Čo robí brzdová komora? Sprievodca vzduchovými a kotúčovými brzdovými komorami

Čo robí brzdová komora?

Premení sa brzdová komora tlak stlačeného vzduchu na mechanickú silu tlačnej tyče ktorý fyzicky aktivuje brzdy vozidla. Keď vodič stlačí brzdový pedál, tlak vzduchu vstúpi do komory a tlačí pružnú membránu proti tlačnej tyči, ktorá sa vysunie smerom von a aktivuje brzdový mechanizmus – buď S-vačku a brzdové čeľuste na bubnovej brzde, alebo strmeňovú páku na kotúčovej brzde. Bez fungujúcej brzdovej komory sa tlak vzduchu nemôže premietnuť do zvieracej alebo trecej sily potrebnej na spomalenie alebo zastavenie vozidla.

Na väčšine ťažkých nákladných vozidiel, prívesov a autobusov fungujú brzdové komory v rozsahu tlaku vzduchu približne 60 až 100 psi , pričom systém zvyčajne udržiava 100 až 120 psi vo vzduchových zásobníkoch, aby sa zabezpečila bezpečnostná rezerva. Jedna kombinovaná komora zvyčajne obsahuje dve samostatné funkcie v jednom kryte: časť prevádzkovej brzdy, ktorá používa brzdy počas normálnej jazdy, a časť pružinovej brzdy, ktorá automaticky aktivuje parkovaciu alebo núdzovú brzdu, ak tlak vzduchu klesne príliš nízko. Tento dvojitý dizajn umožňuje systémom vzduchových bŕzd „bezpečne zlyhať“ – strata tlaku vzduchu spôsobí, že sa brzdy skôr zapoja ako uvoľnia.

Ako funguje brzdová komora krok za krokom

Pochopenie vnútornej sekvencie pomáha vysvetliť, prečo sú brzdové komory považované za jeden z najkritickejších komponentov pre bezpečnosť vzduchom brzdeného vozidla.

Aplikácia prevádzkovej brzdy

Keď vodič stlačí brzdový pedál, nožný (šliapací) ventil vypustí stlačený vzduch do komory prevádzkovej brzdy. Tlak vzduchu tlačí na gumenú membránu, čím núti tlačnú tyč vysunúť. Tlačná tyč sa spája s nastavovačom vôle alebo pákou strmeňa, otáčaním S-vačky alebo stláčaním strmeňa, čím sa brzdové čeľuste alebo doštičky pritláčajú k bubnu alebo rotoru.

Aplikácia pružinovej brzdy (parkovacej brzdy).

Zadná časť kombinovanej komory obsahuje silnú vinutú pružinu, ktorá je pri normálnej jazde stlačená tlakom vzduchu. Keď je zatiahnutá parkovacia brzda alebo tlak vzduchu klesne približne pod hodnotu 20 až 45 psi , pružina sa uvoľní a vytlačí vlastnú tlačnú tyč smerom von, pričom mechanicky aktivuje brzdy aj pri nulovom vzduchu v systéme. To je dôvod, prečo sa vozidlo s veľkým únikom vzduchu nakoniec zastaví samo, namiesto toho, aby sa mohlo voľne pohybovať.

Uvoľnenie brzdy

Uvoľnením brzdového pedála umožníte výfuku vzduchu z prevádzkovej komory cez šliapací ventil. Vratná pružina vo vnútri komory potom stiahne tlačnú tyč späť do jej pokojovej polohy, čím uvoľní tlak na brzdový mechanizmus, aby sa koleso mohlo opäť voľne otáčať.

Kľúčové komponenty vo vnútri brzdovej komory

Hoci sa dizajn medzi výrobcami mierne líši, takmer každá komora vzduchovej brzdy má rovnaké vnútorné časti jadra.

Čo je to komora kotúčovej brzdy a ako sa líši?

A komora kotúčovej brzdy je ovládač vzduchovej brzdy špeciálne navrhnutý a namontovaný na prácu so strmeňom vzduchovej kotúčovej brzdy (ADB) a nie so zostavou S-vačky a čeľuste bubnovej brzdy. Zatiaľ čo základný princíp vzduchovo-mechanickej konverzie je rovnaký, niekoľko praktických rozdielov odlišuje komory kotúčových bŕzd.

Kratšia dĺžka zdvihu

Strmene vzduchových kotúčových bŕzd obsahujú vnútorný automatický nastavovač, ktorý nepretržite udržiava veľmi malú, konzistentnú vôľu medzi doštičkou a rotorom – zvyčajne okolo 0,4 až 0,6 mm . Z tohto dôvodu komory kotúčových bŕzd zvyčajne používajú štandardný zdvih približne 2,0 palca v porovnaní s 2,5-palcovými komorami s dlhým zdvihom, ktoré sa bežne vyžadujú na bubnových brzdách na kompenzáciu opotrebenia čeľustí medzi jednotlivými nastaveniami.

