Pótkocsik fékezése V gyakorlat

Pótkocsi légfékszerkezetei Az egyvezetékes pótkocsifékező rendszer negatív nyomásszabályozású volt:  a gépkocsit a pótkocsival összekötő vezetékben a nyomás zárva tartotta a pótkocsiban lévő fékező szelepet, s akkor kezdődik a pótkocsi fékezése, amikor az összekötő vezetékben csökkeni kezdett a nyomás. A fékezés mértéke a nyomáscsökkenéssel volt arányos.

Az alábbi ábra egy ún. fordítószelepet mutat, ami átengedi a levegőt a pótkocsiban lévő tartályba, majd fékezéskor csökkenti az összekötő vezetékben lévő nyomást.   Az ábra azt a fázist mutatja, amikor már nyomás van a vezetékben. Ez akkor jött létre, amikor a rugó még lenyomva tartotta a dugattyút, s így a gépkocsi tartályából be tudott lépni a levegő. Természetesen csak annyi levegő áramlik ki, illetve csak annyira csökken le a nyomás az összekötő vezetékben, amekkora a főfékszelepből érkezőt ellensúlyozni tudja.

A dugattyún mindig három erő tart egyensúlyt: a rugóerő lefelé, a két kamrában lévő nyomás együttes nyomóereje fölfelé. Amikor az egyik nyomás nagysága változik, a másik nyomás is változik ellenkező előjellel. 

A következő szerkezetet az jellemzi, hogy egybe van építve a főfékszelep és a fordítószelep. Amikor még nincs a szelep a tartályra rákötve, sem az A, sem a B térben nincs nyomás. A tartállyal létesített kapcsolat következtében az A térben ugyanúgy kialakul egy bizonyos nyomás, mint az előző típus esetében. Ilyenkor mind a két (5 és 6) szelep zárva van, a 4-es dugattyú továbbra is felemelt helyzetben maradt, a 2-es dugattyú viszont a 6 szeleppel együtt felemelkedik annyira, hogy a szelep záródjon.  

Fékezéskor a pedállal a zöld kar P pontját húzzuk fölfelé Fékezéskor a pedállal a zöld kar P pontját húzzuk fölfelé. A rugók úgy vannak előfeszítve, hogy először a 2-es dugattyú mozdul meg, megnyitva a lehetőséget a levegő kiáramlásának az A térből (és az összekötő vezetékből). Ez azt jelenti, hogy a pótkocsi hamarább kap jelet a fékezésre, mint a gépkocsi. Ideális az lenne, ha mindig a pótkocsi kezdene fékezni előbb, vagy legalább is nem sokkal később. A P pont további emelkedésével a 4-es dugattyú is megmozdul: lefelé haladva kezdi beereszteni a levegőt a tartályból a fékkamrákba, megkezdődik a gépes kocsi fékezése is. A továbbiakban ugyanaz a folyamat játszódik le az A és a  B térben, mint a fenti fordítószelepben, illetve mint a korábban tárgyalt főfékszelepben. 

A P pont további emelkedésével a 4-es dugattyú is megmozdul: lefelé haladva kezdi beereszteni a levegőt a tartályból a fékkamrákba, megkezdődik a gépkocsi fékezése is. A továbbiakban ugyanaz a folyamat játszódik le az A és a  B térben, mint a fenti fordítószelepben, illetve mint a korábban tárgyalt főfékszelepben.

A fordítószelep a pótkocsiban lévő pótkocsi-fékező szeleppel működik együtt, aminek szintén sok típusa ismert. A példaként bemutatott szerkezet membrános kivitelű.

A gépkocsiból balról érkező levegő először föltölti a tartályt a 3-as szelepen keresztül, de sűrített levegővel telik meg mind az A, mind a B tér.

Fékezéskor az A térben csökken a nyomás, emiatt a membrán felemelkedik, és az kinyitja a 4 szelepet.

A C térbe beáramló levegő eljut a fékkamrákba, de egyúttal az alsó membránt is igyekszik lefelé nyomni. Itt is kialakul az egyensúly: amennyivel csökken a nyomás az A térben, annyival nő a C  térben.

Az egyensúly akkor is fennmarad, amikor csökkentjük a fékezés mértékét: az A térben növekvő nyomáshoz a C  térben csökkenő nyomás tartozik, mert ilyenkor a membránok lefelé hajlanak be, s levegő tud kiáramolni a fékkamrából.

