DartanyanVader

DartanyanVader

пикабушник
пол: мужской
поставил 422 плюса и 0 минусов
отредактировал 0 постов
проголосовал за 0 редактирований
5778 рейтинг 241 подписчик 173 комментария 9 постов 8 в "горячем"
26

Зависит ли тормозной путь от массы, или физика за 8 класс

Чтобы не отнимать время у членов ЛЛ, отвечаю сразу: нет, не зависит. Но дьявол как всегда кроется в деталях. Вообще говоря, жизненный опыт подсказывает нам, что тяжёлые предметы разогнать и остановить куда тяжелее, чем лёгкие. И вообще, если одновременно бросить камень и пёрышко, то камень приземлится на землю первым. Что же ты нам, ТС, втираешь? А мне сказать нечего – да, камень приземлится раньше пера. Это очевидно. Но только пока мы находимся в воздушном пространстве. Вспомните-ка опыт, который наверняка показывали в школе: в длинной стеклянной колбе находятся пёрышко и камушек. Пока колба заполнена воздухом, камень падает на дно колбы гораздо быстрее пера. Но стоит откачать воздух, как рвутся все наши шаблоны: перо и камень приземляются одновременно.


Ладно, ладно! Дураку понятно, что тут виной сопротивление воздуха. Но ведь всё равно камень же тяжелее пёрышка! Земля притягивает камень сильнее, чем перо. И с этим утверждением тоже трудно поспорить. Тогда какого чёрта они в вакууме падают одновременно? Масса-то у них разная! И вот тут нужно сделать одно важное отступление. Вообще говоря, в физике различают инертную массу и гравитационную. Так уж было угодно демиургам нашей вселенной, что они в точности совпадают, поэтому в жизни мы не делаем различия между этими видами масс. Килограмм – он и в Африке килограмм. Однако, различие заключается в проявлении этих масс. Инертная масса показывает, насколько тяжело вывести тело из состояния покоя (или равномерного прямолинейного движения, что в сущности, по заветам первого закона Ньютона, одно и то же). Представьте себе тяжёлый маятник, подвешенный на длинной нитке. Масса его, допустим, 1 тонна. Сможете ли вы раскачать его? Скорее всего да, но это будет очень тяжело и долго. Точно так же трудно будет вам и остановить такой маятник, если он будет раскачиваться. Вот она – инертная масса.


С гравитационной массой всё немного проще. Именно она определяет то, с какой силой все тела притягиваются к Земле (ну а в общем случае то, как сильно тянутся друг к другу любые два тела в пространстве). И если 1000-килограммовый маятник вы хоть и с трудом, но сдвинуть в воздухе сможете, то приподнять его даже на миллиметр не сможет никто. Даже втроём. Забавно, что окажись этот маятник на Луне, то три человека его вполне бы подняли. А вот раскачать этот маятник было бы точно так же тяжело, как и на Земле. И даже на борту МКС. Инертная сущность массы проявляется в том, что чем она больше, тем тяжелее ей придать какое-то ускорение. А гравитационное проявление массы связано с массой второго тела, к которому она притягивается (но поскольку 99,9999999% людей живут на Земле, то мы волей-неволей считаем вторым телом нашу hjlye. планету, и даже ввели константу g - ускорение свободного падения на Земле, с помощью которой отождествляем МАССУ тела и СИЛУ, с которой оно притягивается к Земле). Надеюсь, с видами масс разобрались.


Вернемся к камню и пёрышку. Почему же в вакууме они падают одновременно? А потому, что насколько сильнее камень притягивается к Земле, нежели пёрышко, настолько же тяжело ему сдвинуться из состояния покоя. Допустим, камень весит 100 грамм, а перо – 1 грамм. Чтобы разогнать более тяжёлый и инертный камень, нужна сила в 100 раз бОльшая, чем для пера. Но, с другой стороны, камень в 100 раз сильнее притягивается к Земле, нежели пёрышко. И вот оно – наглядное подтверждение равенства инертной и гравитационной массы тела.


Ну что за нудятина? И при чём тут торможение вообще? Где сравнение КамАЗа и легковушки? Спокойно! Сейчас всё будет!

Зависит ли тормозной путь от массы, или физика за 8 класс Грузовик, Масса, Торможение, Физика, Длиннопост

Итак, на картинке у нас два автомобиля: первый давит на опору всеми своими 10 000 килограммами, а второй только 1 000 кг. При этом опора (дорога, асфальт) по третьему закону Ньютона отвечает автомобилям с точно такой же силой N, но направленной в противоположную сторону, т.е. вверх. Представим, что оба движутся с одинаковой скоростью V, например, 72 километра в час, что равняется 20 метрам в секунду. Едут они по одной и той же дороге. Дорога идеально ровная, сухой асфальт. И вот в один и тот же момент они резко бьют по тормозам, колёса идут юзом, и автомобили останавливаются. Давайте разбираться, что же при этом происходит.


