รถบรรทุกใช้ลมเท่าไรในการเบรก

การเบรกเต็มที่อย่างหนักแน่นบนรถหัวลากพ่วง 5 เพลาทั่วไปใช้ลมอิสระประมาณ 1 ถึง 3 ลูกบาศก์ฟุต และลดแรงดันถังลมลงประมาณ 10 ถึง 15 psi การเบรกขับขี่ปกติ ที่แป้นเบรก 10 ถึง 25 psi ใช้ลมน้อยกว่ามาก มักเพียงหนึ่งในสามหรือต่ำกว่านั้น เนื่องจากระบบที่ชาร์จเต็มจะอยู่ที่ราว 120 psi และมีปริมาตรถังลมมากกว่ากระบอกเบรกหลายเท่า ถังลมจึงยังเก็บลมพอสำหรับการเบรกเต็มที่ได้อีกหลายครั้งแม้คอมเพรสเซอร์จะหยุดผลิตลมโดยสิ้นเชิง

สิ่งที่ใช้ลมจริงๆ ในการเบรกหนึ่งครั้ง

เบรกลมคือระบบลม การเหยียบแป้นเบรกจะเติมลมด้านใช้งานของกระบอกเบรกทุกตัว รวมถึงท่อลมทั้งหมดระหว่าง relay valve กับกระบอกเบรกเหล่านั้น ปริมาตรที่ถูกเติมขึ้นอยู่กับระยะที่ก้านดันแต่ละอันเคลื่อนที่ก่อนที่ผ้าเบรกจะสัมผัสดรัม ไม่ใช่ขึ้นกับแรงที่คุณเหยียบ แรงดันเป็นตัวกำหนดแรงและมวลของลมที่ใช้ ระยะชักเป็นตัวกำหนดปริมาตร

ปริมาตรลมที่ถูกแทนที่โดยประมาณต่อกระบอกเบรก โดยใช้พื้นที่ไดอะแฟรมที่มีผลและระยะชักใช้งานจริง

กระบอกเบรก 10 ตัวบนรถหัวลาก 3 เพลาและรถพ่วง 2 เพลา อาจมีปริมาตรรวม 400 ถึง 550 ลูกบาศก์นิ้ว และท่อลมส่งอาจเพิ่มอีก 30 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์บนรถพ่วงยาว เติมที่แรงดันเกจ 60 psi จะเท่ากับใช้ลมอิสระประมาณ 1.5 ถึง 2.5 ลูกบาศก์ฟุต ในการเบรกเบาที่ 15 psi ระยะชักเดียวกันจะเกิดขึ้น แต่มวลลมที่ดึงจากถังจะน้อยกว่ามาก

นี่คือเหตุผลที่การตั้งเบรกกลายเป็นปัญหาเรื่องลม กระบอกเบรกที่ระยะชักยาวเกินขีดจำกัดการปรับตั้งบน slack adjuster จะแทนที่ปริมาตรมากขึ้นในทุกครั้งที่เบรก ทำให้คอมเพรสเซอร์ทำงานหนักขึ้นเวลาลงเขากว่าที่ควรจะเป็น การตั้งเบรกจึงเป็นปัญหาเรื่องการจ่ายลมก่อนที่จะเป็นปัญหาเรื่องระยะเบรก

ทำไมการเบรกเต็มที่จึงลดเกจเพียง 10-15 psi

ในสหรัฐฯ FMVSS 121 กำหนดให้ปริมาตรรวมของถังลมใช้งานและถังลมจ่ายต้องมากกว่าปริมาตรรวมของกระบอกเบรกใช้งานทั้งหมดอย่างน้อย 12 เท่า อัตราส่วนนี้เองคือเหตุผลทั้งหมดที่เบรกลมให้การเบรกซ้ำได้หลายครั้ง

ลองคำนวณกับระบบในอุดมคติที่อัตราส่วน 12:1 ชาร์จที่ 120 psi ซึ่งเท่ากับประมาณ 135 psi แบบสมบูรณ์ (absolute) เมื่อเปิดกระบอกเบรกให้เชื่อมกับถัง ลมปริมาณเดิมจะกระจายไปเติมเต็ม 13 ส่วนแทนที่จะเป็น 12 ส่วน แรงดันสมบูรณ์จะลดลงมาที่ราว 125 psi ซึ่งเท่ากับราว 110 psi บนเกจ นั่นคือลดลงประมาณ 10 psi สำหรับการเบรกเต็มที่หนึ่งครั้ง ระบบจริงจะสูญเสียมากกว่านั้นเล็กน้อยเพราะปริมาตรของท่อ อุณหภูมิ และสายลมจ่ายรถพ่วง ดังนั้นตัวเลขจริงในสนามคือ 10 ถึง 15 psi

ลองคำนวณต่อดูว่ามีการเบรกสำรองอยู่กี่ครั้งหากคอมเพรสเซอร์หยุดจ่ายลม

ที่ประมาณ 60 psi ไฟเตือนลมต่ำและเสียงเตือนจะดังขึ้น และเมื่อแรงดันลดลงต่อไปในช่วง 20 ถึง 45 psi สปริงเบรกจะทำงานเอง การเบรกสำรองเหล่านี้มีไว้เพื่อให้คุณหยุดรถบนไหล่ทางได้ ไม่ใช่เพื่อขับต่อไปยังทางออกถัดไป

สิ่งอื่นๆ ที่ใช้ลม

เบรกใช้งานมักไม่ใช่ตัวใช้ลมมากที่สุดในรถบรรทุกที่ทำงานจริง ขึ้นอยู่กับสเปครถ ถังลมชุดเดียวกันอาจเลี้ยง

