Cerințele FMVSS 121: standardul american pentru frâna pneumatică

FMVSS 121 — Standardul Federal de Siguranță pentru Autovehicule nr. 121, codificat la 49 CFR 571.121 — este regula din SUA care stabilește performanțele minime pentru camioanele, tractoarele, autobuzele și remorcile noi cu frână pneumatică. Acesta dictează cât de repede trebuie să încarce compresorul sistemul, ce volum de rezervor trebuie să aibă vehiculul, cât de rapid trebuie să se acționeze și să se elibereze frânele, ce distanță maximă are voie vehiculul să parcurgă pentru a se opri de la 60 mph și că vehiculul trebuie să dispună de frânare antiblocare. Important, este un standard de fabricație: NHTSA îl aplică producătorului la momentul fabricației, în timp ce starea unui camion deja în exploatare este reglementată de normele FMCSA din 49 CFR Partea 393.

Ce reglementează efectiv standardul

FMVSS 121 este redactat ca un set de teste de tip admis/respins pe care un vehicul nou trebuie să le treacă. În linii mari, acoperă cinci domenii: alimentarea și stocarea aerului, dispozitivele de avertizare, timpii de acționare și eliberare a frânei, performanța de oprire de serviciu și de urgență, și forța de menținere a frânei de parcare. Include și cerința de antiblocare care a remodelat componentele frânei pneumatice nord-americane la sfârșitul anilor 1990. Standarde conexe completează golurile — FMVSS 106 acoperă furtunurile și țevile de aer, FMVSS 105 și 135 acoperă vehiculele cu frână hidraulică, iar FMVSS 136 acoperă controlul electronic al stabilității pentru tractoare și autobuzele mari.

Alimentarea cu aer, rezervoarele și dispozitivele de avertizare

Testul de încărcare este cel pe care majoritatea tehnicienilor îl rețin: cu rezervoarele pornind de la 85 psi și motorul la turația maximă recomandată de producător, compresorul trebuie să ridice presiunea rezervorului de serviciu la 100 psi în 25 de secunde. De aceea capacitatea compresorului este specificată pentru vehicul, nu aleasă la întâmplare — o unitate subdimensionată pe un pachet mare de rezervoare nu poate îndeplini această cerință.

Dimensiunea stocajului este calculată în funcție de frânele pe care trebuie să le alimenteze. Volumul combinat al rezervoarelor pe o unitate motoare trebuie să fie de cel puțin douăsprezece ori volumul combinat al tuturor camerelor de frână de serviciu; remorcile au un multiplicator mai mic. Fiecare rezervor are nevoie de un drenaj la punctul cel mai jos și de protecție cu supapă de reținere, astfel încât o defecțiune în amonte să nu golească întregul sistem. Standardul nu specifică o valoare de reglare a regulatorului — cere ca sistemul să atingă și să mențină presiunea de lucru — astfel încât în practică se întâlnesc decuplări între 120 și 135 psi, cuplări între 100 și 110 psi, iar un sistem sănătos complet încărcat se situează în jurul a 120 psi. Avertizarea de aer scăzut trebuie să funcționeze la cel puțin jumătate din presiunea de decuplare a regulatorului, ceea ce plasează buzzerul și lampa în jurul valorii de 60 psi pe majoritatea echipamentelor.

Timpii de acționare și eliberare

Limitele de timp există pentru ca frânele tractorului și ale remorcii să se acționeze împreună, nu în secvență. Testele pornesc de la o presiune a rezervorului de aproximativ 100 psi și se măsoară la cameră.

Acestea sunt cifrele în funcție de care sunt proiectate supapele releu, supapele de eliberare rapidă și dimensionarea conductelor. Dacă înlocuiți o supapă releu cu o presiune de deschidere greșită sau instalați la o remorcă o conductă subdimensionată, puteți ieși din parametrii pentru care vehiculul a fost omologat, chiar dacă nimic nu curge, din punct de vedere tehnic.

