Что такое «горный тормоз»?
Термин «горный томоз» применительно к автомобилестроению заключает в себе целую серию разнообразных устройств, способствующих торможению автомобиля на длительных спусках с помощью двигателя.
Работает только при включенной передаче и при режиме работы двигателя «холостой ход», то есть при отпущенной педали акселератора.
Может быть электромагнитным или механическим, при этом соответствующие устройства тормозят вращение коленчатого вала двигателя, что в свою очередь замедляет вращение колес, или атмосферным, при этом специальная заслонка в системе выпуска отработавших газов препятствует их свободному отводу, что в свою очередь уменьшает обороты двигателя.
Широко применяется на большегрузных автомобилях и автобусах.
Горный тормоз
Головка блока цилиндров дизеля с электронными насос-форсунками и декомпрессионным тормозом.
Тормоз-замедлитель, ретардер (англ. retarder), — устройство, предназначенное для снижения скорости транспортного средства без задействования основной тормозной системы. Использование тормоза-замедлителя необходимо для эксплуатации транспортных средств (преимущественно грузовых автомобилей и автобусов, а также поездов) в горных условиях на длительных спусках. Из большого количества схем чаще всего применяются электромагнитная и гидравлическая. Преимущество гидравлического тормоза-замедлителя в стабильности тормозного усилия по мере повышения температуры, в то время как электродинамический ретардер способен выдавать большее тормозное усилие. Кроме того, существуют тормоза-замедлители, способные к рекуперации энергии при торможении с дальнейшим возвращением её при разгоне.
По месту установки выделяют первичные тормоза-замедлители — установленные на первичном валу коробки перемены передач или на валу двигателя, и вторичные — на вторичном валу КПП.
Интардер — трансмиссионный тормоз-замедлитель автобусов и среднетоннажных грузовиков европейской конструкторской школы; разработка немецкой компании ZF Friedrichshafen AG. По конструкции представляет собой тормоз-замедлитель (ретардер), встроенный (интегрированный — in) в коробку передач. Если ретардер объединен с коробкой передач, он называется интегрированным: фирма ZF даже ввела для него отдельное название — «интардер». Он соединяется со вторичным валом не напрямую, а через пару шестерен с передаточным отношением примерно 1:2, поэтому скорость вращения ротора здесь в два раза выше (что позволяет улучшить характеристики тормозного момента на малых скоростях).
Также к тормозу-замедлителю относят моторный тормоз, существует несколько его разновидностей. Самая старая конструкция — компрессионный тормоз, применяемый, в частности, на некоторых модификациях двигателей ЯМЗ-236 и 238 для грузовиков МАЗ, Урал, КрАЗ— заслонка в выпускном коллекторе, перекрывающая выход отработавших газов, что создаёт противодавление, тормозящее двигатель и автомобиль. Также при этом отсекается подача топлива в цилиндры. Оба действия выполняют пневмоцилиндры, включаемые педалью, стоящей под педалью сцепления. Американский изобретатель Джекобс создал другой тип моторного тормоза — декомпрессионный тормоз, названный в его честь Jake brake и в том или ином виде перенятый производителями других стран.
Суть Jake brake — в выпуске воздуха из цилиндра сразу после такта сжатия, таким образом воздух не используется для сжигания топлива, двигатель не производит полезной работы, а работает как компрессор. К примеру, на двигателе Detroit Diesel MBE 4000 (Mercedes-Benz OM 460 LA), стоящем на некоторых грузовиках Freightliner и других, для торможения каждый цилиндр имеет специальный маленький выпускной клапан, открываемый пневмоприводом. В двигателях Iveco Cursor декомпрессионный тормоз реализован иначе — рокеры (коромысла) выпускных клапанов сидят на эксцентриковом валу, а распредвал имеет по два кулачка на каждый выпускной клапан — высокий и низкий. При обычной работе двигателя клапанами управляют лишь высокие кулачки распредвала, а низкие за счёт зазоров не работают, при повороте эксцентрикового вала рокеры опускаются и низкие кулачки открывают выпускные клапаны после такта сжатия.
Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.
Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!
Для тех кто желает получить личную консультацию Владимира Николаевича
Горный тормоз принцип работы
Суть работы горного тормоза сводится к отключению подачи топлива и частичному перекрытию выпускного тракта с целью создания противодавления на такте выпуска. Чаще всего представляет из себя заслонки с вакуумным сервоприводом. Конструктивно заслонка выполнена таким образом, чтобы обеспечить размер остаточного зазора достаточным для того, чтобы слишком большое противодавление не мешало нормальной работе выпускного клапана.
Горный тормоз позволяет рабочей тормозной системе отдыхать, оставаясь в холодном состоянии, чтобы в критической ситуации она не отказала и остановила автомобиль.
Виды горных тормозов
Существует три вида вспомогательных тормозов: моторный, гидравлический и электрический. На холостом ходу замедлителем может работать и сам двигатель. Но его тормозного момента хватит лишь на легковой автомобиль.
Моторный
Моторный тормоз – это специальное приспособление, выключающее подачу топлива. Оно устанавливается в двигателе машины.
В процессе торможения заслонка перекрывает трубу глушителя и перемещает рейку топливного насоса. Бензин не поступает. Двигатель глохнет, но коленчатый вал продолжает вращаться.
Поршень старается вытолкнуть воздух из цилиндров. Он испытывает сильное сопротивление. Из-за этого замедляется вращение вала и, соответственно, ведущих колес.
Гидравлический
Гидравлический замедлитель состоит из двух колес с лопастями. Они расположены параллельно. Расстояние между колесами небольшое. Жесткая связь отсутствует.
Одно колесо закрепляется на карданном вале и вращается вместе с ним. Второе – на корпусе тормоза. Оно неподвижно.
