Osuszacz WABCO w autobusach: Budowa i zasada działania
- Szczegóły
Układ hamulcowy samochodu powinien wytworzyć na osiach kół jezdnych momenty hamujące, umożliwiające w sposób kontrolowany przez kierowcę zmniejszenie prędkości jazdy, a także unieruchomienie go na postoju. Niezależnie od jego przeznaczenia i rozwiązania konstrukcyjnego, każdy można podzielić na mechanizmy hamulcowe i sterujące (uruchamiające) hamulcami.
Siłowniki hamulcowe: Kluczowy element układu hamulcowego
Siłowniki są kluczowymi elementami układów hamulcowych w pojazdach, które zapewniają efektywne i bezpieczne hamowanie. Siłownik to część przekształcająca ciśnienie płynu hamulcowego lub powietrza w mechaniczną siłę, niezbędną do uruchomienia hamulców. Siłowniki hamulcowe są stosowane zarówno w pojazdach osobowych czy ciężarowych, jak i w maszynach przemysłowych, w których bezpieczeństwo i precyzja działania systemu zatrzymywania są priorytetem.
Zasada działania siłowników
Zasada działania siłowników opiera się na wykorzystaniu ciśnienia generowanego przez płyn hamulcowy lub sprężone powietrze. Gdy kierowca naciska pedał, ciśnienie w układzie wzrasta, co powoduje przesunięcie tłoka w siłowniku. W przypadku układów pneumatycznych sprężone powietrze wprowadza tłok w ruch, co daje analogiczny efekt. W naszej ofercie znajdują się wysokiej jakości siłowniki hamulcowe, spełniające surowe normy bezpieczeństwa i jakości. Nasze siłowniki hamulcowe charakteryzują się trwałością i niezawodnością, co przekłada się na długą żywotność układu zatrzymywania pojazdu.
Rodzaje i zadania układów hamulcowych
Zgodnie z kryterium funkcjonalności w pojazdach samochodowych stosuje się następujące rodzaje hamulców:
- Hamulce robocze (zasadnicze), które umożliwiają kierowcy zmniejszanie prędkości pojazdu lub jego zatrzymanie.
- Hamulce awaryjne (pomocnicze), uruchamiane w sposób niezależny, w przypadku awarii roboczych.
- Hamulce postojowe, służące do utrzymywania pojazdu w spoczynku, także na wzniesieniu, a szczególnie w czasie nieobecności kierowcy.
- Hamulce dodatkowe (zwalniacze), które pozwalają na utrzymywanie stałej prędkości ruchu samochodu lub jej zmniejszenie, szczególnie na długim spadku drogi.
Wymienione hamulce muszą działać niezależnie, choć niektóre z nich mogą być konstrukcyjnie zintegrowane i wykorzystywać te same mechanizmy. Układy roboczy i awaryjny oraz awaryjny i postojowy mogą mieć wspólne sterowanie, natomiast niedopuszczalne jest wspólne sterowanie hamulca roboczego i postojowego. Cechy konstrukcyjne mechanizmów hamulcowych i sterujących stanowią podstawowe kryteria identyfikacyjne układów hamulcowych danego typu pojazdu.
Przeczytaj także: Instrukcja krok po kroku: Osuszacz w Solaris Urbino
Charakterystyka poszczególnych rodzajów hamulców
Hamulce robocze działają na wszystkie koła pojazdu i są tak skonstruowane, że kierowca stale ma możliwość regulowania chwilowej skuteczności ich działania. Są uruchamiane za pomocą pedału i działają tylko podczas wywierania nacisku. Hamulce robocze są przystosowane do hamowania z możliwie dużą skutecznością, lecz w krótkim czasie.
Hamulce awaryjne są uruchamiane niezależnie od hamulca roboczego i są przeznaczone do zatrzymywania pojazdu w razie awarii hamulca roboczego. Działają podczas wywierania nacisku na mechanizm uruchamiający. W stosowanych obecnie dwuobwodowych układach hamulcowych za hamulec awaryjny uważa się każdy z obwodów, na które podzielony jest roboczy układ hamulcowy. Każda z części podzielonego w ten sposób roboczego układu hamulcowego powinna działać niezależnie i zapewniać uzyskanie dostatecznej skuteczności hamowania w przypadku awarii drugiej części.
