ретардер скания

ретардер скания

 

Ретардер - это гидравлический вспомогательный тормоз, который служит дополнением колесных тормозов автомобиля, чтобы уменьшить их износ.

Ретардер прикреплен к планетарной секции коробки передач. Разводка трубопроводов и шлангов могут варьироваться в зависимости от типа шасси и типа двигателя. См. каталог запасных частей Scania. Масляный теплообменник и блок электромагнитных клапанов со следящим клапаном ввернуты в крышку масляного поддона ретардера. В системе ретардера имеется собственная система смазки.

Физически, корпус ретардера SCANIA состоит из 4 секций:

  • Корпус подшипника ретардера

  • Корпус ретардера

  • Корпус клапана

  • Поддон картера

 

 

Ретардер 3500

Ретардер 4 100

Ретардер 4100D

Передаточное число

3,04

3,26

3,26

Крутящий момент

3 500 Нм

4 100 Нм

4 100 Нм

 

Ретардер предлагается в 3 различных вариантах. Ретардер 3500, который обеспечивает тормозной момент 3500 Нм при передаточном числе 3,04, и ретардер 4100, который обеспечивает тормозной момент 4100 Нм при передаточном числе 3,26.

Третьим вариантом конструкции является ретардер 4100D, который можно механически отключить от силового агрегата, чтобы минимизировать потерю крутящего момента и, тем самым, снизить расход топлива. R4100D имеет тормозной момент 4100 Нм при передаточном числе 3,26.

Шестерня вала ретардера приводится в действие шестерней на вторичном вале коробки передач. Частота вращения вала ретардера увеличивается с коэффициентом либо 3,04, либо 3,26 в зависимости от варианта конструкции ретардера. Вал устанавливается в цилиндрическом роликовом подшипнике, который установлен в коробке передач, и шариковом подшипнике, который установлен в корпусе ретардера.

Ротор имеет шлицевое соединение с валом. Статор привернут к корпусу ретардера. Масляный насос приводится в действие валом ретардера, а также управляется им в радиальном направлении. Радиальное уплотнение обеспечивает уплотнение между ретардером и коробкой передач. Зона вентилируется, чтобы предотвратить изменение давления между сальниками.

Давление масла в ретардера поддерживается с помощью масляного уплотнения на вале. Однако оно не полностью герметично. Любая возникающая утечка возвращается в масляный поддон через соответствующий канал. Верхняя секция масляного поддона вентилируется через воздуховод в задней части ретардера. Все масло, сопровождающее воздух в процессе вентиляции, откладывается в зоне и возвращается по соответствующему каналу назад в поддон картера. В раструбе канала в поддоне картера имеется ограничительный клапан, который предотвращает проникновение масла из поддона картера в отверстие.

Уровень масла проверяется с помощью углового контрольного щупа для измерения уровня масла, расположенного в верхней секции ретардера над фильтром. Масляный теплообменник, который охлаждает масло ретардера, привернут прямо на крышку масляного поддона ретардера, которая является последним элементом корпуса на ретардере. Блок электромагнитных клапанов расположен на боковой стенке масляного теплообменника.

Ретардер R4100D можно механически подключить к силовому агрегату и также механически отключить. Ретардер механически подключается к выходному валу коробки передач через шестерню ретардера, вал ретардера и шестерню на выходном вале. Частота вращения ретардера увеличивается в 3,26 раза.

На коробках передач с отключаемыми ретардерами корпус подшипника удлинен для обеспечения работы отключаемого ретардера. Работа заключается во включении и выключении ретардера.

На коробках передач с отключаемыми ретардерами шестерня посажена на игольчатый подшипник на выходном вале. При выключении ретардера шестерня ретардера механически выводится из зацепления с выходным валом и может вращаться независимо от выходного вала. Игольчатый подшипник смазывается маслом от вторичного вала, поступающим через отверстие в болте и текущим к игольчатому подшипнику по масляным каналам выходного вала и через кольцо игольчатого подшипника.

Шестерня ретардера соединяется с выходным валом коробки передач посредством муфты включения с плоской спиральной пружиной, которая увеличивает скорость и синхронизирует частоту вращения шестерни и вала посредством синхронизатора. Затем муфта механически соединяется с шестерней и валом.

