FMVSS 121: Американският стандарт за въздушни спирачки

FMVSS 121 — Федерален стандарт за безопасност на моторните превозни средства №121, кодифициран в 49 CFR 571.121 — е американското правило, определящо минималната ефективност за нови превозни средства с въздушни спирачки — камиони, влекачи, автобуси и ремаркета. Той определя колко бързо компресорът трябва да зарежда системата, какъв обем резервоари трябва да носи превозното средство, колко бързо спирачките трябва да задействат и освобождават, какъв спирачен път е допустим от 60 mph и че превозното средство трябва да има антиблокираща спирачна система. От решаващо значение е, че това е производствен стандарт: NHTSA го прилага спрямо производителя в момента на производство, докато състоянието на вече работещ камион се регулира от правилата на FMCSA в 49 CFR част 393.

Какво всъщност регулира стандартът

FMVSS 121 е написан като набор от тестове тип издържа/не издържа, на които трябва да устои ново превозно средство. Общо покрива пет области: захранване и съхранение на въздух, предупредителни устройства, време за задействане и освобождаване на спирачките, работни и аварийни спирачни характеристики, и сила на задържане на ръчната спирачка. Той също носи изискването за ABS, което пренарежда конструкцията на въздушните спирачни системи в Северна Америка в края на 90-те. Свързани стандарти запълват празнините — FMVSS 106 покрива маркучите и тръбите за въздушни спирачки, FMVSS 105 и 135 покриват превозни средства с хидравлични спирачки, а FMVSS 136 покрива електронния контрол на устойчивостта при влекачи и големи автобуси.

Захранване с въздух, резервоари и предупредителни устройства

Тестът за зареждане е този, който повечето техници помнят: с резервоари, стартиращи от 85 psi, и двигател на максималните препоръчани от производителя обороти, компресорът трябва да повиши налягането в работния резервоар до 100 psi за 25 секунди. Затова изместването на компресора се подбира спрямо превозното средство, а не се взима произволно от рафта — недостатъчна по мощност единица на голяма резервоарна група не може да покрие изискването.

Съхранението се оразмерява спрямо спирачките, които трябва да захранва. Общият обем на резервоарите на теглещото превозно средство трябва да е поне дванадесет пъти общия обем на всички работни спирачни камери; за ремаркетата се прилага по-нисък коефициент. Всеки резервоар се нуждае от дренаж в най-ниската си точка и защита с възвратен клапан, така че повреда нагоре по веригата да не изпразни цялата система. Стандартът не посочва конкретна настройка на регулатора — той изисква системата да достигне и поддържа работно налягане — затова на практика се наблюдава изключване между 120 и 135 psi, включване между 100 и 110 psi, а здрава, напълно заредена система стои около 120 psi. Предупреждението за ниско налягане трябва да задейства при не по-малко от половината от налягането на изключване на регулатора, което поставя звуковия сигнал и лампата около 60 psi при повечето превозни средства.

Време за задействане и освобождаване

Ограниченията за времена съществуват, за да могат спирачките на влекача и ремаркето да се задействат едновременно, а не последователно. Тестовете започват от около 100 psi налягане в резервоара и се измерват в камерата.

Именно спрямо тези числа са проектирани релейните клапани, бързоосвобождаващите клапани и оразмеряването на тръбопроводите. Замяната на релеен клапан с грешно налягане на отваряне или свързването на ремарке с недостатъчен по сечение тръбопровод могат да отклонят системата извън сертифицираните параметри, дори без техническо изтичане на въздух.

Спирачен път

Правилото за намален спирачен път от 2009 г. намали изискванията за влекачи с около 30 процента, въвеждано поетапно от август 2011 г. за повечето триосни влекачи и от 2013 г. за останалите. Спиранията се извършват от 60 mph на суха повърхност и превозното средство трябва да остане в рамките на 12-футова лента.

Отделни, по-дълги разстояния се прилагат за слабо натоварени спирания и за аварийни спирания с отказал един контур. Именно този тест при частичен отказ е причината всяко съвременно теглещо превозно средство с въздушни спирачки да разделя работната система на независими предни и задни контури — вижте как работи двоичната въздушна спирачна система за тръбопроводната страна на въпроса.

ABS и устойчивост

Антиблокиращата спирачна система стана задължителна по FMVSS 121 за влекачи с въздушни спирачки, произведени на или след 1 март 1997 г., и за други камиони, автобуси и ремаркета с въздушни спирачки, произведени на или след 1 март 1998 г. Влекачите носят лампа за неизправност на ABS в кабината; ремаркетата носят външна лампа за неизправност от лявата страна, а влекачите, произведени от март 2001 г., трябва също да показват лампа за неизправност на ABS на ремаркето в кабината. ABS на ремаркето се захранва през седемполюсния конектор, затова корозирал пин може да се прояви като изгаснала лампа на ABS на ремаркето, а не като спирачна неизправност.

Ръчна и аварийна спирачка

Ръчната спирачка трябва да се задейства механично — тоест чрез пружинни спирачки, а не задържан въздух — и трябва да задържи натовареното превозно средство на наклон от 20 процента. Пружините започват да се задействат при спадане на системното налягане, обикновено в диапазона 20-45 psi, затова неконтролируем теч в крайна сметка паркира превозното средство, вместо да го остави свободно да се търкаля. Стандартът също изисква повреда в работната система все пак да остави начин за спиране на превозното средство.

За кого важи — и за кого не

FMVSS 121 важи за нови превозни средства с въздушни спирачки, произведени за движение по пътищата на САЩ. Хидравличните и пневмо-хидравличните системи попадат под различни стандарти, а определени ремаркета и извънпътна или специализирана техника са изключени или частично изключени. Нищо във FMVSS 121 не казва на автопарка как да поддържа камиона след това; тази задача принадлежи на регламентите на FMCSA за въздушни спирачки в част 393 и на критериите за проверка, използвани на пътя.

FMVSS 121 срещу ECE R13

Извън Северна Америка повечето тежки превозни средства се сертифицират по Регламент №13 на ООН. И двата режима преследват един и същ резултат, но философията на изпитване се различава достатъчно, за да не бъде съответстващ американски камион автоматично одобряем в Европа.

Правилата на ECE R13 включват електронния контрол на устойчивостта директно в самия спирачен регламент, докато в САЩ той се третира в отделен стандарт. На практика затова европейските ремаркета пристигат с EBS и датчик за натоварване като стандартно оборудване, докато северноамериканските ремаркета обикновено разчитат само на релейни клапани и ABS.

Какво означава това за сервиза

Вие не сертифицирате превозни средства, но можете тихомълком да дезертифицирате едно. Монтирайте компресор с по-малко изместване от оригиналния и камионът може вече да не покрива времето за зареждане от 85 до 100 psi. Премахнете или намалете резервоар и губите резервния обем, който стандартът е предполагал. Сменете клапан с различно време на задействане и ремаркето вече не се задейства заедно с влекача. Оставете неработеща лампа на ABS и имате едновременно проблем със съответствието и превозно средство, което спира по-надалеч на лед. Съгласувайте компонентите с оригиналната спецификация — Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse, Haldex, Meritor и производителите на камиони публикуват тези числа — и превозното средство продължава да работи така, както е сертифицирано.