Что такое ретардер на грузовиках
Ретардеры – дополнительные моторные тормоза
У современных магистральных тягачей с 20-тонными прицепами большая масса и мощные двигатели. Поэтому, если непредвиденная ситуация возникает при движении под уклон, вовремя затормозить довольно сложно.
Более того, даже всего лишь удерживать автомобиль на спуске от разгона – и то нелегко. «Обычные» моторные тормоза в таких ситуациях быстро изнашиваются.
Кроме того, приходится нажимать на педаль кратковременно, но часто. Из-за этого рабочие элементы перегреваются, что может повлиять на эффективность торможения.
Из-за описанных выше причин ретардеры (замедлители) приобретают среди дальнобойщиков все большую популярность. Это устройства, поглощающие часть кинетической энергии коленвала. Нередко их называют “Jake brake”, что значит «тормоз Джейка», поскольку выпускаются они компанией Jacobs Engine Brake. Есть несколько видов ретардеров, работа которых основана на разных принципах.
Первый тип (engine compression brakes) использует такт сжатия в камере сгорания. В ВМТ поршня выпускной клапан открывается, после чего сжатый воздух уходит в выхлопную систему. Движение машины замедляется из-за того, что энергия, которая действует на поршень, рассеивается. Этот принцип предложил Clessie Cummins, основатель одноименной фирмы. Но, по-настоящему популярными такие ретардеры стали только в наше время, после того, как на тягачи начали ставить дизеля мощностью до 500 л.с., и оказалось, что без дополнительных тормозов им не обойтись.
Моторный замедлитель данного типа включается лишь тогда, когда водитель не нажимает на акселератор и не вводит в цилиндр топливо. Эффективность ретардера наибольшая при максимальном числе оборотов двигателя. Правда, указанная система не лишена недостатков. Если ею злоупотреблять, то клапана выйдут из строя раньше положенного срока. К тому же, во многих городах США пользоваться компрессионными замедлителями запрещено, потому что они очень сильно шумят (звук похож на очередь из пулемета).
Ретардер второго типа, exhaust brakes, конструктивно очень простой. В выхлопную трубу монтируется дроссельная заслонка. Управляется она с помощью электрического, вакуумного, гидравлического или пневматического привода. При ее закрытии грузовик тормозит за счет того, что уменьшается количество выпущенных наружу выхлопных газов. Оставшиеся создают обратное давление в моторе, которое оказывает сопротивление движению поршней.
В результате коленвал начинает вращаться с меньшей угловой скоростью. Принцип работы очень похож на популярную шутку, когда в выхлопную трубу плотно забивают картофелину. Нередко производители двигателей объединяют в одном изделии оба описанных выше вида замедлителей, в результате чего ретардеры поглощают почти столько же кинетической энергии, сколько может произвести силовая установка.
В результате создается дополнительное гидравлическое сопротивление. Достаточно активировать такой ретардер, чтобы он начал поглощать кинетическую энергию автомобиля. Недостатки: не рекомендуется включать замедлитель данного вида в дождливую погоду или при движении по скользкой дороге.
Четвертый тип – электрический. Ретардер монтируется на задний мост, трансмиссию или карданный вал. Он состоит из ротора, статора, электронного контроллера и пульта управления. Пульт – это панель с переключателями. Контроллер соединяет замедлитель с ABS, которая отключает дополнительные моторные тормоза при опасности блокировки колес. Замедлитель работает по принципу использования электромагнитной силы.
У него есть два вращающихся диска и несколько неподвижных магнитов. Диски соединены с приводным валом ТС. При включении ретардера, они создают вихревые электрические токи, из-за которых возникает сопротивление вращению ротора. Отобранная у двигателя кинетическая энергия преобразуется в тепловую. Которая затем рассеивается в атмосферу. Замедлитель данного типа эффективен при работе мотора на малых оборотах.
С каждым годом ретардеры все чаще ставятся на силовые агрегаты мощных тягачей. Популярные изготовителя моторных тормозов Jacobs Vehicle Systems, Pacbrake, TecBrake и другие предлагают новые разработки для двигателей Cummins, Caterpillar, International, DDC и Mack.
Эти системы не только выполнены в корпусах двигателей, но еще и объединены в единый комплекс оборудования по повышению безопасности движения с такими устройствами, как круиз-контроль, АКПП, контроль устойчивости и другими. И включаются они автоматически, без участия водителя.
