Légfékrendszer: alkotóelemek, működési elvek és alkalmazások
BEVEZETÉS
“A fékek olyan fontosak, mint egy motor egy autó számára” nagyon helyesen mondta, mivel ha egy jármű működtetéséhez motorra van szükségünk, akkor a fékekre is szükségünk van a jármű megállításához, Ez a kijelentés hasonlít Newton első törvényéhez is, amelyet mindannyian ismerünk. Mint tudjuk, ma már a könnyű járművekben hidraulikus fékrendszert használunk a jármű megállítására vagy lassítására, de felmerül a kérdés, hogy a hidraulikus fékrendszer hatékony-e, amikor nehéz járművekről van szó? Ha nem, akkor mire van szükségünk a nehéz járművek, például buszok és teherautók megállításához vagy lassításához? Vadásszuk le a válaszokat.
A légfékrendszer egy olyan típusú fékrendszer, amelyet általában nehéz haszongépjárművekben vagy olyan járművekben használnak, amelyek igazán erős és hatékony fékrendszert igényelnek. Ez egyfajta súrlódó fék, ahol hidraulika-folyadék helyett levegőt használnak a fékbetétek tömörítő közegeként.
A pneumatikus légfékrendszert általában nehéz járművekben, például buszokban és teherautókban használják.
A légféket George Westinghouse találta fel a vonatokban való használatra. Miután bebizonyosodott, hogy a vonatoknál is bevált, a légfékeket később átdolgozták a nehézgépjárművekben való használatra. A nehéz járművek számára a légfékek által nyújtott biztonságot és fékezési bizalmat a mai napig garantálják.
Miért van szükségünk légfékrendszerre?
Amint azt már megvitattuk, a fékrendszer a gépjárművek szükségessége, de mint mindannyian tudjuk, amikor az alkalmazásról van szó, minden jármű nem ugyanaz, mivel néhány járművet könnyű haszonjárművek, például autók és kerékpárok, és néhányat nehéz célokra, például buszokra és teherautókra használnak, így a következő okok miatt különböző fékrendszerekre van szükség-
* Mivel a könnyű jármű és a nehéz jármű terhelése eltérő, a nehéz jármű megállításához szükséges fékerő sokkal nagyobb, mint a könnyű járműé, ezért a nehéz járműveket olyan fékrendszerrel kell felszerelni, amely elegendő fékerőt tud biztosítani a jármű megállításához vagy lassításához.
* Amikor könnyű járművekről beszélünk, a hidraulikus fékek több mint elegendő fékerőt biztosítanak a jármű megállításához vagy lassításához annak rövid mérete miatt, de amikor a nehéz járművekről van szó, amelyek nagy méretűek, a hidraulikus fékrendszer hatékonysága nagy aggodalomra ad okot.
* Mivel a hidraulikus fékrendszerben a folyadékot a dugattyú megnyomásához használják, a biztonság nagy aggodalomra ad okot, mivel ha a hidraulikus rendszer alkatrészeiben bármilyen szivárgás van, a fékezés hatékonysága könnyen csökken vagy akár teljesen elveszik, mivel a levegő mindig rendelkezésre áll, így a szivárgás miatti fékhiba a légfékrendszerben kevésbé aggasztó.
* Az alkatrészek (főtengely, fékvezetékek, stb.) a hidraulikus fékrendszer mérete a jármű méretének növekedésével nő, ami viszont nagyon bonyolulttá teszi a telepítést, ami a légfékrendszer esetében nem jelent problémát.
* A biztonsági intézkedések, például a fék meghibásodása és hatékonysága miatt a kormányzat kötelezővé tette a nehéz járművek, például a buszok és teherautók számára a légfékrendszer használatát.
Tehát a fent említett okok miatt 1872 márciusában George Westinghouse bevezette a légfékrendszert a vasúti fékrendszerbe, annak üzembiztos tulajdonsága miatt.
Főbb alkatrészek
1. A légfékrendszer a vasúti fékrendszerben. Légkompresszor – Ez a kompresszor pumpálja a levegőt a légkörből a levegőtároló tartályba, és a motor szíjhajtáson keresztül hajtja meg.
2. Légkompresszor. Légkompresszor- A légfékrendszerben használt szabályozó berendezés, amely szabályozza a légkompresszoron keresztül a levegőtároló tartályba pumpált levegő sűrítési nyomását.
3. Levegőszárító- A légkörből érkező levegő nedvességtartalmának eltávolítására szolgáló berendezés, amely megakadályozza a vezetékek és a levegőtároló vízkondenzációját, amely a kondenzált víz megfagyása miatt például télen a fék meghibásodását okozhatja.
