Что делает тормозная камера? Руководство по камерам пневматического и дискового тормоза

Что делает тормозная камера?

Тормозная камера преобразуется давление сжатого воздуха в механическую силу толкателя который физически задействует тормоза автомобиля. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, давление воздуха поступает в камеру и прижимает гибкую диафрагму к толкателю, который выдвигается наружу и активирует тормозной механизм — либо S-образный кулачок и тормозные колодки на барабанном тормозе, либо рычаг суппорта на дисковом тормозе. Без функционирующей тормозной камеры давление воздуха не сможет преобразоваться в силу зажима или трения, необходимую для замедления или остановки автомобиля.

В большинстве тяжелых грузовиков, прицепов и автобусов тормозные камеры работают в диапазоне давления воздуха примерно от 60 до 100 фунтов на квадратный дюйм , при этом система обычно поддерживает давление в воздушных резервуарах от 100 до 120 фунтов на квадратный дюйм, чтобы обеспечить запас прочности. Одна комбинированная камера обычно содержит две отдельные функции в одном корпусе: секцию рабочего тормоза, которая задействует тормоза во время обычного движения, и секцию пружинного тормоза, которая автоматически включает стояночный или аварийный тормоз, если давление воздуха падает слишком низко. Эта двойная конструкция позволяет пневматическим тормозным системам «отказываться» — потеря давления воздуха приводит к включению тормозов, а не их отпусканию.

Как работает тормозная камера шаг за шагом

Понимание внутренней последовательности помогает объяснить, почему тормозные камеры считаются одними из наиболее важных с точки зрения безопасности компонентов транспортного средства с пневматическими тормозами.

Применение рабочего тормоза

Когда водитель нажимает педаль тормоза, ножной (педальный) клапан выпускает сжатый воздух в камеру рабочего тормоза. Давление воздуха давит на резиновую диафрагму, заставляя толкатель выдвигаться. Толкатель соединяется с регулятором зазора или рычагом суппорта, вращая S-образный кулачок или сжимая суппорт, который прижимает тормозные колодки или колодки к барабану или ротору.

Применение пружинного тормоза (стояночного тормоза)

Задняя часть комбинированной камеры содержит мощную винтовую пружину, которая удерживается в сжатом состоянии под давлением воздуха во время нормальной езды. Когда стояночный тормоз включен или давление воздуха падает ниже примерно от 20 до 45 фунтов на квадратный дюйм , пружина освобождается и выталкивает собственный толкатель наружу, механически задействуя тормоза даже при отсутствии воздуха в системе. Вот почему автомобиль с серьезной утечкой воздуха в конечном итоге остановится сам, а не будет свободно катиться.

Отпуск тормоза

При отпускании педали тормоза воздух выйдет из сервисной камеры через педальный клапан. Возвратная пружина внутри камеры затем возвращает толкатель в исходное положение, сбрасывая давление на тормозной механизм, чтобы колесо снова могло свободно вращаться.

Ключевые компоненты внутри тормозной камеры

Хотя конструкции у разных производителей немного различаются, почти каждая камера пневматического тормоза имеет одни и те же внутренние части.

Что такое камера дискового тормоза и чем она отличается?

A камера дискового тормоза представляет собой привод пневматического тормоза, специально разработанный и установленный для работы с суппортом пневматического дискового тормоза (ADB), а не с S-образным кулачком и колодкой барабанного тормоза. Хотя основной принцип преобразования воздуха в механический идентичен, камеры дисковых тормозов отличаются друг от друга несколькими практическими различиями.

Более короткая длина хода

Суппорты пневматических дисковых тормозов оснащены внутренним автоматическим регулятором, который постоянно поддерживает очень небольшой и постоянный рабочий зазор между колодкой и ротором — обычно около от 0,4 до 0,6 мм . По этой причине в камерах дисковых тормозов обычно используется стандартный ход около 2,0 дюйма по сравнению с 2,5-дюймовыми камерами с длинным ходом, которые обычно используются в барабанных тормозах для компенсации износа колодок между регулировками.

Прямой монтаж суппорта

Вместо того, чтобы соединяться через внешний регулятор зазора и вал S-образного кулачка, камера дискового тормоза обычно крепится непосредственно к корпусу суппорта и воздействует на внутренний рычаг, который приводит в движение мост или механизм силового винта, прижимая колодки к ротору с обеих сторон.

