Pneumatinės stabdžių sistemos vilkikuose ir sunkvežimiuose

Pneumatinė stabdžių sistema yra esminė saugos įranga, naudojama daugelyje sunkvežimių, autobusų ir kitų didelių transporto priemonių. Ši sistema stabdymui naudoja suslėgtą orą, o ne skystį, kaip tradicinėse lengvųjų automobilių stabdžių sistemose. Šiandien mūsų gatvėmis riedančiuose sunkvežimiuose, autobusuose ir troleibusuose sumontuoti stabdžiai užtikrina šimtus kartų efektyvesnį stabdymą, lyginant su senesnėmis sistemomis. Pneumatinę stabdžių sistemą sudaro ratų mechanizmai ir pati pneumatinė pavara. Šiuolaikiniuose automobiliuose yra naudojama kelių kontūrų pavara, dar vadinama „atskirtine“, kuri skiriasi nuo „ištisinės“ (vieno kontūro) pavaros, naudotos senuose automobiliuose. Kontūras - tai nepriklausoma nuo kitų linijų dalis, užtikrinanti sistemos patikimumą ir saugumą. Pneumatinės stabdžių sistemos komponentai yra įvairūs įrenginiai ir priedai, kurie dirba kartu, kad būtų užtikrintas efektyvus ir patikimas stabdymas.

Pneumatinės stabdžių sistemos komponentai ir veikimo principai

Pneumatinės stabdžių sistemos veikimas priklauso nuo kelių pagrindinių komponentų sąveikos:

Kompresorius ir oro tiekimas

Kompresorius yra pagrindinis komponentas, atsakingas už oro suspaudimą. Jis pumpuoja orą į balionus (rezervuarus) iki viršutinės slėgio ribos, po to atjungiamas ir vėl įjungiamas, kai slėgis nukrinta iki apatinės ribos. Tokios plačios slėgio ribos padidina kompresoriaus ilgaamžiškumą. Suspaustas oras iš kompresoriaus teka pro oro filtrą, reguliatorių ir atbulinį vožtuvą, taip pat per drėgmės šalinimo vožtuvą. Tuo pačiu metu suspaustas oras veikia membraną ir valdymo vožtuvą slėgio reguliatoriuje. Valdymo vožtuvo spyruoklė spaudžia sandariklį tol, kol pasiekiamas išjungimo slėgis, kuris reguliuojamas reguliavimo sraigtu, įveržiant slėgio spyruoklę. Kompresorius taip pat naudojamas padangoms pripūsti ir atliekant kitus darbus.

Kompresoriai klasifikuojami pagal kelis kriterijus:

• Pagal cilindrų skaičių ir jų išdėstymą: į viencilindrius ir dvicilindrius. Pastarieji gali būti išdėstyti eile arba V formos.
• Pagal aušinimo būdą: skysčiu ir oru aušinamus.
• Pagal tepimo būdą: tepamus slegiant alyvą į besitrinančius paviršius, taškymu ir mišriu būdu (slėgimu ir taškymu).
• Pagal pavaros tipą: su krumpliaratine ar diržine pavara.

Oro rezervuarai ir slėgio reguliavimas

Rezervuarai laiko suslėgtą orą ir suteikia stabilų oro tiekimą stabdžių sistemai. Reguliatoriai ir vožtuvai kontroliuoja oro slėgį ir srautą, kuris patenka į stabdžių cilindrus. Kad sistema būtų apsaugota nuo per didelio slėgio, reikalaujama įtaisyti apsauginį vožtuvą, kuris atsidarytų esant 8,5-13,5 baro slėgiui. Oro slėgis yra kritinis faktorius, turintis įtaką stabdžių sistemos veikimui. Per didelis slėgis apkrauna stabdžių įtaisus, o tinkamai reguliuojamas slėgis užtikrina geresnį transporto priemonės saugumą.

Stabdžių cilindrai ir veikimas

Pneumatinė sistema naudoja stabdžių cilindrus, kurie paverčia oro slėgį mechanine jėga, reikalinga stabdymui. Stabdymo metu stabdžių diskas sukasi kartu su ratu. Stabdymo metu jis prispaudžiamas stabdžių trinkelių frikcine medžiaga, pritvirtinta prie abiejų suporto pusių. Spaudimo veiksmą atlieka stūmokliai. Proceso metu disko sukimasis lėtėja - transporto priemonės greitis sumažėja arba ji visiškai sustoja.

