Дисковые тормоза на грузовиках

Тормозная система грузовика постоянно сталкивается с невероятными для обычного автомобиля перегрузками. Даже если грузовик эксплуатируется, скажем, в порту в равнинном городе, всё равно требуется огромная энергия, прочность тормозных механизмов, чтобы остановить машину весом до десятков тонн. А в случаях, когда грузовик работает в условиях холмистой или горной местности возникает совершенно уникальная для автомобильной промышленности задача. Тормозная система должна справляться с остановкой многотонного тягача даже в случае, когда все остальные методы торможения не дали нужного результата. Конечно, на длительных спусках на грузовиках применяются специальные устройства – ретардеры. Ретардер – это устройства, которые, как правило, располагаются на вторичном валу КПП и предназначены для того, чтобы снижать скорость его вращения. А, значит, и скорость грузовика на спуске.

Однако, любая система имеет свойство рано или поздно отказывать. Убедиться в этом можно поискав в яндексе запрос “у грузовика на спуске с горы отказал ретардер”. Появившееся огромное количество новостей с таким заголовком и масштабы последствий таких отказов обязательно наведут вас на мысль – а как же подстраховаться в такой ситуации?

Производители грузовиков и запчастей давно дали ответ на этот вопрос – установка на грузовик современных дисков тормозов с эффективным охлаждением представляется единственным правильным выходом.

На грузовиках дисковые тормоза появились несколько позже, чем на легковых автомобилях, но впоследствии стали получать всё большее распространение в конструкциях грузовых автомобилей и автобусов. В самом начале они выполняли исключительно функцию трансмиссионного тормоза.

Однако, в процессе эксплуатации и опытов с установкой на грузовики тормозных дисковых механизмов выяснилось, что они обладают рядом важных преимуществ над традиционными барабанными тормозами.

Дисковые тормоза обеспечивают более равномерный износ колодок, идентичную эффективность торможения при движении как вперёд, так и назад. Они менее чувствительны к изменению температуры фрикционных накладок и коэффициента трения. Вообще температура обода колеса значительно меньше, чем в случае активного использования барабанных тормозов. Удельное давление в фрикционных парах меньше за счёт увеличения поверхности трения (это положительно влияет на износ, уменьшается выкрашивание колодок и диска). Дисковые тормоза несравненно легче в обслуживании и меньше по габаритам, но конструкция при этом жёстче. Всё это позволяет снизить технологические зазоры в конструкции, а, значит, повысить эффективность тормозного привода, сократить время срабатывания тормозов и увеличить точность дозирования тормозного усилия на педали.

Дисковые тормоза – это высокоточные, сложные в изготовлении детали. Когда потребуется замена дисковых тормозов грузовика – не спешите обращаться в первый попавшийся магазин. Например, если у вас в автопарке есть ГАЗ Валдай, оснащённый дисковыми тормозами, вы можете обратиться к официальному п оставщику запчастей ГАЗ в вашем регионе и найти у него настоящие, сертифицированные запчасти.

Ретардер – дополнительные возможности тормозной системы | “Камаз-Ремонт”

Безопасность автомобильного транспорта упирается в длину тормозного пути. Обеспечить максимальную защиту водителя, груза и самого автомобиля стараются инженеры, ищущие все более оптимальные способы усиления способности остановить автомобиль в различных ситуациях.

Помимо основной тормозной системы все большей популярностью пользуются ретардеры–устройства, которое без использования основной тормозной системы способно замедлить скорость передвижения транспортного средства.

Ретардерами оснащают, прежде всего, грузовые, тяжелые и потому особенно опасные транспортные средства: поезда, автобусы, фуры.

Различают несколько видов систем для замедления движения

Первичные тормоза-замедлители устанавливают на валу коробки передач. Он имеет небольшой вес (1,5 кг) и заполняется жидкостью, которая способна поглощать энергию, выделяющуюся при экстренном торможении. Размещают на первичном валу коробки передач.

Вторичные замедлители (ретардеры) могут быть интегрированы с коробкой передач, он весит около  40 кг и подключается к системе охлаждения двигателя.

Размещают на втором валу коробки передач.

Ретардеры называются также трансмиссионными тормозами, так как напрямую воздействуют на двигатель, колеса при этом не блокируются.

