Тормозная камера: диагностика, замена и обслуживание — VADEN

Сила, которая останавливает колесо тяжёлого коммерческого автомобиля при нажатии на педаль тормоза, на самом деле приходит не от воздуха, а от того места, где этот воздух превращается в механическое усилие толкания — от тормозной камеры. На практике эту деталь также называют «тормозным цилиндром» или «тормозным поршнем»; она принимает сжатый воздух, вырабатываемый дизельным двигателем, и превращает его в усилие, прижимающее тормозную накладку к барабану или диску. Механику знакомы две типичные картины: непрерывное шипение воздуха, доносящееся из-под стоящего автомобиля, и стояночный тормоз, который утром никак не отпускается. За обеими чаще всего стоит одна и та же деталь. Это руководство описывает глазами бригадира и сервисного техника, что делает тормозная камера, как она выходит из строя, каков правильный порядок диагностики и, самое главное, какую дисциплину демонтажа и монтажа требует эта деталь, напрямую связанная с безопасностью жизни.

Что такое тормозная камера? Назначение и принцип работы

Тормозная камера (пневматический тормозной привод) — это элемент пневматической тормозной системы, который превращает сжатый воздух в механическое усилие толкания через диафрагму или поршень; посредством толкающего штока она приводит в движение регулировочный рычаг тормоза (S-кулак) или суппорт дискового тормоза, прижимая накладку к поверхности трения. Секция рабочего тормоза тормозит воздухом; пружинная секция обеспечивает стояночное и аварийное торможение энергией пружины.

На практике и в каталогах тормозная камера встречается под разными названиями: пневматическая тормозная камера, тормозной цилиндр, тормозной поршень, brake chamber, тормозной привод, а для пружинного варианта — энергоаккумулятор или пружинная тормозная камера (spring brake). Все они выполняют одну и ту же функцию: превращают давление воздуха в линейное усилие толкания, необходимое тормозному механизму. Независимо от того, под каким названием её ищут, критерий выбора один и тот же: тип камеры (Type), положение оси и номер OE.

Принцип работы основан на логике преобразования усилия. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, ножной тормозной клапан направляет сжатый воздух из воздушного ресивера в секцию рабочего тормоза. Воздух давит на эластичную диафрагму внутри секции; диафрагма толкает опорную пластину, а та, в свою очередь, толкающий шток (pushrod) наружу. Вилка на конце штока поворачивает регулировочный рычаг тормоза. В системах с S-кулаком этот поворот вращает S-образный кулак, разводя накладки к барабану; в дисковых системах происходит сжатие механизма суппорта, прижимающее накладку к диску. При отпускании педали воздух стравливается, возвратная пружина внутри секции возвращает диафрагму и шток в исходное положение, накладка отходит от поверхности трения.

В пружинных (комбинированных) камерах за секцией рабочего тормоза добавляется вторая секция. Внутри неё находится очень мощная пружина стояночного тормоза. Пока двигатель работает и в системе есть давление, эта мощная пружина удерживается сжатой воздухом, то есть находится во «взведённом» состоянии; тормоз отпущен. Когда включается стояночный тормоз или система теряет давление, давление перед пружиной исчезает, пружина освобождается, толкает шток и тормозит автомобиль полностью механически, без участия воздуха. Такая конструкция спасает жизни: если пневмосистема теряет давление из-за неисправности, автомобиль не остаётся без тормозов — наоборот, пружина срабатывает и останавливает его. Однако эта же особенность является главным источником опасности при обслуживании, поскольку эта пружина накапливает огромную энергию.

Что означают типы (Type) тормозной камеры?

Тип тормозной камеры обозначается числом, показывающим эффективную площадь диафрагмы в квадратных дюймах. На практике чаще всего встречаются Type 16, Type 20, Type 24 и Type 30; чем больше число, тем выше усилие, создаваемое при том же давлении. Например, камера Type 30 благодаря большей площади диафрагмы создаёт более высокое тормозное усилие при том же давлении воздуха, чем Type 20. Выбор типа не произволен: его определяют осевая нагрузка автомобиля, передаточное отношение тормозного механизма и расчётное тормозное усилие. В пружинных комбинированных камерах часто указываются два числа вместе (например, 20/24 или 24/30): первое обозначает тип секции рабочего тормоза, второе — тип секции пружины стояночного тормоза. Установка камеры неверного типа нарушает баланс торможения, поэтому камера всегда подбирается не по названию бренда, а по типу (Type) и номеру OE.

