Защитные устройства пневматических приводов

Устройство автомобилей

Приборы многоконтурного пневмопривода тормозов

Защитные устройства пневматических приводов

Многоконтурные тормозные приводы характеризуются автономностью каждого контура, что проявляется в сохранении их работоспособности при разгерметизации или выходе из строя одного или нескольких контуров, входящих в привод.
В пневматических многоконтурных приводах автономность контуров осуществляется посредством защитных клапанов – тройного, двойного и одинарного.

Двойной защитный клапан

Двойной защитный клапан (рис. 1, а) служит для распределения поступающего из компрессора сжатого воздуха по двум контурам и поддержания давления в одном контуре при повреждении другого. Сжатый воздух из компрессора, пройдя регулятор давления и предохранитель от замерзания, поступает в центральную полость и, отжав два плоских клапана, через вывод проходит в контур вспомогательной тормозной системы, и одновременно, через другой вывод – в контур стояночной и запасной систем тягача и прицепа.

Если в одном из контуров, например, соединенным с правым выводом, произошла утечка воздуха, то центральный поршень вместе с правым пластинчатым клапаном под действием давления воздуха в левом выводе переместится вправо и прижмется к к упорному поршню (клапан при этом остается закрытым).
Как только давление в центральной полости будет больше усилия пружины первого упорно поршня, правый пластинчатый клапан отойдет от центрального поршня и избыточный воздух выйдет в негерметичный контур.
То же самое произойдет в случае повышенного расхода воздуха в одном из контуров. При повреждении одного из контуров двойной защитный клапан поддерживает в другом контуре давление 0,52…0,54 МПа.

Тройной защитный клапан

Тройной защитный клапан (рис. 1, в) распределяет воздух, поступающий из компрессора, по трем автономным контурам и, при повреждении одного из них, сохраняет давление в исправных контурах.

Сжатый воздух из компрессора поступает в левую и правую полости и при возрастании давления до 0,52 МПа открывает левый и правый клапаны, преодолевая сопротивление своих пружин. Прогибая левую и правую мембраны, сжатый воздух поступает через выводы в контуры рабочих тормозных механизмов колес переднего моста и прицепа, а также колес задней тележки и прицепа.
В то же время сжатый воздух открывает левый и правый перепускные клапаны, поступает в центральную полость и при давлении 0,51 МПа, открыв центральный клапан, проходит через вывод в контур системы растормаживания.

При разгерметизации одного из контуров давление в связанной с ним полости защитного клапана уменьшится и под действием пружины клапан поврежденного контура закроется.

Если разгерметизируется питающая магистраль, идущая от компрессора, то все клапаны закроются под действием своих пружин и в контурах сохранится имеющееся в них давление.

Одинарный защитный клапан

Одинарный защитный клапан (рис. 2) служит для соединения двух контуров тормозной системы и обеспечения их независимо работы. В его функции входит сохранение давления в ресивере тягача при аварийном падении давления в магистрали прицепа, и предохранения прицепа от самопроизвольного затормаживания при внезапном падении давления в ресивере тягача.

При давлении 0,55 МПа сжатый воздух, поступающий через входной канал, преодолевая сопротивление возвратной пружины поршня, поднимает мембрану и проходит в выходной канал, а оттуда через обратный клапан поступает в питающую магистраль прицепа.

При падении давления в входном канале ниже 0,545 МПа возвратная пружина поршня возвращает мембрану на место. Обратный клапан не позволяет сжатому воздуху из питающей магистрали попасть в выходной канал под мембрану.

Пневматический тормозной привод

Пневматический тормозной привод для затормаживания автомобиля или прицепа использует сжатый воздух.
Преимущества и недостатки пневматического привода во многом противоположны гидравлическому приводу.
Так, к преимуществам относят неограниченные запасы и дешевизну рабочего тела (воздух), сохранение работоспособности при небольшой разгерметизации, т. к. возможная утечка компенсируется подачей воздуха от компрессора, возможность использования на автопоездах для непосредственного управления тормозами прицепа, использование в других устройствах, таких как пневматический звуковой сигнал, привод переключения многоступенчатых коробок передач, усилитель сцепления, привод дверей автобуса, подкачка шин и т. п.
Недостатками пневмопривода являются: большое время срабатывания вследствие медленного поступления сжатого воздуха к удаленным воздухонаполняемым объемам через трубопроводы с малым диаметром, сложность конструкции, большие масса и размеры агрегатов из-за относительно небольшого рабочего давления, возможность выхода из строя при замерзании конденсата в трубопроводах и аппаратах при отрицательных температурах.

Простейший пневматический тормозной привод автомобиля:
1 — ресивер;
2 — педаль;
3 — кран;
4 — тормозной цилиндр;
5 — пружина;
6 — шток тормозного механизма;
7 — тормозная колодка

Простейший пневматический тормозной привод автомобиля (а) состоит из ресивера, в который подается сжатый воздух из компрессора, крана, приводимого в действие от педали, и тормозной камеры, шток которой связан с разжимным кулаком тормозного механизма.
При торможении поворотная пробка крана соединяет внутреннюю полость тормозной камеры с ресивером и сжатый воздух, воздействующий на диафрагму, приводит в работу тормозной механизм (б).
Давление воздуха в тормозной камере устанавливается такое же, как в ресивере. При повороте пробки крана в другое положение (а) сжатый воздух выходит из камеры в атмосферу. Разжимной кулак возвращается в первоначальное положение и происходит растормаживание.

