FMVSS 121 Gereklilikleri: ABD Hava Fren Standardı

FMVSS 121 — 49 CFR 571.121'de kodlanmış Federal Motorlu Taşıt Güvenlik Standardı No. 121 — yeni hava frenli kamyon, kamyon-çekici, otobüs ve römorklar için asgari performansı belirleyen ABD kuralıdır. Kompresörün sistemi ne kadar hızlı şarj etmesi gerektiğini, aracın taşıması gereken tank hacmini, frenlerin ne kadar hızlı uygulanıp gevşemesi gerektiğini, 60 mph'ten durma mesafesini ve aracın kilitlenme önleyici frenleme (ABS) taşıması gerektiğini belirler. Kritik nokta: bu bir üretim standardıdır — NHTSA bunu üretim aşamasında üreticiye karşı uygular, hâlihazırda çalışan bir kamyonun durumu ise FMCSA'nın 49 CFR Part 393 kurallarıyla yönetilir.

Standart aslında neyi düzenliyor

FMVSS 121, yeni bir aracın geçmesi gereken bir dizi geç/kal testi olarak yazılmıştır. Genel olarak beş alanı kapsar: hava besleme ve depolama, uyarı cihazları, fren uygulama ve bırakma zamanlaması, servis ve acil durma performansı, park freni tutma kuvveti. Ayrıca 1990'ların sonunda Kuzey Amerika hava fren donanımını yeniden şekillendiren ABS gerekliliğini de taşır. İlgili standartlar boşlukları doldurur — FMVSS 106 hava fren hortumu ve borusunu, FMVSS 105 ve 135 hidrolik frenli araçları, FMVSS 136 ise çekici ve büyük otobüslerde elektronik denge kontrolünü kapsar.

Hava besleme, tanklar ve uyarı cihazları

Teknisyenlerin en çok hatırladığı test şarj testidir: tanklar 85 psi'den başlarken ve motor üreticinin önerdiği maksimum devirdeyken, kompresör servis tankı basıncını 25 saniye içinde 100 psi'ye çıkarmalıdır. Kompresör hacminin rastgele seçilmek yerine araca göre spesifiye edilmesinin nedeni budur — büyük bir tank grubunda yetersiz boyutlu bir ünite bunu karşılayamaz.

Depolama, beslediği frenlere göre boyutlandırılır. Bir güç ünitesindeki toplam tank hacmi, tüm servis fren odalarının toplam hacminin en az on iki katı olmalıdır; römorklar daha düşük bir katsayıya tabidir. Her tankın en alt noktasında bir tahliye ve yukarı akıştaki bir arızanın tüm sistemi boşaltmasını önleyen çek valf koruması gerekir. Standart bir regülatör ayarı belirtmez — sistemin çalışma basıncına ulaşıp onu koruması gerektiğini şart koşar — bu yüzden pratikte 120-135 psi arasında kesme, 100-110 psi arasında devreye girme ve sağlıklı tam dolu bir sistemde 120 psi civarı görülür. Düşük hava uyarısı, regülatör kesme basıncının yarısından az olmayan bir noktada devreye girmelidir; bu da çoğu ekipmanda uyarı ışığı ve zilini 60 psi civarına oturtur.

Uygulama ve bırakma zamanlaması

Zamanlama sınırları, çekici ve römork frenlerinin sırayla değil birlikte devreye girmesi için vardır. Testler yaklaşık 100 psi tank basıncından başlar ve odada ölçülür.

Röle valfleri, hızlı bırakma valfleri ve hat boyutlandırması bu rakamlara göre mühendislik edilir. Yanlış açılma basıncına sahip bir röle valfi takarsanız veya bir römorkü yetersiz boyutlu hatla döşerseniz, teknik olarak hiçbir yer sızdırmasa bile aracın onaylandığı performansın dışına kayabilirsiniz.

Durma mesafesi

2009 azaltılmış durma mesafesi kuralı, çekici gerekliliklerini yaklaşık yüzde 30 azalttı; çoğu üç dingilli çekici için Ağustos 2011'den, geri kalanı için 2013'ten itibaren uygulamaya girdi. Duruşlar kuru bir yüzeyde 60 mph'ten yapılır ve araç 12 fitlik bir şerit içinde kalmalıdır.