Разница между рабочей, пружинной и комбинированной камерой

Тормозные камеры делятся на три основные группы по назначению и внутренней конструкции. Рабочая (однокамерная) камера выполняет только функцию рабочего тормоза; обычно используется на передней оси тягачей и грузовиков. Пружинная / комбинированная (двухкамерная) камера объединяет в одном корпусе функции рабочего и стояночного/аварийного тормоза; является стандартом на задних и средних осях. Секция рабочего тормоза комбинированной камеры диафрагменная, секция стояночного тормоза — с мощной пружиной и поршнем. Это различие критично для обслуживания: в однокамерной камере нет пружины стояночного тормоза, а в комбинированной есть источник энергии, который обязательно нужно зафиксировать перед демонтажем.

Компоненты и вспомогательные элементы

• Диафрагма (мембрана): эластичный резиновый элемент, превращающий давление воздуха в механическое движение; самая часто изнашиваемая деталь камеры.
• Толкающий шток (pushrod) и вилка: стальной шток и соединительная вилка, передающие движение диафрагмы на регулировочный рычаг тормоза.
• Опорная пластина и возвратная пружина: пластина, толкающая диафрагму, и пружина, возвращающая шток при отпускании тормоза.
• Стяжной хомут (clamp ring): кольцевое соединение, удерживающее вместе обе половины корпуса и диафрагму.
• Пружина стояночного тормоза (в пружинной секции): мощная пружина с высоким запасом энергии, обеспечивающая стояночное и аварийное торможение — центральный элемент безопасности при обслуживании.
• Половины корпуса под давлением и без давления: двухсекционный корпус из алюминия или стали с воздушными портами.
• Воздушные порты и дренажная пробка: соединительные порты рабочего и стояночного контура, а также отверстие для отвода влаги.
• Пыльник штока и уплотнительные элементы: детали герметизации, защищающие выход штока от грязи и влаги.

Как распознать неисправность тормозной камеры?

Неисправности тормозной камеры чаще всего проявляются в трёх формах поведения: утечка воздуха, ослабление тормозного усилия и заклинивание либо неотпускание стояночного тормоза. Первая распознаётся по слышимому шипению и падению давления, вторая — по позднему и слабому срабатыванию тормоза, третья — по тому, что автомобиль не трогается с места. В таблице ниже сопоставлены признаки неисправности тормозной камеры с вероятными причинами и способами проверки.

Утечка воздуха или механическая неисправность?

Разница обычно очевидна: проблема, связанная с диафрагмой, проявляется как утечка воздуха, а проблема пружины и толкающего штока — как нарушение движения. Если воздух выходит из дренажного отверстия камеры при нажатии на тормоз — подозревается диафрагма рабочей секции; если воздух выходит постоянно при наличии давления в системе — подозревается диафрагма секции пружины. Дренажное отверстие одновременно служит окном диагностики: если оно забито грязью, внутренняя утечка скапливается и разрушает диафрагму, поэтому важно, чтобы отверстие оставалось открытым.

Проверка измерением хода штока

Измерение хода толкающего штока — самый наглядный этап диагностики тормозной камеры. При отпущенном тормозе на штоке ставится метка, при полностью нажатом тормозе линейкой измеряется, насколько шток переместился. Ход должен находиться в пределах регулировочного предела, определяемого типом (Type). Превышение предела чаще всего вызвано не самой камерой, а изношенной накладкой либо неработающим автоматическим регулятором; но поскольку увеличенный ход снижает тормозное усилие, причину нужно обязательно найти. Ход справа и слева должен быть близким; заметная разница — предвестник увода автомобиля при торможении.

Если стояночный тормоз не отпускается

Неотпускание стояночного тормоза имеет два корня: либо давление не доходит до стояночного контура, либо сама пружина механически заклинила. Сначала проверяется давление в стояночном контуре; если давление есть, а тормоз не отпускается — вероятна коррозия или заклинивание поршня в секции пружины. Такая камера временно освобождается с помощью механического болта разблокировки (wind-off / caging), чтобы автомобиль можно было сдвинуть с места, — но это не означает устранение неисправности; заклинившую или корродированную пружинную камеру необходимо заменить.

