Πνευματικά-Υδραυλικά Φρένα: Πώς Λειτουργούν τα Υβριδικά Συστήματα Φρένων

Τα πνευματικά-υδραυλικά φρένα είναι ένα υβριδικό σύστημα: ο πεπιεσμένος αέρας παρέχει την ώθηση, αλλά το υδραυλικό υγρό είναι αυτό που πραγματικά σφίγγει τα φρένα των τροχών. Ένας ενισχυτής αέρα-υδραυλικού (γνωστός συχνά ως "air pack") βρίσκεται ανάμεσα στα δύο κυκλώματα. Όταν πατάτε το πεντάλ, η πίεση αέρα της δεξαμενής δοσομετρείται πάνω σε ένα έμβολο που παράγει υψηλή υδραυλική πίεση σε ένα τμήμα κυρίου κυλίνδρου, και αυτό το υγρό ενεργοποιεί τις δαγκάνες ή τους κυλίνδρους τροχού. Με λίγα λόγια, αποκτάτε την ελαφριά προσπάθεια στο πεντάλ και την ισχυρή απόδοση ενός πνευματικού συστήματος που κινεί τα απλούστερα, αυτορυθμιζόμενα υδραυλικά φρένα τροχού που συναντώνται σε ελαφρύτερα οχήματα.

Αυτή η διάταξη είναι μια ενδιάμεση λύση. Εμφανίζεται σε οχήματα πολύ βαριά για να λειτουργήσει το πόδι του οδηγού απλά υδραυλικά φρένα, αλλά όχι αρκετά μεγάλα ή βαριά ώστε να δικαιολογείται μια πλήρης πνευματική διάταξη φρένων τύπου S-cam. Σκεφτείτε φορτηγά μεσαίου βάρους, παλαιότερα αστικά και σχολικά λεωφορεία, μεγαλύτερα τροχόσπιτα, γερανοφόρα οχήματα και ορισμένα πυροσβεστικά και οχήματα κοινής ωφέλειας.

Πώς είναι διαρθρωμένο το σύστημα air-over-hydraulic

Το σύστημα είναι στην ουσία δύο συστήματα βιδωμένα μεταξύ τους, και βοηθάει να τα φανταστείτε ξεχωριστά.

Η πλευρά του αέρα είναι σχεδόν πανομοιότυπη με κάθε πνευματικό φορτηγό: ένας συμπιεστής κινούμενος από τον κινητήρα γεμίζει τις δεξαμενές, ένας ρυθμιστής (governor) εναλλάσσει τη λειτουργία του συμπιεστή μεταξύ ενεργοποίησης και απενεργοποίησης (συνήθως απενεργοποίηση γύρω στα 120-135 psi, ενεργοποίηση γύρω στα 100-110 psi), ένας ξηραντήρας αέρα αφαιρεί την υγρασία, και μια προειδοποίηση χαμηλού αέρα ενεργοποιείται γύρω στα 60 psi. Η διαφορά είναι τι κάνει ο αέρας στο τέλος της γραμμής.

Η υδραυλική πλευρά είναι η γνωστή διάταξη ελαφρού οχήματος: μια δεξαμενή υγρού, υδραυλικές γραμμές, και είτε δισκόφρενα με δαγκάνες είτε ταμπούρα με κυλίνδρους τροχού. Δεν υπάρχουν θάλαμοι φρένων, ρυθμιστές τάνυσης (slack adjusters) ή S-cam στους άξονες.

Η γέφυρα ανάμεσά τους είναι ο ενισχυτής αέρα-υδραυλικού. Στο εσωτερικό του, ένα μεγάλο έμβολο αέρα εκτίθεται σε δοσομετρημένη πίεση δεξαμενής· αυτό κινεί ένα μικρότερο υδραυλικό έμβολο. Επειδή το έμβολο αέρα έχει πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια από το υδραυλικό έμβολο, μια μέτρια πίεση αέρα μετατρέπεται σε υψηλή πίεση υγρού, κάτι που επιτρέπει σε ένα βαρύ φορτηγό μεσαίου βάρους να σταματήσει με ελαφρύ πεντάλ.

