Droga hamowania hamulców pneumatycznych: dlaczego ciężarówki potrzebują tyle miejsca

Całkowita droga hamowania ciężarówki z hamulcami pneumatycznymi to suma czterech elementów: ile czasu zajmuje dostrzeżenie zagrożenia (dystans percepcji), ile czasu zajmuje ruch stopy (dystans reakcji), ile czasu potrzebuje powietrze, by dotrzeć i napełnić komory hamulcowe (dystans opóźnienia powietrza), oraz jak daleko pojazd przemieszcza się, gdy hamulce faktycznie już działają (efektywna droga hamowania). Hydrauliczne hamulce samochodowe mają tylko trzy z tych elementów, ponieważ płyn jest nieściśliwy i działa niemal natychmiast. Powietrze to sygnał pneumatyczny, który musi przebiec przez przewody, otworzyć zawory i wypełnić objętość, zanim pojawi się jakakolwiek siła. To dodatkowe opóźnienie trwa około 0,4 do 0,5 sekundy, czyli około 32 stopy (10 m) nawierzchni przy 55 mph (89 km/h), i jest głównym powodem, dla którego hamulce pneumatyczne odczuwa się i zachowują się inaczej niż cokolwiek w samochodzie.

Cztery elementy zatrzymania

Rozłóż zatrzymanie na składowe, a stanie się jasne, dlaczego obciążony zestaw potrzebuje aż tyle miejsca, i które elementy technik może faktycznie kontrolować.

Zsumuj to wszystko, a sprawny obciążony zestaw przy 55 mph (89 km/h) potrzebuje łącznie około 450 stóp (137 m) od dostrzeżenia zagrożenia do zatrzymania - to mniej więcej długość półtora boiska piłkarskiego. Tylko dwa ostatnie elementy są mechaniczne. Pierwsze dwa należą do kierowcy, i żaden nowy sprzęt ich nie skróci.

Dlaczego opóźnienie powietrza jest unikalne dla hamulców pneumatycznych

Naciskając zawór nożny, nie przekazujesz siły hamowania bezpośrednio przewodem - wysyłasz sygnał pneumatyczny. Ten sygnał musi przebiec całą długość pojazdu, otworzyć zawory przekaźnikowe, a następnie napełnić każdą komorę wystarczającą objętością, by pokonać sprężyny powrotne i zniwelować luz między szczęką a bębnem. Sygnał porusza się szybko, ale napełnianie zajmuje czas, a czas przy prędkości autostradowej to dystans.

Dwa rozwiązania konstrukcyjne utrzymują opóźnienie w rozsądnych granicach. Zawory przekaźnikowe zamontowane blisko osi traktują sygnał z zaworu nożnego jedynie jako polecenie, a następnie zasilają komory z najbliższego zbiornika, zamiast przesyłać powietrze przez całą długość pojazdu od kabiny. Elektroniczne systemy hamulcowe idą o krok dalej, wysyłając polecenie elektrycznie i wykorzystując powietrze wyłącznie jako siłę wykonawczą. Jeśli ciężarówka sprawia wrażenie, że reaguje z opóźnieniem, to objaw wart zbadania od strony serwisowej, a nie dziwactwo, z którym trzeba żyć - zobacz opóźnienie hamulca i wolną reakcję hamulców, gdzie omówiono zwykłych winowajców.

Co pogarsza opóźnienie ponad normę

• Nadmierny skok popychacza, przez co komora zużywa powietrze i czas na zniwelowanie luzu, zanim siła dotrze do krzywki.
• Zagięte, zbyt wąskie lub zablokowane przewody powietrzne oraz zapchane złączki.
• Zawór przekaźnikowy powolnie się otwierający lub naczepa bez takiego zaworu.
• Niskie ciśnienie w układzie, ponieważ sprężarka lub regulator nie utrzymują pełnego naładowania.
• Nieszczelności obniżające ciśnienie w momencie pełnego zadziałania hamulców.

