Ретарда на грузовиках что это как работает

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»

Источник

Ретардер на грузовике что это такое?

Ретардер

Retarder с английского переводится как «замедлитель» еще его называют тормозом-замедлителем. И действительно, главным предназначением ретардера является замедление транспортного средства без применения основной тормозной системы.

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).

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.

Устройство ретардера (интардера). Конструкция.

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.

При нажатии водителем на педаль тормоза (или при активации кнопки интардера) насос начинает подавать жидкость в рабочую область, где она попадая на крыльчатку ротора начинает замедлять его вращение и тем самым, создавая тормозной момент, который через шестерню, карданный вал и мост передается на колёса. Ниже вы найдете видео, наглядно описывающие работу гидравлического ретардера.

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.

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).

Схема и чертеж ретардера. Основные элементы, детали

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.

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.

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

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.

После нажатия на педаль тормоза (или перемещения подрулевого переключателя), в зависимости от положения педали передается определенное напряжение от аккумуляторных батарей к катушкам, расположенным в статической части retarder’a. В катушках создаются вихревые токи, которые способствуют образованию сил действующих противоположно вращению роторов и как следствие, приводящих к торможению и остановке транспортного средства. Ретардер состоит из статора и двух роторов, (два диска с крыльчаткой, соединенные с вращающими их карданными валами.) Они установлены практически вплотную друг к другу (между ними существует небольшой зазор для того чтобы избежать вредного контакта).

Статор выступает в роли индуктора и состоит из последовательно соединенных двух электромагнитов. При помощи данных электромагнитов (когда на них подается ток) создается электромагнитное поле, необходимое для создания вихревых замкнутых электрических токов (токи Фуко). Роторы служат теми самыми элементами, при помощи которых возникает торможение — они разработаны из токопроводящих материалов, таким образом они играют роль якоря. Вихревые токи возникают только при вращении роторов с помощью карданного вала в магнитном поле, созданном статором.

Появление вихревых токов в материале ротора приводит к образованию лапласовых сил, действующих в противоположном вращению ротора направлении. Это и создает тормозной момент на карданном валу и таким образом замедляет транспортное средство без фрикционных сил (сил трения).

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.

Видео о ретардере

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.

Третий вариант – гидравлический ретардер. Он преобразовывает крутящий момент. Один из наиболее распространенных — Caterpillar Brake Saver. Он делается в виде камеры, установленной между трансмиссией и приводным валом. Обычно лопасти на входе гидротрансформатора, прикрепленного к коленвалу, передают через гидромуфту крутящий момент лопастям на выходе. А сам вал соединен с КПП. В замедлителе энергия вращения передается на лопасти в блоке двигателя.

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»

Как работает вода: особенности ретардера Voith SWR

Большие туристические автобусы Setra серии TopClass 500, продажи которых начались в России в 2017 году, опционально оснащаются инновационным тормозом-замедлителем Voith SWR. Рабочей средой для этого ретардера является не масло, а охлаждающая жидкость двигателя

Водяной ретардер Voith SWR (Secondary Water Retarder) работает на автобусе Setra в паре с автоматизированной 8-ступенчатой КП Mercedes-Benz GO250-8 MPS. Низкие эксплуатационные расходы, небольшой собственный вес и оптимальное торможение независимо от выбранной передачи — это далеко не полный перечень достоинств инновационного решения, разработанного и производимого компанией Voith. В отличие от гидродинамических замедлителей предыдущих версий, ретардеру SWR не требуется водомасляный теплообменник, поскольку рабочей средой в данном случае является охлаждающая жидкость двигателя.

Из этого следует сразу несколько плюсов. Во-первых, значительно сокращается число входящих в ретардер компонентов, и, как следствие, снижается масса узла (примерно на 35 кг в сравнении с гидродинамическим ретардером VR115HV).

Во-вторых, конструкция водного замедлителя получается более компактной в сравнении с масляным: необходимое для монтажа пространство уменьшается примерно на 50 %. Кстати, данный аспект приобрел наибольшую актуальность с переходом на экологические нормы Евро-6 в связи с необходимостью размещения дополнительных систем нейтрализации отработавших газов.