Air-over-hydraulic έναντι πλήρων πνευματικών φρένων έναντι απλών υδραυλικών

Αγοραστές και τεχνικοί τα μπερδεύουν συνεχώς. Δείτε πώς συγκρίνονται τα τρία στα σημεία που έχουν σημασία στο συνεργείο.

Το βασικό συμπέρασμα: ένα φορτηγό air-over-hydraulic έχει συμπιεστή και δεξαμενές όπως ένα φορτηγό πλήρων πνευματικών φρένων, αλλά οι τροχοί σταματούν με υγρό όπως σε ένα αυτοκίνητο. Γι' αυτό συντηρείτε συμπιεστή και ξηραντήρα αέρα και κάνετε εξαέρωση υγρού φρένων.

Πού χρησιμοποιούνται τα πνευματικά-υδραυλικά φρένα

Αυτή η σχεδίαση εμφανίζεται όπου ένα σασί είναι αρκετά βαρύ ώστε να χρειάζεται ενίσχυση πέραν του κενού αέρος, αλλά ο κατασκευαστής ήθελε να διατηρήσει τον απλούστερο εξοπλισμό υδραυλικού άκρου τροχού. Συνηθισμένα παραδείγματα:

• Φορτηγά μεσαίου βάρους (περίπου κατηγορίας 5-7) όπως μεγαλύτερα κλειστά φορτηγά και ανατρεπόμενα.
• Παλαιότερα αστικά και σχολικά λεωφορεία, πριν πολλοί στόλοι υιοθετήσουν πλήρη πνευματικά φρένα.
• Μεγάλα τροχόσπιτα (RV) σε βαρύτερα σασί.
• Γερανοφόρα οχήματα, όπου το βασικό σασί είναι μεσαίου βάρους.
• Ορισμένα πυροσβεστικά και οχήματα κοινής ωφέλειας.

Αν δεν είστε σίγουροι ποιο σύστημα διαθέτει ένα φορτηγό, κοιτάξτε τα άκρα των τροχών. Θάλαμοι φρένων και ρυθμιστές τάνυσης σημαίνουν πλήρες πνευματικό σύστημα. Δαγκάνες ή κύλινδροι τροχού που τροφοδοτούνται από υδραυλικές γραμμές, σε συνδυασμό με δεξαμενές αέρα και ενισχυτή τοποθετημένο στη ράγα του σασί, σημαίνουν air-over-hydraulic.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Γιατί το χρησιμοποιούν οι κατασκευαστές

• Ελαφριά προσπάθεια στο πεντάλ με ισχυρή απόδοση πέδησης, χωρίς πλήρη εξοπλισμό πνευματικών φρένων.
• Τα αυτορυθμιζόμενα υδραυλικά φρένα τροχού είναι απλούστερα στη συντήρηση στο άκρο του τροχού από τα φρένα S-cam που απαιτούν χειροκίνητη ή αυτόματη ρύθμιση τάνυσης.
• Δεν απαιτείται ασφάλιση (caging) spring brake ή αντικατάσταση θαλάμου σε κάθε τροχό.

Τι απαιτεί περισσότερη εργασία

• Συντηρείτε δύο συστήματα: ένα κύκλωμα τροφοδοσίας αέρα (συμπιεστής, ξηραντήρας, δεξαμενές, έλεγχος υγρασίας) και ένα υδραυλικό κύκλωμα (υγρό, εξαέρωση, τσιμούχες).
• Ο ενισχυτής αέρα-υδραυλικού είναι ένα εξειδικευμένο εξάρτημα που φθείρεται εύκολα και μπορεί να παρουσιάσει διαρροή αέρα, διαρροή υγρού ή απώλεια ενίσχυσης.
• Η συμπεριφορά του φρένου στάθμευσης και του φρένου ανάγκης ποικίλλει ανάλογα με τον σχεδιασμό, οπότε δεν μπορείτε να υποθέσετε ότι spring brakes τύπου πλήρων πνευματικών θα συγκρατήσουν το όχημα σε κλίση.

