Compresoare de aer electrice (acţionate de motor electric) pe camioanele electrice cu baterie

Un camion electric cu baterie tot pe aer comprimat opreşte. Deoarece nu există motor termic care să acţioneze o pompă cu angrenaj sau curea, compresorul sistemului de frânare cu aer primeşte propriul motor electric şi este comandat de electronica de control a vehiculului, nu de un regulator mecanic. Presiunile de lucru nu se schimbă: decuplarea rămâne în jur de 120-135 psi, cuplarea în jur de 100-110 psi, iar un sistem complet încărcat se situează aproape de 120 psi. Tot ce urmează în aval — uscător, rezervoare, supape, camere, frâne de bază — este componentă hardware pe care ştii deja să o întreţii.

De ce un camion electric are nevoie de un compresor diferit

Un compresor de aer clasic, acţionat de motor, este montat pe motorul diesel şi depinde complet de acesta. Este acţionat de un angrenaj sau o curea la turaţia motorului, alimentat cu ulei de motor sub presiune printr-o conductă de alimentare, răcit prin lichidul de răcire al motorului şi se roteşte continuu cât timp motorul funcţionează, încărcând şi descărcând pe măsură ce presiunea din rezervor creşte şi scade. Elimini motorul şi fiecare dintre aceste interfeţe dispare.

Ce nu dispare este cererea de aer. Frânarea de serviciu, frânele de parcare cu arc, suspensia pneumatică şi nivelarea, suspensia cabinei şi a scaunului, claxonul, iar la autobuzele urbane uşile şi funcţia de îngenunchere, toate consumă aer. Frânarea regenerativă preia o mare parte din decelerarea obişnuită la un camion electric, ceea ce poate reduce solicitarea frânelor de bază, dar nu reduce aerul necesar pentru eliberarea frânelor cu arc, nivelarea şasiului sau o oprire bruscă ori la viteză mică. Alimentarea cu aer pe un camion electric cu baterie este un sistem critic pentru siguranţă exact în acelaşi mod ca la un diesel.

Cum funcţionează un compresor de aer acţionat electric

Capul compresorului în sine este familiar: de obicei o construcţie cu piston cu mişcare alternativă, uneori un element tip scroll. Ce se schimbă este ce îl acţionează. Un motor fără perii îl antrenează, alimentat fie de la magistrala de tracţiune de înaltă tensiune printr-un invertor (de obicei clasa 400 V sau 800 V la tractoare grele şi autocare), fie de la sistemul de 24 V la aplicaţiile mai uşoare şi de tonaj mediu. La majoritatea vehiculelor actuale, compresorul, motorul şi invertorul său, uscătorul de aer şi electronica de control sunt furnizate ca un singur ansamblu, adesea numit unitate de alimentare cu aer sau modul de producere a aerului.

Controlul electronic înlocuieşte regulatorul mecanic

La un camion diesel, un regulator pneumatic sesizează presiunea din rezervor şi comandă descărcătorul pentru a opri pomparea la decuplare şi a o relua la cuplare. La un sistem acţionat electric, un traductor de presiune raportează la ECU, iar ECU-ul pur şi simplu porneşte, opreşte sau variază turaţia motorului în aceeaşi fereastră. Deoarece turaţia motorului este controlabilă, unitatea poate funcţiona lent pentru o completare îndelungată şi silenţioasă în loc să pornească şi să se oprească brusc. O supapă mecanică de siguranţă şi o funcţie de purjare a uscătorului rămân, dar traseul clasic de diagnosticare regulator-descărcător este în mare parte înlocuit de coduri de eroare, date de presiune în timp real şi contoare ale timpului de funcţionare al compresorului.