Принципиальная схема пневматического привода тормозов грузового автомобиля и прицепа

Реальный пневматический привод современного автомобиля намного сложнее. Принципиальная схема пневматического привода тормозов грузового автомобиля и прицепа показана на рисунке. Привод тягача содержит аппараты подготовки воздуха, аппараты контуров рабочей, стояночной и запасной систем тягача, аппараты управления тормозами прицепа. Привод прицепа включает аппараты рабочей и стояночной систем.
Воздух от компрессора поступает через регулятор давления, влагоотделитель к четырехконтурному защитному клапану (все эти устройства составляют систему подготовки воздуха). Тормозная система выполнена многоконтурной. К контуру привода передних тормозных механизмов относятся: ресивер с запасом воздуха, одна из секций тормозного крана, модуляторы антиблокировочной системы (АБС) и тормозные камеры передних тормозных механизмов. К контуру задних тормозных механизмов принадлежит второй ресивер, вторая секция тормозного крана, регулятор тормозных сил, модуляторы АБС и две тормозные камеры с пружинными энергоаккумуляторами. На трехосных автомобилях тормозные камеры задних осей обычно входят в состав заднего контура. На многоосных автомобилях тормозные камеры группируются в контуры различными вариантами, например, 1–2 и 3–4 оси или 1–3 и 2–4 оси. Третий контур является контуром стояночной системы и состоит из ресивера, тормозного крана со следящим действием, которым управляет водитель, ускорительного клапана и энергоаккумуляторов. Контур вспомогательной системы содержит кран управления и два пневмоцилиндра. Для управления тормозами прицепа на автомобиле-тягаче также имеются одинарный защитный клапан, клапан управления тормозами прицепа и соединительные головки.
Привод полуприцепа или прицепа имеет две соединительные головки, два магистральных фильтра, воздухораспределительный клапан, ручной кран стояночной системы без следящего действия, ресивер, регулятор тормозных сил, модуляторы АБС, тормозные камеры с энергоаккумуляторами или без них. Соединение пневмопривода тягача и прицепа выполняют двумя трубопроводами, которые образуют питающую и управляющую магистрали.
Реальная схема конкретного автомобиля может отличаться от рассмотренной наличием или отсутствием дополнительных приборов.
Сжатие воздуха для пневматического тормозного привода осуществляется компрессором, приводящимся в действие непосредственно от двигателя автомобиля. Максимальное давление, создаваемое компрессором, может достигать 1,5 МПа. Максимальное рабочее избыточное давление воздуха в ресиверах привода составляет 0,65–0,8 МПа и автоматически ограничивается регулятором давления.
Атмосферный воздух имеет определенный процент влажности. При сжатии компрессором он нагревается, а при движении по трубопроводам и через аппараты привода — остывает. При этом из сжатого воздуха выделяется влага, которая ускоряет коррозию внутренних поверхностей системы, смывает смазку и, главное, может замерзнуть в трубопроводах и аппаратах при отрицательной температуре, что приведет к отказу тормозов. Для удаления влаги (очистки воздуха) в питающей части привода, до или после регулятора давления, устанавливают влагоотделители. Очистка сжатого воздуха от влаги в них осуществляется термодинамическим или адсорбционным способом. Третий способ защиты — перевод конденсата в состояние низкозамерзающей жидкости. Для этого в специальном аппарате — спиртонасытителе — при низких температурах окружающей среды в сжатый воздух вводят пары спирта, которые, смешиваясь с выделившейся влагой, образуют раствор (антифриз) с низкой температурой замерзания.
Четырехконтурный защитный клапан, разделяет привод на четыре, действующих независимо друг от друга, контура. Защитный клапан позволяет двигаться воздуху только в направлении к ресиверам, защищая запас воздуха в ресиверах при разгерметизации на участке аппаратов подготовки воздуха. Одновременно он защищает исправные контуры от неисправного в случае обрыва в одном из них, не позволяя выйти воздуху в атмосферу сразу из всех ресиверов привода. Одинарный защитный клапан отключает привод тягача в случае разрыва питающего трубопровода прицепа. На некоторых автомобилях вместо четырехконтурного применяют двойные или тройные защитные клапаны аналогичного назначения. Пройдя через четырехконтурный клапан, сжатый воздух заполняет ресиверы контуров.
Работой любого контура рабочей системы управляет одна секция тормозного крана. Тормозной кран — это следящий аппарат, через который воздух при торможении поступает из ресивера в рабочие аппараты. Он управляется тормозной педалью в кабине водителя. При растормаживании через тормозной кран воздух из привода выпускается в атмосферу. Регулятор тормозных сил и модулятор АБС корректируют давление воздуха в контурах при торможении.
Стояночной тормозной системой управляют с помощью ручного тормозного крана, установленного в кабине водителя. Исполнительным элементом контура являются энергоаккумуляторы. Между краном и энергоаккумулятором размещен ускорительный клапан. Тормозной кран уменьшает или увеличивает давление в полости ускорительного клапана, который в соответствии с этим либо пропускает из ресивера воздух в цилиндр энергоаккумулятора, а значит, повышает в нем давление, либо для снижения давления в цилиндре выпускает воздух из него в атмосферу. Чтобы обеспечить быстрый выпуск воздуха из энергоаккумуляторов при торможении ускорительный клапан располагают максимально близко от них. Два крайних, фиксированных, положения рукоятки соответствуют максимальному избыточному давлению воздуха в энергоаккумуляторах или атмосферному. При промежуточных положениях рукоятки давление также может принимать любое промежуточное значение, что позволяет использовать данный контур в качестве контура запасной тормозной системы и производить плавное торможение.
Контур вспомогательной системы позволяет включать в работу моторный тормоз — замедлитель. При нажатии кнопки крана воздух поступает в пневмоцилиндры контура, а при отпускании — выходит в атмосферу. Из-за малого расхода воздуха этот контур не имеет собственного ресивера.
Магистраль, питающая ресивер прицепа сжатым воздухом (питающая магистраль), начинается от одинарного защитного клапана, а управляющая процессом торможения прицепа — от клапана управления тормозами прицепа. Подача сжатого воздуха в ресивер прицепа производится постоянно, независимо от того, происходит торможение тягача или нет. Управляющая магистраль используется для подачи команды на прицеп о начале торможения и его интенсивности. Команда подается путем изменения давления воздуха в управляющем трубопроводе. Чем больше давление в трубопроводе, тем интенсивнее тормозится прицеп. Максимальной интенсивности торможения соответствует максимальное давление в магистрали, при расторможенном состоянии полуприцепа избыточное давление в магистрали отсутствует. Давление в управляющей магистрали изменяется с помощью клапана управления тормозами прицепа. Он соединен с обоими контурами рабочей системы через контур стояночной системы. При торможении рабочей системой тягача воздух от обоих контуров поступает в клапан, который срабатывает и увеличивает давление в управляющей магистрали. Если выходит из строя один из рабочих контуров, торможение прицепа осуществляется по команде от исправного контура. При торможении стояночной системой тягача уменьшение давления в ее контуре приводит к срабатыванию клапана, и также осуществляется торможение прицепа.
Помимо штатного режима торможения клапан обеспечивает аварийное управление тормозами прицепа при разрыве питающей магистрали. Для этого он снабжен специальным устройством обрыва, который уменьшает давление в питающей магистрали, если командное давление от контуров тягача на вход аппарата поступает, а давление на выходе аппарата не увеличивается.
Для управления торможением прицепа его воздухораспределитель соединен с управляющей и питающей магистралями, с ресивером и тормозными камерами. По своим функциям воздухораспределительный клапан прицепа аналогичен тормозному крану на тягаче, но управляется он не педалью, а командным давлением воздуха, поступающим от тягача. В расторможенном состоянии воздух по питающей магистрали через воздухораспределитель заполняет ресивер прицепа, при этом давление в управляющей магистрали отсутствует. Максимальное давление воздуха в ресивере прицепа равно максимальному давлению в ресиверах автомобиля.
При торможении тягача с помощью рабочей или стояночной тормозной системы давление в управляющей магистрали увеличивается, что приводит к срабатыванию воздухораспределителя, который подает воздух из ресивера прицепа в тормозные камеры. Когда давление в управляющей магистрали снижается, прицеп растормаживается. Кроме того, торможение прицепа происходит всегда при уменьшении давления воздуха в питающем трубопроводе ниже 0,48 МПа, что может происходить при обычной расцепке тягача от прицепа на стоянке или при срабатывании клапана обрыва на тягаче. Такое затормаживание остановит прицеп при его полном отрыве от тягача во время движения. Растормаживание осуществляется или автоматически при последующем увеличении давления свыше 0,48 МПа, или вручную — специальной кнопкой на воздухораспределителе. Регулятор тормозных сил и модулятор АБС предназначены для корректирования давления воздуха, поступающего от воздухораспределителя к тормозным камерам.
Торможение прицепа стояночной системой производится краном, который выпускает воздух из энергоаккумуляторов тормозов прицепа. Некоторые прицепы могут снабжаться электромагнитным клапаном, который служит для включения тормозной системы прицепа при торможении автомобиля вспомогательной тормозной системой (моторным тормозом-замедлителем). При подаче электросигнала электромагнитному клапану от тягача он обеспечивает поступление сжатого воздуха из ресивера к тормозным камерам.

