Układ hamulcowy pneumatyczny: jak działa w pojazdach ciężarowych

Reklamacja ciągnika siodłowego, który trafia do warsztatu, rzadko brzmi "hamulce nie trzymają"; znacznie częściej brzmi "hamulce łapią za późno". Kierowca odczuwa między momentem naciśnięcia pedału a momentem, w którym pojazd zaczyna zwalniać, krótką, ale wyraźnie zauważalną przerwę, do jakiej nie jest przyzwyczajony. Manometr wskazuje wartości prawidłowe, ciśnienie w zbiornikach mieści się w paśmie roboczym, grubość okładzin jest wystarczająca, a na wyświetlaczu nie ma żadnego komunikatu. Po pomiarze okazuje się, że siła hamowania również nie jest zaniżona. Siły nie brakuje; siła przychodzi za późno. W pneumatycznym układzie hamulcowym są to dwa całkowicie odrębne problemy i nie rozwiązuje się ich w tym samym miejscu.

Ten poradnik poświęcony jest jednemu pytaniu: po jakim czasie od naciśnięcia pedału siła hamowania dociera do siłownika hamulcowego, gdzie dokładnie rodzi się to opóźnienie pneumatyczne i w jaki sposób można je skrócić? Tematem nie jest ilość powietrza, lecz czas, jakiego potrzebuje powietrze już obecne w układzie na pokonanie drogi. Ile powietrza układ wytwarza, ile go magazynuje i który odbiornik ile zużywa, to odrębne zagadnienie należące do poradników poświęconych sprężarce. Tutaj wszystko rozpatrywane jest na osi czasu.

Czym jest czas reakcji w pneumatycznym układzie hamulcowym i dlaczego różni się od hydrauliki?

Czas reakcji to okres pomiędzy chwilą, w której kierowca zaczyna naciskać pedał, a chwilą, w której ciśnienie w siłowniku hamulcowym osiąga określony poziom. W tej definicji ukryte są dwie odrębne wielkości, a ich mylenie od początku prowadzi diagnostykę w złą stronę. Pierwsza to czas martwy: pedał już się poruszył, ale w siłowniku nie ma jeszcze żadnego ciśnienia. Druga to czas narastania: ciśnienie w siłowniku zaczęło się pojawiać i wspina się do zakładanego poziomu. Całkowity czas reakcji jest sumą tych dwóch składników; czas martwy powstaje zwykle na drodze sterowania, a czas narastania na drodze zasilania i w samej objętości siłownika.

Ta sama definicja ma również stronę odwrotną: czas odhamowania. Po zwolnieniu pedału opróżnienie siłownika i zanik siły także wymaga czasu, a okres ten bywa dłuższy niż czas hamowania. Znaczna część opóźnień pomijanych w praktyce warsztatowej znajduje się właśnie tutaj; gdy odhamowanie zwalnia, pojazd nie ma problemu z zatrzymaniem, tyle że jedzie dalej z nie do końca zwolnionymi hamulcami, a to wraca w postaci ciepła.

Różnica względem układu hydraulicznego opiera się na jednym fakcie fizycznym: ciecz jest praktycznie nieściśliwa, a powietrze ściśliwe. W obwodzie hydraulicznym przewód jest już wypełniony cieczą, więc ruch przenosi się na drugi koniec niemal natychmiast. W układzie pneumatycznym, aby powstała siła, objętość przewodu i siłownika musi zostać napełniona powietrzem o wyższym ciśnieniu; napełnianie jest zaś procesem przepływu, a przepływ wymaga czasu. Z tej właśnie natury wynika opóźnienie, którego w układzie pneumatycznym nie da się sprowadzić do zera. Zadaniem inżynierii nie jest jego wyeliminowanie, lecz utrzymanie poniżej dopuszczalnej granicy.

Granica ta nie jest dowolna: przepisy definiują górny limit czasu, w jakim ciśnienie w najbardziej niekorzystnie położonym siłowniku ma osiągnąć określony poziom. Ponieważ liczbowa wartość tego limitu zależy od klasy pojazdu i metody pomiaru, nie podajemy jej tutaj; zapamiętanie niezweryfikowanego progu jest bardziej ryzykowne niż niemierzenie w ogóle.