Корпус гидравлического тормоза через специальный насос заполняется маслом. Оно разгоняется лопастями вращающегося колеса. Перетекает на неподвижное и теряет скорость.
Вновь попадая на первое колесо, масло замедляет его вращение. Тормозной момент передается на ведущие колеса автомобиля.
Электрический
В электрической тормозной системе с валом соединен ротор. А обмотки статора размещаются в корпусе.
Когда на них подается напряжение, появляется электромагнитное поле. Оно и не дает ротору вращаться с прежней скоростью.
Когда требуется притормозить, то всё пространство тут же заполняется маслом.
Будучи густой жидкостью, масло создаёт большое сопротивление для вращения этого гребного винта.
Этому же способствуют и лопасти на корпусе. Винту тяжело вращаться в такой густой среде, поэтому он будет через карданный вал притормаживать и ведущие колёса.
Куда же девается кинетическая энергия, отобранная в процессе торможения? А она идёт на нагрев того самого масла, поэтому это тепло отводится к штатному радиатору через теплообменник, или же в свой масляный радиатор.
В целом такая конструкция сильно похожа на гидротрансформатор автоматической коробки передач.
Только если там свойство вязкости масла использовалось для передачи крутящего момента на ведущие колёса от двигателя, то здесь это свойство используется наоборот, для снятия крутящего момента с ведущих колёс и преобразования его в тепло.
Назначение и виды вспомогательной тормозной системы
Одной из систем, входящих в тормозное управление автомобиля, является вспомогательная тормозная система. Она работает вне зависимости от других тормозных систем и служит для поддержания постоянной скорости на затяжных спусках. Главная задача вспомогательной тормозной системы – разгрузка рабочей тормозной системы с целью снижения ее износа и перегрева во время длительного торможения. Применяется данная система в основном на коммерческих автомобилях.
Основное назначение системы
Постепенно разгоняясь при движении на спусках, автомобиль может набрать достаточно высокую скорость, что может быть небезопасно для дальнейшего движения. Водитель вынужден постоянно контролировать скорость за счет использования рабочей тормозной системы. Такие циклы многократного притормаживания приводят к быстрому износу тормозных накладок и шин, а также увеличению температурного режима работы тормозного механизма.
В результате коэффициент трения накладок о тормозной барабан или диск снижается, что приводит к снижению эффективности всего тормозного механизма. А следовательно увеличивается тормозной путь автомобиля.
Для обеспечения длительного движения на спуске с небольшой фиксированной скоростью и без перегрева тормозных механизмов используется вспомогательная тормозная система. Она не может снизить скорость машины до нулевого значения. Это делает рабочая тормозная система, которая в “холодном” состоянии готова с наибольшей эффективностью выполнить свою задачу в нужный момент.
Виды и устройство вспомогательной тормозной системы
Вспомогательная тормозная система может быть представлена в виде следующих вариантов:
- моторный или горный тормоз;
- гидравлический тормоз-замедлитель;
- электрический тормоз-замедлитель.
Моторный тормоз
Моторный тормоз (он же “горный”) представляет собой специальную воздушную заслонку, установленную в выпускной системе двигателя автомобиля. Также в его состав входят дополнительные механизмы ограничения подачи топлива и поворота заслонки, вызывающие дополнительное сопротивление.
При торможении водитель заслонку переводит в закрытое положение, а топливный насос высокого давления – в положение ограниченной подачи топлива в двигатель. Выпуск воздуха из цилиндров через выпускную систему становится невозможным. Двигатель глушится, но вращение коленчатого вала не прекращается.
В процессе выталкивания воздуха через выпускные отверстия поршень испытывает сопротивление, за счет чего замедляется вращение коленчатого вала. Таким образом тормозной момент передается на трансмиссию и далее к ведущим колесам автомобиля.
Гидравлический тормоз-замедлитель
Устройство гидравлического тормоза-замедлителя представляет собой:
- корпус;
- два лопастных колеса.
Лопастные колеса установлены в отдельном корпусе друг напротив друга на небольшом расстоянии. Между собой они жестко не связаны. Одно колесо, соединенное с корпусом тормоза, установлено неподвижно. Второе устанавливается на вале трансмиссии (например, карданном) и вращается вместе с ним. Корпус наполняется маслом для создания сопротивления вращению вала. Принцип работы данного устройства напоминает гидромуфту, только здесь крутящий момент не передается, а наоборот рассеивается, переходя в тепло.
Если гидравлический тормоз-замедлитель устанавливается перед коробкой передач, то он может обеспечить несколько стадий интенсивности торможения. Чем ниже передача, тем, соответственно, эффективнее торможение.
Электрический тормоз-замедлитель
Аналогично функционирует электрический тормоз-замедлитель, который состоит из:
- ротора;
- обмоток статора.
Данный тип тормоза-замедлителя на автомобиле с механической трансмиссией расположен в отдельном корпусе. Ротор замедлителя соединен с карданным валом либо с любым другим валом трансмиссии, а неподвижные обмотки статора закреплены в корпусе.
В результате подачи напряжения на обмотки статора появляется магнитное силовое поле, которое препятствует свободному вращению ротора. Возникающий тормозной момент,подобно гидрозамедлителю, подводится к ведущим колесам транспортного средства через трансмиссию.
На прицепах и полуприцепах при необходимости также может устанавливаться тормоз-замедлитель как электрического, так и гидравлического типа. На этот случай одна из осей должна быть выполнена с полуосями, между которыми и будет установлен замедлитель.
Подведем итог
Вспомогательная тормозная система необходима для поддержания постоянной скорости при движении автомобиля на затяжных спусках. Это снижает нагрузку на тормозные механизмы, увеличивая их срок службы.