Ретардеры могут заполняться маслом, но бывают и водяные системы, во всех случаях идет речь о специальной вязкой жидкости. Помимо гидравлических систем, часто используют электродинамическую схему (она способна выдать большее тормозное усилие, но менее стабильное, чем при гидравлической схеме).

Преимущества использования ретардеров (тормозов-замедлителей)

Современный ретардер может обеспечить 90% замедлений, сохраняя тормозные колодки (износ может быть снижен до 80%). Весь модельный ряд магистральных автомобилей КАМАЗ грузоподъемностью 13,5 тн оборудованы ретардерами.

Существуют ретардеры, которые способны рекуперировать энергию, выработанную при торможении, и вернуть ее при дальнейшем разгоне.

Для транспорта, используемого на горных дорогах, при частой эксплуатацией на уклоне, ретардернеобходим для качественного и безопасного вождения.

Тормоза-замедлители – очень экономичное устройство: используя различные устройства с функцией ретардеров, можно существенно снизить расход топлива, значительно уменьшить износ шин, и существенно повысить безопасность движения.

Одной из задач конструкторов сейчас является повышение маневренности транспортного средства при торможении.

Краткое ознакомление с устройством трансмиссионного тормоза (ретардера) приведено в этом видео.

Торможение и устойчивость: замедлители

Ретардеры дополняют функции традиционной тормозной системы, снижая скорость транспортного средства, но они также помогают сократить расходы и снизить утомляемость водителя. Отчет Криса Тиндалла

Назначение ретардера состоит в том, чтобы дополнить или заменить определенные функции тормозной системы, основанной на трении, когда транспортное средство движется не на очень малых скоростях.

«С точки зрения эффективности моторный тормоз предпочтительнее любого другого устройства, поскольку это наиболее эффективный способ замедления транспортного средства с использованием самого существующего двигателя в качестве тормозного устройства», — говорит Хилко Шмитт, европейский бизнес. менеджер по развитию Jacobs Vehicle Systems. Это производитель «Джейка Брейка», выпущенного в 1961, считается первым механизмом изменения фаз газораспределения по требованию на дизельном грузовике.

Но главное преимущество любого тормозного устройства заключается не только в безопасности. Представитель Daimler Trucks заявляет: «Ретардеры могут значительно снизить затраты оператора, поскольку их использование снижает износ тормозов, сохраняет вкладыши и тормозные колодки, а также барабаны и тормозные диски. В результате можно сократить использование рабочего тормоза на 50-80%, в зависимости от топографических условий».

Он продолжает: «Дополнительное преимущество — помимо сокращения жизненного цикла и затрат на техническое обслуживание — заключается в том, что он также снижает утомляемость водителя. Ретардер также обеспечивает более высокую скорость спуска и, следовательно, более высокую среднюю скорость. Наконец, эффективность торможения не зависит от частоты вращения двигателя, поэтому при наличии встроенной трансмиссии входная скорость может быть увеличена для получения подходящего тормозного момента даже при движении автомобиля на низкой скорости».

ТИПЫ

Существует четыре основных типа тормозов-замедлителей, используемых в грузовых автомобилях: моторные тормоза, моторные тормоза, гидравлические замедлители и электронные или магнитные тормоза-замедлители. Все типы используются разными OEM-производителями грузовиков.

Allison Transmission описывает функцию моторного тормоза как ретардера, который частично глушит двигатель, помогая снизить скорость автомобиля. Когда поршень достигает верхней мертвой точки, скопившийся в цилиндре сжатый воздух выпускается, прежде чем он сможет действовать как пружина, толкая поршень обратно вниз. Делая это, двигатель замедляет транспортное средство, а также действует как воздушный компрессор.

Моторный тормоз DAF MX, например, работает вместе со стандартным моторным тормозом, чтобы ускорить синхронизацию двигателя и коробки передач. Например, на двигателе MX-11 специальный узел тормозного кулачка и коромысла, управляющий одним выпускным клапаном на цилиндр, создает тормозное усилие до 340 кВт при 2100 об/мин. (На MX-13 система с гидравлическим управлением интегрирована в собственные коромысла клапанов двигателя.) Водители выбирают режим торможения двигателем на правом рычажке приборов. Система является стандартной для тракторов CF и XF, а также четырехосных грузовиков.