Активация тормозного момента производится посредством подрулевого переключателя или штатной тормозной педали

Наконец, в-третьих, отсутствие промежуточных компонентов в гидравлическом контуре позволяет увеличить скорость потока рабочей жидкости, что также положительно влияет на характеристики. За счет непосредственной интеграции в систему охлаждения двигателя тормоз-замедлитель SWR поддерживает своим помповым действием штатный насос охлаждающей жидкости и благодаря этому выдает более высокую (увеличение составляет до 30 %) и более продолжительную тормозную мощность. А поскольку эффективность любого гидродинамического ретардера во многом зависит от температурного баланса системы охлаждения двигателя, то новинка имеет все предпосылки заменить в ближайшем будущем все предыдущие версии масляных ретардеров, информирует компания Voith.

Следует отметить, что к созданию водяного ретардера Voith приступила более 15 лет назад. В 2003 году одна из моделей магистрального грузовика MAN получила первичный «акватардер» WR190. Название «первичный» следует из того, что ретардер находится перед трансмиссией — его смонтировали на двигателе грузовика и конструктивно объединили с насосом охлаждающей жидкости. Впоследствии опция первичного «акватардера» прижилась на MAN под фирменным названием MAN Pritarder. Сегодня эту опцию можно в частности заказать для грузовика MAN TGS 41.480 8×8 ВВ-WW c 480-сильным двигателем D2676LF20. Спустя 10 лет в продуктовой линейке Voith появился вторичный ретардер SWR. Новая модель тормоза замедлителя прежде всего нашла применение в автобусах. Сегодня ретардерами Voith SWR тормозной мощностью до 520 кВт опционально оснащают туристические Mercedes-Benz Travego, Setra TорClass 500 (подробнее об этой машине см. материал в этом же номере) и другие модели.

Voith SWR размещается в хвостовой части КП — это обычное место монтажа для всех вторичных ретардеров. Агрегат соединяется с выходным валом КП не напрямую, а посредством повышающей передачи — такое решение позволяет улучшить отдачу тормозного момента на малых скоростях. Внутри корпуса расположены вращающийся ротор и жестко закрепленный статор. Принцип работы водного замедлителя заключается в следующем. При разгоне и равномерном движении автобуса ротор вращается вхолостую — его лопасти воздействуют лишь на воздух, перемещая его в пределах корпуса. При активации тормоза в замкнутый объем направляется жидкость из системы охлаждения. Образно говоря, получается некая «буря в стакане»: чем больше жидкости в зоне вращения ротора, тем выше тормозной момент. Но при этом вторичный водяной ретардер оказывает чуть большее влияние на поток антифриза в контурах системы охлаждения двигателя — данный аспект требует особого внимания конструкторов на стадии адаптации замедлителя к конкретному транспортному средству.

Команды на увеличение или уменьшение тормозного момента (предусмотрено несколько ступеней) подаются водителем посредством подрулевого переключателя и штатной тормозной педали (ретардер активируется в начале хода педали). Предусмотрено совмещение с круиз-контролем и системой поддержания дистанции (ART). Такой ретардер, в частности, эффективен при движении по горным серпантинам. Электронный блок управления Voith SWR формирует сигналы для исполнительных пневмогидравлических клапанов, постоянно обмениваясь данными с электронными системами автобуса, используя CAN-шину.

Агрегат соединяется с выходным валом КП не напрямую, а посредством повышающей передачи

Применение ретардера позволяет не только увеличить среднюю скорость движения (а значит, и производительность) автобуса, но и снизить затраты на его обслуживание, например, за счет меньшего износа тормозных механизмов, ресурс которых возрастает в разы. Кстати, сам водяной ретардер отличается упрощенным объемом обслуживания: смена рабочей жидкости производится одновременно с обслуживанием двигателя. К слову, предыдущее поколение автобусных ретардеров Voith (VR115E) — так же, как и SWR, интегрировано в КП, но имеет отдельный маслобак, что позволяет использовать более дешевое моторное масло и не влияет на периодичность замены масла в трансмиссии. SWR потерял не только теплообменник, но и масляный бак…

Водяной ретардер SWR может агрегатироваться как с автоматизированной, так и с обычной механической КП. По монтажным размерам SWR взаимозаменяем с некоторыми масляными ретардерами Voith, однако в процессе эксплуатации замена одного агрегата другим невозможна.