Как мы помним из нашей любимой физики, движущееся тело обладает кинетической энергией. Численно она равна половине произведения массы на квадрат скорости (в коментах напишите, кто при встрече с бетонной стеной ухандокается сильнее: 1000-килограммовый седан на скорости 110 км/ч или же 2-тонный внедорожник на 75 км/ч?). А у остановившегося автомобиля кинетической энергии нет, ибо скорость нулевая. Но мы же помним, что энергия просто так никуда не пропадает, она лишь переходит из одного вида в другой. Куда же перешла вся кинетическая энергия при торможении? А перешла она в тепловую – асфальт и шины тупо нагрелись. И заставила их нагреться сила трения Fтр. При этом, до момента торможения автомобиль проходит какой-то путь S. Таким образом, сила трения (которая зависит от массы m, ускорения свободного падения g и коэффициента трения µ) совершает работу по остановке автомобиля, равную произведению силы трения на это расстояние. И, поскольку вся кинетическая энергия пошла на работу по нагреву шин и асфальта, мы их тупо приравниваем:

Зависит ли тормозной путь от массы, или физика за 8 класс Грузовик, Масса, Торможение, Физика, Длиннопост

Как нетрудно заметить, в третьей строке у нас сократились массы в левой и правой части. Физический смысл такого сокращения описан выше – это эквивалентность инертной (в левой части) и гравитационной (в правой) масс. Чем сильнее разогнать массивное инертное тело, тем неохотнее оно будет останавливаться. С другой стороны, чем больше масса тела, тем сильнее оно прижимается к Земле, тем выше сила трения, которая тормозит эту массу. Таким образом, тормозной путь автомобиля зависит только от скорости и коэффициента трения µ.


НО! Всё вышесказанное справедливо только при условии, что дорога идеально ровная, и все колёса обоих сравниваемых автомобилей тормозят юзом. Впрочем, пока что информации хватит. Если тема покажется интересной, то обо всех этих нюансах и об отличиях теории от реалий поговорим в следующий раз.

Показать полностью 2
457

Как остаться без тормозов

Только закончил первые 4 поста про теоретическую основу тормозных систем грузовых автомобилей, как на глаза попадается этот пост. И уже не первый раз замечаю комментарии типа «а почему же он ручником не воспользовался» или «можно же было двигателем тормозить». Зажигание даже предлагали выключить. В общем, логично и своевременно будет рассказать о том, как и почему многотонные грузовики остаются без тормозов.


Скажу честно: лично мне трудно представить ситуацию, когда еще секунду назад всё было прекрасно, и тормоза отлично работали. А уже через мгновение ты летишь неуправляемым снарядом под гору и думаешь «что же могло пойти не так?». Не бывает такого. Вообще же причина тут одна, и она глобальная – это раздолбайство. Обыкновенное человеческое раздолбайство. Раздолбаи привыкли ездить на такой технике. Ещё поездит. Вчера вроде нормально было, и завтра, авось, тоже нормально будет.


Технические проблемы являются уже следствием этого раздолбайства. Вообще говоря, рабочая тормозная система довольно успешно справляется со своей задачей, если не требовать от неё слишком много и изредка следить за ней. И даже на стареньком КамАЗе не так уж и трудно поддерживать исправность тормозов. Потому что резко и внезапно ломаться в такой системе особо нечему. Бывает, что на машине или прицепе жуткая и катастрофическая утечка воздуха. И не заметить её просто нереально. Об этом в буквальном смысле будут кричать все шланги, трубки и краны. Все манометры и лампочки дадут понять, что воздуха мало. Компрессор в одночасье тоже не умирает. Он в течение долгого времени работает, но с уменьшенной производительностью. В любом случае, это обязательно скажется на эффективности торможения. И если ты вчера, оставляя машину в гараже, знал, что тормоза хреновенькие, то вряд ли завтра они чудом станут нормальными.


Ну а вторая техническая проблема является самой распространённой: это стёртые вусмерть колодки. Стираются они от перегруза и от слишком частого их использования. Наездники стесняются притормаживать ПЕРЕД спуском и игнорируют пользование горным тормозом. Да и не работает он на технике таких горе-наездников. Ну и плевать, впрочем. Новую современную технику жадные хозяева не закупают. Машина ездит? Ездит! А как она ездит, и как она будет тормозить – плевать. В тюрьму сажать в конечном итоге всё равно будут водителя. Который почему-то упорно не слышал, что колодки свистят и воют. Не чувствовал, что эффективность тормозов ну просто никакая. Не видел, что в зазор между колодкой и барабаном запросто влезет кулак, вместо положенного 3-миллиметровго щупа. Не понимал, что иногда надо бы и трещётки подвести...