Как заменить тормозную камеру? Пошагово

1. Обеспечьте безопасность автомобиля: установите автомобиль на ровную площадку, заглушите двигатель, установите противооткатные упоры. Убедитесь, что колёса, кроме тех, что на оси с заменяемой камерой, зафиксированы; стояночный тормоз в ходе этой работы может быть отключён.
2. Полностью стравите пневмосистему: через сливные клапаны воздушных ресиверов сбросьте давление до нуля по манометру. Никогда не работайте с камерой под давлением.
3. Зафиксируйте пружину стояночного тормоза (cage): в пружинной/комбинированной камере установите поставляемый вместе с узлом предохранительный болт (caging bolt) в секцию стояночного тормоза и зафиксируйте пружину в сжатом состоянии. Ни один этап демонтажа не начинается, пока пружина полностью не взведена и не зафиксирована. Это жизненно важный этап безопасности.
4. Отсоедините воздушные магистрали: отсоедините рабочую и стояночную воздушные магистрали от камеры. Закройте открытые концы магистралей и порты камеры чистыми заглушками/колпачками, чтобы грязь не попала внутрь; в пневматической тормозной системе даже одна частица портит поверхность клапана.
5. Отсоедините соединение толкающего штока: извлеките палец/шплинт, соединяющий вилку на конце толкающего штока с регулировочным рычагом тормоза. Запишите положение регулировки соединения вилка-рычаг; эта отметка пригодится для установки того же хода на новой камере.
6. Открутите камеру от крепёжных болтов: открутите крепёжные гайки (обычно две), которыми камера крепится к кронштейну оси. Не уроните тяжёлую камеру; комбинированные камеры имеют значительный вес, при необходимости придерживайте и опускайте с поддержкой.
7. Снимите и осмотрите старую камеру: осмотрите диафрагму, толкающий шток, стяжной хомут и корпус на предмет коррозии снятой камеры. Поскольку камера с противоположной стороны той же оси имеет тот же возраст, проверьте и её состояние; для баланса торможения правильно оценивать обе вместе.
8. Проверьте новую камеру: сравните новую камеру со старой по типу (Type), длине толкающего штока, схеме крепления, положению воздушных портов и форме вилки. На пружинной камере убедитесь, что предохранительный болт новой камеры также поставляется зафиксированным (caged).
9. Установите новую камеру: установите новую камеру на кронштейн, затяните крепёжные гайки с моментом, указанным производителем, крест-накрест (по диагонали). Не пытайтесь силой посадить камеру на место; если она не встаёт — неверен тип или крепление.
10. Подключите воздушные магистрали и шток, отрегулируйте ход: подключите рабочую и стояночную воздушные магистрали к правильным портам (не перепутайте рабочий и стояночный контуры). Соедините вилку толкающего штока с регулировочным рычагом тормоза и выполните регулировку хода/свободного хода согласно записанному ранее эталону. В системах с автоматическим регулятором убедитесь в правильном обнулении регулятора.
11. Снимите предохранительный болт: после подключения воздушных магистралей и регулировки хода открутите предохранительный (caging) болт пружинной камеры, освободив пружину стояночного тормоза. Помните, что перед этим шагом в системе должно быть давление стояночного контура; иначе пружина освободится, и тормоз останется заблокированным.
12. Подайте давление и проведите испытание: запустите двигатель и полностью заполните пневмосистему давлением. Проверьте мыльной пеной зону вокруг камеры при нажатом и отпущенном тормозе на отсутствие утечки воздуха. Несколько раз включите и отпустите стояночный тормоз, чтобы убедиться, что пружина правильно взводится и освобождается, ход находится в пределах нормы, а автомобиль не уводит при торможении. После первой короткой поездки проведите также проверку в холодном состоянии.

На что обратить внимание (частые ошибки)

• Демонтаж без фиксации пружины: самая смертельно опасная ошибка при обслуживании тормозов; предохранительный болт обязателен на каждой пружинной камере.
• Оставление дренажного отверстия забитым: забитое отверстие накапливает влагу и внутреннюю утечку в корпусе, изнутри разрушая диафрагму.
• Перепутывание рабочего и стояночного контуров: неправильно подключённые магистрали приводят к тому, что тормоз вообще не отпускается либо стояночный тормоз не работает.
• Пропуск регулировки хода: если после установки новой камеры не отрегулировать ход, тормоз срабатывает поздно, а накладка изнашивается преждевременно.
• Замена только одной камеры на оси: поскольку камера с противоположной стороны той же оси имеет тот же возраст, баланс нарушается; обе камеры нужно оценивать вместе.
• Неправильный момент затяжки стяжного хомута: недостаточная затяжка приводит к утечке, чрезмерная — раздавливает диафрагму; оба случая вызывают утечку.
• Принятие увеличенного хода за неисправность камеры: чрезмерный ход чаще всего вызван износом накладки или неисправностью регулятора; перед заменой камеры нужно проверить регулировку.
• Игнорирование корродированного корпуса: по мере развития вздутия ржавчины корпус в итоге прогорает насквозь; внешне целая камера может быть изношена изнутри.
• Выпуск автомобиля без испытания: автомобиль нельзя выпускать из сервиса, пока не проверены утечка, ход и функция стояночного тормоза.

