2025-08-14
Пневматический тормозный клапан - это устройство, которое регулирует давление тормозной системы с использованием сжатого воздуха в качестве источника питания с помощью механических или пневматических методов управления. Это не единый клапан, а композитный компонент, интегрирующие функции, такие как регуляция давления, управление схемой и обратная связь сигнала. Его основная роль состоит в том, чтобы преобразовать операции торможения водителя (такие как сила и ход нажатия педали тормоза) в соответствующие сигналы давления воздуха, тем самым управляя действиями приводов тормоза.
С точки зрения применения, пневматические тормозные клапаны в основном используются в тяжелых транспортных средствах, оснащенных пневматическими приводами, такими как тяжелые грузовики, городские автобусы, тренеры на дальние расстояния и тракторы. Это связано с тем, что тяжелые транспортные средства имеют большие требования к торможению, а пневматические системы могут обеспечить непрерывное и мощное тормозное силу, сохраняя большое количество сжатого воздуха. Кроме того, пневматические тормозные клапаны также широко используются в некотором промышленном оборудовании, таком как краны контейнеров порта, заводские вилочные погрузчики и шахтные самосвалы. Эти устройства часто работают при тяжелых нагрузках и частых условиях стартовой стойки, требующих высокой стабильности и долговечности тормозной системы, а пневматические тормозные клапаны могут просто удовлетворить эти потребности.
В тормозных системах тяжелых транспортных средств, одной из важных причин, по которой пневматические тормозные системы используются более широко, чем гидравлические системы, являются характеристики пневматических тормозных клапанов. Гидравлические системы полагаются на гидравлическое масло для передачи давления. Как только протекает трубопровод, производительность торможения всей системы резко упадет, а также возникают экологические проблемы с переработкой и утилизацией гидравлического масла. Напротив, пневматические системы используют воздух в качестве среды, который широко доступен и без затрат. Даже если есть небольшая утечка, давление системы может быть в определенной степени поддерживать непрерывную подачу воздуха от воздушного компрессора, обеспечивая лучшую безопасность. В этой системе тормозный клапан играет ключевую роль, например, точный «переключатель» и «регулятор», отвечающий за контроль, когда и с тем, что заставляет работать колесные тормоза.
Функция Пневматический тормозный клапан это не одно «тормозное» действие, а сложный процесс, включающий передачу сигнала, регулирование давления, гарантию безопасности и другие ссылки. Каждая функция напрямую влияет на производительность тормозной системы.
Существуют различные типы пневматических тормозных клапанов, и их конструкции и принципы работы варьируются в зависимости от типа, но ядро сосредоточено вокруг цели «точно контроля давления воздуха».
Принимая наиболее распространенный тормозный тормозный клапан с двойным замыканием с двумя кругами, его основные компоненты включают в себя:
Его рабочий процесс можно разделить на следующие шаги:
Пневматические тормозные клапаны имеют широкий спектр сценариев применения, и их требования к производительности и рабочие характеристики варьируются в разных областях, но ядро состоит в том, чтобы обеспечить безопасную работу оборудования. В следующей таблице приведены ключевые данные их приложений:
Поле приложения | Типичное оборудование | Требования к производительности | Ключевые рабочие характеристики |
Автомобильное поле | Тяжелые грузовые грузовики | - Поддерживайте стабильную производительность при частых торможениях (например, длинный спуск). | - Нужно обрабатывать тяжелые нагрузки (десятки тонн) и высокоинтенсивное торможение. |
| Городские автобусы | - Быстрый ответ на операции драйвера для «плавного входа и выхода» во время запуска и остановки. | - Частые циклы стартовой стоп требуют гибкого регулировки давления. |
| Инженерные самосвалы | - Сильная анти-загрязняющая и вибрационная сопротивление для суровых сред (ухабистые дороги, пыль). | - Оснащен высокоэффективными впускными фильтрами воздуха, чтобы противостоять пыли. |
Поле промышленного оборудования | Портовые краны | - обеспечить достаточный крутящий момент для торможения для тяжелых нагрузок (десятки тонн), чтобы сохранить распределители стационарными. | - Управление торможением прохождения крана, движения троллейбуса и подъема разбрасывателя. |
| Фабричные вилочные погрузчики | - Высокая скорость отклика для гибкого и точного торможения в узких пространствах. | - Частое торможение для регулировки положения в ограниченных областях. |
| Оборудование для обработки земли в аэропорту | - Проект, защищенная от взрыва, чтобы избежать взрывов топлива вблизи самолетов. | - Обеспечивает безопасную работу вокруг самолетов для предотвращения столкновений. |
Пневматические тормозные клапаны не существуют в изоляции. Они образуют органическое целое с другими компонентами в тормозной системе, которые сотрудничают и взаимодействуют друг с другом. Любая проблема с любым компонентом повлияет на производительность всей системы.