Jak działa pneumatyczny układ hamulcowy? Krótkie podsumowanie od strony czasu

W pneumatycznym układzie hamulcowym sprężarka napędzana przez silnik wytwarza sprężone powietrze, powietrze to zostaje przygotowane i przekazane do zbiorników, gdzie czeka w gotowości. Gdy kierowca naciska pedał, nie powstaje nowa energia; zapada decyzja o tym, jaka część energii czekającej w zbiorniku trafi do siłowników. Pedał nie jest przekaźnikiem siły, lecz organem sterującym: w zależności od stopnia naciśnięcia tworzy żądanie ciśnienia. Żądanie to wędruje przewodami, w siłownikach zamienia się w ciśnienie, membrana siłownika popycha popychacz, a mechanizm dociska okładzinę do powierzchni ciernej.

Patrząc od strony czasu, łańcuch ten ma trzy różne prędkości. Zmagazynowana energia już tam jest; czas jej gotowości wynosi zero. Żądanie kierowcy przemieszcza się w przewodach z prędkością napełniania. Powstanie siły czeka natomiast na wybranie luzów mechanicznych. Późne łapanie hamulców oznacza zaburzenie jednej z tych trzech prędkości, a każdej z nich szuka się gdzie indziej.

Opis układu podzespół po podzespole, logika obwodów, wykaz usterek i ścieżka diagnostyczna wykraczają poza zakres tego tekstu; wszystko to omówiono w poradniku PNEUMATYCZNE UKŁADY HAMULCOWE W POJAZDACH UŻYTKOWYCH CIĘŻKICH: ZASADA DZIAŁANIA, SŁOWNIK CZĘŚCI ORAZ KOMPLEKSOWY PORADNIK USTEROWY. Dalsza część dotyczy wyłącznie pracy zegara: tego, gdzie zużywany jest czas.

Przez jakie przystanki przechodzi siła, zanim po naciśnięciu pedału dotrze do siłownika?

Opóźnienie nie powstaje w jednym miejscu; kumuluje się drobnymi porcjami na kolejnych przystankach. Każdy przystanek z osobna wydaje się nieistotny, ale ich suma tworzy przerwę, którą czuje kierowca.

1. Luz pedału i przeniesienie mechaniczne. Droga jałowa, jaką pedał pokonuje, zanim uruchomi zawór, to czas upływający bez żadnego zdarzenia pneumatycznego; przy rozregulowanym połączeniu luz ten rośnie.
2. Próg otwarcia zaworu. Zawór sterujący nie przepuszcza powietrza, dopóki nie osiągnie określonego przemieszczenia. Próg ten jest elementem konstrukcji; przy zmęczeniu sprężyn lub zanieczyszczeniu wnętrza rośnie, a czas martwy się wydłuża.
3. Napełnienie przewodu sterującego. Aby żądanie ciśnienia dotarło do punktu, którym ma sterować, musi zostać napełniona własna objętość cienkiego przewodu; im dłuższy przewód, tym większy ten udział.
4. Odpowiedź sterowanego zaworu. Dopóki ciśnienie w porcie sterującym nie osiągnie poziomu zdolnego przesunąć tłok wewnątrz zaworu, wlot zasilania pozostaje zamknięty. W tym miejscu pokonywany jest drugi próg.
5. Otwarcie drogi zasilania. Po otwarciu wlotu powietrze zaczyna płynąć z pobliskiego zbiornika do siłownika. Cały czas do tego momentu jest czasem martwym; w siłowniku nadal nie ma znaczącego ciśnienia.
6. Napełnianie objętości siłownika. Objętość za membraną zostaje napełniona do ciśnienia zdolnego wytworzyć siłę. Tutaj mieści się główny trzon czasu narastania, który wydłuża się wraz ze wzrostem objętości.
7. Wybieranie luzów. Popychacz przesuwa się, luzy mechanizmu zostają zsumowane, okładzina styka się z powierzchnią cierną. Na tym etapie ciśnienie już jest, ale siły opóźniającej jeszcze nie ma.
8. Narastanie siły. Po nawiązaniu styku każdy przyrost ciśnienia przekłada się bezpośrednio na siłę i pojazd zaczyna zwalniać. To ta chwila, o której kierowca mówi "hamulec złapał".