Любой процесс всегда развивается в двух направлениях. Автотранспорт – не исключение. С одной стороны, создаются более тяжелые и мощные машины, которыми сложнее управлять. С другой – придумываются технические средства, помогающие водителю в его нелегкой работе. Все правильно, по-другому и быть не должно.
Видео: Партнёрская программа от сервиса «Перевозка 24»
Ретардер — что это такое? Retarder — тормоз-замедлитель
Ретардер. Что это такое, далеко не всем понятно только из названия. В переводе с английского этот термин буквально означает «замедлитель». Его применяют в различных областях науки и промышленности к устройствам, агрегатам или веществам, тормозящим динамику протекания какого-либо процесса. Применительно к сфере машиностроения ретардером называют устройство, которое устанавливается на транспортных средствах с целью замедления скорости их движения без участия или с частичным использованием основных тормозных систем.
Что такое ретардер (интардер)
Ретардер — это тормоз замедлитель грузовых (и не только) автомобилей, который путем воздействия электромагнитных или гидравлических сил позволяет остановить транспортное средство без применения фрикционных тормозов. Так как многие тепловозы весили порядка 40 тонн, их торможение стало основной проблемой для машинистов. Фрикционная тормозная система не могла в полной мере справиться с такой массой быстро перегревалась и выходило из строя. Решением данной проблемы стало изобретение системы под названием ретардер.
Всё чаще на грузовиках применяют ретардер при спуске с горы и при длинных уклонах, где нецелесообразно использовать основную тормозную систему (она не рассчитана на длительное торможение и её основные элементы — диски, накладки, колодки быстро перегреваются и перестают эффективно выполнять свою работу — торможение).
Интардер
Также всё чаще индукционный тормоз ставят на городской транспорт — автобусы, на автомобили коммунального назначения. В большинстве случаев это связано с некоторыми преимуществами использования ретардера — он позволяет притормаживать более плавно (при этом не теряется эффективность торможения), также одним из значительных преимуществ является экономия — при использование тормоза-замедлителя существенно увеличивается (5-10 раз) срок службы тормозной системы автомобиля (в частности из-за снижения нагрузки на тормозную систему), что с учетом дороговизны технического обслуживания грузовиков и автобусов, является большим плюсом. Ниже мы рассмотрим из чего состоит ретардер и как он работает.
Принципы работы горного тормоза Камаз
Когда тяжелая машина работает в условиях пересеченной местности, ей постоянно приходится спускаться под уклон, используя тормоз. Поскольку во время затяжного спуска притормаживать приходится неоднократно, шины и накладки на тормозных колодках быстро приходят в негодность, что ведет к уменьшению трения о тормозящий барабан и, как результат, к снижению качества работы тормозной системы. Поэтому в автомобилях Камаз устанавливается дополнительный тормоз, который позволяет сократить износ основной тормозной системы.
Под горным тормозом понимается вспомогательная встроенная замедляющая система, позволяющая транспортному средству двигаться с малой скоростью. Обычно дополнительный замедлитель ставится на грузовую и строительную технику. Иногда дополнительный замедлитель устанавливается на междугородние автобусы, курсирующие в горной местности. Однако наиболее широкое применение горный тормоз получил на отечественных Камазах.
Как работает горный тормоз на Камазах?
В настоящее время выделяется три вида дополнительных замедлителей: моторный, гидравлический и электрический. От вида тормоза зависит принцип его работы.
Так, моторный тормоз перекрывает подачу топлива. Он представляет собой заслонку, которая закрывает трубу глушителя и смещает рейку ТНВД. Топливо перестает поступать, двигатель глохнет, но коленвал продолжает работать. При попытке вытолкнуть воздух из камеры сгорания, поршень встречает значительное сопротивление, вследствие чего притормаживает движение коленвала и колес.
В состав гидравлического тормоза входят два параллельно расположенных на малом расстоянии друг от друга колеса с лопастями. Одно из колес фиксируется на корпусе тормоза, другое – крутится вместе с карданом. Внутренняя полость самого тормоза наполняется маслом, которое разгоняется движущимися лопастями. При соприкосновении и неподвижными лопастями, масло теряет скорость, замедляя тем самым вращающееся колесо, следовательно, и сам кардан.
Устройство ретардера (интардера). Конструкция.
Гидравлический ретардер
Гидравлические ретардеры в большинстве случаев интегрируются в коробку передач (ZF, Voith). Часто это обусловлено необходимостью подвода рабочей жидкости (которая обычно является антифризом из двигателя). Гидравлические интардеры состоят из шестеренки (которая входит в зацепление с шестеренкой выходного вала коробки передач), статора, ротора, насоса, электронного блока, теплообменника. Статор и ротор находятся на одной оси с шестеренкой, которая имеет зацепление с шестерней КП.