Моторный тормоз Volvo известен как VEB и первоначально был запущен в 1993 году для совершенно нового двигателя D12 в модельном ряду FH. Джон Комер, руководитель отдела управления грузовыми автомобилями Volvo Trucks, говорит: «Основное преимущество заключается в том, что вы получаете высокие характеристики замедления без ухудшения характеристик из-за нагрева, при дополнительном весе в 6 кг и за небольшую часть стоимости ретардера с коробкой передач. . При 2400 об/мин он может развивать мощность от 290 до 300 кВт, в зависимости от объема двигателя».

Моторные тормоза проще, но работают аналогично моторным тормозам. Они ограничивают выпуск выхлопных газов — обычно с помощью клапана для создания обратного давления в системе — что заставляет двигатель работать с большей нагрузкой, тем самым замедляя автомобиль.

Volvo Trucks полагается на тормоз-бабочку выхлопа или регулятор давления выхлопа в стандартной комплектации для всей своей линейки. Выхлопные тормоза также входят в стандартную комплектацию всей линейки крупногабаритных автомобилей MAN. Они используются в сочетании с MAN EVBec (на фото выше), который расширяет обычные функции тормоза с выпускным клапаном, обеспечивая бесступенчатую регулировку тормозной мощности.

Когда выпускной дроссельный клапан закрыт, в выпускном канале возникают волны давления, что приводит к кратковременному открытию выпускных клапанов. Поршень, находящийся под давлением моторного масла в блоке выпускных клапанов, удерживает клапаны открытыми во время сжатия и последующего такта расширения. Это означает, что и такт сжатия, и такт расширения также могут использоваться для целей торможения. Это улучшает эффективность торможения по сравнению с моторным тормозом с выхлопной заслонкой.

Третий тип, электронный тормоз-замедлитель, широко используется на небольших автобусах, оборудованных полностью автоматическими коробками передач Allison серии 1000/2000, которые не предлагаются с гидравлическими замедлителями. Инженер по применению Allison Гэвин Бредвелл говорит, что он основан на принципе вихретокового торможения. Это замедляет транспортное средство за счет использования электромагнитного ротора для создания вихревого тока, который создает магнитное поле в статоре, прикрепленном к шасси транспортного средства.

Два противоположных поля создают силу сопротивления, которая замедляет ротор и ось или карданный вал, к которому он прикреплен. Он добавляет: «Поскольку здесь нет трения, детали не изнашиваются». Кроме того, систему можно использовать для круиз-контроля с помощью сигналов дроссельной заслонки двигателя, передаваемых через систему CAN-Bus.

Гидравлические тормоза-замедлители работают за счет сил физического сопротивления между динамическими и статическими лопастями в заполненной жидкостью камере, установленной на выходном валу. Брэдвелл добавляет: «Заполнение камеры оказывает сопротивление выходному валу, замедляя транспортное средство. Чем больше масла в камере, тем сильнее торможение. Например, в трансмиссии Allison серии 3000 ретардер с низким входным крутящим моментом может быть установлен на любое значение крутящего момента от 750 до 2170 Нм. Этот тип системы очень тихий и работает тише, чем работающий двигатель».

В 2014 году компания Scania объявила о последнем усовершенствовании гидравлического тормоза-замедлителя, который она использует в своих грузовиках, который автоматически отключается и работает на выбеге, когда он не используется, что позволяет экономить топливо. По словам технического менеджера Scania по предпродажной подготовке Фила Рутама, R4100D обеспечивает более высокий тормозной эффект — 4100 Нм вместо 3500 Нм — и более эффективное торможение при более низких оборотах двигателя, а также снижение лобового сопротивления. Рутэм говорит: «[Есть] преимущества с точки зрения эффективности, с точки зрения того, как он активируется. Большая часть работы по разработке сейчас заключается в том, как вы смешиваете ее со всеми другими системами: как уменьшить сопротивление, уменьшить вес, уменьшить штрафы, количество требуемого масла и как вы интегрируете ее больше».