Воздушный резервуар - это «банк хранения энергии» пневматической тормозной системы. Его основная функция состоит в том, чтобы хранить сжатый воздух, генерируемый воздушным компрессором, и обеспечить стабильный источник воздуха для пневматического тормозного клапана. Объем и давление воздушного резервуара напрямую влияют на рабочий эффект тормозного клапана: если объем слишком мал, он не может хранить достаточно воздуха, что приведет к быстрому падению давления во время непрерывного торможения, что приводит к недостаточным выходному давлению тормозного клапана; Нестабильное давление (такое как колебание давления, вызванное разрушением воздушного компрессора), сделает выходное давление тормозного клапана колебаться, что приводит к тому, что торможение будет сильным и слабым. Например, если воздушное резервуар утечек тяжелых грузовиков из-за ржавчины, давление на хранение воздуха всегда будет поддерживаться на уровне 0,4 МПа (ниже, чем стандартное 0,6 МПа). Даже если тормозный клапан полностью открыт, выход давления в тормозной камере не может соответствовать требованиям, что приводит к тому, что расстояние торможения транспортного средства почти удвоилось по сравнению с нормальной ситуацией. Кроме того, нижняя часть воздушного резервуара обычно оборудована сливным клапаном. Если конденсированная вода не разряжается регулярно, вода попадет в тормозный клапан с сжатым воздухом, вызывая ржавчину и застревание внутренних частей и влияя на гибкость выключателя клапана.
Тормозная камера - это «привод» тормозной системы. Он преобразует пневматическую энергию с помощью пневматического тормозного клапана в механическую энергию, чтобы вытащить тормозные туфли или тормозные колодки, чтобы действовать. Спецификация и состояние тормозной камеры тесно связаны с эффективностью работы и тормозным эффектом тормозного клапана.
С точки зрения спецификаций, тормозные камеры разных объемов должны быть сопоставлены с пневматическими тормозными клапанами с различными выходными потоками. Например, задние тормозные камеры крупных грузовиков имеют большой объем (обычно 30-50 литров), требуя, чтобы тормозный клапан выводит большое количество сжатого воздуха за короткое время, чтобы быстро установить достаточное давление торможения; в то время как тормозные камеры маленьких вилочных погрузчиков имеют небольшой объем (около 5-10 литров). При оснащении тормозного клапана большого потока это может привести к тому, что давление торможения поднимается слишком быстро, что приведет к воздействию торможения. Следовательно, сопоставление спецификаций тормозного клапана и тормозной камеры является обязательным условием для обеспечения скоординированной работы тормозной системы. При проектировании производители транспортных средств точно выберут соответствующую модель тормозных клапанов в соответствии с параметрами тормозной камеры.