LiveInternetLiveInternet
Грузовик находится в постоянном движении. И если на магистралях езда равномерная, то вне их приходится постоянно изменять скорость движения. Естественно, это приводит к повышенному износу тормозных колодок. И когда в легковом автомобиле их износ невелик, у тяжелой техники этот процесс происходит в несколько раз интенсивнее из-за больших нагрузок. К тому же перегретые или сильно изношенные колодки в нужный момент могут подвести. Это подтолкнуло инженеров к поиску дополнительных тормозных систем. Так появился моторный тормоз и ретардеры. В настоящее время грузовые автомобили и автобусы оборудуются несколькими типами дополнительных тормозных систем. Это и моторный тормоз, принцип действия которого заключается в дросселировании выхлопа, и ретардеры. Ретардеры бывают гидравлические и электромагнитные. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки, но большее распространение получили именно гидравлические ретардеры. Принцип действия гидравлического ретардера заключается в превращении кинетической энергии в тепловую без механического трения. В качестве рабочей жидкости обычно используется масло, а в последних моделях — вода. При включении ретардера открывается клапан, через который сжатый воздух поступает в расширительный бак. Таким образом, рабочая жидкость начинает поступать внутрь турбины. Ротор, движимый карданным валом, разгоняет масло, которое затем попадает в статор и тормозится, замедляя таким образом и сам грузовик. Для вывода тепла чаще всего используется система охлаждения двигателя. Ретардеры могут оборудоваться собственным радиатором, когда объем системы охлаждения автомобиля не рассчитан на появление дополнительных источников тепла. Ретардеры могут устанавливать как непосредственно на вторичный вал трансмиссии или карданный вал, так и через пару шестерен. Некоторые производители встраивают непосредственно в коробку передач. Недостатком гидравлических ретардеров можно назвать низкую эффективность на небольших скоростях (менее 40 км/ч). Электромагнитный ретардер работает по принципу электродвигателя, тяга которого направлена в противоположную вращению кардана сторону. Его конструкция отличается громоздкостью и немалым собственным весом. Но это
компенсируется эффективной работой на малых скоростях, да и с охлаждением проблем не возникает. В отличие от гидравлических ретардеров здесь нет опасности повреждения движущихся частей, что делает их более надежными. Чаще всего ретардеры можно встретить на грузовиках средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах большого класса (от городских до международных). Реже — на средних и легких развозных грузовиках. На более легких машинах вполне хватает моторного тормоза, который намного проще и дешевле. Иногда ретардер устанавливают прямо в коробку передач (так называемый интардер), чем достигается экономия в весе. Но это может обернуться более дорогим ремонтом при возникновении проблем. Как говорится — палка о двух концах. А вот наиболее распространенным способом является установка ретардера позади КПП. Так и трансмиссия не подвергается излишним перегревам, и обслуживание попроще. Еще лет 5-7 назад управление ретардером осуществлялось при помощи ручки на приборной панели. Выбираешь один из пяти режимов, и торможение началось. Немного позже некоторые производители перенесли рычажок ретардера на рулевую колонку, чтобы водитель мог управлять вспомогательным тормозом не отрываясь от управления автомобилем. А в самых новых машинах управление ретардером отдано электронике. В этом случае алгоритм работы тормозной системы немного сложнее. Всем известно, что дальнобойщики и водители междугородных автобусов три четверти торможений осуществляют лишь для сброса скорости, а не для полной остановки. Поэтому в этих случаях разумнее использовать вспомогательные тормозные системы. Наиболее полно это достигнуто в новом Actros. Здесь тестируется интенсивность нажатия на педаль тормоза. И если это легкое нажатие, то сначала включается моторный тормоз, затем ретардер, поочередно проходя все пять степеней замедления, а уж после срабатывает основная тормозная система. В тех случаях, когда водитель нажимает на тормоз резче, главная тормозная система включается сразу. В автомобилях, где все-таки остался рычажок ретардера, появилась такая удобная вещь, как «горный круиз-контроль». Нажимаешь на кнопку на рычажке перед спуском, и электроника поддерживает заданную скорость, меняя режим работы ретардера автоматически. Удобство просто отличное, но его стоимость пока что может отпугнуть украинских покупателей. Требования к современным автобусам, как городским, так