Закономерным итогом такого отношения к тормозным колодкам является их молниеносный износ. Причём, растёт он экспоненциально: чем хуже торможение, тем сильнее водитель жмёт на педаль, колодки сильнее нагреваются, и изнашиваются ещё быстрее.

И вот наступает момент Х, когда предел достигнут. Кое-как ты на предыдущем спуске еще дотормаживал. А вот сейчас… что-то…. как-то… Ну последствия вы и так видели, благо на Пикабу таких постов хватает.


Теперь что касается упомянутых в начале комментариев людей. Общее недоумение их понятно. Но поверьте – когда наездник в течение длительного времени в упор не видел проблем с тормозами, то на роковом спуске он действительно уже ничего не может сделать. И все многочисленные тормозные системы грузовика (а их несколько) либо не работают по причине раздолбайства, либо бессильны. Опять же по причине раздолбайства и преступной самоуверенности.


Торможение двигателем (даже с применением горного тормоза, который у старых КамАЗов никогда не работает) это лишь дополнительный помощник для обычного штатного торможения. Оно помогает уменьшить перегрев и износ колодок на затяжных спусках или же при неспешном подъезде к светофору. Дело в том, что это торможение работает только на ведущих осях. У 3-осного КамАЗа-зерновоза с 2-осным прицепом это лишь две оси из пяти. Да и усилие такого вида торможения крайне невелико. Даже если каким-то чудом на летящем под гору многотонном снаряде воткнуть первую передачу, то скорее всего просто заблокируются ведущие оси. И многотонный снаряд станет до кучи ещё и неуправляемым.


Еще один распространённый миф – это в экстренной ситуации дёрнуть «ручник». И автомобиль встанет как вкопанный. Нет, друзья. Если рабочей тормозной системой остановить бешеный автопоезд не удаётся, то стояночный тормоз не сможет сделать это и подавно. Как я уже выше писал, то скорее всего в такой ситуации просто стираются колодки. Даже если эти колодки к барабану будет прижимать не воздух, а пружина, то какой в этом смысл, если как таковых колодок уже нет, и металл тормозит по металлу? К тому же «ручник» имеет меньшее прижимающее усилие, чем рабочие тормоза. И действует он только на тех осях, где стоят не просто тормозные камеры, а энергоаккумуляторы. Опять же, на зерновозе с мазовским или сзаповским прицепом, это будет лишь две (в лучшем случае три) оси из пяти.


Что касается ретардера, то грузовик с таким устройством сам по себе будет не дешёвым. И вряд ли на него посадят конченного раздолбая, который будет его игнорировать, стирать колодки в ноль, а потом вдруг вспомнит про него (но будет уже поздно). Да и – опять же – не сможет ретардер остановить многотонный снаряд, летящий вниз. Он, как и горный тормоз, притормаживает только ведущие колёса. И его возможности не безграничны.


Резюмирую вышесказанное: в 90% случаях перегруженный автопоезд остаётся без тормозов из-за стёртых колодок. А стираются они исключительно по раздолбайству. Сами же причины этого раздолбайства лежат в плоскости политики, экономики и теории человеческого пофигизма. Поэтому их я не затрагиваю. Как с этим бороться? Я не знаю. Что делать, если ты видишь летящий на тебя КамАЗ? Беги, уезжай, отлетай от него подальше в сторону. Можно ли остановить такую многотонную дуру? Если ты смелый, ловкий и умелый, то можно попробовать.


Всем удачи на дорогах, и всегда исправных вам тормозов!

Показать полностью
61

Как тормозят большие машины – 4

Прошу простыню перед моими подписчиками – занят был. Теперь вот часик выдался свободный, продолжаю пилить ликбезы о том, как ездят и тормозят всякие камазы и прочие фуры. Надеюсь, вы разобрались с тем, как работает основная и стояночная тормозная система. Кто не понял, тот поймёт то вот вам в двух словах главная идея современных грузовиков: автомобиль должен быть по умолчанию заторможен. По умолчанию – это значит на стоянке, когда у него вышел воздух, или же в аварийной ситуации, когда воздух по каким-то причинам резко кончился. В этом случае срабатывают пружины, и затормаживают колёса грузовика. А чтобы поехать, нужно накачать запас этого воздуха. Во-первых, чтобы пружинные энергоаккумуляторы отпустили тормоза, во-вторых, чтобы было, собственно, чем тормозить.


Именно это свойство – срабатывать в момент, когда кончился воздух – позволяет стояночной тормозной системе совмещать функции аварийной. Однако в случае экстренного торможения дёргать ручник малоэффективно. В таком случае лучше всего будет тупо нажать педаль тормоза «в пол» - все колёса будут затормаживаться максимальным давлением воздуха, а АБС не даст им заблокироваться.


