Меню

Электрические приводы для тормоза

Электромагнитные тормозные устройства

В некоторых устройствах, с целью торможения вращающихся элементов машины, применяется электромагнитный дисковый тормоз электродвигателя. Электромагнитное тормозное устройство монтируется прямо в двигателе или на двигателе, и по сути представляет собой вспомогательный двигатель или приводной узел, отвечающий всем требованиям касательно как позиционирования агрегата, так и с точки зрения безопасной его эксплуатации. Он включается пружинами и отпускается с помощью электромагнита.

Данное решение позволяет не только обеспечить безопасное торможение двигателя в случае аварии или позиционировать исполнительный орган машины во время ее функционирования, но и просто сокращает время работы машины во время ее торможения.

Существуют два типа дисковых электромагнитных тормозных устройств: дисковый тормоз переменного тока и дисковый тормоз постоянного тока (в зависимости от формы тока, которым питается данный тормоз). Для варианта тормоза, питаемого постоянным током, вместе с двигателем поставляется также и выпрямитель, при помощи которого постоянный ток получается из переменного, которым питается сам двигатель.

Конструкция тормозного устройства включает в себя: электромагнит, якорь и диск. Электромагнит изготовлен в виде набора катушек, расположенных в специальном корпусе. Якорь служит исполнительным элементом тормоза, и представляет собой антифрикционную поверхность, которая взаимодействует с тормозным диском.

Сам диск, с нанесенным на него фрикционным материалом, перемещается по зубцам втулки на валу двигателя. Когда в катушки тормозного устройства подано напряжение, якорь оттянут, и вал двигателя может свободно вращаться вместе с тормозным диском.

Затормаживание обеспечивается в свободном состоянии, когда пружины нажимают на якорь, и он воздействует на тормозной диск, вызывая тем самым остановку вала.

Тормоза такого типа находят обширное применение в системах с электрическим приводом. На случай аварийного отсутствия питания тормозного устройства, может быть предусмотрена возможность снять тормоз вручную.

В подъемно-транспортных машинах используется колодочный электромагнитный тормоз (ТКГ), удерживающий вал в заторможенном состоянии когда машина выключена.

ТКП — тормоз постоянного тока серии МП. ТКГ — тормоз электрогидравлический с толкателем серии ТЭ. Электромагнит тормоза ТКГ включает в себя привод и механическую часть, которая в свою очередь включает: подставку, пружины, систему рычагов и тормозные колодки.

Тормозное устройство устанавливается вертикально, причем тормозной шкив имеет горизонтальное положение. Механические части тормозных устройств питаемых переменным или постоянным током для шкивов одного и того же диаметра одинаковы.

Обычно такие устройства имеют буквенное обозначение ТК и число, обозначающее диаметр шкива для торможения. В момент включения питания рычаги нейтрализуют действие пружин и освобождают шкив для обеспечения ему возможности свободного вращения.

Электромагнитные тормоза находят применение в:

блокировке подъемных кранов, лифтов, укладочных машин и т. д. в выключенном состоянии; в механизмах остановки конвейеров, намоточных и ткацких станков, задвижек, прокатного оборудования и т. д.;

для сокращения выбега (времени холостого хода во время остановки) машин;

в системах аварийной остановки эскалаторов, мешалок и т. д.;

для остановки с позиционированием в точном положении в определенный момент времени.

В буровых установках применяется индукционное торможение, основанное на взаимодействии магнитных полей индуктора, в роли которого выступает электромагнит, и якоря, в обмотке которого наводятся токи, магнитные поля которых тормозят «причину их вызывающую» (см. Закон Ленца), создавая тем самым необходимый тормозящий момент ротору.

Читайте также:  Педали газ тормоз в коробке автомат

Рассмотрим это явление на рисунке. Когда в обмотке статора включается ток, его магнитное поле индуцирует вихревой ток в роторе. На вихревой ток в роторе действует сила Ампера, момент которой и является в данном случае тормозящим.

Как известно, в тормозном режиме способны работать асинхронные и синхронные машины переменного тока, а также машины постоянного тока, когда вал движется относительно статора. Если вал неподвижен (относительное перемещение отсутствует), то тормозящего действия не будет.

Таким образом, тормоза на основе электродвигателей применяются для затормаживания движущихся валов, а не для удержания их в состоянии остановки. При этом интенсивность замедления движения механизма можно в таких случаях плавно регулировать, что иногда удобно.