Pneumatinio stabdžio veikimo principas yra stumti stūmoklį į tiesinį judėjimą įvedant slėginę dujas į pneumatinio stabdžio oro pagalvę, o trinties blokas, sumažinantis stabdį, spaudžia stabdžių ratą, kad sukurtų trinties ir stabdymo funkciją. Pneumatinis stabdys yra prijungtas oro slėgiu ir atleidžiamas iš grįžtamosios spyruoklės. Diskas plaukia ašine kryptimi, kai oro slėgis patenka į trinties plokštę. Diską, trinties plokštę ir pan. sumontuojama prie stebulės, kad būtų sukurta integruota struktūra. Trinties plokštę galima išardyti atsukant reguliavimo veržlę, o keitimas yra paprastas. Pneumatinis stabdys ant veleno yra sumontuotas kūginiu velenu, turinčiu pleištą, ir turi trinties plokštę, kurią galima keisti išlaikant mechaninę įrangą. Trinties plokštė yra dvigubo pjaustymo tipo, ir ją galima pakeisti ištraukiant skersinį varžtą su atsuktuvu per skylę su stebulės disku.

Stabdžių sistemos kontūrai ir jų funkcijos

Pneumatinės stabdžių sistemos kontūrai yra pagrindinės sistemos dalys, kurios dirba kartu, kad užtikrintų efektyvų stabdymą. Lietuvoje populiariausi „Daimler-Benz“, „Volvo“, MAN ir kitų gamintojų sunkvežimiai, autobusai ir troleibusai naudoja pneumatines stabdžių sistemas, dažnai gaminamas kompanijos WABKO. Pneumatinė stabdžių pavara būna sudaryta iš 4 autonominių stabdžių sistemų: darbinės, atsarginės, stovėjimo stabdžio ir pagalbinės.

1. Darbinis stabdys: Naudojamas važiuojančioje transporto priemonėje. Jis ją sustabdo arba, reikalui esant, pristabdo. Darbinio stabdžio pavara yra pneumatinė, dviejų kontūrų. Ji priekinės ašies ir užpakalinės ašies stabdžius verčia dirbti atskirai. Pavara yra valdoma pedalu, sujungtu su stabdžių čiaupu.
   • I kontūras atsakingas už oro tiekimą priekinio tilto darbiniams stabdžiams ir priekabos stabdžiams. Šio kontūro sudėtyje yra kompresorius, oro rezervuaras ir vožtuvai, kurie užtikrina reikiamą oro slėgį, reikalingą efektyviam priekinio tilto stabdžių veikimui.
   • II kontūras tiekia orą abiejų galinių tiltų darbiniams stabdžiams ir priekabos stabdžiams. Vamzdynai perneša suslėgtą orą į stabdžių cilindrus, kurie konvertuoja oro slėgį į mechaninę jėgą, stabdydami galinius ratus.
2. Atsarginis stabdys: Naudojamas tada, kai transporto priemonę reikia sulėtinti tolygiai, arba kai sugedęs darbinis stabdys.
   • III kontūras skirtas atsarginiam (stovėjimo) stabdymui ir priekabos stabdžiams. Šis kontūras veikia kaip avarinis, užtikrinantis, kad transporto priemonė būtų sustabdoma, jei nutrūksta oro tiekimas pagrindiniuose darbiniuose kontūruose. Stabdžiai aktyvuojami per spyruoklinius mechanizmus, kurie automatiškai įsijungia, kai sumažėja oro slėgis.
3. Stovėjimo stabdys: Yra įrengtas kartu su atsarginiu stabdžiu ir naudojamas transporto priemonei stovint. Avarinis arba stovėjimo kontūras užtikrina stabdžių veikimą transporto priemonei stovint arba kritiniais atvejais, kai nutrūksta oro tiekimas. Jis suaktyvina spyruoklinius stabdžius, kurie įsitempia ir užfiksuoja stabdžius, kai slėgis sumažėja arba kai vairuotojas įjungia stovėjimo stabdį. Stovėjimo stabdžiai naudojami ne tik avarinėse situacijose, bet ir kasdieninio stovėjimo metu, užtikrinant transporto priemonės stabilumą.
4. Pagalbinis stabdys (lėtintuvas): Skirtas sumažinti automobilio važiavimo greitį. Tarptautiniai standartai reikalauja, kad važiuojant 7% nuokalne, kurios ilgis ne trumpesnis kaip 6 km, pagalbinė stabdžių sistema užtikrintų 30 ± 2 km/h greitį. Šiuo stabdžiu mažinamos ratuose esančių stabdžių mechanizmų apkrovos, tuo pačiu pailginant jų eksploatacijos laiką. Pagalbiniame stabdyje dažniausiai būna įtaisyti hidrauliniai ir elektriniai transmisiniai stabdžiai. Daugelyje automobilių kaip stabdys lėtintuvas naudojamas variklis, kurio išmetamasis vamzdis uždaromas specialia sklende ir išjungiamas degalų padavimas, t.y. variklis pervedamas į kompresoriaus režimą, kurį suka automobilio ratai.
5. IV kontūras: Naudojamas papildomų (pagalbinių) prietaisų maitinimui, kuriems reikalingas suslėgtas oras, bet kurie nėra tiesiogiai susiję su stabdymu.