Hamulec postojowy służy do utrzymywania pojazdu w spoczynku na drodze płaskiej lub pochyłej. Jest uruchamiany ręcznie z miejsca kierowcy (z wyjątkiem przyczep i naczep), niezależnie od hamulca roboczego, i działa bez konieczności wywierania trwałego nacisku na dźwignię.
W wielu pojazdach ciężarowych i autobusach stosuje się hamulce dodatkowe (zwalniacze), to znaczy urządzenia przystosowane do długotrwałej pracy, lecz hamujące z umiarkowaną skutecznością. Zwalniaczy używa się na przykład podczas zjeżdżania po dłuższym odcinku pochyłej drogi, gdy zachodzi obawa, że długotrwałe hamowanie hamulcami roboczymi mogłoby spowodować ich uszkodzenie wskutek przegrzania.
Układy hamulcowe powinny odznaczać się niezawodnością, dużą skutecznością działania i zapewniać taki rozdział sił hamowania, aby proces ten nie powodował utraty stateczności pojazdu. Ponadto układ hamulcowy powinien być łatwy w obsłudze, a wysiłek kierowcy związany z jego uruchomieniem powinien być jak najmniejszy. Dlatego w układach hamulcowych pojazdów stosuje się urządzenia wspomagające, automatyczne korektory siły hamowania osi zależnie od ich obciążenia, a także urządzenia przeciwblokujące (ABS).
Przeczytaj także: Osuszacze wilgoci - ranking
Rozwiązania konstrukcyjne układów hamulcowych
Układ hamulcowy jest jednym z głównych układów samochodu i ma decydujący wpływ na bezpieczeństwo ruchu drogowego. Układ ten składa się z dwóch grup zespołów: mechanizmów hamulcowych, mechanizmów sterujących (uruchamiających) hamulcami.
Oddzielną konstrukcyjnie grupę stanowią zwalniacze, które mogą być silnikowe lub podwoziowe. Wśród zwalniaczy podwoziowych wyróżnia się dwie odmiany konstrukcyjne: hydrodynamiczne lub elektromagnetyczne.
Mechanizmy hamulcowe
Mechanizmy hamulcowe są bezpośrednio związane z kołami jezdnymi i służą do wytworzenia momentu tarcia w hamulcach. Pod względem konstrukcyjnym dzieli się je na: szczękowo-bębnowe, tarczowe, taśmowe.
Hamulce szczękowo-bębnowe
W hamulcach szczękowo-bębnowych moment hamowania powstaje wskutek tarcia wewnętrznej powierzchni obracającego się wraz z kołem bębna hamulcowego o umieszczone wewnątrz bębna nieobracające się szczęki. Szczęki te dociskane są do bębna rozpieraczem, sterowanym przez kierowcę za pomocą mechanizmu uruchamiającego. Z chwilą gdy kierowca przestaje wywierać nacisk na pedał, rozpieracz przestaje naciskać na szczęki i sprężyna odciągająca powoduje ściągnięcie szczęk do położenia, w którym przestają one trzeć o bęben. Szczęki hamulcowe mają okładziny cierne odznaczające się dużym współczynnikiem tarcia i znaczną odpornością na ścieranie. Elementem przenoszącym moment hamowania ze szczęk na elementy nośne pojazdu jest tarcza hamulcowa. W obecnie produkowanych samochodach z reguły stosuje się urządzenia do samoczynnej regulacji luzu między szczękami a bębnem.