Pierwsze pięć z tych ośmiu przystanków należy do strony sterowania, ostatnie trzy do strony mocy; bez wiedzy o tym, kiedy ciśnienie zaczyna się pojawiać w siłowniku, rozróżnienia tego przeprowadzić nie sposób.

Gdzie rodzi się opóźnienie pneumatyczne: rozdzielenie drogi sterowania i drogi zasilania

Kluczem do zrozumienia architektury czasowej jest następujące rozróżnienie: przewód niesie albo informację, albo moc. Droga sterowania niesie informację "hamuj z taką siłą" i wystarczy jej do tego napełnienie niewielkiej objętości. Droga zasilania niesie natomiast powietrze mające napełnić siłowniki i musi wypełnić dużą objętość. Gdy oba zadania obciążają ten sam przewód, długa i cienka rurka przenosi jednocześnie informację i moc; wtedy siłowniki na tyle pojazdu czekają, aż powietrze wypuszczone przez zawór pod kabiną pokona całą drogę.

To właśnie tutaj rodzi się zasadnicza część opóźnienia i nie jest to miejsce, które większość osób podejrzewa. Fala ciśnienia przemieszcza się wzdłuż przewodu bardzo szybko; zmiana na jednym końcu jest odczuwana na drugim niemal natychmiast. Jednak rozpoczęcie zmiany ciśnienia w danym punkcie i osiągnięcie w tym punkcie ciśnienia roboczego to nie to samo. Czas zjada nie podróż fali, lecz napełnianie objętości; prędkość napełniania jest zaś ograniczona najwęższym miejscem drogi.

Dlatego nowoczesne obwody hamulcowe zostały świadomie rozdzielone: cienkie przewody sterujące pokonują długi dystans, ale napełniają małą objętość; grube przewody zasilające napełniają dużą objętość, ale są krótkie. Cała konstrukcja opiera się na tym, aby nie dopuścić do spotkania dużego dystansu z dużą objętością na tej samej drodze. Jeżeli podczas naprawy rozdział ten zostanie nieświadomie zaburzony, pojazd nie traci siły, lecz traci czas, a strata ta nie pojawia się na żadnym wskaźniku.

Jak średnica i długość przewodu zmieniają czas reakcji?

Przewód wpływa na czas na dwa sposoby i oba działają w tę samą stronę. Pierwszy to objętość: im dłuższy lub grubszy przewód, tym większa objętość powietrza, którą trzeba napełnić. Drugi to opór: płynąc w rurce, powietrze traci ciśnienie na tarciu; strata ta rośnie wraz z długością przewodu i gwałtownie zwiększa się przy zwężeniu przekroju.

Zachowanie obu wielkości wobec zmiany średnicy nie jest jednakowe i to jest punkt krytyczny. Przy zwężeniu przekroju objętość maleje proporcjonalnie; przepustowość spada natomiast według zależności znacznie ostrzejszej. Wynik jest jednoznacznie niekorzystny: cienki przewód wydłuża całkowity czas, nawet jeśli objętość do napełnienia się zmniejsza. Prawdziwe jest też twierdzenie odwrotne: pogrubienie przewodu zasilającego o jeden wymiar, mimo powiększenia objętości, najczęściej skraca czas.

Po stronie długości sprawa jest bardziej bezpośrednia: wydłużenie przewodu powiększa jednocześnie objętość i opór. To wyjaśnia, dlaczego geometria pojazdu decyduje o czasach hamowania. W pojeździe o długiej ramie siłownik osi tylnej jest znacznie bardziej oddalony od zaworu pod kabiną niż siłownik osi przedniej i jeżeli nic się z tym nie zrobi, hamulce tylne zawsze będą łapać później. Ta sama przyczyna tłumaczy, dlaczego różnica pomiędzy ciągnikiem a naczepą jest jeszcze większa.

