Πόσο Αέρα Καταναλώνει ένα Φορτηγό στο Φρενάρισμα;

Μια σταθερή πλήρης ενεργοποίηση φρένων σε τυπικό πενταξονικό ελκυστήρα-ρυμουλκούμενο καταναλώνει περίπου 1 έως 3 κυβικά πόδια ελεύθερου αέρα και ρίχνει την πίεση δοχείου περίπου 10 έως 15 psi. Οι συνήθεις ενεργοποιήσεις οδήγησης — 10 έως 25 psi στο πεντάλ — κοστίζουν πολύ λιγότερο, συχνά το ένα τρίτο αυτού ή και λιγότερο. Επειδή ένα πλήρως φορτισμένο σύστημα βρίσκεται κοντά στα 120 psi και έχει όγκο δοχείων πολλαπλάσιο των ίδιων των θαλάμων φρένων, οι δεξαμενές εξακολουθούν να έχουν αρκετό αέρα για αρκετές ακόμη πλήρεις ενεργοποιήσεις ακόμη κι αν ο συμπιεστής σταματήσει εντελώς να παράγει αέρα.

Τι πραγματικά καταναλώνει αέρα σε μία ενεργοποίηση

Τα αερόφρενα είναι πνευματικό σύστημα: το πάτημα του πεντάλ γεμίζει την πλευρά λειτουργίας κάθε θαλάμου φρένων, συν όλη τη σωλήνωση παροχής μεταξύ των βαλβίδων αναμετάδοσης και αυτών των θαλάμων. Ο όγκος που γεμίζει καθορίζεται από το πόσο μακριά ταξιδεύει κάθε ράβδος ώθησης πριν τα φερμουίτ ακουμπήσουν το τύμπανο — όχι από το πόσο δυνατά πατάτε. Η πίεση καθορίζει τη δύναμη και τη μάζα του αέρα που καταναλώνεται· η διαδρομή καθορίζει τον όγκο.

Κατά προσέγγιση όγκος που εκτοπίζεται ανά θάλαμο, χρησιμοποιώντας ενεργό εμβαδό διαφράγματος και ρεαλιστική διαδρομή σε λειτουργία:

Δέκα θάλαμοι σε τριαξονικό ελκυστήρα και διαξονικό ρυμουλκούμενο μπορεί να έχουν συνολικά 400 έως 550 κυβικές ίντσες όγκου θαλάμων, και οι σωληνώσεις παροχής μπορούν να προσθέσουν ακόμη 30 έως 60 τοις εκατό σε έναν μακρύ συνδυασμό. Γεμίζοντάς το, ας πούμε, στα 60 psi, μετακινείτε περίπου 1,5 έως 2,5 κυβικά πόδια ελεύθερου αέρα. Σε μια ελαφριά ενεργοποίηση 15 psi συμβαίνει η ίδια διαδρομή, αλλά η μάζα αέρα που αντλείται από τις δεξαμενές είναι πολύ μικρότερη.

Γι' αυτό η ρύθμιση φρένων εμφανίζεται ως πρόβλημα αέρα. Θάλαμοι με μεγάλη διαδρομή σε ρυθμιστές τάνυσης πέρα από το όριο επαναρρύθμισής τους εκτοπίζουν περισσότερο όγκο σε κάθε μεμονωμένη ενεργοποίηση, οπότε ο συμπιεστής δουλεύει πιο σκληρά σε μια ορεινή κατάβαση απ' όσο θα έπρεπε. Η ρύθμιση είναι πρόβλημα παροχής αέρα προτού γίνει ποτέ πρόβλημα απόστασης πέδησης.

Γιατί μια πλήρης ενεργοποίηση ρίχνει το μανόμετρο μόνο 10-15 psi

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το FMVSS 121 απαιτεί ο συνδυασμένος όγκος των δοχείων λειτουργίας και παροχής να είναι τουλάχιστον δώδεκα φορές ο συνδυασμένος όγκος όλων των θαλάμων φρένων λειτουργίας. Αυτή η αναλογία είναι ο λόγος που τα αερόφρενα σου δίνουν επαναλαμβανόμενες στάσεις.

