поршневые компрессоры. Они обладают высокой мощностью, их можно использовать в любых погодных условиях. Однако в случае выхода из строя поршня, аппарат либо не пригоден к ремонту, либо попросту не выгоден.

Определение и решения неисправностей в компрессорах

Сперва рассмотрим возможные неисправности автомобильных компрессоров. Чаще всего встречаются следующие проблемы:

• Устройство не включается;
• Устройство включается, но воздух не качает;
• Устройство не создает нужного давления в шине;
• Устройство выключается само.

Если автомобильный компрессор не включается, вероятнее всего, проблема в электрической «начинке» аппарата. Следует проверить провода автомобильного компрессора, уровень зарядки аккумулятора (как автомобильного, так и встроенного, если он есть) и состояние предохранителей автомобиля (в случае замыкания контактов в прикуривателе предохранитель может сгореть). Также вероятен выход из строя электродвигателя, вращающего приводной вал – в таком случае будет проще легче приобрести другой компрессор, так как ремонт обмоток электродвигателя обойдется примерно в ту же (если не большую) сумму.

Если автомобильный компрессор не качает воздух, но слышна работа электродвигателя, причина может заключаться в клапанах устройства. Компрессор нужно разобрать и проверить состояние уплотнителя, установленного под клапаном – со временем он может износиться и начать пропускать воздух, в результате сжатия не происходит и воздух не поступает в шины. Часто проблема может заключаться в ослаблении винта, который закрепляет КШМ на валу – в таком случае электродвигатель будет вращать вал, но КШМ останется на месте. Если у вас устройство мембранного типа – при разборке проверьте целостность мембраны.

Недостаточное давление в шине, создаваемое аппаратом, также чаще всего связано с износом уплотнительных колец – либо на клапанах, либо на поршне (для поршневых компрессоров).

Самопроизвольное отключение компрессора чаще всего объясняется срабатыванием механизма защиты от перегрева (если он есть). Если компрессор выключился после долгой работы – ему просто нужно немного остыть. В случае, если выключение происходит практически сразу же – проблема может заключаться в заводском браке, вследствие которого отвод тепла будет осуществляться хуже, чем необходимо.

Какой автомобильный компрессор выбрать?

Теперь немного поговорим о нюансах выбора компрессоров. В первую очередь отметим – желание сэкономить немного денег при покупке автомобильного компрессора может привести к необходимости покупки нового буквально через пару месяцев. Порой производители стараются удешевить свои изделия, используя пластик вместо металла, или «оцинковку» вместо высококачественной легированной стали. Поэтому — при покупке стоит обратить особое внимание на качество материалов, из которых произведено изделие.

Далее стоит определиться с типом компрессора. Как мы говорили ранее, мембранные – надежнее, но слабее в плане мощности. К тому же их нельзя использовать зимой (по крайней мере, не отогрев предварительно в салоне автомобиля). Поршневые мощнее, но чаще выходят из строя. Если у Вас небольшие колеса и высочайшая производительность не требуется – вполне достаточно мембранного компрессора, он не займет много места в салоне или багажнике и обеспечит при этом приемлемую скорость накачки. Для грузовых автомобилей однозначно больше подходят поршневые, а если вас интересует еще более высокая скорость накачки – стоит обратить внимание на двухцилиндровые автомобильные компрессоры.

Также крайне желательно, чтобы компрессор был оснащен манометром, позволяющим контролировать полученное давление в шинах. Также среди ассортимента продукции имеются автомобильные компрессоры с ресивером – емкостью для хранения сжатого воздуха. Такие модели полезны в качестве оборудования для шиномонтажа, когда требуется скорейшая накачка шин, или конструирования пневмосистемы автомобиля. Ресивер занимает довольно много места, поэтому с собой его возят лишь в редких случаях.