Понятно, что экстренно тормозить приходится очень редко. Чаще всего используется обычное штатное притормаживание. Да вот беда – огромную массу затормозить довольно сложно в том плане, что это всегда большой износ тормозных колодок. В некоторых случаях, например, на затяжных спусках и в горах можно дотормозиться до того, что колодки попросту сотрутся полностью. Чтобы не допустить такой ситуации, инженеры и придумали «горный тормоз». Классический горный тормоз представляет собой заслонку в выхлопной трубе, которая по команде водителя перекрывается. В этом случае двигателю попросту некуда эти выхлопные газы сбрасывать, и он начинает работать как компрессор. Представьте, что вы сделали вдох, а потом попытались сделать выдох, закрыв рот и нос – выдохнуть будет тяжело. Точно также и двигатель будет создавать большое сопротивление вращению коленвала.

Как тормозят большие машины – 4 Тормоз, Грузовик, Ликбез, Длиннопост

Очень важный момент: для работы горного тормоза автомобиль должен ехать на какой-нибудь передаче, т.е. коленвал обязательно должен быть соединён с ведущими колёсами. Кроме того, в момент включения горного тормоза прекращается подача топлива в двигатель. Т.е. он в этот момент работает именно как компрессор, а энергию для сжатия воздуха он берёт с ведущих колёс. По сути, кинетическая энергия движения грузовика переводится в энергию тепла сжимаемого в двигателе воздуха. Следует различать просто торможение двигателем и торможение с помощью горного тормоза. Просто отпустив педаль газа, и двигаясь на включенной передаче, тормозной момент в двигателе создаётся только для такта сжатия. А в случае применения заслонки горного тормоза, с ведущих колёс также снимается энергия ещё и на сжатие воздуха в момент такта выпуска.


Но, надо честно признаться, горный тормоз очень слабенький по сравнению с рабочей тормозной системой. Он служит только для помощи при торможении и на не очень крутых спусках. Кстати, а какова же его реальная мощность? Оказывается, она пропорциональна оборотам двигателя. Ну это и логично – чем больше раз за минуту ты сжимаешь воздух, тем больше в единицу времени отнимаешь кинетической энергии у автомобиля, тем эффективнее торможение. Как правило, на тахометре автомобиля жёлтым сектором выделен диапазон максимальной эффективности горного тормоза (примерно от 1500 до 2200 оборотов в минуту). Именно в этом диапазоне надо держать обороты двигателя, переключая передачи в зависимости от скорости. Активируется горный тормоз чаще всего подрулевым рычажком. При этом можно выбрать степень тормозного усилия. У современных грузовиков помимо заслонки в выхлопной системе стоит ещё и специальный клапан в цилиндре двигателя, который ещё сильнее увеличивает эффективность торможения в такте сжатия.


Следующим этапом в развитии стал трансмиссионный тормоз или ретардер. По сути он представляет собой герметичную коробочку, сквозь которую проходит карданный вал (да да, дорогие умники, я знаю, что это не так, но для понимания принципа работы это не столь важно).На этом карданном валу сидит по сути гребной винт. И напротив этого винта на противоположной стороне корпуса ретардера установлены обратные лопасти. Когда автомобиль движется, то пространство внутри ретардера заполнено воздухом, и гребной винт не встречает, по сути, никакого сопротивления.

Как тормозят большие машины – 4 Тормоз, Грузовик, Ликбез, Длиннопост

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 в ретардере такое свойство используется наоборот, для снятия крутящего момента с ведущих колёс и преобразования его в тепло.

Как тормозят большие машины – 4 Тормоз, Грузовик, Ликбез, Длиннопост

В отличие от горного тормоза, где торможение достигалось сжатием воздуха, в ретардере по сути «сжимается» масло, поэтому его эффективность гораздо выше.


Но несмотря на всё, горный тормоз и ретардер не сравнятся по эффективности с рабочими тормозами. Дело в том, что это они в силу конструкции притормаживают только ведущие колёса. А это у современной еврофуры лишь одна ось из пяти и, по сути, пятая часть возможного максимального эффекта. Кроме того, ретардер и горный горный тормоз нужно с осторожностью применять в крутых поворотах и на скользкой дороге. Дело в том, что они могут почти заблокировать колёса ведущей оси, что приведёт к потере управления и даже может сложить автопоезд - тягач вроде как тормозит, а прицеп не тормозит, и будет пытаться его "обогнать". При этом система АБС тут никак не поможет, поскольку АБС управляет воздухом, а на механическую связь между ведущими колёсами и ретардером/двигателем повлиять никак не может.