Po stronie odhamowania wpływ przewodu jest jeszcze wyraźniejszy; siłownik na końcu długiego przewodu napełnia się późno, a opróżnia jeszcze później. Najczęstszym cichym błędem jest odtworzenie przewodu podczas naprawy z rurki, która akurat była pod ręką: rurka o pasującej średnicy zewnętrznej, lecz zawężonej średnicy wewnętrznej nie przecieka, utrzymuje ciśnienie i nie widać jej na wskaźniku; jedyne, co robi, to wydłuża czas reakcji tego obwodu.

Co dokładają do opóźnienia złączki, kolanka i przewężenia przekroju?

O przepustowości obwodu decyduje nie sama rurka, lecz najwęższe miejsce na drodze przepływu. Wąska złączka wstawiona w środek grubego przewodu zasilającego sprowadza cały przewód do przepustowości tej złączki; grubość rurki przestaje mieć znaczenie. Dlatego szukając opóźnienia, trzeba liczyć nie tylko długość przewodu, ale i elementy przejściowe na jego trasie.

Typowe punkty dokładające udział do czasu są następujące. Kanał wewnętrzny złączek jest zwykle węższy od rurki, do której są przyłączone, a kilka złączek jedna za drugą sumuje te przewężenia. Ostre kolanka zmuszają strumień do zmiany kierunku; przeprowadzenie tego samego kierunku łukiem o dużym promieniu wypada taniej. Trójniki dzielą strumień i jedno z ramion napełnia się później niż drugie. Szybkozłączki ułatwiają montaż, lecz mechanizm w ich wnętrzu zawęża przekrój. Zgniecione rurki i nierówno ucięte końcówki z zewnątrz wyglądają dobrze, ale zawężają przekrój albo zostawiają zadzior tworzący stałą przeszkodę dla przepływu.

Cechą wspólną tych pozycji jest to, że żadna nie ujawnia się jako usterka: przechodzą kontrolę szczelności, trzymają ciśnienie, wizualnie wyglądają poprawnie. Ich wpływ ujawnia się wyłącznie na osi czasu, a dopóki ta oś nie jest mierzona, pozostaje niewidoczny.

Dlaczego zawór przekaźnikowy skraca opóźnienie?

Zawór przekaźnikowy jest sprzętowym odpowiednikiem zasady "duży dystans nie może spotkać się z dużą objętością" i od strony czasu wykonuje jedno zadanie: oddziela sygnał sterujący od powietrza zasilającego. Cienki przewód sterujący wychodzący spod kabiny przebywa długą drogę na tył pojazdu, ale napełnia jedynie niewielką objętość sterującą zaworu przekaźnikowego; objętość ta napełnia się szybko. W chwili wykrycia sygnału zawór przekaźnikowy przekazuje powietrze pobrane z sąsiadującego z nim zbiornika do siłowników krótką i grubą drogą. Siłownik nie czeka już na powietrze płynące z przeciwnego końca pojazdu.

Zysk jest w dwóch miejscach. Po stronie hamowania duża objętość siłownika jest zasilana krótką i szeroką drogą, więc czas narastania się skraca. Po stronie odhamowania zysk jest jeszcze wyraźniejszy: zamiast tłoczyć powietrze z siłownika z powrotem przez długi przewód, zawór przekaźnikowy wypuszcza je do atmosfery na miejscu. Dzięki temu droga opróżniania bywa nawet krótsza od drogi napełniania, a zwalnianie hamulców przyspiesza.

Zawory przekaźnikowe mają próg otwarcia, który w niektórych zastosowaniach dobierany jest odmiennie, aby ustawić wzajemne zestrojenie czasowe osi. Z tego powodu zastąpienie zaworu przekaźnikowego innym o odmiennej charakterystyce, z uzasadnieniem "robi to samo", zaburza nie równowagę sił, lecz równowagę czasową. Miejsce zaworu w obwodzie oraz sposób łączenia przewodów to odrębny temat; w tej sprawie warto sięgnąć do poradnika Schemat pneumatycznego układu hamulcowego – jak czytać?.

Co długość instalacji naczepy dokłada do reakcji osi tylnych?