ИНТАРДЕРЫ

Некоторые OEM-производители грузовиков устанавливают гидрозамедлители не на двигатель, а на коробку передач. Версия ZF называется Intarder. DAF поставляет один в качестве опции для автомобилей DAF XF и CF с двигателями MX-11 или MX-13. Эффект торможения достигается за счет попадания масла в контур замедлителя. Тормозной момент — максимум до 4000 Нм с автоматизированной коробкой передач TraXon или 3500 Нм с механической коробкой передач — определяется количеством масла в контуре ретардера. Интардер включает в себя встроенный охладитель, который подключен к системе охлаждения двигателя. Во избежание перегрева ЭБУ автоматически уменьшает эффект замедления при заданной температуре. Это означает, что двигатель должен работать на высоких оборотах для максимального эффекта охлаждения, чтобы поддерживать максимальный эффект замедления при длительной работе ретардера. Отчасти по этой причине Комер из Volvo, которая также предлагает ретардер коробки передач, указывает, что его основное применение в Великобритании — это международные грузовики, курсирующие по альпийским маршрутам, или большегрузные перевозки.

Кроме того, установка может быть сложной. «Дополнительный вес составляет около 105 кг, и система требует дополнительного охлаждения редуктора, а установка в шасси может быть затруднена, когда речь идет о пространстве для упаковки вокруг редуктора». Наконец, интардеры стоят почти в четыре раза дороже моторных тормозов.

Для работы на более низких скоростях MAN рекомендует не ретардер коробки передач, а систему под названием PriTarder, разработанную Voith.

В нем используются две противоположные силы: крыльчатка в системе охлаждения, приводимая в движение карданным валом, обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости; он замедляется статором, создавая определенное сопротивление двигателю, чтобы создать тормозное сопротивление. Тепло, выделяемое при торможении, непосредственно воздействует на охлаждающую жидкость двигателя. По словам представителя MAN, PriTarder представляет собой комбинацию гидрозамедлителя с усовершенствованным моторным тормозом MAN с электронным управлением. Он добавляет: «Эффект MAN PriTarder зависит от частоты вращения двигателя, а не от скорости движения, как в случае вторичного ретардера».

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Что касается технического обслуживания, уход за маслом является наиболее важным фактором сохранения эффективности моторного тормоза.

Шмитт из Jacobs утверждает, что графики обслуживания моторных тормозов всегда совпадают с интервалами обслуживания двигателя. Таким образом, новый или новый тормоз требует очень небольшой доработки: «Обычно это просто проверка зазора и зазора коромысла тормоза одновременно с первой заменой масла в двигателе и проверкой регулировки зазора, обычно на пробеге около 150 000 км ( 93000 миль)».

Комер соглашается: «Моторное масло используется гидравлическим коромыслом, чтобы заполнить зазор на распределительном валу для моторного тормоза, поэтому качество и техническое обслуживание моторного масла в запланированные интервалы времени имеют жизненно важное значение. Коромысел VEB также необходимо регулярно проверять и регулировать в соответствии с рекомендациями производителя. Точно так же гидравлическое масло в редукторе-замедлителе необходимо менять в соответствии с графиком, который зависит от области применения и годового пробега».

Заключает Шмитт: «Проверки системы включают в себя проверку емкости масло-водяного радиатора и работу вентилятора охлаждения, которые являются дополнениями к обычному обслуживанию системы охлаждения двигателя».

Автор
Крис Тиндалл

Связанные загрузки
212727/Retarder.pdf

Родственные компании
Allison Transmission Europe BV
DAF Trucks Ltd
Jacobs Vehicle Systems Inc
MAN Truck & Bus UK Ltd
Volvo Group UK Ltd
ZF Services UK Ltd

Этот материал защищен авторским правом MA Business.
См. Условия.
Разовое использование разрешено, а массовое копирование — нет.
Для нескольких копий свяжитесь с отделом продаж.

что нового в: Моторные тормоза-замедлители

Мощность — это одновременно и благо, и проклятие дизельных двигателей, и именно здесь в игру вступают ретардеры, более известные как моторные тормоза. Пакбрейк объясняет, что, поскольку дизельные двигатели не имеют эффекта замедления, когда дроссельная заслонка находится в выключенном положении, тормозам грузовиков приходится работать очень усердно, чтобы замедлить и остановить транспортное средство. Добавьте к уравнению холм с уклоном от 6% до 8%, и результатом может быть перегрев тормозов или их затухание.

Моторные тормоза превращают дизельные двигатели в воздушные компрессоры, чтобы они поглощали энергию, а не производили ее. По словам Пакбрейка, это создает эффект замедления, который быстро замедляет двигатель и автомобиль.