и междугородним, в последние годы стали более жесткими. В особенности это коснулось аспектов безопасности пассажиров. Поэтому почти у всех известных производителей ретардеры устанавливаются как стандартное оборудование. Таким образом, автобусы обеспечиваются дополнительной тормозной системой, которая ко всему является более удобной для пассажиров. Одна из последних разработок немецкой компании Voith — ретардер, работающий на воде, так называемый акватардер. Он устанавливается прямо перед двигателем, что дает возможность сэкономить на трубопроводе системы охлаждения. Его мощность меньше масляных аналогов — порядка 1800 Нм, но, работая в паре с моторным тормозом, эффективность его не ниже. Таким образом, малый собственный вес акватардера (всего 32 кг) и отличные эксплуатационные характеристики позволят завоевать популярность не меньшую, чем у предшественников. Управление здесь такое же, как у современной «классики» — электронное, и подключается к бортовому компьютеру через CAN-интерфейс. К недостаткам этой модели можно отнести то, что эффективность торможения зависит от оборотов двигателя, а тормозной момент передается через трансмиссию, что отнюдь не добавляет ей «здоровья». Мнения водителей по поводу ретардеров очень похожи, и они — положительные. Больше хвалят те, кто часто ездит по горным дорогам. На затяжных спусках можно без проблем положиться на работу ретардера уже на втором-третьем положении рычажка. А при максимальном замедлении необходимо слегка нажимать на педаль тормоза, чтобы включился стоп-сигнал, и едущие сзади водители вовремя отреагировали на изменение скорости вашего автомобиля. Кстати, в новых моделях этот недостаток уже исправлен. По информации СТО «Чумацкий Шлях», наиболее частыми болезнями электромагнитных ретардеров является выход из строя катушек, на старых автомобилях не вызывают доверия алюминиевые крепления, с помощью которых ретардер крепится к раме. Не смотря на тип ретардера, от частого использования ломается переключатель в кабине. Но несмотря ни на что этот узел является полезным и надежным. Если сервисное обслуживание проводится вовремя, ретардер может прослужить без проблем весь срок эксплуатации.
Электромагнитный ретардер.
Электромагнитный ретардер в разрезе. Электромагнитные тормозы-замедлители используются в качестве дополнительной тормозной системы автомобиля и зачастую не обладают сложной конструкцией. Устройство этой системы представляет собой электрический и механический узел интегрированную в общую конструкцию транспортного средства. Индукционные замедлители состоят из нескольких модулей. Основной рабочий модуль, то есть узел обеспечивающий замедление автомобиля состоит из роторов и статора.
Ретардер в разрезе
Роторы представляют собой два диска с небольшими лопастями для отвода тепла. К дискам с двух сторон крепятся два фланца (таких же размеров как на карданных валах), которые передают крутящий момент от коробки к ведущему мосту. Статор состоит из набора катушек расположенных вокруг вала. Управление им осуществляется при помощи нескольких модулей: реле давления, модуль управления замедлителем, ограничитель малой скорости и рукоятка переключения (либо модуль встраиваемый в педальный блок).
Интардер и акватардер
Перечисленные выше разновидности замедлителей являются базовыми. На их основе конструкторы создают новые типы ретардеров, которые скорее можно назвать усовершенствованными классическими моделями. Компания ZF, лидер европейского рынка производства деталей и частей трансмиссий, к примеру, встроила тормоз-замедлитель внутрь КПП и назвала этот узел интардером.
Немецкий Voith, в свою очередь, экспериментирует с расположением ретардера на транспортном средстве и составом рабочей жидкости. Одна из разработок — акватардер — замедлитель, который устанавливается в передней части двигателя и использует тосол в качестве рабочей жидкости. Такой ретардер, принцип работы которого не отличается от любого другого гидродинамического устройства, уже не нуждается в принудительном охлаждении, что заметно упрощает его конструкцию и уменьшает снаряженную массу.
Схема и чертеж ретардера. Основные элементы, детали
Чертеж
Из чего состоит ретардер: С — воздушный зазор регулировочных прокладок, E — воздушный зазор, 1 — передний ротор (с крыльчаткой для более эффективного охлаждения при работе), 2 — задний ротор (задней оси), 3 — передний корпус, 4 — задний корпус, 5 — вал, 6 — подшипник, 7 — уплотнительная манжета, 8 — соединительный фланец, 9 — обмотка, 10 — полюс, 11 — концентратор, 12 — стопорные кольца. Схема подключения катушек.
Схема подключения
Куда ставят ретардер. Места установки.
