Движение любого АТС обеспечивается за счет преобразования энергии сгораемого топлива в механическую . Механическая энергия передается от двигателя на ведущие колеса с помощью трансмиссии. Заключительным фактором, который перемещает автомобиль, является тяга, которая образуется при качении шины по поверхности дороги. Ускорение транспортного средства зависит от мощности двигателя и от количества тяги, которую развивают шины при качении. В результате движения двух соприкасающихся поверхностей относительно друг друга образуется сила трения. Для остановки АТС тормозные колодки прижимаются к поверхности тормозного барабана(диска), создавая силу трения. Тепловая энергия, возникающая в результаие трения, рассеивается поверхностью тормозных дисков(барабанов) в атмосферу.
Если двигатель с мощностью в 200 л.с. разгоняет автомобиль до 100 км/ч, то можно предположить, какая мощность потребуется, чтобы остановить это же транспортное средство. При этом следует иметь ввиду, что в чрезвычайной ситуации для остановки должно потребоваться всего 6 секунд. Несложные вычисления показывают, что если для разгона до 100 км/ч за 1 минуту требуется 200 л.с., то для остановки на этой скорости за время в 10 раз меньшее потребуется 2000 л.с. Вот почему важно, чтобы тормоза всех колес срабатывали так, как это предусмотрено конструкцией. Если на каком либо колесе тормоз работает не правильно, то другие тормоза должны выполнять за него его работу. Это в свою очередь может привести их перегреву. Перегрев тормоза может стать причиной возникновения неисправности. Большинство тормозных накладок работают в диапазоне температур 250-450 С.
Расстояние, требуемое для остановки транспортного средства, зависит от его массы и скорости. Энергия, которая необходима для остановки автомобиля, прямо пропорциональна его массе и квадрату скорости. Например, если собственная масса автомобиля в два раза меньше массы груза, то для остановки груженого автомобиля потребуется энергии в два раза больше чем, для остановки порожнего. В эпоху конных экипаже тормозами служили механические рычаги. Однако, для автомобильного транспорта, хоть он и стал потомком «самобеглых колясок», этого оказалось явно недостаточно. Поэтому были изобретены гидравлически и пневматические тормозные системы. Гидравлически тормоза в используются на легковых автомобилях. Грузовые транспортные средства и автобусы в целях обеспечения максимальной безопасности используют пневматические тормоза. Тормозная жидкость в гидравлической системе может внезапно закончиться в самый неподходящий момент. Этого не скажешь о пневматических тормозах. Даже если где-нибудь существует небольшая утечка, пневматические тормоза все равно сработают. Большинство современных грузовых автомобилей имеют двойную пневматическую систему, что повышает надежность тормозов.
Основные компоненты пневматической системы
Простейшая пневматическая тормозная система состоит из 5 узлов:
1. Компрессор с регулятором (говернером);
2. Ресивер
3. Клапан с педальным управлением, который выпускает воздух из ресивера при торможении;
4. Тормозные камеры и регуляторы, которые передают усилие сжатого воздуха на тормоза;
5. Тормозные накладки и тормозные барабаны.
Рассмотрим подробнее, как функционирует каждый компонент тормозной системы. Как известно, сжатый воздух используется для передачи тормозного усилия. Компрессор, имея привод от двигателя транспортного средства, качает воздух в ресивер. Привод может быть осуществлен либо с помощью ремней или от шестеренчатой передачи. Если используются ремни, то их надо регулярно проверять. Компрессор имеет постоянный привод от двигателя. Всякий раз, когда двигатель работает, компрессор также работает. Рабочее давление в тормозной системе от 80 до 135 дюймов на фунт. Выше максимального давления нет смысла качать воздух. Этот процесс регулирует специальный механизм – говернер. У него существует два состояния «разгрузка» и «нагрузка» Когда давление в системе достигает максимума 115-135 дюймов на фунт говернер переводит компрессор в режим «разгрузка». Компрессор должен создавать рабочее давление в ресивере с 50 фунтов на дюйм до 90 фунтов на дюйм за 3 минуты. Если в течение этого времени давление не достигло указанной вличины, значит компрессор не исправен.