Distanța de oprire

Regula din 2009 privind reducerea distanței de oprire a redus cerințele pentru tractoare cu aproximativ 30%, implementată treptat începând cu august 2011 pentru majoritatea tractoarelor cu trei axe și 2013 pentru restul. Opririle se fac de la 60 mph pe suprafață uscată, iar vehiculul trebuie să rămână într-o bandă de 12 picioare.

Distanțe separate, mai mari, se aplică opririlor cu încărcare redusă și opririlor de urgență efectuate cu un circuit defect. Acest test de defecțiune parțială este motivul pentru care fiecare unitate motoare modernă cu frână pneumatică împarte sistemul de serviciu în circuite independente față-spate — vedeți cum funcționează un sistem dual de frână pneumatică pentru partea de instalație.

ABS și stabilitatea

Frânarea antiblocare a devenit obligatorie conform FMVSS 121 pe tractoarele cu frână pneumatică fabricate începând cu 1 martie 1997 și pe celelalte camioane, autobuze și remorci cu frână pneumatică fabricate începând cu 1 martie 1998. Tractoarele au o lampă de defecțiune ABS în cabină; remorcile au o lampă externă de defecțiune pe partea stângă, iar tractoarele fabricate din martie 2001 trebuie să afișeze și o lampă de defecțiune ABS a remorcii în cabină. ABS-ul remorcii primește alimentare prin conectorul cu șapte pini, motiv pentru care un pin corodat se poate manifesta ca o lampă ABS a remorcii stinsă, mai degrabă decât ca o defecțiune de frânare.

Frâna de parcare și de urgență

Frâna de parcare trebuie acționată mecanic — adică prin frâne cu arc, nu menținută cu aer — și trebuie să țină vehiculul încărcat pe o pantă de 20%. Arcurile încep să acționeze pe măsură ce presiunea sistemului scade, de obicei undeva în intervalul 20-45 psi, motiv pentru care o scurgere necontrolată parchează în cele din urmă vehiculul în loc să-l lase în deplasare liberă. Standardul cere de asemenea ca o defecțiune în sistemul de serviciu să lase totuși un mijloc de oprire a vehiculului.

Cui i se aplică — și cui nu

FMVSS 121 se aplică vehiculelor noi cu frână pneumatică construite pentru utilizare rutieră în SUA. Sistemele hidraulice și aer-peste-hidraulic intră sub alte standarde, iar anumite remorci și echipamente off-road sau cu destinație specială sunt excluse sau parțial excluse. Nimic din FMVSS 121 nu spune unei flote cum să întrețină ulterior camionul; această sarcină revine reglementărilor FMCSA privind frâna pneumatică din Partea 393 și criteriilor de inspecție folosite la marginea drumului.

FMVSS 121 versus ECE R13

În afara Americii de Nord, majoritatea vehiculelor grele sunt omologate conform Regulamentului ONU nr. 13. Ambele sisteme urmăresc același rezultat, dar filosofia de testare diferă suficient încât un camion conform SUA nu este automat omologabil în Europa.

Regulile ECE R13 integrează de asemenea controlul electronic al stabilității direct în reglementarea de frânare, în timp ce SUA îl gestionează printr-un standard separat. Practic, de aceea remorcile europene sosesc cu EBS și detectare a sarcinii ca dotare standard, în timp ce remorcile nord-americane rulează de obicei doar cu supape releu și ABS.

Ce înseamnă asta în atelier

Nu certificați vehicule, dar puteți decertifica unul în tăcere. Montați un compresor cu deplasament mai mic decât cel original și camionul poate să nu mai atingă timpul de încărcare 85-la-100 psi. Eliminați sau reduceți un rezervor și pierdeți volumul de rezervă pe care standardul îl presupunea. Înlocuiți cu o supapă cu timpi diferiți și remorca nu se mai acționează odată cu tractorul. Lăsați o lampă ABS nefuncțională și aveți atât o problemă de conformitate, cât și un vehicul care se oprește mai greu pe gheață. Potriviți componentele cu specificația OE — Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse, Haldex, Meritor și producătorii de camioane publică toate cifrele — iar vehiculul continuă să funcționeze așa cum a fost certificat.