При включении ретардера активируется электромагнитный клапан блока управления. Электромагнитный клапан открывается и подает полное давление воздуха в управляющий цилиндр позади поршня. В результате преодолевается усилие возвратной пружины и муфта включения подается вперед посредством вала выбора передач и вилки переключения передач.

Разные частоты вращения синхронизируются и муфта соединяет шестерню и вал. На поршне для уплотнения предусмотрено уплотнительное кольцо и направляющая лента, выполняющая роль подшипника вала. Масло, поступающее в пространство позади поршня, сливается обратно в коробку передач через сливное отверстие.

Управляющий цилиндр прикручен к корпусу подшипника. На конце цилиндра имеется датчик положения, удерживаемый на месте посредством крышки. Датчик положения используется для контроля механического подключения ретардера перед началом торможения. Датчик положения также обеспечивает выключение ретардера перед тем, как произойдет повторное включение.

Ретардер оснащен ротором (1) и статором (2). Они имеют лопасти, расположенные под углом приблизительно 45° к плоскости вращения (см. рис. A). Вместе они образуют кольцеобразную зону (3) (см. рис. B), которая называется торообразной камерой ретардера.

Тор – это геометрическая фигура, которая в трехмерном изображении похожа на бублик.

При нагнетании масла в камеру ретардера при вращении ротора последний отбрасывает масло к наружному диаметру камеры и таким образом в статор. Статор использует лопасти и кольцеобразную поверхность торообразной камеры ретардера для возврата масла к ротору, но в этом случае к его внутреннему диаметру. Поэтому ротор получает масло в осевом направлении на внутреннем диаметре и отбрасывает масло в осевом направлении на наружном диаметре, но в противоположном направлении. Это перераспределение масла приводит к тому, что на ротор действует продольная сила, которая хочет разделить ротор и статор.

Затем масло посылается между статором и ротором в направлении лопастей под углом 45°, а это означает, что из-за перераспределения масла также прикладывается радиальное усилие. Эта сила обеспечивает тормозной момент на роторе. Поток от внутреннего диаметра к наружному диаметру ротора также обеспечивает снижение момента.

Следовательно это поток масла, который обеспечивает реактивную силу и таким образом тормозной момент, а это означает, что чем выше скорость масла, тем выше крутящий момент. Поэтому полезная работа в форме крутящего момента и частоты вращения коленчатого вала двигателя преобразуются в ускорение масла. Высокая скорость масла вызывает трение относительно поверхности всех лопастей и стен, которых оно касается, и это вызывает нагрев масла. Поэтому в статоре и роторе полезная работа преобразуется в тепло в форме нагрева масла.

Насос системы смазки ретардера SCANIA – это шестеренный насос с внутренним зацеплением. Внутреннее зубчатое колесо с наружным зубчатым венцом приводит в движение внешнее зубчатое колесо, которое расположено с эксцентриситетом и имеет внутренний зубчатый венец. Когда расстояние между зубьями колес становится наибольшим, расположенный между ними серповидный элемент обеспечивает уплотнение между впуском и выпуском. Насос втягивает масло через маслоприемник с сетчатым фильтром, расположенный в нижней части поддона картера.

Насос через один из 2 обратных клапанов направляет масло в контур ретардера.

Гидроаккумулятор ретардера SCANIA, встроенный в масляный поддон ретардера, подает дополнительное количество масла при включении ретардера. Когда ретардер включается, блок управления активизирует электромагнитный клапан, который открывается и подает полное давление воздуха за поршень; усилие возвратной пружины преодолевается, и масло подается через обратный клапан.

Количество масла, которое должно быть подано, чтобы время включения было как можно более коротким, зависит от текущей ситуации торможения и скорости автомобиля. Управление этим процессом выполняет блок управления путем активизации электромагнитного клапана на протяжении различных отрезков времени. После прекращения активизации электромагнитного клапана воздух выпускается через электромагнитный клапан. Возвратная пружина отжимает поршень назад, и аккумулятор повторно заполняется маслом из масляного поддона через обратный клапан. Когда аккумулятор повторно заполняется, обратный клапан закрывается и предотвращает слив масла из ретардера.

Если смотреть от выпуска камеры ретардера к его впуску, прежде всего имеется большой обратный клапан, который открывается при давлении приблизительно 0,2 бара. Масло подается в охладитель масла и аналогичный обратный клапан, а затем принудительно подается на впуск торообразной камеры.