Состояние тормозной камеры также напрямую влияет на механизм обратной связи тормозного клапана. Когда диафрагма тормозной камеры стареет и повреждена, возникнет утечка воздуха, что приведет к тому, что внутреннее давление тормозной камеры не достигла достижения значения давления тормозным клапаном. В настоящее время пружина баланса внутри тормозного клапана не может получить достаточную реакцию, что заставит водителя ощущать, что педаль «мягкая», и даже если педаль прижат к большому удару, нельзя получить достаточное количество тормозного силы. Например, диафрагма задней тормозной камеры автобуса имеет небольшие трещины из-за долгосрочного использования. Во время торможения часть сжатого воздуха утечки из трещин. Хотя выход давления с помощью тормозного клапана является нормальным, фактическое давление тормозной камеры составляет всего 70% от нормального значения, что приводит к значительному увеличению расстояния торможения транспортного средства. Кроме того, если удар толкающей стержней тормозной камеры превышает стандартный диапазон (обычно максимальный ход не превышает 30 мм), зазор между тормозной обувью и тормозным барабаном будет слишком большим, а тормозный клапан должен вывести воздух более высокого давления для достижения эффективного торможения. Это не только увеличивает нагрузку воздушного компрессора, но и может привести к тому, что тормозный клапан в течение длительного времени находится в состоянии высокой нагрузки, сокращая срок службы.
Тормозный трубопровод - это «кровеносный сосуд», соединяющий пневматический тормозный клапан с другими компонентами, ответственным за передачу сжатого воздуха. Внутренний диаметр, длина и степень изгиба трубопровода будут влиять на сопротивление воздушного потока, что влияет на скорость отклика тормозного клапана. Трубопроводы со слишком маленьким внутренним диаметром или слишком длинной длиной будут вызывать медленный поток воздуха. Когда водитель внезапно тормозит, выходы воздуха высокого давления у тормозного клапана требуют больше времени, чтобы добраться до тормозной камеры, что приводит к задержке торможения. Например, некоторые модифицированные транспортные средства произвольно расширяют трубопровод тормоза, увеличивая длину трубопровода более на 5 метров. В чрезвычайной ситуации время отклика тормоза увеличивается на 0,3 секунды по сравнению с исходным состоянием, что может привести к тому, что транспортное средство сталкивается с предстоящими препятствиями.
Тядкость трубопровода еще более важна. Если трубопровод не ослаблен или стенка трубы повреждена, он приведет к утечке сжатого воздуха во время передачи, что дает давление воздуха, достигающее тормозной камеры ниже, чем выход давления с помощью тормозного клапана. Тормозный клапан будет ощущать потерю давления с помощью внутреннего механизма обратной связи и попытаться компенсировать, увеличивая потребление воздуха, что приведет к тому, что впускной клапан тормозного клапана будет в открытом состоянии в течение длительного времени, что ухудшает износ клапана. В то же время пыль, влага и другие примеси, входящие из точки утечки, будут течь в тормозный клапан с воздухом, загрязняя корпус клапана и вызывая заклинивание клапана или ускоренное старение уплотнений.
Воздушный компрессор является «источником питания» пневматической тормозной системы, отвечающей за обеспечение сжатого воздуха для воздушного резервуара и тормозного клапана. Эффективность производства газа и стабильность давления воздушного компрессора напрямую влияют на рабочее состояние тормозного клапана. Когда воздушный компрессор не стерж (например, износ поршневого кольца, утечка воздушного клапана), что приводит к снижению эффективности производства газа, давление воздушного резервуара будет оставаться низким. Даже если тормозный клапан полностью открыт, он не может получить достаточное количество подачи воздуха, а выходное давление будет естественным образом уменьшаться. Например, воздушный компрессор тяжелого грузовика не поддерживается в течение длительного времени, и его эффективность производства газа снижается до 60% от нормальной стоимости. Давление воздушного резервуара никогда не может достичь стандартного значения 0,6 МПа, а максимальное давление выходной давления с помощью тормозного клапана в тормозную камеру может достигать только 0,4 МПа. Транспортное средство не может достичь эффективного торможения при полной загрузке.
Кроме того, качество сжатого воздуха воздушным компрессором также имеет решающее значение. Если фильтр воздушного компрессора не удается, нефильтрованный воздух содержит много пыли и влаги, которые попадут в тормозный клапан с воздухом, вызывая износ клапана и ржавчину. В то же время температура выходного воздуха у воздушного компрессора слишком высока (превышает 80 ℃), что ускорит старение уплотнений внутри тормозного клапана и уменьшит срок службы. Следовательно, регулярное обслуживание воздушного компрессора (например, замена фильтра и проверка системы охлаждения) может не только обеспечить свою собственную производительность, но и важную часть поддержания нормальной работы тормозного клапана.