В дополнение к безопасности, связанной с замедлением 80 000 фунтов. тягача с прицепом быстрее, моторные тормоза могут сэкономить деньги за счет снижения износа тормозов. По словам Pacbrake, регулярное использование моторного тормоза может продлить срок службы рабочих тормозов грузовика в пять раз. Учитывая, что замена тормозов может стоить от 300 до 1500 долларов, в зависимости от того, какие компоненты нуждаются в замене, моторные тормоза могут сэкономить от 1500 до 7500 долларов в год только на ремонте тормозов трактора.

Моторные тормоза бывают двух видов: компрессионные тормоза и тормоза выхлопа. Хотя оба тормозят двигатель, они делают это совершенно по-разному. Согласно Jacobs Vehicle Systems, компрессионный тормоз работает через набор чугунных корпусов, прикрепленных к головке цилиндров дизельного двигателя, которые гидравлически открывают выпускной клапан в конце хода поршня вверх. Он также ограничивает подачу топлива в форсунку в то же время. (Дальнобойщики часто называют моторные тормоза тормозами Jake, защищенное авторским правом название, которое охватывает все продукты Джейкоба для моторных тормозов. )

Энергия, накопленная в цилиндре, высвобождается в атмосферу, так что, когда поршень опускается при обычном такте рабочего хода, в цилиндре не остается давления, воздействующего на поршень. Таким образом, энергия двигателя передается от ведущих колес через выхлопную трубу, замедляя как двигатель, так и транспортное средство, объясняет Джейкобс.

Компрессионные тормоза также создают больше шума, своего рода «стаккато» или звук пулемета, что заставляет многие сообщества ограничивать или запрещать их использование. Однако Джейкобс отмечает, что тормоза соответствуют федеральному требованию, согласно которому грузовики должны издавать менее 80 дБ шума на расстоянии 50 футов. Многие жалобы, несомненно, исходят от людей, которые не знают о преимуществах безопасности, которые обеспечивают тормоза.

Моторные тормоза с отработавшими газами работают, удерживая компрессию в двигателе, а не отпуская ее. Обычно они расположены на выпускной стороне турбонагнетателя, поэтому вместо того, чтобы мешать двигателю всасывать воздух, он должен усерднее выбрасывать воздух. Когда выхлопные газы застревают позади тормоза, поршень встречает сопротивление, пытаясь протолкнуть газы мимо тормоза. Когда поршень двигателя сталкивается с этим сопротивлением, он поглощает энергию, что приводит к быстрому торможению, объясняет Пакбрейк.

По сравнению с компрессионными тормозами, выхлопные тормоза не создают шума. Но они требуют, чтобы двигатель имел высокий порог противодавления выхлопных газов, чтобы работать. Таким образом, в то время как моторные тормоза можно использовать почти на всех дизельных двигателях малой и средней мощности, для тяжелых дизелей с рабочим объемом 10 литров и выше требуются компрессионные тормоза. Компрессионные тормоза также обеспечивают удвоенное торможение по сравнению с моторными тормозами, что делает их предпочтительным моторным тормозом для тяжелых транспортных средств класса 8.

Тем не менее, Smartbrake указывает, что порог противодавления на некоторых двигателях большой мощности достаточно высок, чтобы обеспечить правильную работу моторного тормоза. Например, двигатель Cummins N-11 имеет максимальное противодавление 65 фунтов на квадратный дюйм, что идеально подходит для выхлопного тормоза.

Реальной проблемой является шум, хотя Джейкобс считает, что избыточный шум, на который люди жалуются, часто является результатом незаглушенных или плохо заглушенных выхлопных труб. Некоторые компании считают, что увеличение размера кольца выпускного клапана в дизельных двигателях большой мощности может устранить необходимость в компрессионных тормозах, тем самым устраняя проблему шума.

Кроме того, Pacbrake отмечает, что большая часть проблемы с шумом создается небольшим числом водителей класса 8, которые используют свои моторные тормоза в городе для обычного торможения, а не ограничивают их использование длинными крутыми склонами. Таким образом, третий вариант, по словам Pacbrake, будет состоять в том, чтобы оборудовать автомобили как компрессионными, так и выхлопными тормозами — один для использования на шоссе, а другой — для города.