ضواغط الهواء الكهربائية (تعمل بمحرك) في الشاحنات الكهربائية بالبطارية

لا تزال الشاحنة الكهربائية بالبطارية تتوقف بالهواء المضغوط. ولأنه لا يوجد محرك احتراق لإدارة مضخة تعمل بترس أو سير، يحصل ضاغط فرامل الهواء على محرك كهربائي خاص به ويُتحكم فيه بواسطة إلكترونيات التحكم بالمركبة بدلاً من منظم ميكانيكي. لا تتغير ضغوط التشغيل: لا يزال إيقاف التشغيل عند حوالي 120-135 psi تقريباً، وبدء التشغيل عند حوالي 100-110 psi، ويستقر النظام المشحون بالكامل قرب 120 psi. كل ما هو في اتجاه المصب — المجفف، الخزانات، الصمامات، الغرف، فرامل القاعدة — عبارة عن أجهزة تعرف بالفعل كيفية صيانتها.

لماذا تحتاج الشاحنة الكهربائية إلى ضاغط مختلف

يُثبت ضاغط فرامل الهواء التقليدي الذي يعمل بالمحرك على محرك الديزل ويعتمد عليه اعتماداً كاملاً. يُدار بترس أو سير عند سرعة دوران المحرك، ويُغذى بزيت محرك مضغوط عبر خط تغذية، ويُبرَّد بسائل تبريد المحرك، ويدور باستمرار طالما يعمل المحرك، محملاً ومفرغاً للحمل مع ارتفاع وانخفاض ضغط الخزان. أزل المحرك وستختفي كل واحدة من هذه الوصلات.

ما لا يختفي هو الطلب على الهواء. الفرملة الخدمية، فرامل الوقوف الزنبركية، تعليق الهواء والضبط الأفقي، تعليق المقصورة والمقعد، البوق، وفي حافلات النقل أبواب المركبة ووظيفة الانحناء، كلها تستهلك الهواء. يتعامل الفرملة الاستردادية مع نسبة كبيرة من التباطؤ العادي في الشاحنة الكهربائية، ما قد يقلل من عمل فرامل القاعدة، لكنه لا يقلل من الهواء اللازم لتحرير فرامل الزنبرك، أو ضبط أفقية الهيكل، أو التوقف المفاجئ أو عند السرعة المنخفضة. إمداد الهواء في الشاحنة الكهربائية بالبطارية نظام حرج للسلامة تماماً كما هو الحال في شاحنة الديزل.

كيف يعمل ضاغط الهواء الذي يدار بمحرك

رأس الضاغط نفسه مألوف: عادة تصميم مكبسي ترددي، وأحياناً عنصر لولبي (سكرول). ما يتغير هو ما الذي يديره. يُدار الضاغط بمحرك بدون فرش (brushless) يُغذى إما من ناقل الجر عالي الجهد عبر عاكس (شائع بفئة 400 فولت أو 800 فولت في الجرارات والحافلات الثقيلة) أو من نظام 24 فولت في التطبيقات الأخف والمتوسطة. في معظم المركبات الحالية، يُورَّد الضاغط ومحركه وعاكسه ومجفف الهواء وإلكترونيات التحكم كوحدة واحدة، تسمى غالباً وحدة إمداد الهواء أو وحدة إنتاج الهواء.

التحكم الإلكتروني يحل محل المنظم الميكانيكي

في شاحنة الديزل، يستشعر منظم بنيوماتيكي ضغط الخزان ويوجه صمام تفريغ الحمل لإيقاف الضخ عند نقطة الإيقاف والاستئناف عند نقطة البدء. في النظام الذي يدار بمحرك، يُبلّغ محول ضغط وحدة التحكم الإلكترونية، وتقوم الوحدة ببساطة بتشغيل أو إيقاف أو تغيير سرعة المحرك ضمن نفس النطاق. ولأن سرعة المحرك قابلة للتحكم، يمكن للوحدة العمل ببطء لشحن طويل منخفض الضجيج بدلاً من التشغيل والإيقاف المتكرر بعنف. يبقى صمام الأمان الميكانيكي ووظيفة تنفيس المجفف، لكن مسار التشخيص التقليدي القائم على المنظم وصمام تفريغ الحمل يُستبدل إلى حد كبير بأكواد الأعطال وبيانات الضغط الحية وعدادات وقت تشغيل الضاغط.