Κάνοντας την αριθμητική σε ένα εξιδανικευμένο σύστημα 12:1 φορτισμένο στα 120 psi, που είναι περίπου 135 psi απόλυτη πίεση: ανοίγοντας τους θαλάμους στις δεξαμενές, ο ίδιος αέρας γεμίζει τώρα δεκατρία μέρη αντί για δώδεκα. Η απόλυτη πίεση εγκαθίσταται κοντά στα 125 psi, δηλαδή περίπου 110 psi στο μανόμετρο — περίπου 10 psi πτώση για μια πλήρη ενεργοποίηση. Πραγματικά συστήματα χάνουν λίγο περισσότερο λόγω σωληνώσεων, θερμοκρασίας και της παροχής ρυμουλκούμενου, οπότε τα 10 έως 15 psi είναι ο ειλικρινής πρακτικός αριθμός.

Ακολουθώντας αυτό μπορείτε να δείτε πόσες ενεργοποιήσεις κρατούνται σε εφεδρεία αν ο συμπιεστής σταματήσει να παρέχει αέρα:

Στα περίπου 60 psi ενεργοποιείται η προειδοποιητική λυχνία και ο βομβητής χαμηλής πίεσης, και καθώς η πίεση συνεχίζει να πέφτει στη ζώνη 20 έως 45 psi τα φρένα ελατηρίου ενεργοποιούνται μόνα τους. Αυτές οι εφεδρικές ενεργοποιήσεις υπάρχουν για να σε σταματήσουν στην άκρη του δρόμου, όχι για να σε πάνε στην επόμενη έξοδο.

Ό,τι άλλο καταναλώνει αέρα

Η πέδηση λειτουργίας συχνά δεν είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής σε ένα φορτηγό εργασίας. Ανάλογα με τη διαμόρφωση, οι ίδιες δεξαμενές τροφοδοτούν:

• Εκκένωση ξηραντήρα αέρα — κάθε διακοπή του ρυθμιστή αδειάζει τον όγκο εκκένωσης στην ατμόσφαιρα, οπότε περισσότεροι κύκλοι σημαίνουν περισσότερο αέρα που πετιέται
• Αερανάρτηση — οι βαλβίδες στάθμης εκτονώνονται και ξαναγεμίζουν συνεχώς σε ανώμαλο έδαφος και σε κάθε αποβάθρα
• Ανάρτηση καμπίνας και καθίσματος, κόρνες αέρα και ενεργοποιητές κλιματισμού
• Αέρας αλλαγής ταχυτήτων σε κιβώτια εύρους και διαχωριστή
• Βοηθητικά φορτία — χειριστήρια PTO, συρόμενες πέμπτες ρόδες, πύλες ανατροπής, ανυψωτικά ετικέτας άξονα, συμπλέκτες ανεμιστήρα με αέρα
• Διαρροές, οι οποίες σε παλαιότερο συνδυασμό συχνά υπερβαίνουν όλα τα παραπάνω μαζί

Λόγω αυτής της κοινής ζήτησης, η διάταξη δεξαμενών διατηρεί μια δεξαμενή παροχής (υγρή) πριν από τις κύριες και δευτερεύουσες δεξαμενές λειτουργίας, με προστατευτικές βαλβίδες ώστε μια βλάβη βοηθητικού να μην μπορεί να αδειάσει τα κυκλώματα φρένων.

Παροχή συμπιεστή και κύκλος λειτουργίας

Οι συμπιεστές βαρέων οχημάτων κατατάσσονται συνήθως στην κατηγορία 12 έως 30 CFM στη ρυθμισμένη ταχύτητα κινητήρα, αν και υπάρχουν και μικρότερες και πολύ μεγαλύτερες μονάδες. Ο ρυθμιστής φορτώνει τον συμπιεστή γύρω στα 100 έως 110 psi και τον αποφορτίζει γύρω στα 120 έως 135 psi, οπότε η μονάδα αντλεί στις δεξαμενές μόνο μέρος του χρόνου.