Но в любом случае, сами автопроизводители советуют как можно чаще пользоваться именно вспомогательными системами, потому что это очень сильно повышает ресурс рабочей тормозной системы, а именно тормозных колодок. О том, что будет, если стереть колодки в ноль, и как остаться без тормозов, поговорим в следующем посте.

Показать полностью 2
73

Как тормозят большие машины - 3

В предыдущих постах мы разобрали общее устройство тормозной системы тягача и прицепа. В двух словах самый общий принцип можно сформулировать так: чтобы затормозить, нужно подать на тормозные камеры воздух под давлением. Но у такой схемы есть два очень существенных недостатка. Во-первых, если по каким-то причинам в процессе движения заканчивался воздух (сдох компрессор, лопнула трубка или шланг, истощился запас воздуха в ресиверах от слишком частого торможения и т.д.), то автомобиль оставался фактически без тормозов. Во-вторых, при длительной стоянке рано или поздно воздух тоже выходил через неплотности системы, тормоза «заканчивались», и автомобиль мог самопроизвольно покатиться с места стоянки.


Перед инженерами встала задача придумать аварийную и стояночную тормозную систему. Причём так, чтобы обойтись без существенных переделок действующей схемы. На помощь пришла старая добрая пружина. Идея заключается в следующем: когда в системе есть воздух, то он своим давлением сжимает пружину, и она растормаживает колёса, при этом, никак не мешая рабочей тормозной камере. Но если воздух вдруг заканчивается, то он перестает давить на пружину. Пружина, соответственно, разжимается и принудительно затормаживает колёса. Т.е. этот механизм накапливает, аккумулирует в себе энергию сжатой пружины. Соответственно, назвали его ПРУЖИННЫМ ЭНЕРГОАККУМУЛЯТОРОМ. Ну, или просто «энергач».


Вот таким макаром и реализована в современных грузовых автомобилях и автобусах стояночная тормозная система. Она же является и аварийной. Водитель, дёргая рычаг «ручника», просто выпускает воздух из энергоаккумуляторов. А большая и мощная пружина, больше не сжимаемая воздухом, затормаживает колёса. То же самое происходит и в случае, когда воздух в системе заканчивается по не зависящим от водителя причинам.


Энергоаккумулятор представляет собой дополнение к обычной рабочей тормозной камере, только чуть большего размера. Устроен он как-то так:

Как тормозят большие машины - 3 Тормоз, Грузовик, Ручник, Абс, Длиннопост

Картинка очень похожа на устройство обычной тормозной камеры, только справа добавился тот самый энергоаккумулятор. На картинке показана ситуация, когда автомобиль стоит на стоянке – на педаль тормоза никто не давит, давление в полости рабочей тормозной камеры равно нулю. Рычаг стояночного тормоза соединил полость энергоаккумулятора с атмосферой, поэтому давление там тоже равно нулю. Жёлтая пружина при этом, не испытывая давления воздуха, давит на красную диафрагму со штоком. Этот шток давит на шток рабочей тормозной камеры, и колесо заторможено.


Теперь представим, что водитель запустил двигатель, и выключил стояночный тормоз. Но сразу он тронуться не может – пружина энергоаккумулятора сжимается только при определенном давлении. Оно составляет 5-7 атм. на разных автомобилях. То есть, пока в ресиверах не наберётся достаточно воздуха под этим минимальным давлением, автомобиль будет заторможен стояночным тормозом. Поэтому для старта автомобилю с энергоаккумуляторами нужно «накачать воздух». Именно в этом состоит отличие современных автомобилей от старых или же от машин с пневмогидравлической системой (например, УРАЛ) – в них отсутствие воздуха не является препятствием для движения. Правда, и тормозить будет нечем. Поэтому такие системы менее надёжны.


Итак, система заполнилась воздухом до минимального давления. Рычаг стояночного тормоза уже находится в положении, когда полость энергоаккумулятора соединена с ресивером (машина «снята с ручника»). И по достижению минимального давления (5-7 атм), пружина энергоаккумулятора сжимается, растормаживая колёса:

Как тормозят большие машины - 3 Тормоз, Грузовик, Ручник, Абс, Длиннопост

Такое состояние энергоаккумулятора будет рабочим. Т.е. пока водитель принудительно не выпустит воздух из камеры энергоаккумулятора, дёрнув за «ручник», или же пока в системе будет минимальное давление (5-7 атм), пружина энергоаккумулятор будет находится «во взведённом» состоянии. Кончился воздух в системе, или автомобиль поставили на стояночный тормоз – пружина разжимается, и колёса затормаживаются.