На следующем рисунке приведена схема работы гистерезисного тормоза. Когда в обмотку статора подается ток, на ротор действует вращающий момент, в данном случае он тормозящий, и возникает здесь из-за явления гистерезиса от перемагничивания монолитного ротора.

Физическая причина в том, что намагниченность ротора становится таковой, что его магнитный поток совпадает по направлению с потоком статора. И если ротор попытаться из такого положения повернуть (так чтобы статор оказался относительно ротора в положении Б), то он будет стараться вернуться обратно в положение А за счет тангенциальных составляющих магнитных сил, — так и возникает в данном случае торможение.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Устройство автомобилей

Тормозной привод и его разновидности

Тормозным приводом называют совокупность устройств, предназначенных для передачи энергии от ее источника к тормозным механизмам и управления этой энергией в процессе передачи с целью осуществления торможения требуемой эффективности.

Тормозной привод – элемент тормозной системы, предназначенный для дистанционного управления тормозными механизмами и (при использовании усилителя) уменьшения мускульного усилия на органах управления.

В задачи тормозного привода входит осуществление следующих функций:

  • создание запаса энергии рабочего тела (для систем с пневмоприводом);
  • подача энергии к исполнительным органам (тормозным камерам, тормозным цилиндрам);
  • регулирует интенсивность торможения.

В зависимости от количества контуров, по которым передается энергия мускульной силы водителя или рабочего тела от управляющего к исполнительному органу, различают одноконтурные, двухконтурные и многоконтурные тормозные приводы.

Двухконтурные и многоконтурные тормозные приводы обычно используются для совмещения функций рабочей тормозной системы с аварийной тормозной системой, поскольку повреждение одного из контуров позволяет сохранять работоспособность общей системы управления торможением автомобиля, хоть и в ограниченном качестве.
Одноконтурные приводы в рабочих тормозных системах современных автомобилей практически не применяются, поскольку это не соответствует требованиям нормативов и стандартов в отношении безопасности движения.

Читайте также:  Как починить трюковой самокат тормоза

Схемы образования независимых контуров тормозного привода могут быть различными:

  • один контур обслуживает тормозные механизмы передних колес, другой – задних (простейшая схема);
  • один контур обслуживает тормозные механизмы переднего левого и заднего правого колес, другой – переднего правого и заднего левого (диагональные контуры);
  • один контур обслуживает тормозные механизмы всех передних и задних колес, другой – только передних колес;
  • один контур обслуживает тормозные механизмы передних колес и заднее правое, другой контур – передние колеса и заднее левое (L-образный контур);
  • оба контура обслуживают тормозные механизмы всех колес автомобиля. Такая схема является наиболее надежной, поскольку предусматривает полное сохранение тормозных качеств в случае отказа одного из контуров, но из-за высокой стоимости применяется в основном на дорогих легковых автомобилях.

По типу рабочего тела или виду используемой при торможении энергии тормозные приводы рабочих тормозных систем бывают механическими, гидравлическими, пневматическими, электрическими и комбинированными.

Механический тормозной привод

Механический привод состоит из системы тяг, рычагов, валиков или тросов, позволяющих дистанционно управлять тормозными механизмами автомобиля. Он прост в устройстве, но обладает существенными недостатками, к которым в первую очередь следует отнести:

  • сложность дифференцирования тормозных усилий между колесами;
  • потери энергии в шарнирах и сочленениях привода, что приводит к необходимости применения значительных усилий при управлении (КПД таких приводов не превышает 0,4…0,6);
  • для уменьшения усилия на управляющем органе (педали или рычаге) приходится применять значительное передаточное число привода, что приводит к увеличению хода управляющего органа;
  • появление люфтов при износе сопрягаемых деталей привода, что может привести к нестабильному или запоздалому срабатыванию;
  • необходимость в частых регулировках и обслуживании;
  • сложность защиты привода от воздействий внешней среды (механические повреждения, коррозия, обледенение и т. п.);
  • усложнение конструкции привода и, как следствие, снижение его надежности при значительной базе автомобиля и сложной конфигурации кузова (несущей системы), а также при применении в многоосных автомобилях и автопоездах.

В настоящее время механический привод встречается только в конструкциях стояночной тормозной системы автомобилей. В этом случае используется неоспоримое преимущество механического привода – способность неограниченно долго сохранять заданное усилие.