Capetele fără ulei schimbă ce ajunge la uscător

Multe compresoare acţionate electric funcţionează fără ulei, folosind segmenţi de piston cu funcţionare uscată şi alezaje acoperite sau un element tip scroll, deoarece nu există o galerie de ulei de motor de la care să se alimenteze. Aceasta elimină cea mai comună cale de contaminare dintr-un sistem clasic: antrenarea uleiului spre uscător, rezervoare şi supape. Nu elimină apa. Comprimarea şi răcirea aerului depun întotdeauna condens, aşa că uscătorul de aer şi cartuşul său de desicant rămân pe programul de întreţinere, iar golirea rezervoarelor sau supapele de drenaj automat contează în continuare. Unele construcţii păstrează o baie de ulei etanşă în loc să funcţioneze uscat; verifică documentaţia producătorului înainte de a presupune oricare variantă.

Acţionat de motor versus acţionat electric, pe scurt

Pe un camion electric, aerul costă autonomie

Aceasta este diferenţa operaţională pe care flotele o simt prima. La un diesel, munca compresorului este ascunsă în consumul de combustibil şi nimeni nu o măsoară. La un camion cu baterie, fiecare metru cub de aer provine din pachetul de tracţiune, aşa că o scurgere lentă care înainte doar făcea compresorul să cicleze puţin mai des acum apare ca timp suplimentar de funcţionare a motorului şi pierdere măsurabilă de autonomie. Căutarea scurgerilor devine o problemă de eficienţă, nu doar de frânare.

Avantajul este programarea. Deoarece compresorul nu mai depinde de motor, software-ul de control poate preîncărca sistemul cât timp vehiculul este conectat la priză sau staţionat, aşa că vehiculul pleacă cu sistemul plin în loc ca şoferul să aştepte umplerea. De asemenea, poate direcţiona funcţionarea compresorului spre evenimentele de frânare regenerativă şi departe de cererea de putere de vârf la urcare.

Service, diagnosticare şi siguranţă

Compresoarele de înaltă tensiune sunt cablate cu cabluri portocalii şi trebuie deconectate şi blocate conform procedurii producătorului, de către un tehnician instruit şi echipat pentru lucrul cu înaltă tensiune. Nu deschide niciodată un conector HV sau carcasa compresorului pe un sistem sub tensiune.

Diagnosticarea începe cu tester-ul de diagnoză, nu cu un manometru intercalat. Citeşte ciclul de funcţionare al compresorului, presiunea comandată faţă de cea reală, curentul motorului şi orice istoric de derating termic. Umplerea lentă cu funcţionare normală a motorului indică tot ce indica întotdeauna: o scurgere în sistem, un filtru de admisie restricţionat sau un element de pompare uzat. Filtrarea admisiei merită atenţie suplimentară la unităţile fără ulei, deoarece segmenţii cu funcţionare uscată şi jocurile strânse nu iartă praful.

Piese, interschimbabilitate şi flota existentă

Interschimbă unităţile acţionate electric după numărul de piesă OE şi platforma vehiculului, nu după motor, deoarece nu există motor de referinţă. Deoarece compresorul, motorul, uscătorul şi electronica sunt frecvent un singur ansamblu, decizia de reparaţie este adesea înlocuirea modulului, nu a garniturii de chiulasă sau a setului de segmenţi, deşi seturi pentru elementul de pompare există pentru unele construcţii.

Între timp, marea majoritate a camioanelor, autobuzelor şi remorcilor de pe drum rămân diesel cu pompe clasice acţionate de angrenaj, iar această flotă va fi întreţinută încă mulţi ani. Atelierele care deservesc ambele generaţii ţin în continuare pe stoc compresoare de aer de frânare de calitate OE pentru vehicule comerciale grele alături de modulele electrice mai noi.

Ce nu se schimbă

Plaja de siguranţă este identică. Dispozitivele de avertizare pentru aer scăzut se activează aproape de 60 psi, frânele cu arc încep să se aplice undeva în intervalul 20-45 psi pe măsură ce presiunea scade, iar verificarea pre-cursă a frânelor cu aer, limitele de pierdere de presiune, măsurarea cursei tijei împingătoare şi rutinele de golire a rezervoarelor se aplică exact ca înainte. Frânele unui camion electric sunt pneumatice, nu hidraulice, şi sunt ţinute eliberate de presiunea aerului în acelaşi mod. Compresorul a învăţat un nou mod de a se roti; sistemul de frânare nu şi-a schimbat cu nimic funcţionarea.