Пока энергоаккумулятор находится в «заряженном» состоянии, он никоим образом не мешает тормозной камере выполнять свою функцию рабочей тормозной системы:

Как тормозят большие машины - 3 Тормоз, Грузовик, Ручник, Абс, Длиннопост

А теперь, когда более-менее стал ясен принцип работы стояночной/аварийной тормозной системы, я попробую объяснить, почему же дёрнуть ручник в ситуации экстренного торможения будет плохой идеей. Дело в том, что энергоаккумуляторы устанавливаются не на все колёса автомобиля и прицепа. передняя ось автомобиля практически всегда оборудована простыми тормозными камерами. Также практически никогда не оборудуют энергоаккумуляторами оси передней тележки прицепа. Короче говоря, дёрнув ручник, вы затормаживаете далеко не все колёса, в отличие от нажатия на педаль тормоза.


Далее. Как многие заметили, усилие пружины (если выражать его в единицах давления) не превышает 5-7 атм. А рабочее давление априори больше, и составляет 8-11 атм. Соответственно, эффективность рабочей тормозной системы гораздо выше, нежели у стояночной.


Ну и третий момент. Особенно он актуален для старых автомобилей без АБС или с АБС первых поколений. Дело в том, что резко выпуская воздух из «энергачей», вы запросто можете заблокировать колёса. А на скользкой или мокрой дороге это путь к беде. Короче говоря, на современном автомобиле с АБС в экстренной ситуации самым лучшим вариантом будет тупо утопить педаль тормоза в пол. Максимальное давление пойдёт на все колёса автопоезда, а система АБС и прочие электронные системы не дадут заблокироваться колёсам и не допустят заноса/складывания прицепа.


Постарался разжевать как смог. Но если остались вопросы – задавайте.

Показать полностью 3
271

Как тормозят большие машины - 2

В прошлом посте мы разобрали принцип работы пневматических тормозов грузового автомобиля. И перед тем, как перейти ко всяким ретардерам, энергачам и прочим АБС, считаю логичным рассказать о том, как подружить тормоза тягача и прицепа. Тем более, что тут явно прослеживается аналогия с тормозами поездов. И многие в комментариях отметили, что эти системы похожи. Ведь так? Так, да не совсем. Впрочем, обо всём по порядку.

В стародавние времена тормозная система на прицепах была простая до безобразия. По сути это было просто параллельное ответвление от тормозного контура задней оси тягача.

Как тормозят большие машины - 2 Тормоз, Грузовик, Прицеп, Длиннопост

Казалось бы – ну что такого плохого в этой схеме? Ведь воздух точно так же идёт к колёсам прицепа, под точно таким же давлением, с той же силой прижимает тормозные колодки к колёсам. Да, всё верно. Верно было для небольших скоростей и масс. Посмотрите, какой большой путь нужно преодолеть воздуху от тормозного крана (который обычно прям под педалью тормоза в кабине расположен) до передней и, тем более, до задней оси прицепа. А ведь эта тормозная магистраль имеет кроме большой длины ещё какую-то толщину. В итоге мы получаем довольно большой объём воздуха. А воздух, в отличие от жидкости, довольно инертный в плане сжатия. Т.е. нужно значительно время, чтобы давление от тормозного крана дошло до самой дальней тормозной камеры. А самое хреновое, что это время срабатывания тормозов будет разным для тягача и для прицепа. Т.е. получилась ситуация, что тягач уже тормозит, а прицеп ещё нет. А на скользкой дороге, с большой массой и значительной скоростью такая разница может наделать много бед – прицеп начнёт обгонять тягача, и весь автопоезд сложится. Кроме того, неоправданно увеличивался необходимый запас воздуха в ресивере тягача.


Поэтому инженеры решили дать прицепу свой ресивер и свой воздухораспределитель. В итоге получилась т.н. ОДНОПРОВОДНАЯ система, когда прицеп соединяется с тягачом только одним воздушным шлангом. Она очень похожа на тормозную систему поездов. Принцип работы её такой.

Как тормозят большие машины - 2 Тормоз, Грузовик, Прицеп, Длиннопост

1) Компрессор тягача постоянно подпитывает ресивер прицепа рабочим давлением (условно, 10 атмосфер), которое больше некоторого порогового (7 атм). При этом колёса прицепа расторможены, и автопоезд свободно движется. Такой режим называется ПИТАЮЩИМ.


2) Когда возникает необходимость притормозить, водитель нажимает на педаль тормоза, а тормозной кран переходит в УПРАВЛЯЮЩИЙ режим, и делает вот такой финт ушами: в тормоза тягача он ПОДАЁТ воздух под давлением. А в шланге, который идёт к прицепу (в который до этого момента постоянно подавалось 10 атм) он давление СБРАСЫВАЕТ ниже порогового. Воздухораспределитель прицепа тут же реагирует на сброс давления, и это является для него командой к торможению – он подаёт воздух из своего ресивера к своим тормозным камерам. Причём, чем сильнее тормозной кран тягача сбросит давление, тем сильнее прицеп будет давить на свои колодки. А воздух он берёт из своего ресивера, где, как мы помним, воздух хранится под рабочим давлением 10 атмосфер.