Между выпускным клапаном и масляным теплообменником имеется пространство, которое демпфирует пульсации давления. Клапан управления управляет давлением в ретардере; он расположен между масляным теплообменником и обратным клапаном на стороне впуска. Помимо прочего, обратный клапан  выполняет функцию дополнительного аварийного клапана. Предохранительный клапан опорожняет ретардер на внешнем диаметре торообразной камеры.

Блок электромагнитных клапанов ретардера SCANIA включает в себя следящий клапан, который подает переменное давление воздуха в диапазоне приблизительно 1 – 7 бар, к клапану управления и двум двухпозиционным электромагнитным клапанам. Электромагнитный клапан управляет предохранительным клапаном, а электромагнитный клапан управляет масляным аккумулятором.

Клапаны активизируются электрическим блоком управления. Для питания следящего клапана используется ток силой приблизительно 400 мA. Чем выше ток, тем выше полученное давление воздуха. Все 3 клапана открыты, когда находятся в состоянии покоя, чтобы выпускать воздух наружу через отдельные каналы во избежание нарушения работы друг друга.

Блок электромагнитных клапанов получает воздух из пневматической системы автомобиля. На впуске установлен тканевый сетчатый фильтр, который предотвращает проникновение в клапаны твердых инородных частиц. Блок воздушных клапанов вворачивается в корпус ретардера.

Порты блока электромагнитных клапанов ретардера SCANIA:

  • P= Подача сжатого воздуха

  • M1= Контрольный вывод, давление следящего клапана

  • M2= Контрольный вывод, давление воздуха к предохранительному клапану

  • M3= Контрольный вывод, давление воздуха к аккумулятору

  • R1-R5=Выпуск в атмосферу

Когда ретардер скания выключен:

Ретардер подключен, но пассивен и не выполняет торможение. Электромагнитный клапан не активизирован, поэтому предохранительный клапан открыт и обеспечивает слив от наружного диаметра камеры ретардера к масляному поддону. Электромагнитный клапан не активизирован, поэтому поршень гидроаккумулятора полностью уравновешивается пружиной сжатия. Следящий клапан также не активизирован, и отводит воздух из клапана управления. Масло, циркулирующее в системе, идет от масляного теплообменника к предохранительному клапану, через который оно сливается в масляный поддон.

Масляный насос подает масло к двум обратным клапанам. Обратный клапан открывается, когда на него воздействует давление открывания не ниже приблизительно 0,5 бар. Оставшийся обратный клапан открывается только при давлении 4 бар, поэтому он закрыт в этом положении и тем самым предотвращает попадание масла в тор в неправильном месте. После обратного клапана масло может идти по 2 маршрутам.

Часть масла нагнетается в статор через канал, который ведет к ряду маленьких просверленных отверстий на торовой поверхности статора. Это выполняется для уменьшения скорости воздушного потока, которая может быть создана лопастями статора / ротора. Это потеря вследствие скольжения/ работы лопастей ретардера подобно вентилятору, которая нежелательна и которая должна быть уменьшена в максимально возможной степени. За счет оптимального внедрения маленьких струй масла в воздушный поток последний становится достаточно низким.

Другая часть масла проходит через ограничительный клапан и выходит за выпускным клапаном, который закрывается, потому что давление в камере ретардера ниже 0,2 бар. Поток масла распределяется согласно падению давления в отверстиях потерь на скольжение через канал и ограничительный клапан. Ограничительный клапан оптимизирован таким образом, чтобы к каналу уменьшения потерь на скольжение проходило достаточно масла в целях минимизации потерь на скольжение. Остальная часть масла протекает за выпускной клапан через масляный теплообменник и клапан управления к масляному поддону. Этот контур полезен, когда масло имеет высокую температуру после торможения ретардером. Когда ретардер затем становится пассивным, масло охлаждается масляным теплообменником.

Все масло, входящее в камеру ретардера, вытекает через предохранительный клапан. Предохранительный клапан расположен очень близко к камере ретардера, и канал в корпусе ретардера, который проводит масло туда, оптимизируется таким образом, чтобы масло не могло быть снова вовлечено в воздушный поток и не вызывало увеличение потерь крутящего момента.