Технические значения и контрольные точки

Приведённые ниже значения — общие справочные диапазоны, часто встречающиеся в пневматических тормозных системах тяжёлого коммерческого транспорта. Тип камеры, осевая нагрузка, тормозной механизм и год выпуска изменяют эти диапазоны. Тормозная система напрямую связана с безопасностью жизни; для точного значения обязательно обращайтесь к актуальному сервисному руководству OE, соответствующему коду шасси/оси автомобиля. Эксплуатационные характеристики тормоза и конструкция привода определяются в рамках ECE R13 (правила торможения тяжёлых коммерческих автомобилей) и ISO 611 (терминология торможения дорожных транспортных средств); эти нормы задают общие требования, значения для конкретного автомобиля должны подтверждаться по каталогу OE.

• Сухой ли корпус камеры и дренажное отверстие; есть ли следы влаги или масла?
• Находится ли ход толкающего штока в пределах типа (Type); допустима ли разница справа-слева?
• Есть ли утечка воздуха в зоне диафрагмы и вокруг стяжного хомута (проверка пеной)?
• Правильно ли взводится и отпускается пружина при включении и выключении стояночного тормоза?
• Полностью ли возвращается толкающий шток и отходит ли накладка при отпускании тормоза?
• Есть ли коррозия, вздутие или повреждение от удара на корпусе?
• Затянуты ли воздушные магистрали и крепёжные гайки правильным моментом и надёжно ли они закреплены?

Обслуживание и срок службы

У тормозной камеры нет фиксированного «пробега замены»; её срок службы определяют качество воздуха (влага и масло), условия эксплуатации (дорожная соль, грязь) и дисциплина регулярного контроля. Камера, питаемая сухим воздухом, с открытым дренажным отверстием и сохраняющая свой ход, — одна из самых долговечных деталей автомобиля. Напротив, камера, получающая влажный воздух, с забитым дренажным отверстием либо работающая с увеличенным ходом, преждевременно изнашивает диафрагму и начинает пропускать воздух.

• Дисциплина воздушного осушителя: картридж воздушного осушителя (air dryer) необходимо менять согласно периодичности производителя. Влага, попадающая в систему, изнутри вызывает коррозию диафрагмы камеры и секции пружины.
• Держать дренажное отверстие открытым: нижнее дренажное отверстие камеры не должно забиваться грязью и солью; это отверстие отводит влагу и заблаговременно сигнализирует о внутренней утечке.
• Периодический контроль хода: при каждом тормозном обслуживании нужно измерять ход толкающего штока, при приближении хода к пределу — проверять накладку и автоматический регулятор.
• Поиск утечек: при регулярном обслуживании корпус камеры и зона стяжного хомута должны проверяться мыльной пеной на предмет утечки.
• Контроль коррозии и внешних повреждений: в зонах, подверженных воздействию дорожной соли, необходимо регулярно отслеживать коррозию корпуса и планировать замену до развития вздутия ржавчины.
• Уважение к пружине стояночного тормоза: на каждой поступающей в сервис пружинной камере должны применяться предохранительный болт и правильная процедура освобождения; к пружине нельзя прикасаться без предварительной фиксации.
• Мышление по оси: если одна камера изношена, камера с противоположной стороны той же оси того же возраста; их совместная оценка сохраняет баланс торможения.

Для автопарков наиболее эффективный подход — рассматривать тормозную камеру не отдельно, а как часть комплекта обслуживания оси и тормозной системы. Контроль хода и утечки камер в рамках того же сервисного визита, что и работа с накладками, диском/барабаном или регулятором тормоза, экономически гораздо выгоднее, чем повторный подъём автомобиля через несколько месяцев. Линейка тормозных приводов и тормозных камер VADEN построена именно на этой логике: рабочие камеры, пружинные и комбинированные камеры, различные варианты типа (Type) и крепёжные элементы находятся на складе с возможностью подбора по положению оси и номеру OE, что позволяет автомобилю, попавшему на тормозной сервис, выехать за один визит с полным комплектом камер. А проверка хода, утечки и работы стояночного тормоза перед повторным выпуском автомобиля на линию — самая дешёвая страховка от простоя и нарушения тормозной безопасности.

Скачать это руководство в PDF

Связанные категории: Тормозной цилиндр · Шланг

Связанные технические руководства: Датчик ABS и ECU: неисправности, замена и обслуживание · Ремонт суппорта: пальцы, механизм, ремкомплект — гид VADEN · Блок подготовки воздуха (APU/EAC): неисправности и замена · Клапан ограничения давления: неисправность, замена, обслуживание · Четырёхконтурный защитный клапан: диагностика, замена, обслуживание

Применение и совместимость: Каталог совместимости автомобилей · Каталог совместимости двигателей