Если же сбросить давление полностью, то прицеп будет давить на свои тормоза по максимуму. Точно так же он поступит в случае отцепки соединительного шланга, когда давление, соответственно, тоже сбрасывается до нуля – это АВАРИЙНЫЙ режим, который затормозит прицеп в случае его расцепления. Также это является временным стояночным тормозом прицепа - если его отключить от тягача, то он воспримет это отключение как отрыв шланга, и подаст максимальное давление из ресивера к колёсам, т.е. встанет «на ручник».


3) Но запас воздуха в ресивере прицепа не бесконечен. И если снова не накачать воздух в ресивер прицепа, он со временем закончится. Или же во время стоянки через неплотности системы из него постепенно выйдет весь воздух. Когда такое происходит, то прицеп растормаживается. Если он не зафиксирован ручным стояночным тормозом (классический тросик) или башмаками, то он может самопроизвольно покатиться.


Вкратце всё это можно сформулировать так: воздуха много – запасаем его в ресивере. Воздуха меньше порогового давления – начинаем тормозить. Воздух вообще не подаётся – тормозим из своих запасов по максимуму. Воздух совсем-совсем вышел из системы – колёса растормаживаются. И всё это с помощью одного тормозного шланга. Казалось бы, проблема прошлого решена, и такая схема куда более эффективна. Но всё равно она была не без изъянов – слишком быстро расходовался и слишком медленно пополнялся запас воздуха в ресивере прицепа. И если автопоезд долго стоял на ручнике, или постоянно притормаживал на затяжном спуске, то запас воздуха в прицепе не пополнялся, а только расходовался. В какой-то момент прицеп оставался вообще без воздуха, т.е. без тормозов. Поэтому логично было подпитку воздухом производить непрерывно, как на тягаче. Так была придумана ДВУХПРОВОДНАЯ система.

Как тормозят большие машины - 2 Тормоз, Грузовик, Прицеп, Длиннопост

Зеленым обозначена питающая магистраль. Она постоянно пополняет запас воздуха как в тягаче, так и на прицепе. Красным цветом обозначена управляющая магистраль прицепа. В такой системе всё логично, безо всяких «наоборот», в отличие от однопроводной системы. Подали больше давления – прицеп сильнее тормозит. Меньше давления – меньше тормозит. За этим следит воздухораспределитель – синий квадратик, который подаёт воздух из ресивера к тормозным камерам в зависимости от давления в управляющей (красной) магистрали.


Но точно так же, как и в однопроводной схеме, реализовано аварийное торможение. Т.е. если отсоединить питающую (зеленую) магистраль, то прицеп воспримет это как аварийную расцепку, и подаст максимальное давление из своих запасов на тормозные камеры колёс.


В настоящее время используется именно двухпроводная система. Причём, независимо от того, прицеп это, полуприцеп, или же австралийский автопоезд с пятью прицепами.


Думаю, с прицепами разобрались. В следующем посте узнаем, что же это за такие «энергачи», и почему дёргать ручник при экстренном торможении неэффективно.

Показать полностью 1
389

Как тормозят большие машины

Как и обещал для @coderidNDN, @404error404, @Andreyca и @Tub1k, провожу ликбез по устройству и принципу работы тормозной системы грузовых машин. Знающие люди тут для себя ничего нового не найдут. А вот для остальных инфа может быть интересной. Тема достаточно обширная, поэтому логичнее и правильнее её будет разбить на несколько постов, чтоб всё в одну кучу не мешать.

Сразу оговорюсь, что речь пойдёт о грузовиках полной массой от 8 тонн, то есть о всяких КамАЗах, фурах, самосвалах и т.д. Более лёгкие грузовики имеют тормозную систему точно такую же, как и на легковых автомобилях – гидравлическую с вакуумным усилителем. Понятно, что усилия ноги водителя для остановки 8 тонн маловато. Разница давлений в вакуумном усилителе, очевидно, не может превышать одну атмосферу. А на практике разница давлений всего 0,1-0,2 атм. Умножаем это давление на площадь вакуумника, и получаем силу, которая и помогает водителю остановить автомобиль. Для не очень тяжёлых машин такой способ работает. А вот для более массивных, силы разряжения вакуумника не хватает. Поэтому абсолютно все современные грузовые автомобили (да и автобусы) имеют пневматический усилитель тормозов.