ПЕРВИЧНЫЙ — ГРУЗОВИКАМ

Поставляемый опционально на грузовики MAN первичный замедлитель Voith (MAN PriTarder) для создания тормозного усилия использует воду из контура охлаждения двигателя. Устройство примерно на 40 килограммов легче, чем обычные замедлители, использующие масло, и наилучшим образом сочетается с автоматической коробкой передач MAN TipMatic, образуя систему электронного торможения MAN BrakeMatic в законченном виде. Мощность торможения до 600 кВт, и она постоянно доступна в диапазоне скоростей от 10 до 90 км/ч. Использование PriTarder является дополнительным компонентом безопасности и при этом обеспечивает более высокую среднюю скорость, а также удваивает срок службы тормозных колодок.

Автомобильный справочник

для настоящих любителей техники

Ретайдеры

Термин «ретардер» заимствован из французско­го языка и переводится как «замедлитель». Как правило, замедление, или торможение автомо­биля выполняется рабочей тормозной системой. Тем не менее, несмотря на постоянное техниче­ское совершенствование, рабочие тормозные си­стемы автомобилей промышленного назначения уже не способны в полной мере удовлетворить требования, предъявляемые к активной и пассив­ной безопасности. Причина этого заключается с одной стороны, в увеличении нагрузки и скоро­сти, а с другой — в изменении условий эксплуата­ции (более высокая интенсивность движения, не­равномерность транспортного потока), что ведет к росту количества «ситуативных торможений».

Связанные с этим вопросы обеспечения безо­пасности вызвали необходимость в тщательном изучении тормозных систем, устанавливаемых на автомобилях промышленного назначения, кото­рое дало следующие результаты:

В рабочей тормозной системе в случае перегрузки имеет место ослабление тормозного действия. В этом случае при очередном экстренном торможении в определенных обстоятельствах эффективность торможения может оказаться недостаточной.

Недаром существует закон, согласно которому автомобили, используемые для перевозки опас­ных грузов, должны быть оснащены дополни­тельной тормозной системой, способной обеспе­чить длительное торможение. В этом случае при необходимости «торможения до полной останов­ки» используется весь потенциал холодных рабо­чих тормозов.

Среди различных дополнительных тормозных систем ретардеры проявили себя как самые эф­фективные и экономичные тормоза-замедлители и поэтому все чаще используются на автомоби­лях промышленного назначения. Эти износостой­кие тормоза отличаются принципом действия и расположением.

По принципу действия различают:

По расположению различаются:

Электромагнитные ретардеры

Электромагнитные ретардеры всегда расположе­ны между коробкой передач и ведущим мостом. В зависимости от условий установки на автомобиле они могут располагаться либо непосредственно на коробке передач (рис. 1), либо на ведущем мосту, либо отдельно на карданной передаче.

Конструкция и принцип действия электромагнитных ретардеров

Электромагнитные ретардеры (рис. 2а «Ретардер Telma серии СС«) состоят из двух дисков, так называемых роторов (1), которые жестко соединены с карданным ва­лом (4). Между ними находится статор (2). Он за­креплен на шасси (5) и включает в себя несколько электромагнитных катушек (3), которые располо­жены с чередованием полярности (плюс-минус).

Действие электромагнитных ретардеров осно­вано на принципе Фонта. При активизации ретардера через электромагнитные катушки проходит электроток большей или меньшей силы в зави­симости от выбранной ступени торможения. Воз­никающее при этом магнитное поле проникает через оба ротора и формирует вихревые токи, которые тормозят роторы (рис. 2Ь).

Выделяющееся при этом тепло отводится с помощью лопастей вентиляторов роторов непосредственно в атмосферу (рис. 2с). В этом отношении ретардер работает абсолютно ав­тономно, то есть без дополнительной системы охлаждения.