4. Levegőszárító- A légszárító a légkörből érkező levegő nedvességtartalmának eltávolítására szolgáló berendezés. Levegőtároló (tartály)- Ez az a tartály, amelyet a kompresszor által küldött sűrített levegő tárolására használnak, ez a tároló mindig elegendő mennyiségű sűrített levegővel rendelkezik, hogy a fékek többször is működtethetők legyenek, és megakadályozza a fék meghibásodását is, ha a légkompresszor meghibásodást mutat.
5. A fékrendszerek meghibásodása. Fékpedál- Ez az a mechanizmus, amelyet a vezető működtet, és a fékek működtetésére szolgál a jármű megállítása vagy lassítása érdekében. A fékpedál megnyomásakor a sűrített levegőt nyomja, amely viszont fékezi a mozgó gumiabroncsot.
6. Szennygyűjtő- Ez az az eszköz, amelyet a fékcsővezetékben helyeznek el azon a helyen, ahol egy ág elválik és a hármas szelephez vezet, amely eltávolítja a szennyeződést a levegőből, mielőtt azt a hármas szelephez küldené
7. Fékhenger vagy fékkamra- Ez az az eszköz, amely egy hengerből és dugattyúból áll, amelyen keresztül a sűrített levegő nyomása a fékbetétek nyomása érdekében történik, amelyek viszont súrlódási kapcsolatba kerülnek a tárcsával vagy dobdal, hogy megállítsák vagy lelassítsák a járművet.
8. Fékszelep vagy hármas szelep – A fék működtetéséhez és feloldásához a fékpedál mozgásának megfelelően a fékvezetékekben és a fékhengerben lévő nyomás folyamatos felszabadítására és felépítésére van szükség, amit a légfékrendszerben használt hármas szelep végez.
9. A fékek működtetése és feloldása a fékpedál mozgásának megfelelően történik. Fékdob – A fékdob az az alkatrész, amelyen keresztül a fékbetétek és a fékdobbetét közötti súrlódási kapcsolatból eredő fékerő a jármű megállítása vagy lassítása érdekében átadódik a kerékre, A fékdob külső felülete, amely a dobbetétből áll, a kerékkel együtt forog, a fékpofákból álló belső rész pedig nyugalmi állapotban marad, ha a fékpedált nem nyomják meg.
Megjegyzés – Általában fékdobokat használnak a légfékrendszerben, de megfelelő elrendezéssel tárcsafék is használható a légfékrendszerben.
A légfékrendszer működése
Egy nehézgépjármű tipikus légfékrendszer-konfigurációja üzemi fékekből, rögzítőfékekből, egy vezérlőpedálból és egy légtartályból áll. A rögzítőfékek ebben a konfigurációban egy sor tárcsa- vagy dobfékből állnak, amelyeket egy rugós mechanizmus tart záró helyzetben. Ezután levegőnyomásra van szükség a rögzítőfék oldásához és a jármű mozgásba lendítéséhez. A jármű rendszeres üzemeltetésére használt üzemi fékek esetében egy pedált nyomnak a megálláshoz vagy a fék be- és kikapcsolásához.
Általában 6,8 és 8,2 bar közötti nyomást használnak ehhez a fajta alkalmazáshoz. A nehéz haszongépjárművek többsége dobféket használ légfékrendszerrel, bár mostanában a tárcsafékek használata is felzárkózik. Minden légfékkel felszerelt járműben a műszerfalon, a vezető számára jól látható helyen van egy nyomásmérő, amely lehetővé teszi, hogy a jármű vezetője vagy kezelője teljes mértékben tisztában legyen a kompresszorban lévő üzemi nyomással. Megfelelő rendszerek és biztonsági mechanizmusok is működnek, amelyek figyelmeztetik a vezetőt vagy a kezelőt, ha meghibásodás vagy az üzemi nyomás hirtelen csökkenése következik be. Vészhelyzeti biztonsági mechanizmusként a légnyomás szélsőséges hirtelen csökkenése esetén a rugós rögzítőfékek azonnal működésbe lépnek, és a járművet biztonságosan megállítják.
A légfékrendszer alapelve hasonló bármely más típusú fékrendszerhez, az egyetlen megkülönböztető tényező a sűrített levegő használata a hidraulikus folyadékok helyett. Tehát elvileg ez is csak egy hagyományos fékrendszer.