Šios išvardintos stabdžių sistemos yra panašios sandaros, tačiau dirba nepriklausomai viena nuo kitos. Avarinės stabdžių sistemos funkcijos yra esminė pneumatinės stabdžių sistemos dalis, užtikrinanti, kad transporto priemonė išliktų kontroliuojama ir saugi net ir esant netikėtoms situacijoms.

Avarinio stabdžių mechanizmo atleidimo sistema

Be išvardytų stabdžių sistemų, kai kuriose transporto priemonėse būna įtaisyta ir avarinė stabdžių mechanizmo atleidimo sistema. Ji leidžia transporto priemonei judėti tada, kai ji yra stabdoma automatiškai, pavyzdžiui, dėl didelio oro nutekėjimo. Energijos akumuliatorius mechaniniu būdu sukuria įtempimo jėgą. Atsarginė stabdžių mechanizmo atleidimo sistema praverčia tada, kai stovinčią transporto priemonę reikia skubiai pašalinti iš pavojingos vietos. Ši sistema gali veikti ne tik pneumatiniu, bet ir mechaniniu būdu. Ji yra valdoma avariniu čiaupu, kuriuo suspaustas oras tiekiamas į energijos akumuliatorių. Jis mechaniškai išsuka varžtą iš energijos akumuliatoriaus ir taip atleidžia spyruoklę.

Oro slėgio reikalavimai ir standartai

Pneumatinės stabdžių pavaros konstrukcijoje turi būti numatytas suslėgto oro valymas nuo kitų skystų priemaišų (dulkių, drėgmės, tepalų ir kt.). Ypatingos sąlygos keliamos kondensato šalinimui iš balionų ir apsaugai, kad jis neužšaltų tose pavaros vietose, kur gali pakenkti stabdžių darbui. Pneumatinė sistema privalo turėti reikiamą suslėgto oro atsargą, kuri matuojama balionų tūriu ir jose esančiu oro slėgiu.

Tarptautiniai standartai nustato specifinius reikalavimus:

• Pavienių automobilių ir vilkikų balionuose turi būti 6,5-8,0 barų slėgis.
• Priekaboms ir puspriekabėms standartai nustato tik apatinę slėgio ribą: 4,8 baro vienlaidėje priekabos ir vilkiko jungimo sistemoje ir 6,3 baro dvilaidėje.
• Kompresorius turi užpildyti balionus per tam tikrą laiką: t_a - iki apatinės slėgio ribos ir t_0,65 - iki 65 % apatinės ribos.
  • Pavieniams automobiliams t_0,65 = 3 min., o t_a = 6 min.
  • Vilkikams t_0,65 = 6 min., o t_a = 9 min.
• Baliono tūris nustatomas toks, kad po aštuonių iš eilės stabdymų paspaudžiant pedalą iki galo, užtektų suslėgto oro devintam stabdymui su atsarginio stabdžio efektyvumu.
• Vilkikams, be anksčiau minėtos sąlygos, po aštuonių stabdymų valdymo magistralėje turi būti ne mažesnis kaip pusė slėgio po pirmojo stabdymo.