• การระบายลมของเครื่องอบลม (air dryer purge) ทุกครั้งที่ governor ตัด จะปล่อยปริมาตรระบายออกสู่บรรยากาศ ยิ่งรอบมาก ยิ่งเสียลมมาก
• ระบบกันสะเทือนลม วาล์วปรับระดับจะระบายและเติมลมตลอดเวลาบนถนนขรุขระและทุกครั้งที่จอดที่ท่าขนถ่าย
• ระบบกันสะเทือนห้องขับและเบาะ แตรลม และตัวขับเคลื่อน HVAC
• ลมเปลี่ยนเกียร์ บนกล่องเกียร์แบบ range และ splitter
• โหลดเสริม ระบบควบคุม PTO, ล้อห้าเลื่อนแบบเลื่อนได้, ประตูเทท้าย, ยกเพลาแท็ก, คลัตช์พัดลมที่ขับด้วยลม
• การรั่ว ซึ่งบนรถพ่วงเก่ามักจะมากกว่าทุกอย่างข้างต้นรวมกัน

เนื่องจากความต้องการที่ใช้ร่วมกันนี้ การจัดวางถังลม จึงมีถังจ่าย (wet tank) อยู่ก่อนถังใช้งานหลักและถังใช้งานรอง พร้อมวาล์วป้องกันเพื่อไม่ให้อุปกรณ์เสริมที่เสียหายดึงลมจากวงจรเบรกไปหมด

การจ่ายลมของคอมเพรสเซอร์และรอบการทำงาน

คอมเพรสเซอร์ของรถหนักมักมีพิกัดในช่วง 12 ถึง 30 CFM ที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่ควบคุมไว้ แม้จะมีรุ่นเล็กกว่าและใหญ่กว่านั้นมากก็ตาม ตัวควบคุมแรงดัน (governor) จะให้คอมเพรสเซอร์โหลดที่ราว 100 ถึง 110 psi และไม่โหลดที่ราว 120 ถึง 135 psi ดังนั้นตัวคอมเพรสเซอร์จะอัดลมเข้าถังเพียงบางช่วงเวลาเท่านั้น

ตัวชี้วัดที่มีประโยชน์คือรอบการทำงาน (duty cycle) คือเปอร์เซ็นต์ของเวลาทำงานที่คอมเพรสเซอร์ใช้ในการอัดลมจริงๆ ระบบที่แน่นหนาและระบุสเปคถูกต้องมักจะอยู่ต่ำกว่าประมาณ 25 เปอร์เซ็นต์อย่างสบายๆ รอบการทำงานที่สูงกว่าช่วงนี้อย่างต่อเนื่องเป็นสาเหตุคลาสสิกของอุณหภูมิปล่อยลมสูง คราบคาร์บอนสะสมในท่อปล่อยลม และน้ำมันปนเข้าไปในเครื่องอบลมและถังลม การเปลี่ยนไปใช้คอมเพรสเซอร์ใหญ่ขึ้นเพื่อแก้ปัญหานี้คือการรักษาที่อาการ ไม่ใช่ต้นเหตุ

วิธีดูว่ารถของคุณใช้ลมมากเกินไปหรือไม่

มีสองการวัดที่แยกการใช้งานปกติออกจากความผิดปกติ อย่างแรกคือการรั่ว ดับเครื่องยนต์ ล็อกล้อรถ และแรงดันประมาณ 90 psi เฝ้าดูเกจเป็นเวลาหนึ่งนาที

อย่างที่สองคือการสร้างแรงดัน ที่รอบเดินเบาเร็ว แรงดันควรเพิ่มจากประมาณ 85 ถึง 100 psi ภายในราว 45 วินาทีบนระบบคู่ที่สมบูรณ์ FMVSS 121 กำหนดข้อกำหนดที่เข้มกว่าคือ 25 วินาทีที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงสุดที่ควบคุมไว้ การสร้างแรงดันช้าพร้อมกับการรั่วที่ยอมรับได้บ่งชี้ถึงคอมเพรสเซอร์ ตัว unloader หรือท่อปล่อยลมที่ถูกจำกัด การสร้างแรงดันเร็วพร้อมกับการรั่วมากเกินไปบ่งชี้ถึงระบบท่อ และวิธีแก้คือแยกหาวงจรที่รั่วทีละวงจรแทนที่จะเปลี่ยนอะไหล่โดยไม่แน่ใจ

กฎง่ายๆ: หากคอมเพรสเซอร์หมุนรอบมากกว่าสองสามครั้งต่อไมล์ในการขับทางหลวงปกติ นั่นคือมีลมรั่วหรืออุปกรณ์เสริมค้าง ไม่ใช่ปัญหาการใช้ลมจากการเบรก

ข้อแนะนำเชิงปฏิบัติสำหรับคนขับและกองรถ

ใช้เอ็นจิ้นเบรกหรือรีทาร์เดอร์ควบคุมความเร็วบนทางลาดชัน และเก็บเบรกใช้งานไว้สำหรับการเบรกที่วัดผลได้และหนักแน่น แทนที่จะเบียดเบาต่อเนื่อง รักษา slack adjuster ให้อยู่ในสเปคเพื่อให้การเบรกแต่ละครั้งใช้ปริมาตรตามที่ออกแบบไว้เท่านั้น ระบายถังตามกำหนดเวลาเพื่อให้ถังเก็บลมแทนที่จะเก็บน้ำ และถือว่าการเปลี่ยนแปลงจังหวะการหมุนรอบ ช่วงเวลาที่คุณคาดว่า governor จะต่อกลับ เป็นสัญญาณเตือนล่วงหน้าที่ควรตรวจสอบก่อนที่เสียงเตือนลมต่ำจะตัดสินใจแทนคุณ