Hvernig virkar þindbremsuhólfi og hvers vegna er það mikilvægt fyrir öryggi atvinnubifreiða?

Þind bremsuhólf er pneumatic stýribúnaður sem breytir þjappað loftþrýstingi í vélrænan kraft á bremsubúnaði atvinnubíls -- þegar loft kemur inn í hólfið þrýstir það á sveigjanlega gúmmíþind, sem færir þrýstistöng út á við til að virkja slaka stillibúnaðinn og beita bremsunum, sem myndar úttakskrafta frá 1.500 til 400 psi loftþrýstingur frá 1.500 til 40 psi. fer eftir stærð hólfsins. Sérhver lofthemlaður vörubíll, rúta, tengivagn og festivagn sem eru í notkun treystir á eitt eða fleiri bremsuhólfa þindar í hverri hjólastöðu til að umbreyta bremsupedali ökumanns í stöðvunarkraft á hverjum ás.

Þessi handbók útskýrir í smáatriðum hvernig þindbremsuhólfa vinnu, mismunandi gerðir og stærðir sem eru í notkun, hvernig þær eru í samanburði við stimpilhreyfla, hvernig á að bera kennsl á bilun og hvaða viðhalds- og endurnýjunaraðferðir halda atvinnubílum í öruggu og samhæfu ástandi.

Hvernig virkar þindbremsuklefa?

Þind brake chamber works by using compressed air to deflect a rubber diaphragm across a sealed chamber, converting air pressure acting over the diaphragm's effective area into a linear pushrod force that actuates the brake foundation assembly at each wheel end.

Meginreglan um rekstur er einföld pneumatic kraftbreyting. Hólfið samanstendur af tveimur pressuðu stáli húshelmingum sem eru klemmdir saman við miðjuflans. Mótuð gúmmíþind - venjulega gervigúmmí eða EPDM styrkt með dúklögum - er klemmt á milli helminganna tveggja, sem skiptir hólfinu í þrýstihlið og andrúmsloftshlið.

Heildar rekstrarferill a bremsuhólf fyrir þind fylgir þessari röð:

• Bremsunotkun: ökumaðurinn ýtir á bremsupedalinn og gefur til kynna að bremsulokinn eigi að skila þjappað lofti (venjulega 80 til 120 psi frá loftgeymum ökutækisins) í gegnum aðveituopið inn í þrýstihlið hólfsins
• Sveigja þindar: loftþrýstingurinn sem kemur inn verkar yfir allt virkt svæði þindarinnar - venjulega 12 til 36 fertommu eftir stærð hólfsins - ýtir þindinu og áföstu þrýstiplötu hennar í átt að hliðinni sem ekki er þrýstingur á húsinu
• Pushrod högg: þrýstiplatan þrýstir hertu stáli þrýstistangi út í gegnum lokaða höfn í hálfþrýstingslausu húsi, venjulega í gegnum 0,5 til 3 tommu högg við venjulega notkun
• Bremsavirkjun: þrýstistöngin tengist slaka stilliarminum, sem snýr S-kambinum eða virkjar fleygbúnað bremsugrunnssamstæðunnar, dreifir bremsuskónum á móti tromlunni eða klemmir disksnúninginn.
• Bremsuslepping: þegar ökumaður sleppir pedalanum, losar bremsuventillinn loftið frá hólfþrýstingshliðinni; afturfjöður inni í hólfinu ýtir þindinu og þrýstistönginni aftur í inndregna stöðu og losar bremsuna

Úttakskraftur a bremsuhólf fyrir þind ræðst af einföldu sambandi: Kraftur = Loftþrýstingur margfaldaður með Virku þindarsvæði. Hólf af gerð 30 með virkt svæði sem er um það bil 30 fertommu við 100 psi framboðsþrýstingur framleiðir um það bil 3.000 pund af þrýstistangarkrafti - nægjanlegt til að mynda bremsutogið sem þarf til að stöðva fullhlaðinn ás vörubíls af flokki 8 frá þjóðvegahraða.