Rozpatrywany osobno ciągnik ma długości przewodów ograniczone rozmiarem ramy. Po podpięciu naczepy do układu dochodzi zupełnie nowa warstwa długości, zwykle dłuższa od własnych przewodów ciągnika. Hamulce naczepy wchodzą do akcji nie równocześnie z hamulcami ciągnika, lecz po pokonaniu tej dodanej drogi.

Warstwy dokładające udział do czasu to kolejno: zawór ciągnika wytwarzający sygnał sterujący naczepy, długość przewodów na ciągniku, główki sprzęgające i elastyczne węże pomiędzy pojazdami, układ zaworów na wejściu naczepy oraz przewody biegnące wzdłuż ramy naczepy do siłowników. W długiej naczepie siodłowej suma tego łańcucha bywa wielokrotnością przewodu prowadzącego w ciągniku spod kabiny do osi tylnej. Własny układ przekaźnikowy naczepy istnieje po to, by zamortyzować wpływ tej długości; gdy przestaje działać lub zwalnia, hamulce naczepy wyraźnie się spóźniają.

W praktyce najsłabszym ogniwem jest strefa połączeń elastycznych. Postarzały wąż z napęczniałą powierzchnią wewnętrzną z zewnątrz wygląda dobrze, a jego przekrój może być już zawężony; gdy sitka w główkach sprzęgających zbiorą zanieczyszczenia, przepływ spada; ocierający się lub nadmiernie zagięty wąż daje ten sam skutek. Żadna z tych rzeczy nie powoduje nieszczelności; zjada wyłącznie czas.

Dlaczego zestrojenie czasowe ciągnika i naczepy jest ważne?

W zestawie hamulce nigdy nie łapią dokładnie równocześnie; zawsze jedna strona wchodzi wcześniej od drugiej. Istotne jest nie to, aby różnicy nie było, lecz aby mieściła się w dopuszczalnym paśmie. Po wyjściu poza to pasmo pojawiają się dwa obrazy i żaden z nich nie jest pożądany.

Gdy hamulce naczepy się spóźniają, przez pewien czas całe opóźnianie bierze na siebie ciągnik. Naczepa napiera od tyłu, obciążenie osi tylnej ciągnika rośnie, równowaga sił między osiami zostaje zaburzona, a na śliskiej nawierzchni albo w zakręcie rośnie ryzyko utraty stateczności. Ponadto układ hamulcowy ciągnika wykonuje więcej pracy, niż na niego przypada, więc szybciej się zużywa i mocniej nagrzewa. Okładziny kończące się stale po stronie ciągnika to najczęściej nie problem materiałowy, lecz problem zestrojenia czasowego.

W sytuacji odwrotnej, gdy hamulce naczepy wchodzą wyraźnie wcześniej lub zbyt ostro, naczepa ciągnie zestaw do tyłu; okładziny i opony naczepy są nadmiernie obciążone, a przy małym obciążeniu rośnie skłonność do blokowania kół. Wspólnym objawem obu obrazów jest niewyjaśniona różnica trwałości okładzin między dwoma pojazdami pracującymi w tym samym profilu zadań.

Zestrojenie czasowe oceniane jest w procesie homologacji typu w oparciu o określone pasmo zgodności; ponieważ liczbowe odpowiedniki tego pasma zależą od klasy pojazdu i naczepy, nie podajemy ich tutaj. Zasada, którą trzeba utrzymać w warsztacie, brzmi: zestrojenie czasowe nie jest cechą samego ciągnika, lecz cechą zestawu i może zostać zaburzone nawet wtedy, gdy obie strony są z osobna prawidłowo obsłużone. Gdy ciągnik sterowany elektronicznie pracuje z naczepą sterowaną wyłącznie pneumatycznie, naczepa dziedziczy naturalne opóźnienie pneumatycznego przewodu sterującego; to nie usterka, lecz różnica architektury, ale różnicę tę powiększa.

Jak sygnał elektryczny EBS skraca opóźnienie pneumatyczne?