Мест установки retarder’a обычно бывает 4. Крупные компании производители коробок переменных передач (например, ZF и Voith) устанавливают интардер сразу после коробки (Позиция 1 на рисунке). Это место обусловлено возможностью местной интеграции замедлителя в коробку передач. Но подобная схема требует усиление крепления КПП, так как общий вес установки увеличивается.
Места установки на автомобиле
Самое распространенное место установки — между карданными валами — здесь нет необходимости согласования крепления с КПП или с ведущим мостом, но появляется необходимость установки более короткого карданного вала (позиция 2 на рисунке). Позиция 3 и 4 на рисунке — установка на ведущем мосту. Позиция 4 чаще всего применяется на среднем (проходном) ведущем мосту. Среди минусов данного вида установки — увеличение не подрессоренной массы. При применении на полноприводном автомобиле, устанавливается перед раздаточной коробкой. Также есть варианты установки тормоза-замедлителя впереди двигателя, но он уже называется по другому — акватардер.
Принцип работы ретардера
Принцип работы ретардера
Элементов управления retarder’ом обычно бывает два: это либо ручное управление, устанавливающаяся в подрулевую колонку (как ручка управления коробкой передач на большинстве старых американских автомобилях), либо при помощи педали тормоза. Ручное управление имеет 6 режимов: сила торможения (4 режима), положение для постоянного торможения и нейтральная позиция. Активация индукционного тормоза (и регулировка тормозных усилий) происходит в зависимости от положении педали тормоза — чем сильнее усилие на педаль, тем сильнее сила торможения.
Почему на грузовике не работает горный тормоз? И какой принцип его работы?
Почему на грузовике не работает горный тормоз? И какой принцип его работы?
Эту же система использована для ускоренного прогрева дизелей ISUZU, MAZDA, MMC. Включается отдельной кнопкой — нарисован двигатель со снежинкой. При включении — обороты падают ниже холостых, подкручиваешь до 1200-1500 и идешь пить чай. Через 10-15 мин прогрев выключается по сигналу от датчика температуры. Неисправности легко устраяются — утечка вакуума по трубочкам, неисправен эл. магн клапаны, редко — выходит из строя привод заслонки (чаще на MMC CANTER).
При проверке системы необходимо учесть, что при накрученных холостых оборотах (ручным газом) горный тормоз не сработает, т. к. в данном случает замкнут микровыключатель на педали газа.
Преимущества и недостатки использования электромагнитного retarder’a (плюсы и минусы)
Среди преимуществ использования электромагнитного тормоз-замедлитель можно отметить — повышение комфорта из-за плавности замедления, экономичность при эксплуатации (из-за меньшего износа тормозных накладок), повышение уровня безопасности, повышение экологичности ТС, высокая скорость реагирования, как следствие сокращение тормозного пути. Также у электромагнитного тормоза замедлителя есть ряд недостатков, главный который из них — большой вес — на вопрос сколько весит ретардер можно смело ответить от 100 до 400 килограмм.
Здесь всё зависит от мощности двигателя и полной массы автомобиля, на котором планируется применение данного девайса — чем выше эти показатели, тем больше вес тормоза-замедлителя. Также среди минусов применения можно отметить необходимость термической защиты автомобиля (при торможение ретардер сильно перегревается), нагрузка на электрооборудование (электромагнитный тормоз потребляет много тока).
Хоть индукционный тормоз был изобретен более полувека назад, он до сих пор имеет спрос на рынке грузовой техники. Мы также можем ретардер увидеть в различных компьютерных играх в таких симуляторах, как Euro truck simulator, где он также отлично справляется с торможением в виртуальной реальности.
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.
Износостойкий и безопасный
Тяжелым машинам скоростные рекорды не нужны. Зато не помешает уверенность при перемещениях по горным дорогам. С их бесконечными спусками и подъемами.
Если машина едет под уклон, она постепенно разгоняется. Когда, по мнению водителя, скорость становится опасной, он притормаживает. Но вскоре скорость опять нарастает.
На протяженном спуске тормозить приходится неоднократно. Изнашиваются шины. Нагреваются тормозные накладки.
Уменьшается коэффициент трения накладки о тормозной барабан. Это приводит к снижению эффективности основного тормоза. И, как следствие, к аварии.
Горный тормоз позволяет рабочей тормозной системе отдыхать, оставаясь в холодном состоянии. Чтобы в критической ситуации она не отказала. Остановила автомобиль. Ведь горный тормоз сделать это не может.
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.