Читайте также:  Замена сальника привода ВАЗ 2109, ВАЗ 2110, ВАЗ 2112, ВАЗ 2114, ВАЗ 2115

Пневматический привод тормозов автомобилей КамАЗ

Пневматический привод тормозов автомобилей КамАЗ включает в себя компрессор 10 ( рис. 132 ), регулятор 12 давления, предохранитель 14 от замерзания, двойной 20 и тройной 19 защитные клапаны и пять независимых пневмоконтуров привода тормозных механизмов:

  • рабочей тормозной системы передних колес;
  • рабочей тормозной системы колес среднего и заднего мостов;
  • стояночной и запасной тормозных систем, а также колес прицепа или полуприцепа;
  • вспомогательной тормозной системы и системы питания сжатым воздухом других потребителей;
  • аварийного растормаживания стояночной тормозной системы.

Рис. 132. Схема пневмопривода тормозных механизмов автомобилей КамАЗ: 1 – передняя тормозная камера; 2 — клапан контрольного вывода; 3 — звуковой сигнал; 4 — контрольная лампа; 5 — двухстрелочный манометр; 6 — кран растормаживания стояночного тормоза; 7 — кран стояночного тормоза; 8 кран вспомогательного тормоза; 9— клапан ограничения давления; 10— компрессор; 11 —пневмоцилиндр привода рычага останова двигателя; 12 — регулятор давления; 13 — пневмоэлектрический датчик включения электромагнита пневмоклапана прицепа. 14 — предохранитель от замерзания; 15—пневмоэлектрический датчик падения давления в контуре; 16 —воздушный баллон контура рабочего тормоза колес задней тележки и контура аварийного растормаживания; 17 — кран слива конденсата; 18 — пневмоцилиндр привода механизмов вспомогательного тормоза; 19 — тройной защитный клапан; 20 — двойной защитный клапан; 21 – двухсекционный тормозной кран; 22 — аккумуляторные батареи; 23 — воздушный баллон контура рабочего тормоза колес передней оси и контура аварийного растормаживания; 24 — воздушные баллоны контуров стояночного тормоза и тормозов прицепов; 25 — воздушный баллон контура вспомогательного тормоза; 26 — пружинный энергоаккумулятор; 27 — задняя тормозная камера; 28 — перепускной клапан; 29 ускорительный клапан; 30 — автоматический регулятор тормозных сил, 31 и 32 – клапаны управления тормозами прицепа соответственно с двух- и однопро-водными приводами; 33 — одинарный защитный клапан; 34 — разобщительный кран; 35 и 36— соединительные головки; 37 — задние фонари.