الرؤوس الخالية من الزيت تغيّر ما يصل إلى المجفف

تعمل الكثير من الضواغط التي تدار بمحرك دون زيت، مستخدمة حلقات مكبس تعمل جافة وأسطوانات مطلية أو عنصراً لولبياً، لعدم وجود مجرى زيت محرك يمكن الاستفادة منه. هذا يزيل أشيع مسار تلوث في النظام التقليدي: ترسب الزيت في المجفف والخزانات والصمامات. لكنه لا يزيل الماء. ضغط وتبريد الهواء يُسقط دائماً مكثفات، لذا يبقى مجفف الهواء وخرطوشة المادة المجففة ضمن جدول الصيانة، ولا يزال تصريف الخزان أو صمامات التصريف الأوتوماتيكية مهمة. تحتفظ بعض التصاميم بحوض زيت مغلق بدلاً من العمل جافاً؛ راجع وثائق الشركة المصنعة قبل افتراض أي من الحالتين.

مقارنة سريعة: يعمل بالمحرك مقابل يدار كهربائياً

في الشاحنة الكهربائية، الهواء يكلّف مدى القيادة

هذا هو الفرق التشغيلي الذي تشعر به الأساطيل أولاً. في الديزل، يُدفن عمل الضاغط في استهلاك الوقود ولا يقيسه أحد. في الشاحنة التي تعمل بالبطارية، كل قدم مكعبة من الهواء تخرج من حزمة الجر، لذا فإن تسرباً بطيئاً كان يجعل الضاغط يدور قليلاً بشكل إضافي فقط، يظهر الآن كوقت تشغيل إضافي للمحرك وفقدان مدى قابل للقياس. يصبح البحث عن التسريبات مهمة كفاءة، وليس فقط مهمة فرامل.

الميزة الإيجابية هي الجدولة. ولأن الضاغط لم يعد يعتمد على المحرك، يمكن لبرمجيات التحكم شحن النظام مسبقاً أثناء توصيل المركبة بالكهرباء أو أثناء الوقوف، بحيث تنطلق الشاحنة بنظام ممتلئ بدلاً من انتظار السائق للشحن. كما يمكنها توجيه تشغيل الضاغط نحو أحداث الفرملة الاستردادية وبعيداً عن ذروة الطلب على الطاقة عند الصعود.

الصيانة والتشخيص والسلامة

الضواغط عالية الجهد موصلة بأسلاك برتقالية ويجب فصل طاقتها وقفلها وفق إجراء الشركة المصنعة، من قبل فني مدرب ومجهز للعمل على الجهد العالي. لا تفتح أبداً موصلاً عالي الجهد أو غلاف ضاغط في نظام مُشغَّل.

يبدأ التشخيص بجهاز الفحص، وليس بمقياس ضغط. اقرأ دورة تشغيل الضاغط، الضغط المطلوب مقابل الفعلي، تيار المحرك وأي سجل تراجع حراري. الشحن البطيء مع تشغيل طبيعي للمحرك لا يزال يشير إلى نفس الأسباب التقليدية: تسرب في النظام، مرشح دخول مقيد، أو عنصر ضخ متآكل. تستحق تصفية الهواء عند الدخول اهتماماً إضافياً في الوحدات الخالية من الزيت، لأن الحلقات التي تعمل جافاً والفراغات الضيقة لا تتسامح مع الغبار.

القطع، المقارنة المرجعية والأسطول المُركَّب

قارن الوحدات التي تدار بمحرك مرجعياً برقم قطعة الشركة المصنعة الأصلية ومنصة المركبة، وليس بالمحرك، لأنه لا يوجد محرك يُرجع إليه. ولأن الضاغط والمحرك والمجفف والإلكترونيات غالباً وحدة واحدة، يكون قرار الإصلاح عادة استبدال الوحدة بدلاً من استبدال حشية رأس أو طقم حلقات، رغم وجود أطقم عناصر ضخ لبعض التصاميم.

في هذه الأثناء، تبقى الغالبية العظمى من الشاحنات والحافلات والمقطورات على الطرق تعمل بالديزل بمضخات تقليدية تدار بالتروس، وسيستمر خدمة هذا الأسطول لسنوات عديدة قادمة. لا تزال ورش الصيانة التي تخدم كلا الجيلين تخزن ضواغط فرامل هواء بجودة الشركة المصنعة الأصلية للمركبات التجارية الثقيلة إلى جانب الوحدات الكهربائية الأحدث.

ما الذي لا يتغير

غلاف السلامة مطابق. تُفعَّل أجهزة تحذير انخفاض الهواء قرب 60 psi، وتبدأ فرامل الزنبرك بالتفعيل في مكان ما ضمن نطاق 20-45 psi مع انخفاض الضغط، ويبقى فحص فرامل الهواء قبل الرحلة، وحدود تسرب الضغط، وقياس شوط قضيب الدفع، وروتين تصريف الخزان مطبقة تماماً كما كانت. فرامل الشاحنة الكهربائية بنيوماتيكية وليست هيدروليكية، وتُبقى محررة بواسطة ضغط الهواء بنفس الطريقة. تعلّم الضاغط طريقة جديدة للدوران؛ ولم يغيّر نظام الفرامل رأيه في أي شيء.