Hamulce tarczowe
W hamulcach tarczowych moment tarcia powstaje wskutek dociskania elementów ciernych (tzw. klocków) do płaskich powierzchni tarczy wirującej wraz z kołem. Zacisk z elementami ciernymi jest mocowany do mechanizmów nośnych pojazdu. W hamulcach sterowanych hydraulicznie docisk klocków uzyskuje się za pomocą umieszczonego w zacisku siłownika (jednego lub kilku) w postaci cylinderka z tłoczkiem. Warunkiem prawidłowej pracy hamulca tarczowego jest zachowanie odpowiednio małego luzu pomiędzy klockami ciernymi a tarczą. Ze względu na duże naciski, szybkie zużywanie się okładzin i bardzo małe wartości stosowanego luzu właściwe działanie hamulca tarczowego bez automatycznej regulacji luzu byłoby niemożliwe.
Przeczytaj także: Jak naprawić błąd E5 w osuszaczu powietrza Ralf?
W ostatnich latach hamulce tarczowe są coraz powszechniej stosowane również w samochodach ciężarowych i autobusach. Od hamulców samochodów osobowych różnią się konstrukcją zacisku, który musi być uruchamiany siłownikiem pneumatycznym. Zamiana postępowego ruchu tłoka na przesuw wkładek ciernych następuje w mechanizmie mimośrodowym. W celu zmniejszenia siły tarcia pomiędzy pierścieniem mimośrodowym a gniazdem i popychaczem zacisku hamulca wprowadza się łożyska igiełkowe. Duże jednostkowe naciski powierzchniowe powodują silne nagrzewanie się hamulców tarczowych i konieczność skutecznego ich chłodzenia. W przypadku bardziej obciążonych hamulców tarczowych stosuje się tzw. tarcze wentylowane.
W porównaniu z hamulcami szczękowo-bębnowymi hamulce tarczowe mają następujące zalety:
- korzystniejszy rozkład nacisków na powierzchni przylegania elementów ciernych do tarczy (klocki cierne zużywają się równomierniej),
- możliwość stosowania większych nacisków jednostkowych (większa skuteczność hamulców),
- dobre warunki chłodzenia,
- łatwiejsza regulacja luzów i wymiana elementów ciernych,
- mniejszy moment bezwładności mas wirujących.
Mechanizmy sterujące hamulcami
We współczesnych pojazdach samochodowych stosuje się następujące rodzaje mechanizmów sterujących (uruchamiających) hamulcami: mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne, elektropneumatyczne.
W niektórych pojazdach występują mechanizmy uruchamiające hamulce mieszane (hydropneumatyczne).
Hydrauliczne mechanizmy sterujące hamulcami
Hydrauliczne mechanizmy sterujące hamulcami stosowane są w roboczych układach hamulcowych samochodów osobowych, osobowo-terenowych, dostawczych i lżejszych ciężarowych. Siła nacisku na pedał jest przenoszona do mechanizmów hamulcowych za pośrednictwem cieczy (płynu hamulcowego). Podstawowe elementy takiego mechanizmu uruchamiającego to dwusekcyjna główna pompa hamulcowa, siłowniki hydrauliczne w mechanizmach hamulcowych kół oraz sztywne i elastyczne przewody hamulcowe, łączące pompę z siłownikami.
Wywieranie nacisku na pedał hamulca powoduje przesunięcie tłoków pompy głównej, wzrost ciśnienia w przewodach i uruchomienie siłowników (cylinderków), które dosuwają klocki do tarcz w hamulcach tarczowych lub szczęki do bębnów w hamulcach bębnowych. Po zwolnieniu pedału hamulca tłoki pompy wracają do położenia początkowego, ciśnienie w układzie spada, co sprawia, że sprężyny powrotne mogą odsunąć szczęki od bębnów (w hamulcach bębnowych), a elastyczne pierścienie uszczelniające - klocki cierne (w hamulcach tarczowych). Wypchnięty z siłowników płyn hamulcowy wraca do pompy. Ze względu na duże ciśnienie robocze (8÷10 MPa) wymiary pompy głównej i siłowników mechanizmów hamulcowych są niewielkie. W obwodzie hamulców tylnych kół zwykle występują korektory siły hamowania. W samochodach z hydraulicznymi mechanizmami uruchamiającymi często stosuje się urządzenia wspomagające, których zadaniem jest podniesienie skuteczności hamowania i zmniejszenie wysiłku kierowcy. Powszechnie stosowane są urządzenia przeciwblokujące (ABS).