Hverjar eru mismunandi gerðir þindbremsuhólfa?

Þindbremsuhólf eru framleidd í tveimur grundvallarstillingum - þjónustuklefa (sem virkja bremsur við venjulegan akstur) og fjöðrhemlahólfa (sem bæta við vélrænni gormhleðslu stöðu og neyðarhemlavirkni) - með þjónustuklefa sem eingöngu eru notuð á ása eftirvagna og gormahemla sem notuð eru á akstursöxlum vörubíla og bremsuásar eru nauðsynlegar fyrir bílastæði.

Þindbremsuklefa (gerð 6 til tegund 36)

Þjónustan eingöngu bremsuhólf fyrir þind er eins hólfa búnaður sem beitir aksturshemlum þegar loftþrýstingur er settur á og losar þegar loftþrýstingur er fjarlægður. Það veitir hvorki bílastæði né neyðarhemlavirkni -- ef loftþrýstingur tapast losar bremsan frekar en að fara í gang. Þjónustuhólf eru flokkuð eftir virku þindflatarmáli þeirra í fertommu, þar sem algengustu stærðirnar eru Tegund 12, Tegund 16, Tegund 20, Tegund 24, Tegund 30 og Tegund 36. Tegundarnúmerið samsvarar um það bil (en ekki nákvæmlega) virku svæði í fertommu.

Þjónustuklefar eru fyrirferðarmesti og léttasti þindbremsuhólfsvalkosturinn. Þeir eru notaðir á stýrisöxla vörubíla (þar sem handbremsur eru útvegaðir af drifásshólfum) og á ása eftirvagna þar sem loftkerfi ökutækisins veitir bílastæði í gegnum sérstakan búnað eða eftirvagninn er tengdur við dráttarvél með fullt loftkerfi.

Fjöðurbremsuþindarhólfi (Piggyback / Combination Chamber)

Vorbremsuhólfið - almennt kallað "piggyback" hólf í vöruflutningaiðnaðinum - sameinar bremsuhólf fyrir þjónustuþind að framan og fjöðrbremsubúnað að aftan. Fjaðhemlahlutinn inniheldur öflugan spólufjöður (venjulega metinn á 2.250 til 2.700 pund af krafti við fulla þjöppun) sem haldið er í þjappaðri (losaður) stöðu með loftþrýstingi við venjulega notkun ökutækis.

Þegar loftþrýstingur í fjöðrhemlahlutanum minnkar eða tapast (annaðhvort með því að ökumaður setur handhemilsstýringuna, eða vegna lofttaps í neyðartilvikum), teygir kraftmikil fjaðrið út og knýr aðra þrýstistöng - sem kallast kraftskrúfa eða neyðarstöng - áfram í gegnum skilvegginn inn í þjónustuhólfshlutann og ýtir þjónustuþindinni og aðalþrýstistönginni út til að beita lofthemlum vélrænt án nokkurs vélrænnar þrýstings.

Þessi hönnun þýðir að ökutæki með fjöðrandi bremsuhólfum mun sjálfkrafa beita bremsum sínum ef loftkerfið missir þrýsting undir um það bil 20 til 45 psi - mikilvægur öryggisþáttur sem krafist er í reglum Federal Motor Carrier Safety Administration (FMCSA) í Bandaríkjunum og samsvarandi reglugerðum í öðrum lögsagnarumdæmum. Vorbremsuhlutinn notar annað aðskilið þind (þjónustuhlutinn notar eina þind, gormahlutinn notar aðra) sem gerir vorbremsuhólfið að sönnum tvíþindarbúnaði í algengustu uppsetningu.