Η χρήσιμη μέτρηση είναι ο κύκλος λειτουργίας: το ποσοστό του χρόνου λειτουργίας που ο συμπιεστής περνά πραγματικά χτίζοντας αέρα. Ένα στεγανό, σωστά προδιαγεγραμμένο σύστημα βρίσκεται συνήθως άνετα κάτω από περίπου 25 τοις εκατό. Παρατεταμένος κύκλος λειτουργίας πάνω από αυτή τη ζώνη είναι η κλασική αιτία υψηλών θερμοκρασιών εκκένωσης, συσσώρευσης άνθρακα στη γραμμή εκκένωσης, και μεταφοράς λαδιού στον ξηραντήρα και τις δεξαμενές. Η τοποθέτηση μεγαλύτερου συμπιεστή για θεραπεία του θέματος αντιμετωπίζει μόνο το σύμπτωμα.

Πώς να καταλάβετε αν το φορτηγό σας καταναλώνει υπερβολικό αέρα

Δύο μετρήσεις ξεχωρίζουν την κανονική κατανάλωση από βλάβη. Η πρώτη είναι η διαρροή. Με τον κινητήρα σβηστό, το όχημα ασφαλισμένο με τάκους και πίεση γύρω στα 90 psi, παρακολουθήστε τα μανόμετρα για ένα λεπτό:

Η δεύτερη είναι η ανάπτυξη πίεσης. Με τον κινητήρα σε γρήγορο ρελαντί, η πίεση πρέπει να ανέβει από περίπου 85 σε 100 psi μέσα σε περίπου 45 δευτερόλεπτα σε ένα υγιές διπλό σύστημα· το FMVSS 121 θέτει μια αυστηρότερη απαίτηση 25 δευτερολέπτων στη μέγιστη ρυθμισμένη ταχύτητα κινητήρα. Αργή ανάπτυξη με αποδεκτή απώλεια δείχνει τον συμπιεστή, τη βαλβίδα αποφόρτισης ή μια περιορισμένη γραμμή εκκένωσης. Γρήγορη ανάπτυξη με υπερβολική απώλεια δείχνει τις σωληνώσεις, και η λύση είναι να απομονώσετε τη διαρροή κύκλωμα προς κύκλωμα αντί να αντικαταστήσετε εξαρτήματα με υποψίες.

Πρακτικός κανόνας: αν ο συμπιεστής εναλλάσσεται περισσότερες από δύο φορές ανά μίλι σταθερής αυτοκινητοδρόμου λειτουργίας, έχετε διαρροή ή κολλημένο βοηθητικό εξάρτημα — όχι πρόβλημα κατανάλωσης αέρα λόγω φρεναρίσματος.

Πρακτικά συμπεράσματα για οδηγούς και στόλους

Χρησιμοποιήστε τη μηχανόφρενο ή τον επιβραδυντήρα για έλεγχο ταχύτητας σε κατηφόρες, και κρατήστε τα φρένα λειτουργίας για μετρημένες, σταθερές ενεργοποιήσεις αντί για συνεχές ελαφρύ σύρσιμο. Κρατήστε τους ρυθμιστές τάνυσης εντός προδιαγραφών ώστε κάθε ενεργοποίηση να εκτοπίζει μόνο τον όγκο που σχεδιάστηκε. Αδειάστε τις δεξαμενές σύμφωνα με το πρόγραμμα ώστε τα δοχεία να κρατούν αέρα και όχι νερό. Και αντιμετωπίστε κάθε αλλαγή στον ρυθμό εναλλαγής — το διάστημα που περιμένετε μεταξύ επανασυνδέσεων του ρυθμιστή — ως πρώιμη προειδοποίηση που αξίζει διερεύνησης πριν ο βομβητής χαμηλής πίεσης πάρει την απόφαση για εσάς.