Priama montáž strmeňa

Namiesto pripojenia prostredníctvom externého nastavovača vôle a hriadeľa S-vačky sa komora kotúčovej brzdy zvyčajne priskrutkuje priamo na puzdro strmeňa a pôsobí na vnútornú páku, ktorá poháňa mostík alebo mechanizmus hnacej skrutky a pritláča doštičky na rotor z oboch strán.

Rýchlejšia a konzistentnejšia odozva

Pretože pred kontaktom doštičiek s rotorom nedochádza k žiadnej vôli, brzdové komory kotúčových bŕzd majú tendenciu produkovať bezprostrednejšiu a konzistentnejšiu odozvu bŕzd počas celej životnosti komory, zatiaľ čo odozva bubnovej brzdy sa môže mierne líšiť, pretože nastavovač vôle kompenzuje opotrebenie čeľuste v priebehu času.

Porovnávacia tabuľka: Komora kotúčovej brzdy verzus komora bubnovej brzdy (S-Cam).

Bežné veľkosti a čísla typov brzdových komôr

Brzdové komory sú označené číslom „Typ“, ktoré zodpovedá efektívnej ploche membrány v štvorcových palcoch – nie jej fyzickému vonkajšiemu priemeru. Väčšie číslo typu produkuje väčšiu výstupnú silu pri rovnakom tlaku vzduchu, čo je dôvod, prečo ťažšie polohy náprav zvyčajne používajú väčšie komory.

Najmodernejšie komory vzduchových kotúčových bŕzd spadajú do rozsahu Typ 20 až Typ 24 , ktorá poskytuje dostatočnú upínaciu silu pre strmeň a zároveň udržuje komoru dostatočne kompaktnú, aby sa zmestila do tesnejšieho montážneho obalu okolo zostavy kotúčovej brzdy.

Príznaky zlyhania brzdovej komory

Brzdové komory sú vystavené neustálemu kolísaniu tlaku, cestným úlomkom, vlhkosti a teplotným výkyvom, takže opotrebenie je počas životnosti vozidla nevyhnutné. Sledujte tieto varovné signály:

• Viditeľné úniky vzduchu alebo syčivý zvuk vychádzajúci z puzdra komory alebo upínacieho krúžku.
• Pomalé zabrzdenie alebo uvoľnenie, čo naznačuje poškodenú membránu alebo obmedzený priechod vzduchu.
• Zdvih tlačnej tyče, ktorý často prekračuje limit stanovený výrobcom 2 až 2,5 palca v závislosti od typu komory.
• Viditeľná hrdza, korózia alebo praskliny na kryte, najmä okolo spoja upínacieho krúžku.
• Parkovacia brzda, ktorá nedokáže udržať vozidlo na svahu, čo naznačuje slabú alebo zlomenú hnaciu pružinu.
• Nerovnomerné opotrebovanie bŕzd alebo ťahanie na jednu stranu pri brzdení, čo môže poukazovať na nedostatočnú výkonnosť jednej komory v porovnaní s ostatnými.

Prasknutá membrána je jedným z najbežnejších bodov zlyhania a zvyčajne spôsobuje okamžitý, znateľný pokles tlaku vzduchu spolu s úplnou stratou brzdnej sily v danej polohe kolesa, čo z nej robí prioritnú opravu, nie niečo, čo treba odložiť. Záznamy o údržbe vozového parku neustále ukazujú prasknutie membrány a koróziu upínacieho krúžku ako dve hlavné príčiny neplánovanej výmeny brzdovej komory.

Pokyny pre kontrolu a údržbu

Pretože brzdové komory sú klasifikované ako komponenty kritické z hľadiska bezpečnosti, väčšina vozového parku sa riadi štruktúrovaným plánom inšpekcií namiesto čakania na viditeľné zlyhanie.

Kontrola posuvu tyče

Technici merajú, do akej miery sa tlačná tyč vysunie, keď sú brzdy úplne stlačené pri tlaku približne 90 až 100 psi. Nadmerná dráha nad menovitý zdvih komory zvyčajne indikuje opotrebovaný nastavovač, brzdu s nedostatočným nastavením alebo opotrebovanie vnútornej komory a je jednou z najbežnejších položiek označených počas cestnej kontroly Aliancie pre bezpečnosť úžitkových vozidiel (CVSA).

Testovanie úniku

Roztok mydla a vody aplikovaný okolo upínacieho krúžku a armatúr vzduchového vedenia bude pri úniku vzduchu viditeľne bublať. Mnohé flotily tiež vykonávajú statický test straty vzduchu, pričom sledujú, či tlak v systéme zostane stabilný počas nastaveného času pri použití bŕzd a vypnutom motore.

Odporúčaná frekvencia kontrol

Väčšina programov údržby odporúča vždy úplnú kontrolu brzdovej komory interval preventívnej údržby (PM). , zvyčajne každých 25 000 až 30 000 míľ v prípade nákladných vozidiel pre jazdu cez cestu, s vizuálnou kontrolou počas každej kontroly pred cestou.

Úvahy o výmene a bezpečnostné poznámky

Výmena brzdovej komory – najmä komory pružinovej brzdy (parkovacej brzdy) – vyžaduje špecifické opatrenia z dôvodu uloženej mechanickej energie vo vnútri hnacej pružiny.