Защитные клапаны 19 и 20 распределяют по контурам воздух, подаваемый компрессором. Они отрегулированы так, что сначала сжатым воздухом заполняются воздушные баллоны 24 контуров стояночной и запасной тормозных систем, а затем остальные воздушные баллоны. Все воздушные баллоны имеют краны 17 слива конденсата и пневмоэлектрические датчики 15, связанные с сигнальными лампами и звуковым сигналом, которые включаются при давлении воздуха в том или ином контуре ниже 0,5 МПа. Давление в воздушных баллонах 16 и 23 рабочей тормозной системы контролируют с помощью двухстрелочного манометра 5.

Пневмоконтуры рабочей тормозной системы . Воздух из баллонов 16 и 23 поступает в соответствующие секции тормозного крана 21. При нажатии на педаль воздух из нижней секции тормозного крана через клапан 9 ограничения давления поступает в тормозные камеры 1 передних колес. Из верхней секции крана через регулятор 30 тормозных сил воздух поступает в тормозные камеры 27 колес среднего и заднего мостов. При этом тормозные механизмы всех колес приводятся в действие. Одновременно от нижней и верхней секций крана по отдельным магистралям воздух поступает к клапану 31 управления тормозной системой прицепа с двухпроводным приводом.

Пневмоконтур стояночной и запасной тормозных систем . Для включения стояночного тормоза включают кран 7 (рукоятку крана переводят вверх). При этом сжатый воздух из камеры ускорительного клапана 29 выходит в атмосферу. Одновременно выпускается воздух из цилиндров энергоаккумуляторов 26 тормозных камер 27 колес среднего и заднего мостов. Пружины энергоаккумуляторов приводят в действие тормозные механизмы. Одновременно кран 7 включает клапан 31 управления тормозной системой прицепа.
Для выключения стояночного тормоза рукоятку тормозного крана 7 устанавливают в нижнее положение. При этом воздух из баллона 24 через тормозной кран 7 поступает к ускорительному клапану 29. Последний срабатывает, и сжатый воздух из баллона 24 через перепускной клапан 28 поступает в цилиндры энергоаккумуляторов. Их пружины сжимаются, и тормозные механизмы растормаживаются.

Запасная тормозная система приводится в работу также тормозным краном 7, рукоятка которого имеет не только фиксированное верхнее положение для стояночного тормоза, но и нефиксируемые промежуточные положения, которые позволяют притормаживать автомобиль с интенсивностью, зависящей от положения рукоятки (следящее действие).

Аварийное растормаживание стояночной тормозной системы. При нажатии на кран 6 воздух из баллонов 16 и 23 через тройной защитный клапан 19, кран 6 и перепускной клапан 28 поступает в цилиндры энергоаккумуляторов. Пружины сжимаются, и автомобиль растормаживается.

Пневмопривод вспомогательной тормозной системы . При нажатии на кран 8 сжатый воздух из баллона 25 через кран 8 поступит в пневмоцилиндры 11 и 18. Штоки цилиндров 18, связанные с рычагами заслонок вспомогательного тормоза, повернут заслонки, и они перекроют приемные трубы глушителя. Шток цилиндра 11, связанный с рычагом рейки топливного насоса, передвинет рычаг, и подача топлива прекратится. При этом контакты пневмо-электрического датчика 13, установленного перед цилиндром 18, замкнутся и включат электромагнитный клапан прицепа. Клапан приоткроется и пропустит сжатый воздух из баллона прицепа в его тормозные камеры, осуществив притормаживание прицепа с целью предотвращения складывания автопоезда.

Компрессор поршневой , двухцилиндровый, одноступенчатого сжатия. Установлен на двигателе и приводится от блока распределительных зубчатых колес. Воздух, пройдя через воздухоочиститель и впускной трубопровод дизеля, вследствие разрежения поступает в цилиндры компрессора через пластинчатые впускные клапаны. Сжатый поршнями воздух вытесняется из цилиндров через пластинчатые нагнетательные клапаны, расположенные в головке цилиндров, к регулятору давления, который автоматически поддерживает давление воздуха в пневмосистеме в пределах 0,70. 0,75 МПа. При снижении давления воздуха до 0,62. 0,65 МПа регулятор перекрывает выход воздуха в атмосферу и компрессор вновь нагнетает воздух в пневмосистему.

Регулятор давления автоматически поддерживает давление сжатого воздуха в пневмосистеме. При давлении 0,62. 0,65 МПа сжатый воздух из компрессора поступает в вывод I ( рис. 133, а ) регулятора давления и проходит через фильтр 2, каналы 11 и 8, обратный клапан 9 и вывод 111 в воздушные баллоны. Одновременно часть воздуха через канал 7 поступает в полость А под поршень 6, нагруженный уравновешивающей пружиной 5. При этом выпускной клапан 4 открыт и полость Б над разгрузочным поршнем 12 сообщается с атмосферой через вывод II. Впускной клапан 10 под действием пружины закрыт, и в полость Б сжатый воздух не поступает; закрыт и разгрузочный клапан 1. Система наполняется сжатым воздухом.