Hafif yüklü duruşlar ve bir devrenin arızalandığı acil duruşlar için ayrı, daha uzun mesafeler geçerlidir. Bu kısmi arıza testi, modern her hava frenli güç ünitesinin servis sistemini bağımsız ön ve arka devrelere ayırmasının nedenidir — borulama tarafı için çift devreli hava fren sisteminin nasıl çalıştığına bakın.

ABS ve denge kontrolü

Kilitlenme önleyici fren sistemi, FMVSS 121 kapsamında 1 Mart 1997 ve sonrasında üretilen hava frenli kamyon-çekicilerde, 1 Mart 1998 ve sonrasında üretilen diğer hava frenli kamyon, otobüs ve römorklarda zorunlu hale geldi. Çekicilerde kabin içi ABS arıza lambası bulunur; römorklarda sol tarafta harici bir arıza lambası bulunur, Mart 2001'den sonra üretilen çekicilerde ise kabinde römork ABS arıza lambası da gösterilmelidir. Römork ABS'si gücünü yedi kutuplu konektörden alır; bu yüzden korozyona uğramış bir pim, fren arızası yerine sönük bir römork ABS lambası olarak kendini gösterebilir.

Park ve acil frenler

Park freni mekanik olarak uygulanmalıdır — yani tutulan hava değil, yay frenleri — ve yüklü aracı yüzde 20 eğimde tutabilmelidir. Yaylar, sistem basıncı düştükçe genellikle 20-45 psi aralığında bir yerde devreye girmeye başlar; bu yüzden kaçak biten bir sızıntı, aracı serbest yuvarlanır bırakmak yerine sonunda park eder. Standart ayrıca servis sisteminde bir arızanın hâlâ aracı durdurma imkânı bırakmasını da şart koşar.

Kimler için geçerli — ve kimler için değil

FMVSS 121, ABD karayolu kullanımı için üretilen yeni hava frenli araçlar için geçerlidir. Hidrolik ve hava-üstü-hidrolik sistemler farklı standartlara tabidir ve bazı römorklar ile arazi dışı veya özel amaçlı ekipmanlar hariç tutulmuş ya da kısmen hariç tutulmuştur. FMVSS 121'de kamyonun daha sonra nasıl bakım göreceğine dair hiçbir şey yoktur; bu görev Part 393'teki FMCSA hava fren düzenlemelerine ve yol kenarında kullanılan denetim kriterlerine aittir.

FMVSS 121 ve ECE R13 karşılaştırması

Kuzey Amerika dışında çoğu ağır araç UN Regülasyonu No. 13'e göre onaylanır. Her iki rejim de aynı sonucu hedefler, ancak test felsefesi yeterince farklıdır — uyumlu bir ABD kamyonu Avrupa'da otomatik olarak onaylanamaz.

ECE R13 kuralları ayrıca elektronik denge kontrolünü frenleme düzenlemesinin kendisine dahil ederken, ABD bunu ayrı bir standartla ele alır. Pratikte, Avrupa römorklarının standart olarak EBS ve yük algılama ile gelmesinin, Kuzey Amerika römorklarının ise genellikle yalnızca röle valfleri ve ABS kullanmasının nedeni budur.

Atölyede bunun anlamı

Araçları sertifikalandırmıyorsunuz, ama sessizce bir aracın sertifikasını geçersiz kılabilirsiniz. Orijinalinden daha düşük hacimli bir kompresör takarsanız, kamyon 85-100 psi şarj süresini artık karşılayamayabilir. Bir tankı kaldırır veya küçültürseniz, standardın varsaydığı rezerv hacmini kaybedersiniz. Farklı zamanlamalı bir valf takarsanız, römork artık çekiciyle birlikte devreye girmez. Bir ABS lambasını çalışmaz bırakırsanız hem bir uyumluluk sorununuz hem de buzda daha uzun mesafede duran bir aracınız olur. Bileşenleri OE spesifikasyonuna uydurun — Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse, Haldex, Meritor ve kamyon üreticileri rakamları yayınlar — ve araç, sertifikalandırıldığı gibi performans göstermeye devam eder.