Вимоги FMVSS 121: американський стандарт пневматичних гальм

FMVSS 121 — Федеральний стандарт безпеки автотранспортних засобів №121, закріплений у 49 CFR 571.121 — це американське правило, яке встановлює мінімальні показники ефективності для нових вантажівок, тягачів, автобусів і причепів з пневматичними гальмами. Він визначає, наскільки швидко компресор повинен заряджати систему, який обсяг ресиверів має мати транспортний засіб, наскільки швидко гальма повинні спрацьовувати й відпускатися, який гальмівний шлях допустимий зі швидкості 60 миль/год, а також вимагає наявності антиблокувальної системи. Важливо: це стандарт для виробництва — NHTSA застосовує його до виробника на етапі виготовлення, тоді як стан вантажівки, що вже працює, регулюється правилами FMCSA у 49 CFR частина 393.

Що саме регулює стандарт

FMVSS 121 написаний як набір випробувань «пройшов/не пройшов», які повинен витримати новий транспортний засіб. Загалом він охоплює п'ять напрямків: подача та зберігання повітря, сигналізуючі пристрої, час спрацювання та відпускання гальм, ефективність робочого й аварійного гальмування, а також утримувальне зусилля стоянкового гальма. Він також містить вимогу щодо ABS, яка змінила конструкцію пневмогальмівного обладнання Північної Америки наприкінці 1990-х. Суміжні стандарти закривають інші аспекти — FMVSS 106 охоплює пневмогальмівні шланги та трубки, FMVSS 105 і 135 — транспортні засоби з гідравлічними гальмами, а FMVSS 136 — електронний контроль стійкості для тягачів і великих автобусів.

Подача повітря, ресивери та сигналізуючі пристрої

Тест на зарядку — той, який найкраще пам'ятають технічні фахівці: за початкового тиску в ресиверах 85 psi та двигуна на максимальних рекомендованих виробником обертах, компресор повинен підняти тиск у робочому ресивері до 100 psi за 25 секунд. Саме тому робочий об'єм компресора підбирається під конкретний транспортний засіб, а не береться довільно з полиці — заниженого блоку на великій батареї ресиверів для цього недостатньо.

Обсяг зберігання розраховується під гальма, які він живить. Сумарний обсяг ресиверів силового агрегату повинен бути щонайменше у дванадцять разів більшим за сумарний обсяг усіх робочих гальмівних камер; для причепів норматив нижчий. Кожен ресивер потребує зливного отвору в найнижчій точці та захисту зворотним клапаном, щоб несправність вище за потоком не спустошила всю систему. Стандарт не називає конкретне значення відключення регулятора — він вимагає лише досягнення і утримання робочого тиску, — тому на практиці відключення спостерігається в діапазоні 120–135 psi, включення — 100–110 psi, а справна повністю заряджена система тримається близько 120 psi. Сигналізатор низького тиску повинен спрацьовувати не пізніше половини тиску відключення регулятора, що на більшості обладнання дає спрацювання зумера й лампи близько 60 psi.

Час спрацювання і відпускання

Обмеження за часом існують, щоб гальма тягача й причепа спрацьовували одночасно, а не послідовно. Випробування починаються приблизно з 100 psi тиску в ресивері, а вимірювання проводяться в камері.

Саме під ці показники конструюють реле-клапани, клапани швидкого відпускання й розміри магістралей. Поставте реле-клапан з неправильним тиском спрацювання або прокладіть на причепі занижену за перерізом магістраль — і показники можуть вийти за межі того, на що транспортний засіб сертифікований, навіть якщо технічно ніде немає витоку.

Гальмівний шлях

Правило 2009 року про скорочений гальмівний шлях зменшило вимоги до тягачів приблизно на 30 відсотків, впроваджуючись поетапно з серпня 2011 року для більшості трьохосьових тягачів і з 2013 року для решти. Зупинка виконується зі швидкості 60 миль/год на сухій поверхні, і транспортний засіб має залишатися в межах смуги шириною 12 футів.

Окремі, довші дистанції застосовуються для зупинок з неповним завантаженням і для аварійних зупинок з відмовою одного контуру. Саме через це часткове випробування на відмову кожен сучасний силовий агрегат з пневмогальмами розділяє робочу систему на незалежні передній і задній контури — див. як працює двоконтурна пневмогальмівна система щодо будови трубопроводів.

ABS та стійкість

Антиблокувальне гальмування стало обов'язковим за FMVSS 121 для тягачів з пневмогальмами, виготовлених від 1 березня 1997 року, і для інших вантажівок, автобусів і причепів з пневмогальмами, виготовлених від 1 березня 1998 року. Тягачі мають лампу несправності ABS у кабіні; причепи — зовнішню лампу несправності зліва, а тягачі, виготовлені після березня 2001 року, повинні також показувати в кабіні лампу несправності ABS причепа. ABS причепа живиться через семиконтактний роз'єм, тому окислений контакт може проявлятися як згасла лампа ABS причепа, а не як гальмівна несправність.

Стоянкове й аварійне гальмо

Стоянкове гальмо повинно спрацьовувати механічно — тобто це пружинні гальмівні камери, а не утримання повітрям — і повинно утримувати завантажений транспортний засіб на схилі 20 відсотків. Пружини починають спрацьовувати в міру падіння тиску в системі, як правило в діапазоні 20–45 psi, тому саме через це витік у системі зрештою призводить до стоянки транспортного засобу, а не до вільного коченя. Стандарт також вимагає, щоб при відмові робочої системи залишалась можливість зупинити транспортний засіб.

На кого поширюється — і на кого ні

FMVSS 121 застосовується до нових транспортних засобів з пневмогальмами, призначених для експлуатації на дорогах США. Гідравлічні та повітряно-гідравлічні системи підпадають під інші стандарти, а деякі причепи та позашляхове чи спеціальне обладнання виключені повністю або частково. Ніщо у FMVSS 121 не вказує автопарку, як обслуговувати вантажівку в подальшому — це завдання регулюють правила FMCSA щодо пневмогальм у частині 393 та критерії придорожньої перевірки.

FMVSS 121 проти ECE R13

За межами Північної Америки більшість важких транспортних засобів сертифікуються за Правилом ООН №13. Обидва режими прагнуть однакового результату, але філософія випробувань настільки відрізняється, що відповідний вимогам США вантажівка не буде автоматично допущена до Європи.

Правила ECE R13 також вбудовують електронний контроль стійкості безпосередньо в правило гальмування, тоді як у США це регулюється окремим стандартом. На практиці саме тому європейські причепи постачаються з EBS і регулюванням за навантаженням у базовій комплектації, а північноамериканські зазвичай мають лише реле-клапани та ABS.

Що це означає для майстерні

Ви не сертифікуєте транспортні засоби, але можете непомітно позбавити вантажівку відповідності. Встановіть компресор з меншим робочим об'ємом, ніж оригінальний, — і вантажівка може вже не встигати зарядитись з 85 до 100 psi за відведений час. Приберіть або зменшіть ресивер — і втрачаєте резервний обсяг, закладений стандартом. Поставте клапан з іншим часом спрацювання — і причіп більше не спрацьовує одночасно з тягачем. Залишіть несправну лампу ABS — і матимете одразу проблему з відповідністю та транспортний засіб, який гальмує довше на льоду. Підбирайте компоненти за оригінальною специфікацією — Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse, Haldex, Meritor та виробники вантажівок публікують ці параметри, — і транспортний засіб продовжить працювати так, як був сертифікований.