Wkład elektronicznego układu hamulcowego w kwestię czasu można streścić jednym zdaniem: sygnał nie pokonuje już drogi przez napełnianie, lecz przez przesyłanie. Ruch pedału zostaje zamieniony na wielkość elektryczną i dociera przewodem do modułów sterujących przy osiach. Ponieważ przemieszczenie sygnału elektrycznego nie wymaga napełnienia żadnej objętości, opóźnienie po stronie sterowania praktycznie znika. Jako że większa część czasu martwego rodzi się właśnie na drodze sterowania, stąd bierze się najwyraźniejsze skrócenie całkowitego czasu reakcji.

Drugi wkład to rozmieszczenie: moduły sterujące znajdują się blisko osi, więc powietrze napełniające siłownik pokonuje krótką i szeroką drogę. Trzeci wkład to wyrównywanie; układ potrafi zarządzać naturalną różnicą opóźnień między osiami i przez wcześniejsze wysterowanie osi pozostającej z tyłu zbliżyć do siebie momenty zadziałania hamulców zestawu.

W zamian trzeba podkreślić dwie kwestie. Po pierwsze, pneumatyczny przewód sterujący nie znika; w razie przerwania obwodu elektrycznego układ wraca na sterowanie pneumatyczne, a czasy zbliżają się do wartości typowych dla pojazdu bez elektroniki. Po drugie i ważniejsze, sterowanie elektroniczne nie dotyka mechanicznej połowy łańcucha. Objętość siłownika i tak zostanie napełniona, popychacz i tak pokona swoją drogę, luzy i tak zostaną wybrane. Rozregulowany hamulec złapie za późno również w pojeździe ze sterowaniem elektronicznym.

Zależność między czasem napełniania siłownika a skokiem

Siłownik jest największą objętością na końcu łańcucha czasowego, a objętość ta nie jest stała. Im dłuższa droga popychacza, tym większa objętość, którą trzeba napełnić, zanim powstanie siła. Zależność jest bezpośrednia: wraz z wydłużeniem skoku potrzeba i więcej powietrza, i więcej czasu na jego przepływ. Rezultatem jest obraz, który kierowca opisuje słowami "pedał się pogłębił" albo "hamulec łapie późno".

To tłumaczy, dlaczego regulacja nie jest wyłącznie kwestią siły. W rozregulowanym hamulcu następują jednocześnie dwie straty: siła spada, bo powstaje w mniej korzystnym położeniu mechanizmu; moment powstania siły opóźnia się, bo napełniana jest większa objętość. Jeżeli jedna strona osi jest wyregulowana, a druga nie, obydwa koła łapią w różnych chwilach i z różną intensywnością; to wprost nierównomierność hamowania osi.

Rozmiar siłownika należy do tego samego równania: siłownik o większej powierzchni czynnej wytwarza większą siłę, ale ma też większą objętość do napełnienia i z tej samej drogi zasilania napełnia się wolniej. Zamontowanie na dwóch kołach tej samej osi siłowników o różnym rozmiarze jest jedną z najbardziej jednoznacznych przyczyn sztucznej nierównomierności.

Wpływy podane w tabeli służą porównaniu jakościowemu; żaden z nich nie jest progiem ani kryterium akceptacji.

Czy mróz i wysokość nad poziomem morza wpływają na czas reakcji?

Krótka odpowiedź brzmi tak, ale w innej kolejności, niż się zwykle sądzi. Wpływ zimna przychodzi dwiema drogami, a hierarchia ich znaczenia bywa odwracana.

Twardnienie materiałów. Membrany, uszczelnienia i elastomerowe elementy wewnątrz zaworów twardnieją w niskiej temperaturze; siła potrzebna do ich poruszenia rośnie. Podnosi to nieco progi zaworów i dokłada niewielki udział do czasu martwego. Smar w mechanizmie również gęstnieje na mrozie, przez co wybieranie luzów trwa nieco dłużej.