Ellátórendszer: Minden légfékrendszer szíve a kompresszor, A kompresszor az a berendezés, amely a sűrített levegő áramlását a rendszerben előállítja és bizonyos értelemben szabályozza. A kompresszort közvetlenül a motor hajtja, és a motorral rendelkezésre álló közös kenőanyagot használja.
A sűrített levegőt egy hűtőtekercsön keresztül egy légszárítóba nyomják. Innen a levegőt egy tartályban tárolják használatra. A tározótartály az első fékek, a hátsó fékek és a rögzítőfékek bonyolult áramköri hálózatával van összekötve. Az ellátórendszer tartalmazza a leeresztő szelepet, a nyomáskorlátozó szelepet és a biztonsági szelepet is.
Vezérlőrendszer: A vezérlőrendszer nagyjából az üzemi fékkörből, a rögzítőfékkörből és a pótkocsifékkörből (ha van ilyen) áll. Az üzemi fékkör két külön fékkörből áll az első és a hátsó fékhez. Mindkét áramkör külön tartályokhoz van csatlakoztatva a nagyobb biztonság érdekében, ha a főtartály meghibásodik.
A rögzítőfék áramkör egy rugós mechanizmushoz van csatlakoztatva, amelyben a légnyomás segítségével a rugó kioldott helyzetben marad. Ennek az áramkörnek a nyomáscsökkenése a rögzítőfékek bekapcsolását eredményezi. A pótkocsifékrendszer saját vezetékekkel rendelkezik a működéshez, és akkor használatos, ha a járműhöz pótkocsi van csatlakoztatva. Egy tápvezetékkel és egy vezérlő vezetékkel rendelkezik. A tápvezetéket a főtartály táplálja, a vezérlővezeték pedig az üzemi fékrendszerből kapja a jelet a jobb fékezés érdekében.
Amikor a jármű vezetője megnyomja a fékpedált, hogy megállítsa vagy lassítsa a járművet, a következő folyamatok játszódnak le-
1. A fékpedál megnyomása a fékpedálon keresztül történik. Amikor a vezető beindítja a motort, a motor által hajtott fékkompresszor beindul, amely viszont elkezdi összenyomni a légköri levegőt, és a kompresszor szabályzóján keresztül ez a sűrített levegő optimális nyomással a sűrített levegőtartályba kerül, amely mindig tartalmaz bizonyos mennyiségű, az előző ciklusból származó levegőt.
2. A fékkompresszor a motor által hajtott fékkompresszorral működik. Amikor a vezető megnyomja a fékpedált, a hármas szelep kimeneti szelepe bezáródik, a bemeneti szelep pedig kinyílik, ami viszont átjárást biztosít a tartályból származó sűrített levegőnek a rendszer fékvezetékein keresztül.
3. Ez a fékvezetékeken keresztül áramló sűrített levegő ezután a fékhengerbe kerül, amelynek belsejében dugattyú van.
4. A fékhengerek a fékhengerbe kerülnek. Amikor a sűrített levegő nyomást gyakorol a fékkamrában lévő dugattyúra, a dugattyú elmozdul az eredeti helyzetéből, ami ezt a pneumatikus energiát mechanikai energiává alakítja át.
5. A fékhenger kerékvégén fékdobok vannak elhelyezve, amelyek belsejében van a mechanikus működtető elem, mint a rugók vagy a fékbetétekkel a külső végén fékbetéteket tartalmazó lazacok háza.
6. A fékhengert a fékhengert a fékhenger végére helyezik. A dugattyú mozgása miatt a sűrített levegő által kifejtett nyomás miatt a fékdob belsejében lévő mechanikus működtető kitágul, ami viszont a fékbetéteket kifelé nyomja, hogy súrlódási kapcsolatba kerüljenek a forgó dobvezetékekkel.
7. A fékbetétek és a forgó dobvezetékek közötti súrlódási kapcsolat révén a fékek a jármű megállítása vagy lassítása érdekében a kerekekre hatnak.
Alkalmazás
A fékek meghibásodását megakadályozó tulajdonsága miatt a légfékrendszereket széles körben használják különböző járművekben, de a nehéz járművekben, mint a teherautók és az autóbuszok, a kormányzati járműszabályozás miatt a légfékrendszer kötelező.
1. A vasútnál használják
2. A fékrendszereket a vasútnál használják. Az összes ma forgalomban lévő teherautó és busz légfékrendszert használ, ezek közül néhány:
* Volvo 9400PX buszok.
* Bharat Benz 3123R teherautó.
* több pótkocsival rendelkező teherautók,
* nagysebességű távolsági buszok,
* katonai célú járművek és
* félpótkocsik
.