Гидродинамические ретардеры

В отличие от электромагнитных, действие гидро­динамических ретардеров основано на принципах гидродинамики. В замкнутой полости друг на­против друга расположены два лопастных колеса (ротор и статор). При активизации ретардера это пространство заполняется маслом, которое по­дается от вращающегося ротора в пространство между лопастями неподвижного статора (см. главу Полуавтоматические коробки передач, рис. 5). Выделяющееся при этом «теп­ло от торможения» отводится через масляно­водяной теплообменник в радиатор автомобиля.

Различают первичные и вторичные гидроди­намические ретардеры, различающиеся располо­жением перед коробкой передач или после нее. В большинстве случаев это определяется типом коробки передач.

Первичные ретардеры

Первичные ретардеры используются преимуще­ственно в сочетании с так называемыми гидро­механическими коробками передач (автомати­ческие и полуавтоматические коробки передач автомобилей промышленного назначения, спе­циальные коробки передач с переключением под нагрузкой). В эти коробки передач уже включе­ны и могут активно использоваться некоторые элементы, необходимые для работы ретардеров (такие, как высокопроизводительный масляный насос, большой объем масла, масляный радиа­тор и т.д.).

Первичные ретардеры встроены в коробку передач и расположены в основном между гидротрансформатором крутящего момента и пла­нетарной передачей (рис. 3 «Автоматическая пяти- или шестиступенчатая коробка передач со встроенным ретардером ZF-Ecomat«). Благодаря та­кому расположению тормозное действие всегда обеспечивается в полной мере на всех передачах.

Кроме традиционных узлов — ротора и стато­ра — первичные ретардеры ZF оснащены решет­чатой вставкой на поворотной опоре в статоре (рис. 4 «Первичный ретардер ZF с запатентованной решетчатой вставкой«). В выключенном состоянии решетка поворачивается на половину расстояния между лопастями. Находящийся в полости ретар дера воздух может проходить через образующиеся ко­роткозамкнутые каналы и обтекать решетку без значительного отклонения. Благодаря этому по­тери, характерные для традиционных ретардеров, уменьшаются почти на четверть от первоначаль­ного значения.

Вторичные ретардеры

С механическими коробками передач автомоби­лей промышленного назначения используются преимущественно вторичные ретардеры. При этом производители предлагают ретардеры с раз­личными вариантами схемы установки, а именно:

Ниже приводится описание на примере ретардера для свободного монтажа и встроенного ретардера.

На рисунке 5 «Ретардер Voith 120» в качестве примера показана конструкция ретардера модели 120 производства Voith. Эти ретардеры — как и другие ретардеры из ассортимента Voith — имеют отдельный масляный контур. В сочетании с так называемой системой Logoprop он образует мощный, но компактный тормоз-замедлитель.

На рисунке 6 «Коробка передач ZF Ecosplit со встроенным вторичным ретардером» изображен интардер (intarder — integrirte retarder, т.е. встроенный ретар- дер) производства ZF, который представляет собой гидродинамический вторичный ретардер, целиком встроенный в механическую коробку передач.

Задающий каскад (1), соединенный с вторич­ным валом коробки передач (2) (передаточное отношение 1:2), приводит в действие ротор (3) и насос (4) интардера. Гидравлический аккуму­лятор (7) обеспечивает быстрое заполнение кон­тура и, тем самым, оптимальное реагирование системы на изменение условий работы. Гидрав­лический блок управления (5) и теплообменник (6) также встроены в картер коробки передач, благодаря чему отпадает необходимость во внешних трубопроводах для соединения с мас­ляным контуром.

К отличительным признакам интардеров ZF относятся — помимо высокого коэффициента по­лезной нагрузки за счет низкой массы — также общий с коробкой передач масляный контур и высокий системный потенциал.

Преимуществом общего масляного контура является то, что в отсутствие торможения с уча­стием интардера радиатор всегда охлаждает мас­ло коробки передач. Во время торможения мас­ло, отводящее энергию торможения, циркулирует между интардером и радиатором. Когда интардер выключен, масляный насос направляет трансмис­сионное масло через масляный радиатор (рис. 7 «Масляный контур интардера«). Это позволяет избежать пиковых темпе­ратур и добиться в среднем более низкой темпе­ратуры масла. В свою очередь, это ведет к более медленному старению масла, что положительно влияет на срок службы всех деталей коробки пе­редач с интардером.