При давлении в полости А, равном 0,70. 0,75 МПа, поршень 6 преодолевает усилие пружины 5 и поднимается вверх. Выпускной клапан 4 закрывается, впускной клапан 10 открывается, и воздух из полости А поступает в полость Б, перемещая поршень 12 вниз. Разгрузочный клапан 1 открывается, и сжатый воздух из компрессора выходит через вывод IV в атмосферу. При этом давление в кольцевом канале 8 падает и обратный клапан 9 закрывается.

Когда давление в пневмосистеме, а следовательно, и в выводе III и полости А снизится до 0,62. 0,65 МПа, поршень 6 под действием пружины 5 переместится вниз, клапан 10 закроется, клапан 4 откроется и полость Б через вывод II соединится с атмосферой. При этом поршень 12 под действием своей пружины переместится вверх, разгрузочный клапан 1 закроется и компрессор снова будет нагнетать сжатый воздух в пневмосистему.

В случае выхода из строя регулятора давление в выводе I растет и разгрузочный клапан 1 действует как предохранительный, открываясь при давлении 1,0. 1,35 МПа и выпуская часть воздуха в атмосферу.

Для присоединения специальных устройств к пневмосистеме регулятор давления имеет канал, закрытый пробкой 3, и клапан отбора воздуха для накачивания шин.

Рис. 133. Сборочные единицы пневмопривода автомобилей КамАЗ: а — регулятор давления: 1 — разгрузочный клапан; 2 — фильтр; 3 — пробка канала отбора воздуха; 4 — выпускной клапан; 5 — уравновешивающая пружина; 6—следящий поршень; 7 и 11 — каналы; 8 — кольцевой канал; 9 — обратный клапан; 10 — впускной клапан; 12 — разгрузочный поршень; 13 — седло разгрузочного клапана; А — полость под следящим поршнем; Б — полость над разгрузочным поршнем; I — вывод от компрессора; II и IV — выводы в атмосферу; III — вывод в пневмосистему; в — предохранитель от замерзания: I — пружина фитиля; 2 — стакан; 3 — фитиль; 4 и 9 — уплотнительные кольца; 5 — жиклер; в — пробка с уплотнительным кольцом; 7 — крышка; 8 —запирающий штифт; 10 — шток с рукояткой.

Предохранитель от замерзания предназначен для защиты приборов и трубопроводов пневмосистемы от замерзания конденсата. В стакан 2 ( рис. 133,6 ) заливается этиловый технический спирт. Для включения предохранителей в работу при температуре окружающего воздуха ниже 5 °С рукоятку со штоком 10 перемещают вверх. При этом пробка 6 с уплотнительным кольцом выводится из нижнего гнезда, пружина 1 растягивает фитиль 3 и часть его входит в воздушный канал. Воздух, нагнетаемый компрессором в воздушные баллоны, омывает фитиль и обогащается парами спирта. Образующийся конденсат смеси паров воды и спирта не замерзает в трубопроводах и приборах при достаточно низкой температуре.

При температуре окружающего воздуха выше 5 °С предохранитель отключают, опуская шток 10. Пробка 6 с уплотнительным кольцом садится в гнездо и разобщает стакан 2 с пневмосистемой.

Двойной защитный клапан предназначен для разделения подводимого потока сжатого воздуха на два автономных пневмоконтура (вспомогательной и стояночной тормозных систем) и автоматического выключения поврежденного пневмоконтура.

Сжатый воздух из компрессора, пройдя регулятор давления и предохранитель от замерзания, через вывод III ( рис. 134, а ) поступает в полость центрального поршня 8 и, отжав обратные плоские клапаны 7 и 9, направляется к выводам I и П двух пневмоконтуров.

При повреждении одного из контуров давление воздуха в нем падает и центральный поршень 8 под действием разности давлений перемещается в сторону поврежденного контура. Седло поршня 8 упирается в обратный клапан 7 или 9 и передвигает его до упора в поршень 5, отключая поврежденный контур. Обратный клапан второго контура остается открытым, и сжатый воздух поступает в неповрежденный контур, в котором будет поддерживаться давление 0,52. 0,54 МПа.

Тройной защитный клапан предназначен для разделения подведенного потока сжатого воздуха на три автономных пневмо-контура (рабочей тормозной системы передних колес, рабочей тормозной системы колес среднего и заднего мостов, привода аварийной системы растормаживания стояночной тормозной системы) и автоматического отключения поврежденного контура с целью сохранения давления в исправных контурах.

Сжатый воздух поступает в полости А и Б ( рис. 134, б ) под клапанами 15 и 24. При давлении 0,52 МПа эти клапаны открываются, преодолевая сопротивление пружин 17, 21 и прогибая диафрагмы 20, 23. Сжатый воздух поступает через выводы IV и V в пневмоконтуры рабочих тормозных систем соответственно передних колес и колес среднего и заднего мостов. Одновременно открываются перепускные клапаны 25, 26 и воздух поступает в полость В над клапаном 27. При давлении 0,51 МПа клапан 27 открывается и сжатый воздух через вывод проходит в пневмоконтур аварийной системы растормаживания стояночной тормозной системы.

В случае разгерметизации одного нз контуров давление в нем и в полости соответствующего защитного клапана уменьшается и под действием пружины клапан закрывается, автоматически отключая неисправный контур. В негерметичный контур воздух может поступить только при значительном повышении давления, причем защитный клапан этого контура будет работать как предохранительный.