Более быстрый и последовательный ответ

Поскольку до того, как колодки соприкоснутся с ротором, не возникает люфта, камеры дисковых тормозов имеют тенденцию обеспечивать более немедленную и последовательную реакцию торможения на протяжении всего срока службы камеры, тогда как реакция барабанных тормозов может незначительно меняться, поскольку регулятор зазора компенсирует износ колодок с течением времени.

Сравнительная таблица: камера дискового тормоза и камера барабанного тормоза (S-Cam)

Распространенные размеры тормозных камер и номера типов

Тормозные камеры идентифицируются по номеру «Тип», который соответствует эффективной площади поверхности диафрагмы в квадратных дюймах, а не ее физическому внешнему диаметру. Больший номер типа создает большую выходную силу при том же давлении воздуха, поэтому при более тяжелых позициях оси обычно используются камеры большего размера.

Самый современный Камеры пневматического дискового тормоза относятся к диапазону от Типа 20 до Типа 24. , что обеспечивает достаточную силу зажима суппорта, сохраняя при этом камеру достаточно компактной, чтобы обеспечить более плотную монтажную оболочку вокруг узла дискового тормоза.

Признаки неисправности тормозной камеры

Тормозные камеры подвергаются постоянному циклическому давлению, дорожному мусору, влаге и перепадам температуры, поэтому износ неизбежен в течение всего срока службы автомобиля. Следите за этими предупреждающими знаками:

• Видимые утечки воздуха или шипящий звук, исходящий из корпуса камеры или зажимного кольца.
• Медленное нажатие или отпускание тормоза, что указывает на повреждение диафрагмы или ограничение прохода воздуха.
• Ход толкателя, который часто превышает указанный производителем предел от 2 до 2,5 дюймов в зависимости от типа камеры.
• Видимая ржавчина, коррозия или трещины на корпусе, особенно вокруг шва зажимного кольца.
• Стояночный тормоз не удерживает автомобиль на уклоне, что указывает на слабую или сломанную силовую пружину.
• Неравномерный износ тормозов или увод в сторону при торможении, что может указывать на то, что одна камера работает хуже других.

Разрыв диафрагмы является одной из наиболее распространенных точек отказа и обычно вызывает немедленное и заметное падение давления воздуха, а также полную потерю тормозного усилия в этом положении колеса, что делает ремонт приоритетным, а не отложенным. Записи о техническом обслуживании парка постоянно показывают, что разрыв диафрагмы и коррозия зажимного кольца являются двумя основными причинами внеплановой замены тормозной камеры.

Рекомендации по осмотру и техническому обслуживанию

Поскольку тормозные камеры классифицируются как критически важные для безопасности компоненты, большинство автопарков следуют структурированному графику проверок, а не ждут видимого отказа.

Проверка хода толкателя

Технические специалисты измеряют, насколько далеко выдвигается толкатель при полностью задействованных тормозах, при давлении от 90 до 100 фунтов на квадратный дюйм. Чрезмерное перемещение камеры за пределы номинального хода обычно указывает на изношенный рычаг натяжения, разрегулированный тормоз или износ внутренней камеры и является одним из наиболее распространенных элементов, отмечаемых во время придорожного осмотра Альянса по безопасности коммерческих транспортных средств (CVSA).

Тестирование на утечки

Мыльный раствор, нанесенный на зажимное кольцо и фитинги воздухопровода, будет заметно пузыриться, если воздух выйдет. Многие автопарки также проводят статические испытания на потерю воздуха, наблюдая за тем, чтобы давление в системе оставалось стабильным в течение заданного времени при включенных тормозах и выключенном двигателе.

Рекомендуемая частота проверок

Большинство программ технического обслуживания рекомендуют проводить полную проверку тормозной камеры каждый раз. интервал профилактического обслуживания (PM) , обычно каждые 25 000–30 000 миль для грузовых автомобилей повышенной проходимости, с визуальной проверкой во время каждого предрейсового осмотра.

Рекомендации по замене и указания по безопасности

Замена тормозной камеры — особенно камеры пружинного тормоза (стояночного тормоза) — требует особых мер предосторожности из-за накопленной механической энергии внутри силовой пружины.