Эти пневматические тормоза являются рабочими. Помимо рабочей тормозной системы, есть ещё вспомогательная, стояночная и аварийная. О них расскажу чуть позже. А пока что вот вам на обозрение общая принципиальная схема тормозной системы одиночного двухосного автомобиля (без прицепа):

Как тормозят большие машины Тормоз, Грузовик, Ликбез, Длиннопост

От двигателя приводится в действие компрессор 1, который постоянно нагнетает воздух с улицы. Запас этого воздуха хранится в большом баллоне – ресивере 3. Как правило, таких ресиверов несколько. Причём, они разделены на независимые контуры. Если возникнет неисправность в одном контуре, то на помощь придёт другой. Между компрессором и ресивером ещё обязательно стоит фильтр-осушитель 2. Ведь атмосферный воздух содержит влагу, а она явно имеет свойство портить металл, да и замерзает зимой, порой полностью блокируя всю тормозную систему. Так что воду крайне нежелательно пускать в систему. Кроме воды, в систему так и норовит попасть масло из компрессора, которое тоже ни разу не полезно. Но хочешь - не хочешь, а какая-то часть воды и масла проходит через фильтр-осушитель и скапливается в ресиверах. И эту срань оттуда полагается периодически сливать с помощью специальных сливных клапанов. Особенно при переходе через нулевую температуру.

Когда автомобиль долго стоял, то воздух из ресиверов через неплотности системы всё равно выходит. Поэтому перед тем, как начать поездку, водитель должен дождаться, пока компрессор накачает воздух до рабочего давления. Чтобы, собственно говоря, было чем тормозить. Как правило, рабочее давление лежит в диапазоне от 6 до 11 атмосфер.

Итак, воздух набрали, тронулись, поехали. И вот возникла необходимость притормозить. Водитель нажимает на педаль тормоза, которая соединена с тормозным краном 4. И уже от тормозного крана расходятся воздушные магистрали непосредственно к колёсным тормозным камерам 5. Задача тормозного крана – пустить из ресивера к тормозным камерам ровно такое давление (не количество, а давление!), которое задал водитель нажатием на педаль. Т.е. он по своему принципу больше похож на газовый редуктор, нежели на простой вентиль. Нажал легонько – воздух к камерам подаётся под маленьким давлением, колёса притормаживают слабо. Нажал сильно – сильнее выросло давление, подаваемое в тормозные камеры, увеличилась сила торможения. Как только водитель убирает ногу с педали тормоза, воздух из тормозных камер под действием возвратных пружин уходит обратно в тормозной кран, где благополучно выбрасывается в атмосферу. Именно поэтому тот самый «пшшшш» от грузовика слышен не в момент торможения, а наоборот – когда колёса растормаживаются.

Сама тормозная камера устроена просто. Это герметичный металлический стакан, с одной стороны он закрыт эластичной резиновой манжетой. С другой стороны к нему подведён воздушный шланг, идущий от тормозного крана. Когда происходит торможение, то воздух под давлением нагнетается в полость камеры, давит на манжету, сама манжета толкает шток, шток поворачивает рычаг с тормозным кулаком, тормозной кулак прижимает колодки к барабану в доме, который построил Джек. Надеюсь, на картинке всё куда более наглядно, нежели я тут понаписал.

Как тормозят большие машины Тормоз, Грузовик, Ликбез, Длиннопост

Кстати, большинство самих тормозных механизмов на грузовых автомобилях барабанные. Сейчас всё чаще встречаются и дисковые, но они меньше защищены от воды, грязи, пыли т.д. Принцип работы у дисковых и барабанных механизмов точно такие же, как и на легковых машинах. Различие только в размерах.

Это был общий обзор принципиального устройства тормозной системы. В дальнейшем мы поговорим о стояночной и аварийной тормозной системе, о дополнительных тормозах, про абс, гололёд и разберём спорное утверждение о том, что тормозной путь не зависит от массы. А перед этим, как ни странно, надо будет сначала разобраться с тормозной системой прицепов. Но это уже в следующем посте будет. Конструктивную критику приветствую (про мои таланты художника можете не упоминать - я и сам знаю). Если что-то упустил или возникли дополнительные вопросы – спрашивайте.

Показать полностью 1

Откройте виртуальную кофейню, автомастерскую или магазин комиксов

Откройте виртуальную кофейню, автомастерскую или магазин комиксов

Тысячи людей мечтают запустить свое дело, но опасаются подводных камней и сложностей, которые поджидают их на этом пути. Хватит ли у вас сил преодолеть их и добиться успеха? Пройдите нашу новую игру и узнайте, каких результатов вы можете добиться в бизнесе.


Вместе с ДелоБанком мы запускаем симулятор предпринимателя. Выбирайте, в какой сфере откроете свой бизнес: кофейня, автомастерская или интернет-магазин комиксов. Определитесь с формой собственности, выберите логотип, найдите помещение и наймите сотрудников. А после запуска удержите бизнес на плаву. Сможете сделать бизнес прибыльным?


Отличная работа, все прочитано!