Šilumos išsklaidymas ir stabdžių efektyvumas

Stabdymo metu išsiskiria didelis šilumos kiekis - jis priklauso nuo transporto priemonės masės ir greičio, taip pat nuo stabdžių spaudimo jėgos. Dėl išskiriamos šilumos gali sumažėti stabdžių efektyvumas. Šis reiškinys - tai ilgo, dažno bei agresyvaus stabdymo rezultatas. Perkaitę diskai gali per daug nusidėvėti, įtrūkti, jų storis gali tapti nevienodas, taip pat galima lūžimo rizika. Vairuotojui norint sulėtinti transporto priemonę gali tekti stipriau spausti stabdžių pedalą. Esant ekstremaliems atvejams stabdžiai gali pasiekti itin didelį perkaitimo lygį - tokiu atveju tampa neįmanoma sukurti tinkamos trinties jėgos, nesvarbu, kaip stipriai spaudžiamas pedalas.

Kadangi pagrindiniai komponentai yra išorinėje transporto priemonės dalyje, susidariusi šiluma yra efektyviai išsklaidoma į išorę - tokiu atveju galimas tik nežymus stabdymo savybių pablogėjimas. Dėl saugumo priežasčių gamintojams svarbu nustatyti tinkamą stabdžių disko sandarą ir numatyti galimybę tinkamai išsklaidyti susikaupusią šilumą. Dėl šių priežasčių diskas turi būti tinkamos masės ir storio, taip pat jis turi būti pagamintas iš tinkamų medžiagų. Vienas iš šio aspekto niuansų - medžiagų sudėtyje turi būti didelis anglies kiekis. Dėl trinties susidariusią šilumą išsklaido aušinimo plokštelės, sumontuotos ant disko su centru. Pneumatiniai stabdžiai pasižymi greitu šilumos išsklaidymu, kas yra svarbu esant didelėms apkrovoms.

Pneumatinių stabdžių pranašumai ir savybės

Pneumatiniai stabdžiai, dar vadinami diskiniais pneumatiniais stabdžiais, oro slėgio diskais ir oro slėgio hidrauliniais stabdžiais, yra vienas iš pramoninių transmisijų tipų. Jie naudoja oro slėgį, kad sustabdytų arba sulėtintų mašinos judančias dalis. Pagrindiniai pneumatinių stabdžių privalumai yra paprasta struktūra, patogus montavimas, atsparumas slėgiui, korozijai ir smūgiams. Jie pasižymi ilgu tarnavimo laiku, paprastai reikalaujančiu tik stabdžių trinkelės pakeitimo. Be to, pneumatiniai stabdžiai pasižymi stabiliu veikimu, be triukšmo, gera tiesiškumo charakteristika, be apkrovos sukimo momento, lengvu svoriu, patogiu reguliavimu ir aukšta temperatūros atsparumu didele apkrova metu. Jie plačiai naudojami įvairiose pramonės mašinų perdavimo sistemose, kurios gali atlikti pjovimo, derinimo, įsiurbimo, atbulinės eigos ir perjungimo funkcijas.

Priežiūra ir naudojimo rekomendacijos

Norint užtikrinti ilgalaikį ir patikimą pneumatinės stabdžių sistemos veikimą, būtina laikytis šių priežiūros ir naudojimo rekomendacijų:

• Reguliariai tikrinkite rezervuarus dėl korozijos, įtrūkimų ar kitų fizinių pažeidimų.
• Patikrinkite slėgio reguliatorių veikimą.
• Patikrinkite, ar drėgmės šalinimo sistema (jei yra) veikia tinkamai.
• Keiskite arba valykite filtrus, jei jie yra užteršti.
• Reguliarus sistemų patikrinimas ir testavimas yra svarbus siekiant užtikrinti, kad visi komponentai veiktų efektyviai ir patikimai.

Pneumatinių stabdžių naudojimo atsargumo priemonės:

1. Naudokite apsauginį dangtelį arba kitas saugos priemones, užtikrinkite gerą ventiliaciją.
2. Pneumatinis stabdys turi būti naudojamas tik per leistiną prijungimo ir stabdymo darbo sritį. Jei eksploatacijos metu jis naudojamas už leistinos jungties stabdžio ribų, tai padidins šilumos gamybą, o trinties paviršius taps raudonas ir karštas. Perkaitimas gali sukelti gaisrą ir tiesiogiai paveikti pneumatinio stabdžio veikimą.
3. Nepadidinkite apsisukimų skaičiaus, neviršijant leistino sukimosi skaičiaus. Kai apsisukimų skaičius viršija leistiną, vibracija tampa didelė ir, priklausomai nuo atvejo, gali įvykti pažeidimas ar sklaida, sukelianti labai pavojingą būseną. Būtinai naudokite nustatytą sukimosi skaičių ir įrenkite apsauginį dangtelį.
4. Naudojama trinties plokštė neturi būti nudažyta vandeniu ar tepalu, kitaip tai turės įtakos sukimo momentui ar darbui.
5. Prieš montuodami pneumatinį stabdį, patikrinkite aplinką. Drėgmės, alyvos, dulkių ar vibracijos ir smūgio, didelės drėgmės aplinka tiesiogiai paveiks pneumatinio įrenginio eksploatavimo laiką ir eksploatacines savybes.
6. Stabdžių padėties surinkimas: naudokite stabdymo jėgą ir varomąją jėgą, kad velenas būtų kuo labiau subalansuotas.
7. Oro slėgio pneumatinis stabdys turi būti virš stabdžių korpuso, kad būtų lengviau išleisti orą.
8. Perkroviklio ir alyvos slėgio šaltinio padėtis turi būti didesnė už stabdį, ir kuo arčiau stabdžių, tuo geriau.
9. Stabdžių diskas turi būti sumontuotas stabdžių trinkelės viduryje. Nukrypimas turi būti mažesnis nei 0,2 mm. Stabdžių disko amplitudė turi būti valdoma per 0,1 mm.

Pneumatiniai stabdžiai paprastai naudoja DC24V įtampą. Įtampos svyravimai neturi viršyti 5% vardinės įtampos, o trinties paviršius neturi būti užterštas jokia alyva ir šiukšlėmis, kurios gali turėti įtakos normaliam diskų stabdžių veikimui. Oro slėgio diskų stabdžių įrengimo atveju reikia nustatyti ašinę padėtį. Oro tarpas turi būti sureguliuotas pagal nurodytą vertę, o koaksialinio veleno montavimas turi būti ne didesnis kaip 0,1 mm, kad būtų palaikomas normalus pneumatinio stabdžio veikimas ir charakteristikos.

Stabdžių sistemos raida ir modernizavimas

Stabdžių sistemos sunkvežimiuose nuolat tobulėjo. XX amžiaus pradžioje sunkvežimiuose pradėjo montuoti rankinį stabdį, kad ekstremaliose situacijose vairuotojas paprasčiausiai užblokuotų ratus ir taip padidintų stabdymo efektyvumą. Tuo metu sunkvežimiai buvo stabdomi stabdžių būgnais su vidinėmis trinkelėmis, pagamintomis iš temperatūros pokyčiams ir trinčiai atsparių medžiagų. Anksčiau stabdymas buvo dar paprastesnis - stabdžių trinkelės buvo montuojamos išorėje ir gaminamos iš medžio. Jų sukeliamos stabdymo jėgos pakako sunkvežimiams, kol jie gatvėmis riedėjo vos greičiau už arklio traukiamą vežimą. Nors daug etapų perėjo tobulėdama stabdžių sistema, esminis principas išliko ilgai. Būgniniai stabdžiai dažniausiai diegiami mažesnės masės lengvuosiuose automobiliuose ir yra paprastai montuojami galinėje dalyje, jie taip pat gali atlikti stovėjimo stabdžio funkciją. Didesnės masės automobiliuose ši funkcija gali būti derinama kartu su diskiniais stabdžiais. Paspaudus stabdžių pedalą stūmokliais vykdomas atitinkamas spaudimas - trinkelės juda į išorę. Dėl šios priežasties trintis, pasireiškianti stabdžių antdėkluose (priešinga kryptimi vidiniam būgno paviršiui) sulėtina ar visiškai sustabdo transporto priemonę. Pagal trinkelių spaudimo tipą būgniniai stabdžiai skirstomi į 3 grupes: vieno spaudžiamo krašto, dviejų spaudžiamų kraštų ir dvigubo stiprinimo tipą. Daugumoje automobilių naudojamas vieno spaudžiamo krašto tipas. Pagrindinė trinkelė - tai trinkelė, judanti būgno sukimosi kryptimi. Kita trinkelė vadinama antrine. Pagrindinė trinkelė prispaudžiama būgnų sukimosi kryptimi. Sukimasis padeda trinkeles prispausti didesne jėga - tokiu būdu padidėja stabdymo jėgos stiprumas. Pasireiškia stiprinimo efektas - jo metu stabdymo jėga perduodama į būgnus.

tags: #dvipusio #veikimo #stabdymo #pneumatine #stabdziu #vilkiko