Pneumatyczne mechanizmy sterujące hamulcami
Pneumatyczne mechanizmy sterujące hamulcami montowane są w samochodach ciężarowych średniej i dużej ładowności, autobusach oraz przyczepach i naczepach, a więc w pojazdach wymagających znacznych sił hamowania, niemożliwych do uzyskania przy zastosowaniu hydraulicznych mechanizmów uruchamiających.
W układach pneumatycznych siła, z jaką kierowca naciska na pedał hamulca, służy do sterowania czynnikiem roboczym (sprężonym powietrzem), który doprowadzony do siłowników wykonuje pracę potrzebną do dociśnięcia elementów ciernych. Siła, z jaką kierowca naciska na pedał, zależy od sztywności sprężyny w zaworze sterującym, natomiast siła w rozpieraczach - od ciśnienia w instalacji oraz wymiarów siłownika. Rozwiązanie takie umożliwia uzyskanie dużych sił hamowania przy małym wysiłku kierowcy.
Pneumatyczne mechanizmy uruchamiające cechują się mniejszą wrażliwością na nieszczelność i większą niezawodnością działania. Istnieje też możliwość wykorzystania nadciśnieniowej instalacji pneumatycznej do napędu urządzeń pomocniczych. W przypadku przyłączenia urządzeń pomocniczych należy je zasilać z osobnych zbiorników, połączonych z układem hamulcowym tak, aby nawet w czasie awarii nie wpłynęło to niekorzystnie na sprawność układu hamulcowego. Ważną zaletą układów pneumatycznych jest dogodna możliwość podłączenia układu hamulcowego przyczepy (naczepy) do układu hamulcowego pojazdu ciągnącego. Ich wada to dość długi czas uruchamiania hamulców (czas reakcji), szczególnie w siłownikach bardziej oddalonych od głównego zaworu hamulcowego.
Zgodnie z obowiązującymi przepisami pneumatyczne mechanizmy uruchamiające powinny być dwuobwodowe, natomiast sposób połączenia pojazdu silnikowego z przyczepą lub naczepą powinien być dwuprzewodowy.
Elektropneumatyczne mechanizmy sterujące hamulcami (EBS)
Elektropneumatyczne mechanizmy sterujące hamulcami (EBS) pojawiły się w pojazdach użytkowych w pierwszych latach obecnego wieku. Zostały wprowadzone w celu skrócenia czasu uruchamiania (reakcji) mechanizmów hamulcowych. Układy EBS dają duże możliwości regulacji siły hamowania i ułatwiają współpracę z układami zapobiegającymi blokowaniu kół (ABS) podczas hamowania oraz układami zapobiegającymi poślizgowi kół (ASR) podczas rozpędzania.
Urządzenia wspomagające i systemy bezpieczeństwa
Urządzenia przeciwblokujące (ABS) i przeciwpoślizgowe (ASR) stosuje się również w samochodach ciężarowych i autobusach, które mają pneumatyczną instalację uruchamiania hamulców. Do głównych zespołów ABS należą: elektroniczny moduł sterujący, czujniki prędkości obrotowej kół jezdnych i elektropneumatyczne modulatory ciśnienia powietrza w siłownikach. Dodatkowo mogą występować odrębne moduły kontroli i sygnalizacji. Celem działania ABS jest zapobieganie blokowaniu (ściślej nadmiernemu poślizgowi) kół podczas hamowania. Urządzenie przeciwblokujące tak reguluje ciśnienie w siłownikach hamulcowych poszczególnych kół, aby ich poślizg podczas hamowania utrzymywał się w obszarze największej przyczepności ogumienia. Zwykle taki stan jest osiągany przy poślizgu obwodowym koła wynoszącym 20-30%.
tags: #osuszacz #wabco #autobus #budowa #zasada #działania
