Пневматические тормоза: основные особенности и типичные неисправности

Воздух везде. Тормозная жидкость - нет. Во многом именно поэтому в автобусах, грузовых автомобилях и прочих тяжеловозах, представляющих на дорогах общего пользования особенно серьезную опасность, используются более надежные пневматические тормоза. Согласитесь, было бы очень неразумно в настолько крупных транспортных средствах полагаться на тормозную жидкость, которая может не просто критически потерять свои свойства, но и вообще уйти из системы из-за утечки.

Безопасность во главе

Конечно, любой автомобиль без тормозов опасен. Но если мчащаяся без тормозов легковушка превращается в стремительно летящую, не разбирая дороги, стальную пулю, то грузовик - это уже снаряд, способный нанести неимоверно больший вред. А набитый пассажирами автобус? Это даже представить себе страшно, не то что проводить какие-либо сравнения.

Впрочем, существует немало и других причин, по которым особенно тяжелые и, скажем так, ответственные транспортные средства с давних нор оснащают пневматическими тормозными системами. После того как в 1869 году инженер по имени Джордж Вестингауз осознал важность безопасности в относительно новой на тот момент железнодорожной отрасли и изобрел первую пневматическую тормозную систему с тремя клапанами, она стала жестким стандартом и в автомобилестроении применительно к коммерческому транспорту. С тех пор и пошло четкое разделение: на легковушках - гидравлика, на комтрансе - пневматика.

Принцип действия

Самый простой способ понять (не углубляясь в нюансы и детали), как работают пневматические тормоза в общем случае, - сравнить их с гидравлическими собратьями. На обычных автомобилях тормоза по умолчанию отключены. При нажатии на педаль тормоза жидкость попадает в тормозные магистрали и цилиндры - колодки сводятся.

Пневматические тормоза, напротив, включены всегда. Когда грузовик заводится, тормозные магистрали заполняются находящимся под давлением воздухом. Если нужно остановиться, водитель включает тормоз - снижение давления воздуха приводит в действие тормозной механизм.

По сути, можно выделить три ключевых фазы:

1. Зарядка: система должна быть наполнена воздухом, чтобы отпустить тормоза. В состоянии покоя, повторимся, тормоза остаются включенными. Как только система достигает своего рабочего давления, тормоза освобождаются - колеса могут вращаться, автомобиль может ехать.

2. Включение: при включении тормозов давление воздуха снижается. Когда количество воздуха уменьшается, клапан пропускает воздух обратно в резервуары-накопители, в то время как тормоза перемещаются во включенное положение.

3. Отпускание: после включения тормозов и выхода воздуха после торможения повышенное давление отпускает тормоза.

То есть вместо того, чтобы использовать давление сжатого воздуха подобно гидравлической жидкости для включения тормозов в грузовых автомобилях, система с тремя клапанами заполняет бак подачи и использует давление воздуха для отпускания тормозов. Или же, другими словами, тормоза в системе с тремя клапанами остаются полностью включенными до тех пор, пока воздух не будет прокачан по всей системе.

Согласитесь, это довольно изобретательно, учитывая, что в случае даже полной потери воздуха тормоза все равно сработают и остановят транспортное средство. Подумайте об этом, когда вы гоните по автостраде и нажимаете на педаль тормоза своего легкового автомобиля: если тормозная жидкость из системы вытечет или двигатель заглохнет, тормоза вашей машины однозначно перестанут функционировать. А вот в грузовике - сохранят свою работоспособность.

Пневматика vs гидравлика

Сравнение гидравлической и пневматической тормозной системы мы свели в таблицу.

Еще одна особенность и в определенном смысле преимущество пневматической системы, которое сложно было бы внести в эту таблицу, заключается в том, что к одному ее контуру очень легко подключается другой. То есть, например, тормозной контур полуприцепа без особых проблем можно подключить к пневматическому контуру «головы», осуществляя эффективное управление всей системой из кабины.
С гидравлической тормозной системой этот фокус тоже в принципе возможно провернуть, если уж очень надо, однако сделать это будет гораздо сложнее. Да и дороже.