1. Всегда запирайте пружинный тормоз с помощью встроенного в камеру болта перед его отсоединением, поскольку сжатая силовая пружина может освободиться с достаточной силой, что может привести к серьезной травме.
2. Точно сопоставьте номер типа и длину хода сменной камеры с исходной спецификацией для данного положения оси.
3. Осмотрите и, при необходимости, замените монтажный кронштейн и зажимную ленту, поскольку коррозия в этих местах является частой причиной повторных неисправностей.
4. После установки выполните полную проверку хода толкателя и проверку на герметичность, прежде чем возвращать автомобиль в эксплуатацию.
5. Никогда не пытайтесь разобрать секцию камеры пружинного тормоза в полевых условиях; они предназначены для замены в виде герметичного блока из-за опасности, которую представляет внутренняя пружина.

Ожидаемый срок службы большинства тормозных камер OEM и послепроизводителей составляет примерно от 5 до 7 лет или от 250 000 до 500 000 миль при нормальных условиях эксплуатации, хотя суровый климат, воздействие дорожной соли и частые циклы остановки и движения могут значительно сократить этот интервал.

Как размер камеры влияет на тормозную силу

Основная физика тормозной камеры проста: выходная сила равна давлению воздуха, умноженному на эффективную площадь диафрагмы. Эта взаимосвязь объясняет, почему выбор правильного номера типа для каждого положения оси так же важен, как и механическое состояние камеры.

Например, Камера типа 30 при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм теоретически может генерировать около 3000 фунтов начальной силы толкателя (30 квадратных дюймов x 100 фунтов на квадратный дюйм), тогда как меньшая камера Типа 12 при том же давлении производит всего около 1200 фунтов. На практике полезная сила ниже этого теоретического значения, поскольку внутренняя возвратная пружина и геометрия диафрагмы поглощают часть этой силы, когда толкатель выдвигается во время своего хода, но относительная разница между размерами камеры остается пропорциональной.

Именно поэтому камеры меньшего размера или несоответствующие друг другу камеры представляют собой проблему безопасности: установка камеры меньшего размера, чем указано для данной оси, может привести к тому, что тормоз не сможет генерировать достаточную силу зажима на роторе или барабане, даже если сама камера работает нормально. И наоборот, камера слишком большого размера может прикладывать большее усилие, чем было рассчитано на суппорт или фундаментное тормозное оборудование, что ускоряет износ колодок, роторов или тормозных колодок.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать камеру дискового тормоза в барабанной тормозной системе или наоборот?

Вообще нет. Несмотря на то, что в обоих типах камер используется один и тот же принцип «воздух-механика», длина хода, расположение болтов крепления и геометрия рычага соответствуют конкретной конструкции тормоза, поэтому переключение между дисковыми и барабанными вариантами без одобрения производителя может привести к недостаточному ходу или неправильному усилию зажима.

Почему камеры пружинного тормоза выглядят больше, чем камеры, предназначенные только для обслуживания?

Комбинированная камера пружинного тормоза объединяет две секции в одном блоке — камеру рабочей диафрагмы и большую секцию пружинного тормоза за ней — поэтому общий корпус длиннее, чем камера только для обслуживания, чтобы вместить силовую пружину, необходимую для парковки и экстренного торможения.

Что произойдет, если тормозная камера полностью выйдет из строя во время движения?

Выход из строя одной камеры обычно приводит к снижению тормозной силы в этом положении колеса, а не к полной потере тормозов, поскольку большинство тяжелых транспортных средств имеют несколько независимо работающих тормозных камер на разных осях. Однако это значительно увеличивает тормозной путь и должно рассматриваться как немедленный выход из строя.

Ссылки

• Федеральное управление безопасности автотранспортных средств (FMCSA) — стандарты проверки тормозной системы коммерческих автомобилей
• Альянс по безопасности коммерческих транспортных средств (CVSA) — Североамериканские стандартные критерии выхода из строя тормозных систем
• SAE International - Стандарты конструкции и производительности привода пневматического тормоза
• Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) — Федеральный стандарт безопасности транспортных средств 121 (пневматические тормозные системы)