Важно отметить, что воздух, который поступает в компрессор, должен быть максимально чистым. Поэтому воздух должен сначала пройти через фильтр, чтобы удалились все микрочастицы. Фильтр необходимо регулярно менять. Хотя у большинства компрессоров смазка поступает от системы транспортного средства, некоторые модели имеют свои систему смазки, которую необходимо периодически проверять.
Ресиверы хранят закачанный сжатый воздух. Число и размер ресиверов на транспортном средстве зависит от числа тормозных камер и их размеров, а также от конфигурации стояночного тормоза. Большинство транспортных средств оборудованы больше, чем одним ресивером. Когда воздух сжимается, то он становится горячим. Этот воздух в ресивере охлаждается, что приводит к образованию конденсата. Эта вода в совокупности с маслом, которое попадает через поршневые кольца компрессора, образует отстой, который скапливается на дне ресивера. Если этот отстой бы постоянно скапливался, то он попал бы в тормозную систему и вызвал бы неисправности клапанов и других узлов. Кроме того, эта смесь может зимой замерзнуть, что также может привести к неисправностям клапанов. Ресиверы оборудованы клапанами дренажа. Необходимо ежедневно проводить слив отстоя через дренажные клапаны, чтобы не допустить его скапливание. Для слива всегда надо начинать с самого влажного ресивера. Сначала стравливается давление воздуха, а затем уже осуществляется слив. У некоторых ресиверов существует несколько отделений, в каждом из которых есть свой дренажный клапан. Некоторые ресиверы оборудованы автоматическими дренажными клапанами. Их надо ежедневно проверять и при необходимости немедленно устранять обрывы проводов, если они образуются. Если тормозная система имеет два ресивера, то первый называют «влажным», т.к. он расположен ближе к компрессору и в нем больше собирается влаги. Второй ресивер, расположенный дальше от компрессора содержит более сухой и чистый воздух.
Осушитель воздуха может быть установлен между компрессором и «влажным» ресивером с целью удаления излишней влаги из воздуха. Осушитель может быть частично заполнен специальным материалом, хорошо удаляющим влажность из воздуха. У клапана осушителя может быть установлен нагревательный элемент, которые не допускает замерзание влаги в зимнее время года. В этом случае необходимо проверять провода нагревающего элемента, чтобы своевременно обнаружить обрыв.
Педаль тормоза в кабине водителя составляет единый узел клапаном, который выпускает воздух при торможении. Степень нажима на педаль определяет давление воздуха, которое будет задействовано. Однако, это давление не может быть больше, чем давление в ресиверах.
Тормозная камера – круглый контейнер, разделенный в середине гибкой диафрагмой. Тормозная камера преобразует энергию сжатого воздуха в механическое тормозное усилие. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, давление воздуха, распространяясь по тормозной системе, доходит до камеры и оказывает воздействие на диафрагму. Диафрагма под давлением воздуха смежается и движет толкатель. Когда давление воздуха выпущено, диафрагма под воздействием пружины возвращается на место, торможение прекращается. Сила торможения зависит от размеров диафрагмы и давления воздуха. Если в диафрагме существует утечка, то эффективность торможения снижается. Передние тормозные камеры, как правило, меньше, поскольку передняя ось имеет меньшую нагрузку. Тормозные камеры устанавливаются на осях у каждого колеса. Давление воздуха подается через входной порт. Давление двигает диафрагму и прикрепленный к ней толкатель. Толкатель другим концом с помощью серьги связан с регулировочным рычагом. Этот рычаг с помощью кривошипа преобразует продольное движение толкателя в крутящее движения тормозного кулачка для уменьшения зазора между колодками и тормозным барабаном. После того как весь воздух выпущен при торможении, пружина возвращает диафрагму в исходное состояние.