Természetesen, ha az A térben teljesen megszűnik a nyomás, pl Természetesen, ha az A térben teljesen megszűnik a nyomás, pl. leszakad a gépeskocsiról, a pótkocsi befékeződik. De néha szükség lehet a magára hagyott, s befékezett pótkocsi elvontatására. Ezt a 2-es dugattyú teszi lehetővé. Újjal benyomva kinyitja a 3 szelepet, s nyomás alá kerül az A tér, a fék old. A benyomott 2 dugattyú megmarad benyomott állapotban, mert lezárja az összeköttetést az A tér és a szabad levegő között. Ugyanis a dugattyúban lévő csatornán keresztül maga a dugattyú is felülről nyomás alá kerül. Az ismételt befékezéshez a 2 dugattyút ki kell húzni, de az automatikusan kiugrik, amikor a pótkocsit rákapcsolják a gépes kocsira: a dugattyú keresztmetszetei úgy vannak méretezve, hogy a gépkocsiból jövő nyomás le tudja győzni a tartálynyomást.

Ma már csak kétvezetékes pótkocsifékezést alkalmaznak: - az egyik vezeték szolgál a pótkocsi tartályának töltésére (a pótkocsi leszakadása esetén annak befékezésére), -a másik vezetéken érkezik az a nyomás, ami működteti a pótkocsiban lévő fékezőszelepet.

Az ábrán baloldalt látható az egykörös fékrendszerrel rendelkező gépkocsin lévő pótkocsifék-vezérlő szelep, ami tulajdonképpen egy relészelep, amelyik a főfékszeleptől érkező nyomással arányos nyomású levegőt küld a pótkocsiba.

A pótkocsin lévő fékezőszelep fölső része a feltöltődés után állandó nyomáson van (kivéve a pótkocsi-leszakadás esetét). A szelep alsó része megegyezik a hagyományos főfékszeleppel azzal a különbséggel, hogy a dugattyúfelületek különbözősége miatt itt is a vezérlő nyomásnál gyorsabban nő a nyomás a fékkamrákban.

A fékezés kezdeti stádiumában a a főfékszelepből jövő levegő igen nagy felületen nyomja fölfelé a barna dugattyút: egyrészt közvetlenül hatva rá, másrész közvetve, a lila dugattyú segítségével. A lila dugattyú ugyanis egy rugón keresztül a barna dugattyúra támaszkodik, annak adja át a levegő nyomásából származó erőt.

Amikor a barna dugattyú annyira felemelkedik, hogy ki tudja nyitni a fölötte lévő szelepet, megkezdődik a levegő beáramlása a barna dugattyú fölé - és a pótkocsiba menő vezetékben. Mivel ennek a nyomásnak sokkal kisebb felület áll rendelkezésre, mint a főfékszeleptől jövő nyomásnak, az egyensúlykövetelmények következtében ez a nyomás sokkal gyorsabban nő, mint az alulról ható nyomás.Ez azt jelenti, hogy a fékezés kezdeti szakaszában sietteti a pótkocsi fékezését.

Később azonban a lila dugattyú felütközik a házon, nem tudja folytatni a rugó összenyomását: a további nyomásnövekedés közel 1:1 arányú lesz, ami a normális fékezéshez kell. 

Végül ismerkedjünk meg a kétkörös gépeskocsihoz tartozó kétvezetékes pótkocsifékezés számtalan variációinak egyikével. Lent látható a koplett felépítés.

Először nézzük a gépkocsin lévő vezérlőszelepet Először nézzük a gépkocsin lévő vezérlőszelepet. Mint látható, három főrészből áll. Legfölül a kézifék működtetést veszi figyelembe, a középső rész működteti az alsó részben lévő vezérlőszelepet még akkor is, ha a két kör valamelyike meghibásodik.

A fékezés első stádiumában mindkét kör nyomása egymástól függetlenül hat a piros dugattyúra, a p1 közvetlenül, a p2 egy rugón keresztül, de a px nyomás csak egyszeres felületen tud velük egyensúlyt tartani, vagyis gyorsabban nő, mint a főfékszeleptől jövő nyomás.

Amikor azonban a rugó annyira összenyomódik, hogy az 1 és a 2 dugattyú összeér, attól kezdve a dugattyúpárosra alulról, illetve fölülről ható nyomás egymást semlegesíti, a további nyomásnövekedés "normális" ütemű.