Во время долгосрочного использования пневматические тормозные клапаны могут иметь различные разломы из-за условий труда, условий обслуживания и других факторов. Своевременное устранение неполадок и решение этих разломов является ключом к обеспечению безопасности тормозной системы.
Утечка воздуха тормозного клапана является одним из наиболее распространенных разломов, в основном проявляющейся как непрерывная утечка воздуха из воздушного входа, воздушного розетки или выхлопного порта тормозного клапана в неработающем состоянии, что приводит к быстрому падению давления воздушного резервуара.
Плохое возвращение педали тормоза проявляется, так как педаль не может быстро вернуться в свое исходное положение после того, как водитель выпустит его, или после возвращения все еще существует частичный тормозный эффект (тормозное сопротивление).
Недостаточное давление торможения проявляется, так как водитель считает, что сопротивление педали невелико, а ход большой при нажатии на педали тормоза, давление тормозной камеры не может достичь стандартного значения, а эффект торможения плохой.
Чрезмерное давление торможения проявляется как чрезмерное тормозное силу, когда педаль тормоза слегка нажата, даже заблокирован тормоза; Тормозное сопротивление проявляется, так как эффект торможения не полностью высвобождается после освобождения педаль, а сопротивление транспортного средства увеличивается.
В тормозных системах пневматические тормозные клапаны и гидравлические тормозные клапаны являются двумя основными компонентами управления. Они имеют существенные различия в принципах работы, сценариях применения и т. Д. Понимание этих различий помогает лучше понять характеристики пневматических тормозных клапанов.
Особенность | Пневматические тормозные клапаны | Гидравлические тормозные клапаны |
Рабочая среда | Сжатый воздух | Гидравлическое масло |
Сжимаемость среднего | Воздух сжимается, что приводит к определенной задержке передачи давления | Гидравлическое масло практически несжимаемо, что обеспечивает быструю и точную передачу давления |
Время отклика торможения | Дольше (0,3-0,5 секунды для тяжелых грузовиков) | Короче (в течение 0,1 секунды для пассажирских автомобилей) |
Буферный эффект | Играет определенную буферизацию во время торможения, уменьшая воздействие | Меньший буферный эффект |
Сценарии приложения | Тяжелые транспортные средства (грузовики, автобусы, прицепы для тракторов) и промышленное оборудование (портовые краны, вилочные погрузчики, горные самосвалы) с большими требованиями тормозного усилия и суровыми рабочими средами | Маленькие легковые автомобили, легкие грузовики с относительно небольшими требованиями к торможению и высокими требованиями к скорости отклика и комфорта |
Тормозное силовая способность | Подходит для больших потребностей в тормозной силе, может обеспечить непрерывный воздух высокого давления через воздушные резервуары для тяжелых нагрузок (десятки тонн) | Подходит для потребностей в небольшом и среднем торможении |
Экологическая адаптивность | Сильная терпимость к загрязнению масла и пыли, стабильно работает в суровых условиях, таких как шахты и строительные площадки | Чувствителен к загрязнению, а не так адаптируется к суровой среде |
Стоимость технического обслуживания | Относительно низкий; Средний воздух не нуждается в замене, только регулярная очистка фильтра и проверки стеснения; Но больше трубопроводов означает более высокую вероятность утечки, требующая частых проверок | Относительно высокий; Гидравлическое нефть нуждается в регулярной замене (каждые 2 года или 40 000 километров); Уплотнения легко выдерживаются при коррозии нефти и нуждаются в регулярной замене; чувствительный к загрязнению, который ускоряет ношение |
Безопасность и избыточность | Легко реализовать избыточность двойного замыкания; Утечка обычно постепенная, что позволяет водителям заранее обнаруживать неисправности через изменения педали. | Конструкция с двойным кругом обеспечивает избыточность, но утечка может быть внезапной и серьезной; Утечка гидравлического масла загрязняет окружающую среду; У современных систем есть устройства аварийной сигнализации |