Διάγνωση προβλημάτων στα πνευματικά-υδραυλικά φρένα

Η πιο χρήσιμη συνήθεια διάγνωσης είναι να αποφασίσετε νωρίς αν κυνηγάτε ένα πρόβλημα αέρα ή ένα υδραυλικό πρόβλημα, γιατί τα δύο γίνονται αισθητά διαφορετικά από τη θέση του οδηγού.

Ξεκινήστε με τα βασικά κάθε πνευματικού φορτηγού: συσσωρεύστε πίεση, παρακολουθήστε το μανόμετρο, και επιβεβαιώστε ότι ο ρυθμιστής εναλλάσσεται σωστά. Αν η τροφοδοσία αέρα είναι υγιής και κρατάει, αλλά το πεντάλ εξακολουθεί να είναι λάθος, προχωρήστε στην υδραυλική πλευρά. Ένας συμπιεστής που συσσωρεύει αργά ή λειτουργεί συνεχώς παραπέμπει πίσω σε διαρροή αέρα ή συμπιεστή που δεν προλαβαίνει· αυτοί οι έλεγχοι είναι ίδιοι με κάθε πνευματικό σύστημα, και καλύπτονται στα ο συμπιεστής πνευματικών φρένων δεν συσσωρεύει πίεση και το σύστημα πνευματικών φρένων χάνει πίεση.

Ο αέρας στις υδραυλικές γραμμές δημιουργεί σπογγώδες πεντάλ που διορθώνεται με εξαέρωση· η χαμηλή πίεση αέρα δημιουργεί σκληρό πεντάλ που καμία εξαέρωση δεν θα βοηθήσει. Επιβεβαιώστε ποιο από τα δύο έχετε πριν ανοίξετε μια βαλβίδα εξαέρωσης.

Βασικά στοιχεία συντήρησης

Επειδή συντηρείτε και τα δύο κυκλώματα, χωρίστε τη ρουτίνα σας:

1. Πλευρά αέρα: αδειάζετε τακτικά τις δεξαμενές για να αποβάλετε το νερό, συντηρείτε το φυσίγγιο του ξηραντήρα αέρα σύμφωνα με το πρόγραμμα, και διατηρείτε τον συμπιεστή και τον ρυθμιστή σε καλή κατάσταση. Η υγρασία είναι ο εχθρός κάθε πνευματικού συστήματος.
2. Υδραυλική πλευρά: διατηρείτε τη στάθμη του υγρού σωστή και καθαρή, ελέγχετε για διαρροές στον ενισχυτή και στα άκρα των τροχών, και κάνετε εξαέρωση του συστήματος μετά από κάθε εργασία σε γραμμές.
3. Ο ενισχυτής: ελέγξτε για συνδυασμένες διαρροές αέρα και υγρού. Ένας ενισχυτής που διαρρέει υγρό στο τμήμα αέρα του, ή σφυρίζει αέρα κατά το πάτημα του πεντάλ, έχει φτάσει στο τέλος της ζωής του και πρέπει να αντικατασταθεί.

Ο συμπιεστής που τροφοδοτεί την πλευρά αέρα είναι το ίδιο είδος εξαρτήματος που θα βρίσκατε σε οποιοδήποτε εμπορικό φορτηγό πνευματικών φρένων, και ισχύουν οι ίδιοι τρόποι βλάβης. Αν η πλευρά του αέρα στερεί τον ενισχυτή, δείτε πρώτα το συμπτώματα βλάβης συμπιεστή πνευματικών φρένων πριν καταδικάσετε τα υδραυλικά εξαρτήματα.

Αντιμετωπίστε το air-over-hydraulic για αυτό που είναι: ένα πλήρες σύστημα τροφοδοσίας αέρα που τυχαίνει να καταλήγει σε υδραυλικά φρένα τροχών. Διατηρήστε τον αέρα καθαρό και το υγρό καθαρό, γνωρίζετε σε ποιο μισό του συστήματος ανήκει κάθε σύμπτωμα, και αυτά τα υβριδικά συστήματα είναι εύκολο να διατηρηθούν σε λειτουργία.