Ennek a két dugattyúnak fontos szerepe van, amikor a p1 nyomás kimarad levegőhiánymiatt. Ilyenkor a p2  rögtön lenyomja ütközésig a fölső dugattyút, tehát az a kör működni tud. A p2 kimaradása esetén a p1 hagyományos módon működteti a szelepet. Az alábbi ábra további három fázist mutat. Az első a kézifékezést, a második az első fékkör, a harmadik a másik fékkör meghibásodását:   

A potkocsin lévő fékezőszelep kialakítása is olyan, ami a fékhatás gyors kifejlődését előmozdítja.

Amikor balról megérkezik a fékező nyomás, az nagy felületen tudja a dugattyút lenyomni, de a zöld szelep kinyitása utáni kezdeti nyomás csak kisebb felületen tud vele egyensúlyt tartani, tehát gyorsabban nő.

Egy bizonyos nyomás elérése után azonban kinyit a jobb szélső kis visszacsapó szelep, és attól kezdve a fékkamrában kialakult nyomás ugyanakkora felületen hat a dugattyúra, mint a gépkocsiról érkező nyomás, beáll a "normális" ütem.

A másik kis visszacsapószelep akkor nyílik, amikor a levegőt kiengedjük a fékkamrákból.

A pótkocsikat 3,5 t össztömegtől kétvezetékes, átmenő légfékes fékrendszerrel fékezik. Ennek lényege, hogy a piros színjelöléssel ellátott töltő kapcsolófejeken keresztül állandóan megvalósulhat a pótkocsilégtartályok töltése, míg a fékezési jel ettől függetlenül a menethelyzetben nyomásmentes, sárga színnel megkülönböztetett fékezővezetéken át lép a pótkocsira. Ezzel kiküszöbölték a korábbi, egyvezetékes fékrendszerek azon hátrányát, hogy azon vagy csak tölteni, vagy csak fékezni lehetett (utóbbit indirekt vezérléssel), és így hosszú, illetve ismétlődő fékezések esetén a pótkocsi légtartálya leürülhetett. Egyvezetékes fékrendszerekkel ugyanakkor mind a mai napig találkozhatunk a korábban forgalomba állított járműveken. üzemi fékezés,rögzítő fékrendszer oldása,

A pótkocsi fékezését a vontatón szolgáló alrendszer energiaellátását általában a rugó-erőtárolós fékrendszerrel közösen kapja, ugyanakkor a rugóerő-tárolós féket visszacsapó szelep védi a hirtelen befékeződéstől, amennyiben a pótkocsifékrendszerben üzemzavar következne be.

Ez a következőket jelenti: A vontatón az úgynevezett pótkocsifékvezérlő szelep feladata a pótkocsi üzemi fékezésének biztosítása. Ez a következőket jelenti: A vontató üzemi fékrendszerének mindkét köre képes kiváltani a pótkocsifékezést. Amennyiben csak az egyik kör üzemel, az is teljes hatásosságú pótkocsifékezést eredményez. A vontató rugóerő-tárolós rögzítőfékje indirekt vezérléssel ugyancsak képes befékezni a pótkocsi üzemi fékjét. Ez a fékezési funkció a kézifékszelep már említett kontrollállásában átmenetileg megszüntethető.

A mai pótkocsi-fékvezérlő szelepek már tartalmazzák a korábban differencia-nyomáskapcsolóként megismert kétutas szelepet (leszakadószelep), melynek feladata, hogy a fékezővezeték sérülése esetén az első fékműködtetésnél gyorsan leürítse a töltővezetéket és ezzel automatikus fékezésre bírja a pótkocsit. A legtöbb fékvezérlő szelep alkalmas az úgynevezett elősietés beállítására. Ez azt jelenti, hogy a szelep karakterisztikáján a pótkocsi felé kivezérelt fékezőjel néhány tized barral nagyobb, mint a vontató üzemi fékkörökből érkező vezérlőjel.

Új generációs KNORR pótkocsi-fékvezérlő szelep (AC597), integrális egységként tartalmazza a hangtompítót és a szerkezet belsejében kapott helyet a korábban "hátizsákként" a szelephez "ragasztott" leszakadószelep is. Ilyen szelepekkel látják el a hagyományos fékrendszerrel szerelt MERCEDES és SCANIA tehergépkocsikat

Itt a közhiedelemmel ellentétben kevésbé a pótkocsi-üzemiféknek a nagyobb távolságok miatt szükségszerűen kialakuló időbeli késedelme csökkentéséről, mint inkább a szerelvény fékezési tulajdonságainak összehangolásáról (kompatibilitás) van szó. A tervező feladata ugyanis, hogy a járműszerelvény tagjainak saját lefékezettségét a kapcsolófej nyomásának függvényében a fékelőírások által meghatározott sávokon belül tartsa.