Когда ретардер включается, генерируется много тепла. Часть воздуха, который расширяется после выключения, может выводиться через ограничительный клапан

Когда ретардер скания включен:

Когда ретардер включен, камера ретардера для выполнения торможения должна быть заполнена маслом. Чтобы добиться этого, электромагнитный клапан пропускает все давление воздуха к предохранительному клапану. Затем давление превышает усилие пружины сжатия и закрывает клапан.

Затем следящий клапан посылает подходящее давление воздуха в диапазоне от 1 до 7 бар к клапану управления для достижения требуемого тормозного момента. Давление превышает усилие пружины сжатия и закрывает клапан. Как только эти 2 клапана полностью закрываются, контур ретардера закрывается, и масло может начать заполнение от насоса. Скорость вращения насоса определяет количество масла, подаваемого в камеру ретардера. Чем больше масла подается в камеру ретардера, тем сильнее увеличивается давление во впускном и выпускном отверстиях. Выпускные отверстия включают в себя каналы, высверленные в статоре. Воздух, удерживаемый в торе, можно откачать через центральный выпуск тора в то же самое время.

Когда давление в насосе равно приблизительно 4 бар, обратный клапан открывается и начинает пропускать масло в центр камеры ретардера. Перед этим насос нагнетал масло через обратный клапан таким же образом как и при пассивном ретардере. Если ротор создает давление выше давления насоса в дополнение к прохождению через охладитель масла, давление также подается через дроссельный клапан  в канал уменьшения потерь крутящего момента в торе. Когда давление за обратным клапаном выше чем давление насоса, клапан закрывается, и все масло из насоса проходит через обратный клапан  в статор. Обратный клапан таким образом предотвращает прохождение высокого давления к выпускному отверстию насоса и, следовательно, сбои в работе насоса. Чем больше масла в камере ретардера, тем больше реактивные силы на роторе и выше получаемый тормозной момент.

Управляющий клапан открывается, когда достигается равновесие между давлением воздуха, запрашиваемым от следящего клапана, давлением масла в управляющем клапане и силой возвратной пружины. Поток масла, нагнетаемый масляным насосом, сбрасывается в поддон картера. Таким образом обеспечивается постоянное давление и, следовательно, постоянный тормозной момент.

Чтобы ускорить включение ретардера, особенно при небольшом расходе от насоса, то есть на низких скоростях, дополнительное количество масла подается в контур ретардера с помощью гидроаккумулятора. Масло в гидроаккумуляторе прогоняется через обратный клапан и контур ретардера через обратный клапан на впускной стороне и впускной канал в статоре.

При запросе более высокого крутящего момента ретардера и, таким образом, более высокого давления масла давление в гидроаккумуляторе, создаваемое потоком воздуха, не достаточно, чтобы заполнить ретардер маслом. Поскольку давление масла слишком высокое, невозможно достичь полного крутящего момента Это может быть приемлемо, так как масляный насос заполняет последнюю часть до полного давления без слишком продолжительного времени включения. После поступления из гидроаккумулятора необходимого количества масла электромагнитный клапан отключается, в результате чего давление воздуха перестает действовать на поршень и пружина отжимает поршень назад. Процедуру включения можно считать завершенной, когда достигнут требуемый крутящий момент.

Включение отключаемого ретардера

В обычных условиях ретардер отключен от силового агрегата, он включается, когда система управления запрашивает тормозной момент от ретардера.

Когда ретардер отключен, следящий клапан активируется таким образом, чтобы управляющий клапан оставался закрытым.

Это делается, чтобы держать масляный контур заполненным маслом и сократить время активации вплоть до достижения крутящего момента.

Электромагнитный клапан не активизирован, поэтому предохранительный клапан открыт и обеспечивает слив от наружного диаметра торообразной камеры ретардера к масляному поддону, что сводит к минимуму момент инерции при включении.

Когда система управления запрашивает тормозной момент от ретардера, происходит активация электромагнитного клапана, в результате чего полное давление воздуха подается к поршню и исполнительный блок начинает переключение из выключенного режима во включенный. Одновременно с этим при деактивации следящего клапана открывается управляющий клапан.

Когда исполнительный блок достигает включенного режима и после получения подтверждения от датчика положения, ретардер механически подключается к выходному валу.

