Pneumatske vs hidraulične kočnice: koja je razlika?

Suštinska razlika je u radnom mediju i tome kako svaki sistem otkazuje. Hidraulične kočnice prenose pritisak vaše noge kroz nestišljivu tečnost direktno do radnih cilindara ili čeljusti: pritisnete papučicu, tečnost se pomera, kočnice stežu. Pneumatske kočnice su pneumatske po prirodi. Kompresor koji pokreće motor gradi rezervu komprimovanog vazduha u rezervoarima, a papučica kočnice (nožni ventil) jednostavno dozira koliko tog uskladištenog vazduha stiže do kočionih komora. Najveća praktična razlika je što su pneumatske kočnice sigurnosne (fail-safe): kada se izgubi pritisak vazduha, snažne opruge aktiviraju kočnice i zaustavljaju vozilo. Izgubite tečnost u hidrauličnom sistemu i možete ostati sa papučicom do poda i bez ikakvog efekta.

Upravo taj jedan projektni izbor je razlog zašto svaki natovaren šleper, gradski autobus i prikolica za autoput koriste vazduh, dok vaš pikap i automobil koriste hidrauliku.

Kako svaki sistem prenosi silu do točkova

Hidraulične kočnice se oslanjaju na zatvoreno kolo ispunjeno tečnošću. Papučica gura klip glavnog cilindra, i pošto se kočiona tečnost ne stišljiva, taj pritisak se skoro trenutno pojavljuje na svakoj čeljusti. Vakuum ili hidraulički pojačivač multiplikuje snagu vaše noge tako da vozač može da stvori dovoljnu silu stezanja uz lak pritisak na papučicu. Sistem je jednostavan, lak, brz i samostalan.

Pneumatske kočnice rade obrnuto: sila je već uskladištena, a vozač samo kontroliše ventil. Kompresor pneumatskog kočionog sistema pogonjen kaišem ili zupčanicima održava rezervoare napunjenim na otprilike 120 psi. Kada pritisnete pedalni (treadle) ventil, vazduh protiče kroz relejne ventile do kočionih komora, gde membrana gura potisnu šipku, okreće podešivač zazora i uvrće S-kam koji širi obloge protiv doboša. Pošto se snabdevanje vazduhom kontinuirano proizvodi i skladišti, pneumatski sistem može da proizvede ogromnu, ponovljivu silu stezanja bez dodatnog napora vozačeve noge. Za potpuni lanac komponenti, pogledajte kako rade pneumatski kočioni sistemi.

Poređenje jedno pored drugog

Zašto teška vozila koriste vazduh

Nekoliko faktora usmerava komercijalna vozila ka vazduhu umesto tečnosti:

• Sigurnosno parkiranje i kočenje u hitnim slučajevima. Oprужne kočnice se drže isključenim pritiskom vazduha. Ako vod pukne ili sistem izgubi pritisak, opruge se automatski aktiviraju. Vozilo od 40 tona ne može da se osloni na sistem tečnosti koji potpuno otkazuje pri jednom curenju.
• Neograničeno snabdevanje. Kompresor stalno puni rezervoare, tako da duge nizbrdice i ponovljena naglo kočenja ne troše kočioni medij onako kako fiksna zapremina u sistemu tečnosti može da oslabi ili proključa.
• Lako povezivanje prikolice. Vazduh se povezuje između tegljača i prikolice preko brzih spojki (gladhands) i vazdušnih vodova koji se spajaju i razdvajaju za nekoliko sekundi. Postavljanje krutih hidrauličnih vodova na prikolicu koja se menja bilo bi nepraktično i opasno.
• Ogromna, dosledna sila stezanja. Uskladišteni pritisak vazduha koji deluje na velike membrane komora proizvodi silu potrebnu za zaustavljanje potpuno natovarenih osovina, bez zahteva za sirovom snagom noge vozača.
• Redundansa. Kamioni koriste dvostruki pneumatski kočioni sistem sa odvojenim primarnim i sekundarnim krugovima, tako da kvar u jednom i dalje ostavlja upotrebljivo kočenje na drugom.

Zašto automobili ostaju hidraulični

Lakim vozilima jednostavno nije potrebno sve to. Opterećenja su dovoljno mala da pritisak tečnosti uz vakuum pojačivač daje dovoljno sile zaustavljanja, a hidraulični sistemi su lakši, jeftiniji i reaguju trenutno bez kašnjenja. Nema prikolice za povezivanje, nema potrebe za neprekidno radećim kompresorom, a savremeni dvokružni hidraulični glavni cilindar daje adekvatnu prednju/zadnju redundansu za masu vozila u pitanju. Dodavanje kompresora, rezervoara, sušača i mreže ventila sedanu bi dodalo masu i složenost bez stvarne koristi.

Postoji i srednje rešenje: pneumatsko-hidraulične kočnice koriste pritisak vazduha za pokretanje hidrauličnog glavnog cilindra, uobičajene na kamionima srednje tonaže koji žele kontrolu u pneumatskom stilu sa hidrauličnim krajevima točkova.

Kompromisi koje treba imati na umu

Pneumatske kočnice nisu bez mana. Reaguju delić sekunde sporije jer vazduh mora da putuje kroz vodove i ventile pre nego što se izgradi pritisak u komori, zbog čega su kašnjenje kočnice i matematika zaustavnog puta bitni na CDL ispitu. Vozilo takođe neće otpustiti parking kočnice dok se sistem ne napuni na otprilike 120 psi, tako da čekate nakon paljenja. I pošto komprimovani vazduh uvek nosi vlagu, voda se skuplja u rezervoarima i mora se ispuštati. Zato posade prazne rezervoare i zato se ugrađuje sušač vazduha koji uklanja vlagu pre nego što stigne do rezervoara. Preskočite to i izlažete se koroziji, zamrzavanju ventila i zaglavljivanju zimi.

Hidraulični sistemi imaju sopstvenu slabost: tečnost tokom vremena apsorbuje vodu, snižavajući tačku ključanja i rizikujući pregrevanje kočnica pod produženim opterećenjem. Ali za režim rada putničkog automobila, to se lako rešava povremenom zamenom tečnosti.

Praktično pravilo: ako je vozilo dovoljno teško da zahteva CDL, gotovo sigurno koristi pneumatske kočnice, upravo zato što teško vozilo ne sme da izgubi celokupno kočenje zbog jednog curenja.

Razumevanje sa kojim sistemom radite menja sve u dijagnostici. Kod pneumatskog sistema, nizak pritisak, sporo punjenje ili zvučno upozorenje usmeravaju vas ka kompresoru, regulatoru ili curenju: počnite sa gubitkom pritiska u pneumatskom kočionom sistemu. Kod hidrauličnih sistema tragate za tečnošću, zaptivkama i pojačivačima. Isti zadatak, zaustaviti vozilo, ali sa potpuno drugačijom instalacijom iza toga.