A vontatón növelve az elősietést, csökken annak relatív lefékezettsége a szerelvényen belül. A vontatón elhelyezett kapcsolófejek szelepes (automatikus) kivitelűek. Korábban tehergépkocsikon alkalmazták előszeretettel a töltővezeték végén az úgynevezett leágazásos kapcsolófejet, amely a pótkocsi- fék-vezérlő szelep (mely ebben az esetben ugyancsak eltérő kivitelű a nyergesvontató-változathoz viszonyítva) felé csak akkor ad tápnyomást, ha a pótkocsit felkapcsolták. Ennek előnye, hogy szóló üzemben fékezéskor a fékezővezetéket nem tölti fel, majd üríti le feleslegesen a fékvezérlő szelep. A mai tehergépkocsik pótkocsifékező rendszerét viszont - az egységesítés érdekében - leágazás nélkül, a nyerges vontatókkal egyező módon készítik.

A pótkocsin a kapcsolófejek és az azok után kapcsolt csőszűrők után elhelyezett pótkocsifékező szelep feladatai a következők: Biztosítja a pótkocsilégtartályok töltését és azok védelmét (visszacsapószelep-funkció) a töltőág sérülése, illetve lekapcsolás esetén. Relészelepként működve kivezérli a pótkocsifékkamrák felé a fékező vezetékben beállítottnak megfelelő nyomást

Ugyanakkor általában képes a fenti két nyomás között adott különbség (elősietés) megvalósítására. A pótkocsin beállított elősietés a szerelvényen belül növeli a pótkocsi relatív lefékezettségét. A töltővezeték sérülése, illetve a pótkocsi lekapcsolása esetén automatikusan működésbe hozza a pótkocsi üzemi fékrendszerét. Amennyiben a lekapcsolt pótkocsi üzemi fékjét (például manőverezési célból) oldani akarják, úgy ezt az úgynevezett oldószelep segítségével lehet megtenni.

Oldó-szeleppel egybeépített pótkocsi-fékező szelep (KNORR AS 3100) működési vázlata, az elősietés oldalról, körmös kulcs segítségével állítható be

Ez a szelep lehet különálló, de épülhet a pótkocsifékező szeleppel, vagy kombinált oldószelepként a rugóerő-tárolós rögzítőféket működtető szeleppel egybe is. Az oldószelep sajátossága, hogy a pótkocsi felkapcsolásakor automatikusan visszatér a pótkocsi normál fékezhetőségét biztosító alaphelyzetébe. A rugóerő-tárolós rögzítőfék alkalmazása rohamosan terjed a pótkocsiknál is, bár itt többnyire az egyszerűbb felépítésű és olcsóbb kettős fékkamrákat alkalmazzák, melyeknél a rugóerő- tárolós rész is membrános kivitelű.

Példa egy korszerű, kétfékkörös gépkocsihoz kapcsolt kétvezetékes pótkocsifékezési rendszer elvi felépítésére. A gépkocsin lévő kapcsoló szelepnek (9), mind a pótkocsi fékező szelepének (13) a karakterisztikája olyan, hogy a fékezés első fázisában sietteti a nyomás növekedését a pótkocsi fékkamráiban. főfékszelep (1), nyomásszabályozóra (3) , rugóerőtárolós fékkamra (4), üzemi fék relészelepe (5),kézifék relészelepe (6), automatikus fékerő-szabályozó (7),

Légrugózás A légrugózást előnyei mára szinte egyeduralkodóvá tették a haszonjármű- alkalmazások területén. A légrugózás ugyanis biztosítja a felépítmény terheléstől függetlenül állandó szintjét, ugyancsak a terheléstől függetlenül azonos lengésjellemzőket (felépítmény saját frekvenciát) eredményez (a légrugós jármű üresen sem ráz jobban, mint terhelten), azonos légrugótípussal a nyomás variálásával különböző járművek is megépíthetőek, különböző segédfunkciók alkalmazását is lehetővé teszi (felépítmény rámpához szintezése, különböző haladási szintek, térdepelés stb. megvalósítása).