Рис. 134. Защитные клапаны пневмопривода автомобилей КамАЗ: а — двойной; в — тройной; 1 — защитный чехол; 2 и 3 — уплотнительные кольца; 4 — упорное кольцо; 5 — упорный поршень; 6, 17, 21 и 30 — пружины; 7 и 9 — плоские клапаны; 8 — центральный поршень; 10 — крышка; 11 —регулировочные шайбы; 12—пробка с дренажным отверстием; 13—корпус; 14—колпак; 15, 24 и 27 — клапаны; 16, 22 и 29 — опорные диски; 18 — заглушка; 19 — регулировочный винт; 20, 23 и 28 — диафрагмы; 25 и 26 — перепускные клапаны; А, Б и В — полости; I — вывод в контур вспомогательной тормозной системы; II — вывод в контур стояночной и запасной тормозных систем тягача и прицепа; 111 — вывод к компрессору; IV — вывод в контур рабочих тормозных механизмов передних колес и прицепа; V — вывод в контур рабочего тормозного механизма колес задней тележки и прицепа.

Защитные устройства пневматических приводов

По характеру воздействия на рабочий орган пневмоприводы с поступательным движением бывают:

  • двухпозиционные, перемещающие рабочий орган между двумя крайними положениями;
  • многопозиционные, перемещающие рабочий орган в различные положения.

По принципу действия пневматические приводы с поступательным движением бывают:

  • одностороннего действия, возврат привода в исходное положение осуществляется механической пружиной;
  • двухстороннего действия, перемещающие рабочий орган привода осуществляется сжатым воздухом.

По конструктивному исполнению пневмоприводы с поступательным движением делятся на:

  • поршневые, представляющие собой цилиндр, в котором под воздействием сжатого воздуха либо пружины перемещается поршень (возможны два варианта исполнения: в односторонних поршневых пневмоприводах рабочий ход осуществляется за счёт сжатого воздуха, а холостой за счёт пружины; в двухсторонних — и рабочий, и холостой ходы осуществляются за счёт сжатого воздуха);
  • мембранные, представляющие собой герметичную камеру, разделённую мембраной на две полости; в данном случае цилиндр соединён с жёстким центром мембраны, на всю площадь которой и производит действие сжатый воздух (также, как и поршневые, выполняются в двух видах — одно- либо двухстороннем).
  • Сильфонные применяются реже. Практически всегда одностороннего действия: усилие возврата может создаваться как упругостью самого сильфон, так и с использованием дополнительной пружины.

В особых случаях (когда требуется повышенное быстродействие) применяют специальный тип пневмоприводов — вибрационный пневмопривод релейного типа.

Одно из применений пневматических приводов является использование их в качестве силовых приводов на пневматических тренажерах.

Принцип действия пневматических машин

Многие пневматические машины имеют свои конструктивные аналоги среди объёмных гидравлических машин. В частности, широко применяются аксиально-поршневые пневмомоторы и компрессоры, шестерённые и пластинчатые пневмомоторы, пневмоцилиндры…

Типовая схема пневмопривода

Воздух в пневмосистему поступает через воздухозаборник.

Фильтр осуществляет очистку воздуха в целях предупреждения повреждения элементов привода и уменьшения их износа.

Компрессор осуществляет сжатие воздуха.

Поскольку, согласно закону Шарля, сжатый в компрессоре воздух имеет высокую температуру, то перед подачей воздуха потребителям (как правило, пневмодвигателям) воздух охлаждают в теплообменнике (в холодильнике).

Чтобы предотвратить обледенение пневмодвигателей вследствие расширения в них воздуха, а также для уменьшения корозии деталей, в пневмосистеме устанавливают влагоотделитель.

Воздухосборник служит для создания запаса сжатого воздуха, а также для сглаживания пульсаций давления в пневмосистеме. Эти пульсации обусловлены принципом работы объёмных компрессоров (например, поршневых), подающих воздух в систему порциями.

В маслораспылителе в сжатый воздух добавляется смазка, благодаря чему уменьшается трение между подвижными деталями пневмопривода и предотвращает их заклинивание.

В пневмоприводе обязательно устанавливается редукционный клапан, обеспечивающий подачу к пневмодвигателям сжатого воздуха при постоянном давлении.

Распределитель управляет движением выходных звеньев пневмодвигателя.

В пневмодвигателе (пневмомоторе или пневмоцилиндре) энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию.

Пневматический привод в производственных машинах

Пневматический привод (или, сокращенно, пневмопривод) широко применяется в производственных машинах, механизмах, в том числе в металлорежущих станках. Если в гидроприводе источником энергии служит жидкость под давлением, то в пневмоприводе источником энергии служит сжатый воздух, которым в конечном счете приводится в движение исполнительный орган машины. В пневмоприводе источник энергии – сжатый воздух – создается преобразованием других видов энергии, в основном электричества.

Устройство пневмопривода (рис. 1) по принципу действия имеет много общего с гидравлическими устройствами.

Рис. 1. Схема пневмопривода: 1 – кран магистральный; 2 – фильтр-влагоотделитель; 3 – регулятор давления; 4 – маслораспылитель; 5 – распределительный кран (золотник); 6 – исполнительное устройство – пневмоцилиндр

Работоспособность пневмопривода в большой степени зависит от состояния уплотнений, которые обеспечивают работу неподвижных и подвижных соединений с минимальными утечками сжатого воздуха.

1. Устройства подготовки сжатого воздуха

Сжатый воздух, поступающий из магистрали должен быть подготовлен для использования в пневмоприводе, т.е. он должен быть отчищен от влаги и механических примесей, подаваться в рабочую магистраль при постоянном давлении и содержать распыленное масло для смазки трущихся поверхностей деталей, которые работают среде сжатого воздуха.

Давление воздуха в магистрали обычно колеблется от 0,4 до 0,6 МПа. На выходе из регулятора давления в зависимости от его типа можно получить стабильное давление воздуха желаемой величины – от 3,5 до 0,6 МПа.