Рисунок 8 «Коробка передач ZF с интардером» демонстрирует высокий си­стемный потенциал интардера ZF. Благодаря сме­щению вбок всей конструкции интардера фланец вторичного вала коробки передач и длина кар­данного вала остаются без изменений. Кроме всего прочего, это позволяет использовать все привычные вспомогательные механизмы отбора мощности.

Управление ретардером

У электромагнитных и гидродинамических ре­тардеров управление тормозным моментом осу­ществляется чаще всего в ручном режиме с по­мощью многоступенчатого рычага управления, расположенного на рулевом колесе.

На рисунке 9 «Электрическая схема системы управления интардером ZF» в качестве примера пока­зана конструкция системы интардера ZF. Рычаг управления интардером (1) позволяет точно регу­лировать тормозной момент по шести ступеням. Электрический сигнал от движения рычага пре­образуется в электронном блоке (4) в комплекс электроимпульсов, управляющих исполнитель­ными механизмами, регулирующими давление подачи масла. Это давление определяет количе­ство масла, которым должна быть заполнена по­лость ретардера.

Чтобы обеспечить максимально короткое время реагирования ретардера, при нажатии на переключатель тормозной ступени масло, на­ходящееся в гидравлическом аккумуляторе (7), тотчас впрыскивается через нагрузочный клапан гидроаккумулятора (6) в гидравлический контур.

Интардер имеет два режима работы — обыч­ный режим и режим «Bremsomat».

В обычном режиме каждой ступени рычага управления соответствует постоянный тормозной момент (рис. 10 «Кривые тормозного момента на шести ступенях торможения«). Он равномерно увеличива­ется от ступени «О» до максимального значения на ступени «6».

В режиме «Bremsomat» водитель может запро­граммировать текущую (требуемую) скорость при движении под гору с помощью кнопки на рычаге управления (рис. 9, поз. 2).

При возврате рычага управления в положение ступени «О» активизируется электронный блок и автоматически устанавливается необходимый для постоянной скорости тормозной момент.

Электронный блок интардера оснащен допол­нительными функциями безопасности, в том числе функцией защиты системы охлаждения автомоби­ля от перегрева. Она реализуется путем обратной регулировки тормозного момента в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. При этом мощность торможения ограничивается 300 кВт (рис. 10), что препятствует перегреву жидкости в системе охлаждения и, тем самым, слишком бы­строй обратной регулировке тормозного момента.

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.

Где пригодится замедлитель?

Потребность в использовании замедлителей обусловлена тем, что в условиях длительных нагрузок на основную тормозную систему надежность и эффективность последней значительно снижаются, что оказывает негативное влияние на безопасность. Как правило, это касается тяжелых грузовиков и автопоездов, которые движутся в условиях постоянных подъемов и спусков по горным дорогам.

Рассмотрим реальную ситуацию, которая помогает понять, для чего нужен ретардер. Двигаясь вниз по склону, водителю приходится постоянно притормаживать для поддержания постоянной скорости. Такая продолжительная нагрузка на фрикционную тормозную систему приводит к ее перегреву и преждевременному износу. В первом случае тратится драгоценное время рейса на то, чтобы дать остыть тормозным механизмам, во втором — увеличивается затратная часть на ремонт и техническое обслуживание автомобиля.

На необходимость поиска дополнительного источника замедления также повлиял тот факт, что с каждым годом грузоподъемность и скорость грузовых автомобилей увеличивались. К примеру, для остановки автопоезда со скорости 80 км/ч потребуется в 4 раза большее тормозное усилие, чем для его же остановки с 40 км/ч. Трудно не согласиться, что, имея в распоряжении и зная, как пользоваться ретардером, водитель чувствует себя гораздо увереннее и спокойнее.