Univerzális fékerő-szabályozó (KNORR BR 5522) légrugóvezérléssel, statikus működésmóddal, a széles határok közötti beállíthatóságot, a vátoztatható rugóhossz és ezáltal rugómerevség biztosítja. Alkalmazási területe: SCHMITZ és SCHWARZMÜLLER pótkocsik, IKARUS autóbuszok, RÁBA tehergépkocsik

A fékerő-szabályozó beállítási adatait a járműgyártónak járművén fel kell tüntetnie. Ezt a célt szolgálják az úgynevezett fékerő-szabályozó adattáblák. A szabályozók ellenőrzését általában az üres terhelési értékek vizsgálatával és szükség szerinti korrigálásával kezdik, majd ellenőrzik, hogy terhelt állapotban is a megadott nyomásértékeket produkálja-e a berendezés. Ezt a műveletet a korszerű, légrugó-vezérlésű szabályozókon úgynevezett szimulációs csatlakozás segíti, melyen keresztül - a légrugók tényleges nyomásától függetlenül - a jellegzetes terhelési jelek finomszabályozó szeleppel beállíthatóak .

Relészelep A sűrített levegő egyik hátrányos tulajdonsága, hogy összenyomhatósága folytán időre van szükség ahhoz, hogy egymástól bizonyos távolságra lévő szerelvényekben a nyomásváltozás bekövetkezzen. Ha az ebből származó úgynevezett késedelmi idők túlzottan nagyok, az mind közlekedésbiztonsági, mind ergonómiai (vezetéskényelmi) szempontból hátrányos, illetve veszélyes. A késedelmi idő csökkentésének egyik módja a relészelepek alkalmazása.

A relészelepek - némi egyszerűsítéssel - "nyomásmásoló" berendezéseknek tekinthetőek, melyek a vezérlő bemenetükre (4- es csatlakozó) érkező nyomást a tápcsatlakozójukról (1-es bemenet) vett sűrített levegő felhasználásával a 2-es kimenetükön beállítják. Alkalmazásuk értelme abban rejlik, hogy például tehergépkocsi hátsó fékkör esetén nem szükséges a teljes fékezési levegőmennyiséget a tartályoktól előrevinni a pedálszelephez, majd újra vissza a fékkamrákhoz, hanem ezen a hosszú útvonalon csak egy kisebb mennyiségű vezérlő levegő közlekedik (ezen a szakaszon kisebb a levegőcsövek keresztmetszete is). A kamrák feltöltése és ürítése ugyanakkor egy sokkal rövidebb úton zajlik (tartály- relészelep- kamra, illetve kamra-relészelep). A relészelepek más berendezésekkel is kombinálhatóak (motoros járművön például a fék-erőszabályozóval, pótkocsin az ABS nyomásvezérlő szeleppel).

KNORR relészelep (AC574), lényegesen kisebb elődeinél és integrális egységként tartalmazza a hangtompítót. Ilyen szelepet alkalmaznak a RÁBA autóbuszokban és tehergépkocsikon is

Az üzemi fékrendszerek végrehajtó egységei a fékkamrák, melyek 57-75 milliméter közötti löketű, membrános szerkezetek. Szekunder (membrán előtti) terük szellőztetését a kamra palástján elhelyezett furat(ok) biztosítják, tolórúdjuk tömítését a korábbi gumiharmonika helyett egyre inkább a kamra belső oldalán felfekvő műanyag súrlódótárcsával oldják meg. A kulcsos működtetésű dobfékek nagy sorozatú fékkamrái hegesztett villával készülnek, míg - alapvetően pótkocsis alkalmazásra - léteznek univerzális, hosszúlöketű fékkamrák, melyek menetes rúdja a szükséges hosszra vágható. Főként kisebb haszongépjárműveknél gyakori a kombinált (levegő-hidraulikus) fékrendszerek alkalmazása. Ezeknél a sűrített levegős részt igyekeznek minél kompaktabb formában, rövid csővezetékekkel kialakítani, csökkentve ezzel a rendszer késedelmét és levegőfogyasztását. A fékkamrák (hengerek) ebben az esetben hidraulikus főfékhengereket működtetnek, melyeknek nyomása a kerékfékszerkezetek hidraulikus munkahengereiben fejti ki hatását. Fontos, hogy itt nem rásegítésről, hanem tisztán segédenergiával történő fékezésről van szó, hiszen levegő nélkül ezek a járművek - üzemi fékjükkel - egyáltalán nem fékezhetők.