Фильтры-влагоотделители применяют для очистки сжатого воздуха, поступающего из воздушной магистрали, от влаги и механических примесей.

Воздух, поступающий во влагоотделитель через отверстие П (рис. 2, а) и щели отражателя 5, мгновенно расширяется и охлаждается. Сконденсированные водяные пары капельками оседают на стенках стакана 1, а затем стекают вниз и скапливаются под заслонкой 3. Осушенный воздух проходит через фильтр 2 и очищается от механических примесей. После очистки воздух поступает в магистраль к пневмоприводу. Накопившаяся влага и механические примеси удаляются из стакана 1 под действием сжатого воздуха через запорный клапан 4.

Рис. 2. Фильтр-влагоотделитель (а) и регулятор давления (б)

Регуляторы давления с диафрагмой (рис. 2, б) являются наиболее распространенными. Очищенный воздух проходит через отверстие П в корпусе 8, кольцевой зазор (между клапаном 6 с резиновым кольцом 4 и корпусом), полость, внутри которой перемещается толкатель 7, и выходит через отверстие О. Через отверстие К воздух поступает в полость М, сжимая диафрагму 3, и уравновешивает силу давления пружины 2.

Клапан 6 будет открыт, пока давление в выходном отверстии и в полости М не повысится до заданной величины, при этом диафрагма 3, сжимая пружины 2, выпрямится. При падении давления в выходном отверстии и в полости М диафрагма под действием пружины 2 прогнется и через толкатель 7 отожмет клапан 6, увеличив поступление сжатого воздуха из отверстия П в выходное отверстие О.

Следовательно, давление на выходе из отверстия О регулятора поддерживается постоянным и соответствует силе пружины 2, которая регулируется винтом 1. Когда пружина 2 разжата, клапан 6 под действием пружины 5 перекрывает поступление воздуха в отверстие О.

Маслораспылитель применяют для смазки трущихся поверхностей деталей, работающих в среде сжатого воздуха (рис. 3).

Рис. 3. Маслораспылитель

Воздух из магистрали поступает через входное отверстие 3 и кольцевой канал 9 к выходному отверстию 5, а также через каналы 2 и 1 в резервуар 11 с маслом. При полном открытии дросселя 10 давление в резервуаре 11 и в полости 4 одинаково и масляные капли не образуются. При перекрытии отверстия дросселя 10 давление в полости 4 понижается и масло из резервуара, где более высокое давление воздуха, через трубку 6 подается в трубку 8 при отжатом шарике 7.

2. Исполнительные устройства

Пневмоцилиндр является пневматическим двигателем (рис. 4), преобразующим энергию сжатого воздуха в механическую движущегося поршня. Поршневые пневмоцилиндры могут выполняться с неподвижным цилиндром или с перемещающимся поршнем, а также с неподвижным поршнем или подвижным цилиндром.

Рис. 4. Пневмоцилиндр: 1 – кольцо круглого сечения неподвижное; 2 – кольцо круглого сечения подвижное; 3 – поршень

Пневмокамера двустороннего действия (рис. 5) крепится к корпусу устройства фланцем с болтами 6. При подаче через отверстие 1 сжатый воздух попадает в бесштоковую полость, которая образуется с одной стороны крышкой 2, а с другой – эластичной диафрагмой 3, зажатой по наружному диаметру D крышкой 2 и по внутреннему диаметру d диском 4 с штоком 5. Сжатый воздух перемещает вправо диафрагму 3 вместе с диском 4 и штоком 5, который соединен с зажимным механизмом. При подаче сжатого воздуха в отверстие 7 диафрагма 3 вместе с присоединенными к ней деталями возвращается в исходное положение.

Рис. 5. Пневмокамера двустороннего действия

3. Распределительные устройства

Распределительный кран (рис. 6) служит для изменения направления движения сжатого воздуха.

Если рукоятка крана 6 расположена так, чтобы каналы золотника 5 были параллельны горизонтальной оси, то сжатый воздух подается в левую полость 1 цилиндра и поршень 2 со штоком 4 перемещается вправо; при этом воздух из полости 3 цилиндра выпускается через распределительный кран в атмосферу.

Рис. 6. Схема работы распределителя – крана с плоским золотником для воздуха

При положении рукоятки крана 6, в котором каналы золотника 5 располагаются вдоль вертикальной оси, сжатый воздух подается в полость 3 цилиндра, а воздух из полости 1 цилиндра выпускается через распределительный кран в атмосферу.

Плунжер – золотник (так же как в гидроприводе) управляет потоком воздуха тем, что соединяет напорную магистраль с рабочей полостью цилиндра. Отработанный воздух сбрасывается в атмосферу.

Перемещение плунжера может выполняться вручную, кинематическими устройствами (например, кулачками), электромагнитами, а также гидравлическими или пневматическими устройствами.

Защитные устройства пневматических приводов

ОКС 13.100
23.100

Дата введения 2008-07-01

1 ПОДГОТОВЛЕН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 419 “Гидроприводы и системы”

3 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к Европейскому стандарту ЕН 983:1996 “Безопасность машин. Требования безопасности к гидравлическим и пневматическим установкам и устройствам. Пневматика”. (ЕН 983:1996 “Safety requirements for fluid power and their components – Pneumatics”). При этом дополнительные положения, учитывающие потребности национальной экономики Российской Федерации и особенности российской национальной стандартизации выделены курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5).

Изменения, введенные в настоящий стандарт по отношению к международному стандарту, обусловлены необходимостью наиболее полного достижения целей научной стандартизации

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячно издаваемых информационных указателях “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Настоящий стандарт разработан для содействия унификации правил по безопасности и действий на территории страны для каждого случая использования пневмоприводов, пневмосистем и пневмоустройств и содержит общие требования к ним.