Конструкционные отличия

Чтобы лучше понимать основные особенности эксплуатации, обслуживания и ремонта, а также где могут скрываться потенциальные неисправности пневматической тормозной системы, давайте познакомимся с ее эксклюзивными компонентами (компонентами, не входящими в состав гидравлической системы):
• воздушный компрессор: нагнетает воздух в накопительные баки для использования в тормозной системе;
• регулятор воздушного компрессора (регулятор давления): контролирует включение и выключение компрессора для поддержания заданного количества воздуха/давления в резервуаре/системе; ограничивает поступление избыточного давления;
• ресиверы с воздухом: баллоны, которые удерживают сжатый воздух для использования тормозной системой;
• «ножной» клапан (педаль тормоза): предназначен для управления рабочими тормозами; при нажатии выпускает воздух из резервуаров-накопителей;
• тормозные камеры: цилиндрические контейнеры с регулятором зазора, диафрагмой и кулачковым механизмом;
• толкатель: стальной стержень, через который в действие приводятся тормозные механизмы;
• регуляторы зазора: рычаг, соединяющий толкатель с тормозным кулачком для регулировки расстояния между тормозными колодками и барабаном;
• тормозной кулачок (разжимной кулачок): S-образный кулачок, который раздвигает тормозные колодки и прижимает их к тормозному барабану;
• возвратная пружина: жесткая пружина, соединенная с каждой тормозной колодкой, которая возвращает колодки, если они не растянуты разжимным кулаком;
• манометр: обязательно присутствует на панели приборов в кабине для контроля водителем давления в системе;
• воздухоосушитель: очищает поступающий воздух от влаги и различных примесей; их попадание в систему может оказаться очень критичным.

А теперь можно переходить к типичным неисправностям, следуя прямо по компонентам системы (чтобы не отягощать ваше внимание избыточной информацией, стандартные неисправности, присущие обоим типам тормозных систем, оставим для другого, более подходящего разговора).

Компрессоры

Компрессор - одна из важнейших частей системы, которая создает давление воздуха, подаваемого по всем магистралям и в ресиверы, используемые для рабочих тормозов, аварийных тормозов и тормозов прицепа/полуприцепа.

Поскольку компрессор смазывается и охлаждается посредством работающего двигателя, существует вероятность утечки масла и охлаждающей жидкости в воздушный контур. Это может привести к повреждению компрессора и остальной части системы.

Если через компрессор проходит чрезмерное количество масла, это может означать, что кольца компрессора получили слишком большой износ и должны быть заменены. Другой причиной может стать засорение возвратной линии. Убедитесь, что на этой линии нет изломов или острых изгибов/ перегибов.

Если компрессор производит слишком много шума, имеет смысл проверить систему его привода. Ведущая шестерня или шкив могут быть ослаблены и нуждаться в подтяжке. Шестерня привода также может быть изношена и требовать замены.

Еще один важный момент, о котором следует помнить, заключается в том, что в воздушные компрессоры должен поступать чистый воздух. Воздух, поступающий в компрессор, обычно проходит через воздушный фильтр двигателя. В некоторых системах компрессор имеет собственный воздухоочиститель. Замените эти воздухоочистители, если они не обеспечивают должной степени фильтрации.

Осушитель воздуха

Выйдя из компрессора, воздух проходит через осушитель, где из него удаляются влага и примеси. Однако осушитель воздуха, как и любой другой компонент пневматических тормозов, подвержен влиянию многих факторов, которые могут привести к его поломке.

При правильной работе осушитель должен циклически включаться и выключаться, чтобы удалить загрязнения из системы. Если осушитель постоянно работает, проверьте систему на наличие утечек воздуха.

Если вы заметили, что осушитель не продувает или не выпускает воздух, проверьте линию к компрессору, чтобы убедиться, что она в хорошем состоянии и не забита. Неисправный продувочный клапан также может привести к выходу из строя осушителя.

Обязательно периодически обслуживайте осушители воздуха, чтобы грязный воздух не циркулировал по системе и не попадал в ресиверы. Зимой любая влага, оказавшись в системе, может вызвать замерзание. В летнее время систему преимущественно засоряют грязь и мусор.

В некоторых осушителях воздуха используются специальные поглощающие влагу картриджи. Естественно, в какой-то момент эти картриджи полностью засоряются/забиваются и перестают функционировать должным образом. Не пытайтесь их почистить и повторно использовать. Данные картриджи необходимо заменить.

Ресиверы контуров

Резервуары подачи по всей воздушной системе должны тщательно контролироваться. В питающих баках находится воздух для функционирования тормозов.

Вы спросите: зачем нам этот резервный воздух, ожидающий в баллонах подачи? Кратко говоря - мы не хотим задержек. Никто не хочет, да и нет никакого смысла ждать, пока давление воздуха будет заново восстанавливаться компрессором после срабатывания тормозов. Особенно если нам нужно, чтобы тормоза сработали быстро. А нам это нужно, поскольку автомобили пользуются тормозами довольно часто. Поэтому баки всегда должны функционировать максимально эффективно, поддерживая необходимый уровень работоспособности системы.
Время от времени в ресиверах может происходить накопление воды. Даже в идеально настроенной системе всегда присутствует некоторое количество конденсата, который возникает из-за влаги в воздухе.