В этот момент ретардер подключен, но пассивен и не выполняет торможение.

При трогании автомобиля из неподвижного состояния некоторая часть масла сливается из масляного контура ретардера. Чтобы заполнить систему и подготовить ее к быстрой активации, ретардер подключается к выходному валу, как описано выше.

В этот момент ретардер подключен, но пассивен, и масляный насос заполняет масляный контур. Ретардер остается подключенным в течение некоторого времени движения автомобиля до тех пор, пока охлаждающая жидкость не прогреется. Когда масляный контур заправлен, а охлаждающая жидкость прогрета, ретардер отключается в соответствии с разделом Выключение отключаемого ретардера.

Для включения ретардера требуется следующее:

  • давление в контуре силового агрегата превышает 5,5 бар.

Выключение отключаемого ретардера

Чтобы быстро снизить тормозной момент, когда блок управления перестает запрашивать тормозной момент от ретардера, масло сливается из торообразной в двух местах одновременно.

Клапан управления стравливает воздух через следящий клапан и предохранительный клапан через электромагнитный клапан.

Для отключения ретардера необходимо соблюдение двух следующих требований:

  • Низкое давление масла в ретардере.

  • Активация педали акселератора на несколько секунд.

При выполнении этих двух условий воздух, находящийся позади поршня, стравливается через электромагнитный клапан, и пружина переводит исполнительный блок из включенного режима в выключенный.

Когда исполнительный блок достигает выключенного режима и после получения подтверждения от датчика положения, ретардер механически отключается от выходного вала.

Для обеспечения правильной работы синхронизаторов подтверждение выключения должно быть получено до того, как начнется новое включение.

После получения подтверждения выключенного режима, следящий клапан активируется таким образом, чтобы управляющий клапан оставался закрытым.

Это делается, чтобы держать масляный контур заполненным и сократить время активации для достижения необходимого крутящего момента при следующем включении ретардера.

Работа ретардера скания

После того, как активизация ретардера завершается и поршень гидроаккумулятора возвращается в исходное положение, клапан управления управляет крутящим моментом путем контроля над давлением масла. При постоянной скорости масляного насоса расход насоса также постоянен, и клапан управления остается фактически неподвижным и открытым для потока от насоса.

Затем масло от насоса проходит через обратный клапан, прямо в центр камеры ретардера через высверленное отверстие в толстой лопасти в статоре. Это выполняется, потому что центр камеры ретардера имеет самое низкое давление, и это обеспечивает наименьшее давление в насосе. Масло, которое выпускается через клапан управления, охлаждается в теплообменнике. Это означает, что масляный поддон будет постепенно нагреваться до максимального уровня, равного температуре масла после теплообменника.

Если частота вращения коленчатого вала двигателя (скорость автомобиля) уменьшается, расход масла от насоса также уменьшается. Ранее полученное открытое проходное сечение клапана управления теперь слишком велико для уменьшенного расхода. Это означает, что больше масла вытекает, приводя к уменьшению количеству масла в камере ретардера и таким образом к уменьшению давления масла. Это создает дисбаланс между давлением воздуха, давлением масла и силой пружины так, что клапан слегка закрывается, чтобы уменьшить открытое проходное сечение клапана, и давление масла и крутящий момент сохраняются. Начинается новое состояние равновесия, при котором клапан закрыт чуть больше.

Если частота вращения коленчатого вала двигателя (скорость автомобиля) увеличивается, расход масла от насоса также увеличивается. Управляющий клапан слегка открывается таким образом, чтобы через него могло проходить увеличенное количество масла, при этом сохраняется давление масла и, таким образом, тот же крутящий момент. Начинается новое состояние равновесия, при котором клапан открыт чуть больше.

При уменьшении запроса крутящего момента следящий клапан уменьшает давление воздуха, подаваемое к клапану управления, потому что блок управления подает более низкий ток. Это означает, что на клапане нет никакого равновесия. Давление масла в сочетании с силой пружины теперь больше давления воздуха. Клапан управления затем открывается больше, чтобы вытекало количество масла больше, чем подаваемое масляным насосом. Это масло берется из камеры ретардера, который затем уменьшает свою степень заполнения и поэтому свое давление и крутящий момент. Это уменьшение давления продолжается до тех, пока на клапане не начинается новое состояние равновесия, что означает большую степень открытия клапана, чем прежде.