Droga hamowania w zależności od prędkości

Dystans percepcji, reakcji i opóźnienia rosną liniowo wraz z prędkością. Droga hamowania nie - rośnie proporcjonalnie do kwadratu prędkości, więc przyspieszenie z 30 do 60 mph (48 do 97 km/h) w przybliżeniu poczwarza tę część. Poniższe wartości zakładają suchą, płaską nawierzchnię, obciążony zestaw, prawidłowo wyregulowane hamulce i uważnego kierowcę. Traktuj je jako wartości planistyczne, a nie gwarancje.

Na mokrej nawierzchni należy liczyć się z zauważalnie większym dystansem, a na ubitym śniegu lub lodzie kilkukrotnie większym. To przyczepność, a nie siła hamowania, staje się ograniczeniem, a koło może zablokować się, zanim układ wykorzysta całe dostępne ciśnienie.

Droga hamowania z homologacji to nie droga hamowania w warunkach rzeczywistych

Federalne przepisy dotyczące skróconej drogi hamowania wymagają, by większość nowych trzyosiowych ciągników zatrzymywała się z 60 mph (97 km/h) w granicach 250 stóp (76 m) przy masie testowej, z większym limitem dla ciągników ciężkich i o zaostrzonych warunkach eksploatacji. Te wartości pochodzą z testu kontrolowanego: doświadczony kierowca, nawierzchnia o wysokiej przyczepności, hamulce w temperaturze testowej, a pomiar czasu zaczyna się od zadziałania hamulca. Percepcja i reakcja są całkowicie wyłączone. Dlatego karta danych może podawać 250 stóp (76 m), podczas gdy praktyczna wartość, jaką kierowca musi zachować przy prędkości autostradowej, wynosi bliżej 450 stóp (137 m).

Co wydłuża drogę hamowania w eksploatacji

• Regulacja hamulców. Popychacz poza granicą regulacji wykonuje mniej pracy, a jedna słaba oś przenosi obciążenie na pozostałe. Regulacja to najtańszy sposób skrócenia drogi hamowania.
• Ciepło. Gorące bębny i zeszklone okładziny tracą tarcie, dlatego długi zjazd powinien być prowadzony na hamulcu silnikowym. Więcej w artykule o przegrzaniu hamulców i zaniku ich skuteczności (fade).
• Niskie ciśnienie w układzie. W pełni naładowany układ utrzymuje się na poziomie około 120 psi, z regulatorem wyłączającym sprężarkę przy około 120-135 psi i ponownie włączającym przy około 100-110 psi. Gdy ciśnienie spada, siła w komorze spada wraz z nim.
• Stan obciążenia. Pusta naczepa hamuje inaczej, niekoniecznie lepiej - lekkie osie blokują się wcześnie i ABS spędza czas na zwalnianiu ciśnienia zamiast na jego przykładaniu.
• Opony i bębny. Zużyty bieżnik, niedopasowane średnice bębnów i zanieczyszczone okładziny odbierają przyczepność.
• Synchronizacja naczepy. Jeśli hamulce naczepy włączają się z opóźnieniem, ciągnik pracuje sam przez ułamek sekundy, a zestaw traci stabilność.

Jak utrzymać drogę hamowania tam, gdzie powinna być

Nic z tego nie wymaga egzotycznego sprzętu. Mierz skok popychacza przy każdym przeglądzie i koryguj wszystko, co osiągnęło lub przekroczyło granicę dla danego typu komory. Naprawiaj nieszczelności zamiast z nimi żyć; sprężarka też na tym korzysta. Utrzymuj powietrze suche, by zawory reagowały precyzyjnie w niskich temperaturach. Podczas siedmiostopniowej kontroli hamulców pneumatycznych sprawdź, czy ostrzeżenie o niskim ciśnieniu włącza się przy około 60 psi i czy hamulce sprężynowe uruchamiają się w zakresie 20-45 psi, gdy ciśnienie spada. Następnie kieruj się powyższymi wartościami, dodaj margines na masę, nachylenie i pogodę, i pamiętaj, że pierwsze dwie i pół sekundy każdego zatrzymania to czysta geometria - pojazd wciąż porusza się z prędkością drogową i mechanicznie nic jeszcze się nie wydarzyło.