Когда воздух сжимается, он нагревается, в результате чего любая влага испаряется, проходит через компрессор и осушитель воздуха, а затем конденсируется в баллонах. Обязательно слейте воду из бака подачи, если в нем скапливается влага.

Если в ресивер попадает охлаждающая жидкость, проверьте систему охлаждения компрессора, чтобы выявить и устранить проблему.

Системные клапаны и тормозные магистрали

Пневматические тормоза имеют ряд клапанов по всей системе, которые помогают регулировать поток воздуха и удерживать воздух в баках подачи. Эти клапаны очень чувствительны к маслу, влаге, грязи, ржавчине и мусору. Всегда ремонтируйте или заменяйте неисправные клапаны.

Как показывает практика, к сожалению, менеджеры торговых организаций регулярно путаются в номенклатуре и выдают совсем не те клапаны, которые нужны. Если это произошло, проблема не заставит себя долго ждать. Поэтому всегда проверяйте, что детали, которые вы заказываете и получаете, являются именно теми, которые вам необходимы.

Визуально осмотрите пневматические тормозные магистрали, особенно если вы заметили медленное нарастание давления воздуха. Эти линии соединяют пневматическую тормозную систему вместе и могут трескаться, перетираться или ослабевать из-за вибраций, что может привести к утечке воздуха.

Линия от компрессора к осушителю, или «горячая линия», может забиваться нагаром. В этом случае снимите линию, очистите ее или замените. Замените все поврежденные линии.

Алгоритм успеха

Обозначенные нами проблемы - это лишь наиболее типичные из массы многих, способных крайне негативно отразиться на эффективности тормозной системы грузового автомобиля. Опять же, как показывает печальная практика, отказы в пневматических тормозах начинаются, когда люди не понимают, как система работает, и не знают, как их правильно обслуживать и ремонтировать.

Хотя на самом деле ничего космически сверхсложного в этих тормозах нет, человеческому сознанию они абсолютно по силам. Важно только четко следовать понятным алгоритмам и правильно выполнять известную последовательность действий.

Шаг 1. Осмотрите тормозную систему
Есть несколько вещей, которые могут пойти не так с пневматической тормозной системой. Прежде чем делать безосновательные предположения, которые могут стоить вам времени или денег, вы должны проверить систему и определить, где именно кроется проблема. Чтобы начать эту проверку, включите двигатель и дайте регулятору воздушного компрессора поднять давление воздуха в системе. Нажмите кнопку стояночного тормоза, затем прислушайтесь к звуку выходящего воздуха или незнакомым звукам, исходящим от компрессора. Если вы обнаружите проблемы с давлением воздуха, которое увеличивается, но недостаточно для активации тормозов автомобиля, вероятнее всего, потребуется отремонтировать компрессор.

Шаг 2. Отрегулируйте компрессор
Если ремень компрессора ослаблен, используйте гаечный ключ, чтобы затянуть регулировочный кронштейн, что позволит компрессору создать повышенное давление воздуха в тормозных магистралях. Ослабленный ремень компрессора иногда повышает давление воздуха, но тормозная система все равно функционирует некорректно, поскольку давление недостаточно высокое.

Шаг 3. Проверьте наличие ледяных «пробок» (закупорки) в системе
В холодное время года вероятность обледенения отдельных компонентов очень высока. Лед и снег, застрявшие в тормозной системе, могут сильно препятствовать ее нормальной работе. Это может привести к утечкам или заклиниванию тормозного барабана. Ударяя тяжелым резиновым молотком но тормозным барабанам, иногда можно сбить заклинившие их куски льда или снега.

Шаг 4. Осмотрите соединители воздушной линии и уплотнения адаптера
Накопление льда и снега также может вызвать проблемы с правильной посадкой разъемов воздухопровода. Часто это можно исправить, очистив разъемы. Затем проверьте резиновые уплотнения на адаптере транспортного средства или на воздухопроводах. Если уплотнения кажутся поврежденными, попробуйте использовать смазку, чтобы улучшить их характеристики. Если они сильно повреждены, вам нужно заменить адаптер на воздушной линии автомобиля или адаптер на воздушной линии прицепа/полуприцепа.

Шаг 5. Проведите финальный тест
После выполнения процедур, рекомендованных выше, пришло время снова проверить тормоза. В кабине используйте органы управления тормозами, чтобы проверить стояночные и рабочие тормоза. Затем проверьте компрессор, чтобы убедиться, что он создает необходимое давление воздуха.

Эти немудреные рекомендации позволят вам довольно быстро разобраться с подавляющим большинством наиболее часто возникающих проблем.

Использован материал журнала Автокомпоненты