Гидравлический тормозной привод

Гидравлический привод имеет более сложное устройство, чем механический, поскольку в его конструкции присутствуют сложные гидравлические узлы и приборы (гидроцилиндры, регуляторы и т. п.). Тем не менее, он выгодно отличается от механического привода удобством передачи энергии (тормозные трубки можно проложить где угодно и как угодно), а также возможностью использовать усилители для уменьшения усилия на управляющем органе тормозной системы.
По сравнению с пневматическим приводом гидравлический срабатывает значительно быстрее благодаря малой сжимаемости жидкости. При нормальной температуре жидкости КПД гидравлического привода составляет 0,85…0,9.

Основные недостатки гидропривода:

  • возможность попадания воздуха в гидравлический привод и образования паровых пробок, что резко снижает эффективность его работы вплоть до отказа;
  • снижение КПД при низких температурах из-за увеличения вязкости жидкости;
  • вероятность закипания жидкости при длительном торможении (например, на затяжных спусках);
  • применение в качестве рабочего тела жидкостей, способных нанести вред окружающей среде, растительному и животному миру, а также человеку.
Читайте также:  Колодки стояночного тормоза паджеро спорт

В качестве усилителей гидравлических приводов обычно применяются устройства, использующие энергию вакуума из всасывающего трубопровода системы питания двигателя. Такие устройства обладают существенным недостатком – они не способны накапливать энергию, и при остановке двигателя эффективность работы тормозной системы резко падает.
В некоторых автомобилях для работы усилителей используют энергию сжатого воздуха, нагнетаемого специальными компрессорными установками, но такие приводы существенно усложняют конструкцию тормозной системы и применяются ограниченно.
Из-за отмеченных недостатков гидроприводы тормозных механизмов применяются только в легковых автомобилях и грузовиках малой и средней грузоподъемности.

На современных автомобилях в состав гидравлического привода тормозов могут входить различные электронные системы: антиблокировочная система тормозов (АБС), усилитель экстренного торможения, система распределения тормозных усилий, электронная блокировка дифференциала и т. п.

Пневматический тормозной привод

Пневматический привод намного сложнее и дороже механического и гидравлического приводов, но обладает существенными преимуществами:

  • не нуждается в применении усилителей, поскольку энергии сжатого воздуха достаточно для срабатывания тормозных механизмов любой мощности;
  • в качестве рабочего тела не используются токсичные и вредные жидкости и газы (преимущество перед гидравлическим приводом);
  • не боится попадания в систему воздуха, как гидравлический привод;
  • способен накапливать запас энергии сжатого воздуха для расходования ее в автономном режиме, при неработающем двигателе;
  • трубопроводы для подвода сжатого воздуха можно проложить в соответствии с требуемой компоновкой тормозной системы (преимущество перед механическим приводом).

Подобно гидравлическому, пневматический тормозной привод может разделяться на отдельные автономные контуры.

Основными недостатками пневматического привода являются:

  • высокая стоимость (тормозной привод одиночного автомобиля «КамАЗ» включает 25 аппаратов, 6 ресиверов и 70 метров трубопроводов);
  • относительно большое время срабатывания и растормаживания (время срабатывания у одиночных автомобилей – 0,4…0,7 с, у автопоездов – до 1,5 с);
  • дополнительный шум при работе;
  • образование водяного конденсата в трубопроводах, способного закупорить их при низких температурах ледяными пробками.

Благодаря способности снижать усилие на управляющих органах тормозных механизмов, а также возможности накапливать энергию для автономной работы, пневматические приводы тормозов получили широкое распространение на грузовых автомобилях и автобусах полной массой более 9 т.

Электрический привод тормозов

Электрический тормозной привод использует для работы энергию электрического тока и электромагнитного поля. Такой привод для эффективной работы требует наличия мощных и емких источников электрического тока.
Поскольку на автомобилях электрическая энергия вырабатывается в ограниченном количестве для обеспечения работы системы электрооборудования, электрический привод тормозов не получил распространения в автотранспортных средствах. Очень редко такой привод можно встретить в конструкции тормозных систем легковых прицепов.

Комбинированный тормозной привод

Комбинированный тормозной привод представляет собой комбинацию двух или даже нескольких типов привода. Так, например, на автомобилях может применяться электропневматический привод, пневмогидравлический привод и т. п. Комбинированные приводы тормозов практически не применяются на автотранспортных средствах из-за сложности конструкции.

Источник

Adblock
detector