В настоящем стандарте использована техническая информация из признанных технических источников (например ЕН ИСО, национальных стандартов и других европейских документов).

Настоящий стандарт может служить основой для установления специальных требований для производителя при изготовлении машин, содержащих пневмоприводы, пневмосистемы и пневмоустройства.

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на пневмоприводы, пневмосистемы и входящие в их состав пневмоустройства в машинах (агрегатах). В настоящем стандарте перечислены опасности и факторы, которые возникают при работе пневмоприводов, пневмосистем и входящих в их состав пневмоустройств и влияют на безопасность машин (агрегатов) при нарушении условий и правил эксплуатации, установлены предельные нормы требований при проектировании и эксплуатации и мероприятия по их обеспечению.

Установленные настоящим стандартом требования безопасности распространяются на все этапы создания и эксплуатации новых и модернизации находящихся в эксплуатации пневмоприводов, пневмосистем и входящих в их состав пневмоустройств и должны учитываться при проведении сертификации.

Требования настоящего стандарта не распространяются на пневмоприводы, пневмосистемы и входящие в их состав пневмоустройства, спроектированные и изготовленные до даты введения настоящего стандарта в действие.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 12.4.026-2001 Система стандартов безопасности труда. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний

ГОСТ Р 50552-93 Промышленная чистота. Материалы фильтрации. Общие технические требования

ГОСТ Р 50553-93 Промышленная чистота. Фильтры и фильтроэлементы. Общие технические требования

ГОСТ Р 50555-93 Промышленная чистота. Классы чистоты газов

ГОСТ Р 50556-93 Гидропривод объемный. Анализ загрязненности частицами. Отбор проб жидкости из трубопроводов работающих систем

ГОСТ Р 50559-93 Промышленная чистота. Общие требования к поставке, транспортированию, хранению, заправке жидких рабочих сред

ГОСТ Р МЭК 60204.1-99 * Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007. – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы

ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.014-90* Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентраций вредных веществ индикаторными трубками
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.1.014-84. Здесь и далее. – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 12.1.016-79 Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ

ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

ГОСТ 12.1.026-79* Система стандартов безопасности труда. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом поле
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51401-99. Здесь и далее. – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 12.1.050-86 Система стандартов безопасности труда. Методы измерения шума на рабочих местах

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.030-2000 Система стандартов безопасности труда. Машины ручные. Шумовые характеристики. Нормы. Методы испытаний

ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.2.033-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.012-83 Система стандартов безопасности труда. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования

ГОСТ 12.4.040-78 Система стандартов безопасности труда. Органы управления производственным оборудованием. Обозначения

ГОСТ 4751-73 Рым-болты. Технические условия

ГОСТ ИСО/ТО 12100-1-2001 * Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 1. Основные термины, методика
________________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ ИСО 12100-1-2007. Здесь и далее. – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ ИСО/ТО 12100-2-2002 Безопасность оборудования. Основные понятия, общие принципы конструирования. Часть 2. Технические правила и технические требования

ГОСТ 13716-73 Устройства строповые для сосудов и аппаратов. Технические условия

ГОСТ 14202-69 Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупредительные знаки и маркировочные щитки

ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)

ГОСТ 16519-2006 (ИСО 20643:2005) Вибрация. Определение параметров вибрационной характеристики ручных машин и машин с ручным управлением. Общие требования

ГОСТ 17216-2001 Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей

ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности

ГОСТ 17752-81 Объемный гидропривод и пневмопривод. Основные термины и определения

ГОСТ 18460-91 Пневмоприводы. Общие технические требования

ГОСТ 19862-87 Пневмоприводы. Методы измерения параметров

ГОСТ 21752-76 Система “Человек-машина”. Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования

ГОСТ 21753-76 Система “Человек-машина”. Рычаги управления. Общие эргономические требования

ГОСТ 22976-78 Гидроприводы, пневмоприводы и смазочные системы. Правила приемки

ГОСТ 24054-80 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования

ГОСТ 25144-82 Пневмоприводы. Пневмоглушители. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 26714-77* Система “Человек-машина”. Выключатели и переключатели клавишные и кнопочные. Общие эргономические требования
________________
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ 22614-77. Здесь и далее (см. п.5.2.4.4). – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 26715-77* Система “Человек-машина”. Выключатели и переключатели типа “тумблер”. Общие эргономические требования
________________
* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать ГОСТ 22615-77. Здесь и далее (см. п.5.2.4.4). – Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 28567-90 Компрессоры. Термины и определения

ГОСТ 28988-91 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Вибрационные характеристики, испытания на виброустойчивость и вибропрочность

ГОСТ 29014-91 Пневмоприводы. Общие методы испытаний

ГОСТ 30105-95 Пневмоприводы. Пневмоцилиндры одностороннего и двустороннего действия. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 30155-95 Пневмоприводы. Пневмодроссели и пневмодроссели с обратным клапаном. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 30156-95 Пневмоприводы. Пневмоклапаны редукционные. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 30526-97 Пневмоприводы. Осушители сжатого воздуха. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 30869-2003 Безопасность оборудования. Требования безопасности к гидравлическим и пневматическим системам и их компонентам. Пневматика

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

пневмопривод: Привод, в состав которого входит пневматический механизм, в котором рабочая среда находится под давлением, с одним или более объемными пневмодвигателями.

[ГОСТ 17752-81, статья 1]

пневмосистема: Совокупность пневмоустройств, входящих в состав пневмопривода.

[ГОСТ 17752-81, статья 5]

Читайте также:  Знакомство с современным автомобилем
Ссылка на основную публикацию