Из истории ретардера

Наиболее значимым представителем в истории изобретения ретардера является немецкая компания Voith. Попытки применить идею замедлителя предпринимались компанией еще со второй четверти прошлого столетия, а свой первый заказ на разработку она получила в конце 50-х от крупного производителя железнодорожных локомотивов. После успешного завершения проекта в 1961 г. Voith создает отдельное свое подразделение, которое и по сей день специализируется исключительно на выпуске ретардеров.

Семь лет спустя Voith разрабатывает по заказу основателя компании Setra первые замедлители для колесных транспортных средств. Таким образом Setra стремилась существенно повысить уровень безопасности перевозки пассажиров своими автобусами. Новая разработка от Voith оправдала ожидания и начала завоевывать популярность среди прочих автопроизводителей. Уже к концу прошлого века водители большегрузных транспортных средств имели не только общее представление о том, что такое ретардер на грузовиках и автобусах, а еще и активно использовали агрегат в своей повседневной работе.

Многообразие замедлителей

К замедлителям можно отнести и торможение двигателем, и горный тормоз. Однако термин «ретардер» применяется чаще к отдельным агрегатам, которые устанавливаются на ведущие валы двигателя или трансмиссии. Различают несколько типов ретардеров. В зависимости от места установки они делятся на первичные и вторичные. Первичные расположены до КПП, а вторичные — после. У первичных ретардеров присутствует один существенный недостаток. В момент переключения передачи он не взаимодействует с трансмиссией, и тормозное усилие на колесах исчезает. По принципу работы ретардеры делятся на гидродинамические и электродинамические.

Гидродинамические ретардеры

Чаще других на большегрузных транспортных средствах можно встретить гидродинамический ретардер. Что это такое и как он работает, проще будет проще уяснить тем, кто знаком с устройством АКПП. В основе работы гидродинамического ретардера лежит принцип гидромуфты. Конструктивно агрегат состоит из двух колес с гребными лопастями, расположенными в общем корпусе друг перед другом. Одно из колес жестко закреплено внутри, а второе, которое сопряжено с валом транспортного средства, имеет возможность вращаться.

В момент включения ретардера пространство между лопастями заполняется жидкостью. Центробежная сила, возникающая при вращении ротора, стремится вытеснить ее наружу, в то время как крыльчатка статора препятствует этому процессу и оказывает ответное замедляющее воздействие. В выключенном состоянии, когда жидкости в корпусе замедлителя нет, лопасти вращаются свободно и практически не взаимодействуют.

В большинстве случаев в качестве рабочей жидкости используют масло. В некоторых агрегатах снабжение маслом является автономным, а в некоторых — сопряжено с системой смазки трансмиссии. В процессе работы ретардера выделяется значительное количество тепла. Согласно закону сохранения энергии, тяговый момент, который поглощает тормоз-замедлитель, преобразуется в тепло, что повышает температуру рабочей жидкости. Поэтому для эффективного теплообмена ретардер подключают к контуру основной системы охлаждения двигателя.

Электродинамический ретардер. Что это такое?

По схожему принципу работает и электродинамический ретардер. Что это такое и каким образом он справляется со своей задачей, можно понять, обратившись к законам электродинамики. В устройстве также есть ротор и статор, а тормозной момент создается в результате их взаимодействия. Вот только роль жидкости в электродинамических замедлителях играет магнитное поле. После включения ретардера ток от аккумулятора поступает на электрические обмотки статора, образуя магнитное поле, в котором вращается ротор. Возникающие вихревые токи создают поля, противоположные тем, что генерирует статор, и ротор приобретает замедляющий момент.

Как и в гидродинамических замедлителях, в процессе работы выделяется значительное количество тепла. Перегрев в подобных агрегатах приводит к снижению эффективности и полному выходу его из строя. Использование жидкостного охлаждения в электродинамических ретардерах по очевидным причинам является затруднительным. Поэтому конструкция устройства включает ряд элементов, выполняющих функцию защиты от перегрева. На колесе ротора расположены лопасти, которые при вращении создают воздушный поток, рассеивающий выделяемое тепло. Также электродинамические ретардеры снабжены системой ограничения подачи тока в случае перегрева.

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.

Источник