Zamarzanie wilgoci w przewężeniach. To wpływ największy i ma przyczynę nie fizyczną, lecz obsługową. Wilgoć transportowana w obwodzie skrapla się w miejscach zwężenia przekroju; przy spadku temperatury tworzy się tam lód, a i tak wąskie przejście zamyka się jeszcze bardziej. W takim obwodzie czas reakcji jest normalny przy dodatniej temperaturze, a przy mrozie wyraźnie się wydłuża. To najbardziej typowe wyjaśnienie dla hamulca, który rano działa ociężale, a wraz z ociepleniem dnia wraca do normy. Zarządzanie wilgocią i przygotowanie do zimy to odrębny temat, omówiony w poradniku Pneumatyczne układy hamulcowe: Zasada działania, konserwacja i wskazówki dotyczące bezpieczeństwa.

Po stronie wysokości nad poziomem morza wpływ jest dwukierunkowy i ograniczony co do wielkości. Wraz z wysokością spada ciśnienie otoczenia; opróżnianie siłownika do atmosfery staje się nieco łatwiejsze, natomiast zmienia się ciśnienie różnicowe, przy którym pracuje układ, oraz gęstość powietrza. W praktyce nie ma mocnych podstaw, by twierdzić, że pojazd łapie zauważalnie później wyłącznie z powodu wysokości; wysokość należy sprawdzać na liście diagnostycznej nie w pierwszej, lecz w ostatniej kolejności.

Jak obserwuje się czas reakcji w warunkach warsztatowych?

Liczbowy pomiar czasu reakcji wymaga zdefiniowanej metody, właściwych punktów poboru ciśnienia i wzorcowanego wyposażenia; to zadanie dla uprawnionego pomiaru. W warsztacie można natomiast prowadzić obserwacje oparte na porównaniu, bez podawania progów liczbowych. Istota metody jest następująca: zamiast szukać czasu bezwzględnego, sprawdza się, czy dwa zdarzenia, które powinny nastąpić równocześnie, rzeczywiście następują równocześnie.

1. Obserwuj obie strony tej samej osi jednocześnie. Po bezpiecznym unieruchomieniu pojazdu, przy powolnym naciskaniu pedału, obserwuje się początek ruchu popychaczy po obu stronach; jeżeli jedna strona rusza wyraźnie później, występuje tam opóźnienie związane z regulacją, przewodem lub zaworem.
2. Obserwuj kolejność między przodem a tyłem. Opóźnienie osi tylnej względem przedniej może być elementem konstrukcji; jeżeli jednak różnica jest wyraźnie większa niż w sprawnym egzemplarzu tego samego modelu, wymaga zbadania.
3. Porównaj ciągnik i naczepę przy tym samym naciśnięciu. Jeżeli ruch po stronie naczepy zaczyna się dużo później niż w ciągniku, opóźnienie leży w instalacji naczepy albo w jej własnym układzie zaworów.
4. Obserwuj osobno stronę zwalniania. Po zwolnieniu pedału obserwuje się powrót popychaczy; jeżeli jedna strona wraca późno lub nie wraca do końca, droga opróżniania tego obwodu jest ograniczona.
5. Wsłuchaj się w dźwięk. Porównanie czasu trwania dźwięku napełniania siłownika i charakteru dźwięku opróżniania po obu stronach pozwala różnicę usłyszeć. Sam w sobie nie jest dowodem; wskazuje, gdzie patrzeć.
6. Porównuj w obrębie floty. Bliźniacze pojazdy tego samego modelu, o tym samym wyposażeniu i podobnym profilu zadań, są najbardziej wiarygodnym punktem odniesienia. Jeżeli jeden pojazd zachowuje się wyraźnie inaczej niż jego bliźniaki, przyczyna leży w tym pojeździe.

Obserwacje te nie prowadzą do decyzji o dopuszczeniu lub odrzuceniu; ujawniają jedynie potrzebę wykonania pomiaru. Zasada, którą trzeba tu utrzymać, brzmi: opóźnienie widać w porównaniu, a nie widać go w obserwacji pojedynczej.

Co oznacza przełożenie opóźnienia na drogę hamowania?

Dlaczego czas reakcji jest wielkością bezpieczeństwa, staje się jasne po przeliczeniu go na odległość. Całkowita droga zatrzymania składa się z trzech części: drogi przebytej do chwili, gdy kierowca dostrzeże zagrożenie i naciśnie pedał, drogi przebytej do chwili wytworzenia przez układ siły hamowania oraz drogi przebytej od powstania siły do zatrzymania pojazdu. Na odcinku środkowym pojazd praktycznie wcale nie zwalnia; przez ten czas cała prędkość zostaje zachowana.