При увеличении запроса крутящего момента следящий клапан увеличивает давление воздуха, подаваемое к клапану управления, потому что блок управления подает более высокий ток. Это означает, что на клапане нет никакого равновесия. Давление масла в сочетании с силой пружины теперь ниже давления воздуха, и клапан садится на упор и закрывается. Масло из масляного насоса затем заполняет камеру ретардера, которая затем увеличивает свой коэффициент заполнения и поэтому свое давление и крутящий момент. Это увеличение давления продолжается до тех, пока клапан не открывается достаточно, чтобы началось новое состояние равновесия клапана. Это означает, что клапан больше закрыт чем перед изменением.

Должна быть обеспечена возможность быстрого и абсолютно безопасного выключения ретардера. Поэтому ретардер опорожняется одновременно через 2 места. Клапан управления стравливает воздух через следящий клапан и предохранительный клапан через электромагнитный клапан. Даже если один из клапанов дефектен, другой будет достаточно быстро управлять выключением ретардера.

Датчик температуры непрерывно контролирует температуру охлаждающей жидкости на выходе масляного радиатора гидрозамедлителя (ретардера). Если температура охлаждающей жидкости становится слишком высокой, тормозной момент уменьшается, чтобы предотвратить перегрев.

При уменьшении тормозного момента по температурным условиям система будет пытаться компенсировать уменьшение крутящего момента посредством активизации горного тормоза. В зависимости от конфигурации гидрозамедлителя горный тормоз может быть активизирован в этом случае, даже если переключатель горного тормоза находится в положении Выкл.

На автомобилях, оснащенных системой SCANIA Opticruise, гидрозамедлитель (ретардер) может запрашивать переключение на более низкую передачу, что позволяет обеспечить более высокий расход охлаждающей жидкости, более высокую эффективность вентилятора и большую эффективность горного тормоза, когда это требуется.

Рычаг управления ретардером имеет шесть рабочих положений.

Положение 0 – выключенное состояние

Пять остальных положений соответствуют различным значениям тормозного момента:

  • 20% максимального момента

  • 40%

  • 60%

  • 80%

  • Максимальный крутящий момент + горный тормоз + (переключение коробки передач на более низкую передачу, если это система Opticruise)

Функции ретардера СКАНИЯ:

  • Ускорение отменяет торможение гидрозамедлителем (ретардером), если отпускается педаль сцепления. Когда ускорение прекращается, гидрозамедлитель будет активизироваться согласно выбранному положению рычага. На автомобилях без ABS/ EBS, гидрозамедлитель не будет выключаться при ускорении.

  • Если торможение гидрозамедлителем (ретардером) запрашивается с помощью рычага, и автомобиль уже ускоряется, ретардер будет активизироваться в соответствии с положением рычага. Это можно использовать для более быстрого достижения нормальной рабочей температуры. Если в этой ситуации активизируется функция круиз-контроля, гидрозамедлитель будет продолжать тормозить без выключения круиз-контроля. Однако гидрозамедлитель будет выключаться автоматически при достижении температуры двигателя 70C. Если запрос тормозного момента от рычага гидрозамедлителя возрастает, круиз-контроль выключается.

  • Торможение гидрозамедлителем (ретардером) с помощью рычага отменяет работу круиз-контроля в автомобиле.

  • Торможение гидрозамедлителем (ретардером) с помощью рычага не отменяет автоматическое управление скоростью при спуске.

  • Торможение гидрозамедлителем (ретардером) с помощью рычага не отменяет ручное управление скоростью при спуске.

  • При включении переключателя горного тормоза последний будет активизироваться при нахождении рычага гидрозамедлителя в максимальном положении. Однако конфигурацию автомобиля можно настроить таким образом, чтобы горный тормоз всегда активизировался при максимальном положении рычага гидрозамедлителя, независимо от положения переключателя горного тормоза.

  • Автомобили, оснащенные системой SCANIA Opticruise, будут автоматически выполнять переключение коробки передач на более низкую передачу, если это необходимо для достижения оптимальной частоты вращения двигателя. Это происходит только при положении 5 рычага гидрозамедлителя и если будет активизироваться горный тормоз.

  • Предупреждающий сигнал от ABS не отключает функцию рычага гидрозамедлителя.