1. Pred odpojením pružinovej brzdy vždy uzavrite klietku pomocou skrutky zabudovanej v komore, pretože stlačená pružina sa môže uvoľniť dostatočnou silou a spôsobiť vážne zranenie.
2. Priraďte číslo typu náhradnej komory a dĺžku zdvihu presne k pôvodnej špecifikácii pre danú polohu nápravy.
3. Skontrolujte a v prípade potreby vymeňte montážnu konzolu a upínací pás, pretože korózia v týchto oblastiach je častou príčinou opakovaných porúch.
4. Po inštalácii vykonajte úplnú kontrolu zdvihu tlačnej tyče a test tesnosti pred vrátením vozidla do prevádzky.
5. Nikdy sa nepokúšajte rozoberať časť komory pružinovej brzdy na poli; tieto sú navrhnuté na výmenu ako utesnená jednotka kvôli nebezpečenstvu, ktoré predstavuje vnútorná pružina.

Väčšina brzdových komôr OEM a výrobcov brzdových komôr má približne očakávanú životnosť 5 až 7 rokov alebo 250 000 až 500 000 míľ za normálnych prevádzkových podmienok, hoci drsné podnebie, vystavenie cestnej soli a časté pracovné cykly stop-and-go môžu tento interval značne skrátiť.

Ako veľkosť komory ovplyvňuje brzdnú silu

Základná fyzika brzdovej komory je jednoduchá: výstupná sila sa rovná tlaku vzduchu vynásobenému účinnou plochou membrány. Tento vzťah vysvetľuje, prečo je výber správneho typového čísla pre každú polohu nápravy rovnako dôležitý ako mechanický stav komory.

Napríklad a Komora typu 30 pri 100 psi môže teoreticky generovať okolo 3 000 libier počiatočnej sily tlačnej tyče (30 štvorcových palcov x 100 psi), zatiaľ čo menšia komora typu 12 pod rovnakým tlakom produkuje len asi 1 200 libier. V praxi je využiteľná sila nižšia ako tento teoretický údaj, pretože vnútorná vratná pružina a geometria membrány absorbujú časť tejto sily, keď sa tlačná tyč vysúva cez svoj zdvih, ale relatívny rozdiel medzi veľkosťami komôr zostáva proporcionálny.

To je tiež dôvod, prečo sú poddimenzované alebo nesprávne prispôsobené komory bezpečnostným problémom: inštalácia menšej komory, ako je špecifikovaná pre danú nápravu, môže spôsobiť, že brzda nebude schopná generovať primeranú upínaciu silu na rotor alebo bubon, aj keď samotná komora vyzerá, že funguje normálne. Naopak, príliš veľká komora môže vyvinúť väčšiu silu, než na ktorú bol navrhnutý strmeň alebo základná brzda, čím sa zrýchľuje opotrebovanie doštičiek, rotorov alebo brzdových čeľustí.

Často kladené otázky

Môže byť komora kotúčovej brzdy použitá na bubnovom brzdovom systéme alebo naopak?

Vo všeobecnosti nie. Aj keď oba typy komôr využívajú rovnaký princíp vzduch-mechanika, dĺžka zdvihu, vzor montážnych skrutiek a geometria páky sú prispôsobené konkrétnej konštrukcii bŕzd, takže zámena medzi kotúčovými a bubnovými aplikáciami bez súhlasu výrobcu môže mať za následok neadekvátny zdvih alebo nesprávnu upínaciu silu.

Prečo pružinové brzdové komory vyzerajú väčšie ako len servisné komory?

Kombinovaná komora pružinovej brzdy obsahuje dve časti v jednej jednotke – prevádzkovú membránovú komoru a väčšiu časť pružinovej brzdy za ňou – takže celkové puzdro je dlhšie ako komora určená len na obsluhu, aby sa do nej zmestila hnacia pružina potrebná na parkovacie a núdzové brzdenie.

Čo sa stane, ak počas jazdy úplne zlyhá brzdová komora?

Porucha jednej komory zvyčajne vedie k zníženiu brzdnej sily v danej polohe kolesa a nie k celkovej strate bŕzd, pretože väčšina ťažkých vozidiel má viacero nezávisle fungujúcich brzdových komôr na rôznych nápravách. Výrazne však predĺži brzdnú dráhu a malo by sa s ňou zaobchádzať ako so stavom okamžitého vyradenia z prevádzky.

Referencie

• Federal Motor Carrier Safety Administration (FMCSA) - Normy kontroly brzdového systému úžitkových vozidiel
• Aliancia bezpečnosti úžitkových vozidiel (CVSA) – Severoamerické štandardné kritériá mimo prevádzky pre brzdové systémy
• SAE International - Návrh a výkonové štandardy ovládača vzduchovej brzdy
• Národný úrad pre bezpečnosť cestnej premávky (NHTSA) – Federálny štandard pre bezpečnosť motorových vozidiel 121 (vzduchové brzdové systémy)