Poniższa tabela nie zawiera żadnego twierdzenia o opóźnieniu jakiegokolwiek układu hamulcowego; pokazuje wyłącznie arytmetykę przeliczenia prędkości na odległość. Drogę przebywaną przez pojazd w ciągu sekundy uzyskuje się, dzieląc wartość prędkości wyrażoną w kilometrach na godzinę przez 3,6.

Przesłanie tabeli jest proste: różnice wyglądające na osi czasu na bardzo małe, na osi odległości mierzone są długościami pojazdu. Co więcej, tej odległości nie da się odzyskać przez zwiększenie siły hamowania, bo strata nie wynika z niedostatku siły, lecz z tego, że siła jeszcze nie powstała.

Dlatego w planowaniu obsługi zestrojenie czasowe należy traktować równie poważnie jak siłę. Drogą do przyspieszenia odpowiedzi obwodu nie jest montaż mocniejszej części; jest nią skrócenie drogi, zachowanie przekroju, nierozbudowywanie objętości i utrzymanie luzów mechanicznych w regulacji. VADEN podchodzi do komponentów wytwarzanych dla pneumatycznych układów hamulcowych pojazdów użytkowych ciężkich właśnie w takim ujęciu całościowym; prawidłowo dobrana i prawidłowo zamontowana część nie tylko wytwarza siłę, lecz także utrzymuje czas odpowiedzi układu w paśmie, dla którego został zaprojektowany. Wszystkie wyjaśnienia zawarte w tym tekście mają charakter poglądowy; w zakresie wartości właściwych dla pojazdu i granic akceptacji nadrzędna jest aktualna instrukcja serwisowa producenta pojazdu.

Aby zobaczyć całą rodzinę zaworów obwodu wraz z ich zadaniami i typowymi objawami usterek, nasz poradnik zawory hamulcowe pneumatyczne w ciężarówce omawia każdy zawór osobno.

Jeśli wolisz śledzić połączenia obwodów na układzie graficznym, nasz poradnik ze schematem pneumatycznego układu hamulcowego prowadzi przez instalację obwód po obwodzie.

Kategoria produktu: Układ hamulcowy

Przewodnik główny: PNEUMATYCZNE UKŁADY HAMULCOWE W POJAZDACH UŻYTKOWYCH CIĘŻKICH: ZASADA DZIAŁANIA, SŁOWNIK CZĘŚCI ORAZ KOMPLEKSOWY PORADNIK USTEROWY

Czego wymagają przepisy w zakresie czasu reakcji i drogi hamowania?

Czas reakcji nie jest kwestią interpretacji — to limit homologacyjny. W Europie Regulamin EKG ONZ (UNECE) nr 13 ogranicza hamulec roboczy do 0,6 sekundy od momentu uruchomienia zaworu do chwili, gdy komora hamulcowa osiąga 75% ciśnienia asymptotycznego. W USA federalna norma hamulców pneumatycznych, FMVSS 121 (49 CFR 571.121), określa własne czasy zadziałania i luzowania oraz wymagania dotyczące zbiorników, natomiast skuteczność hamowania, jaką pojazd ciężki musi rzeczywiście osiągnąć na drodze, jest zdefiniowana osobno w 49 CFR 393.52. Układ reagujący z opóźnieniem zjada margines, który te przepisy mają gwarantować — dlatego opóźnienie jest wielkością bezpieczeństwa i zgodności, a nie komfortu. Traktuj wartość 0,6 sekundy jako pułap przepisowy i zawsze porównuj obowiązujące limity z aktualnym przepisem oraz danymi serwisowymi producenta pojazdu.

W Polsce te same wymagania reguluje prawo krajowe: ustawa Prawo o ruchu drogowym określa obowiązek utrzymania pojazdu w stanie technicznym zapewniającym bezpieczeństwo, a szczegółowe warunki dla układu hamulcowego zawiera rozporządzenie w sprawie warunków technicznych pojazdów.