Algengar stærðartilnefningar fyrir vorbremsuhólfa

Vorbremsuhólf eru auðkennd með tveggja númera kóða sem gefur til kynna stærð þjónustuhólfsins og stærð fjöðrhemilshluta. Til dæmis:

• 30/30 herbergi -- Gerð 30 þjónustuhluti ásamt Tegund 30 vorbremsuhluta; algengasta stærðin fyrir akstursöxla vörubíla í flokki 8
• 24/24 herbergi -- notað á léttari akstursöxla vörubíla og sumum rútum
• 20/24 herbergi -- ósamhverf samsetning notuð þar sem pakkningapláss krefst minni þjónustuhluta en fjöðrhemlahluta
• 16/16 sal -- notað á meðalstóra vörubíla og suma eftirvagna ása með handbremsukröfum

Stærðartafla fyrir þindbremsuhólf og gögn um úttakskraft

Til að velja rétta stærð þindbremsuhólfsins þarf að passa úttakskraft hólfsins við venjulegan rekstrarþrýsting ökutækisins við kröfur um hemlunarás áss -- undirstærð hólfs dregur úr hemlunargetu, en of stór eykur þyngd og kostnað án hlutfallslegs hemlunarávinnings.

Tafla 1: Stærðarviðmiðun þindbremsuhólfs sem sýnir virkt þindflatarmál, úttakskraft við staðlaðan vinnuþrýsting, hámarksslag og dæmigerða notkun ökutækis.

Hvernig er þindbremsuhólfi samanborið við stimplagerð?

Þindbremsuklefar ráða yfir lofthemlakerfi atvinnubíla vegna þess að þau bjóða upp á yfirburða blöndu af einfaldleika, litlum tilkostnaði, mengunarþoli og stöðugu kraftframboði yfir slagsvið þeirra samanborið við stimpilhreyfla - þó stimplavirkjarar veita lengri slaggetu og betri afköst í notkun við mjög háan hita.

Tafla 2: Tæknilegur samanburður á bremsuhólfum þindar á móti stimplahreyfingum yfir lykilframmistöðu og framleiðslubreytur.

Hverjir eru lykilhlutirnir inni í þindbremsuhólfi?

Staðlað bremsuhólf fyrir þjónustuþind inniheldur sjö aðalhluta, sem hver þjónar ákveðnu hlutverki, og skilningur á hverjum íhlut er nauðsynlegur fyrir rétta greiningu þegar hólfið virkar ekki eins og tilgreint er.

• Þrýstihús (þrýstihús): tvær pressaðar stálskálar sem eru klemmdar saman við miðjuklemmuhring eða boltahring; þrýstihýsið inniheldur loftinntaksgáttina og húsið sem ekki er þrýstingur inniheldur þrýstistangarútgangsportið með gúmmí rykskónum
• Þind: efnisstyrkt gúmmíhimna - venjulega gervigúmmí eða EPDM - sem myndar sveigjanleg þrýstingsmörk milli lofthliðar og andrúmsloftshliðar; einstaka slitþolnasta og bilunarhættulega íhlutinn í hólfinu
• Þrýstiplata (þindplata): hringlaga stálskífa sem styður þindið á andrúmsloftshliðinni, sem veitir stíft yfirborð fyrir afturfjöðrun og þrýstistöng til að standa á móti; kemur í veg fyrir að þindið afmyndist ójafnt af álagi þrýstistangarinnar
• Aftur vor: spólufjöður á milli þrýstiplötunnar og þrýstingslausu húsnæðisins sem skilar þrýstistönginni í inndregna stöðu þegar loftþrýstingur er útblásinn; venjulega metið á 30 til 60 lbs forhleðslu til að tryggja jákvæða bremsulosun
• Pushrod: hert stálstöng, venjulega 1 tommu í þvermál með snittari eða ok enda, sem flytur þindkraftinn yfir á slaka stilliarminn; Lengd þrýstistangar er stillanleg í flestum hólfum til að stilla réttan horn á þrýstistangi bremsuhólfsins
• Rykstígvél: gúmmí- eða teygjustígvél sem þéttir útgang þrýstistangarinnar frá þrýstingslausu húsinu gegn vegmengun, vatni og rusli; rýrnað eða vantar rykskó gerir raka og gris að komast inn í hólfið, sem flýtir fyrir tæringu og hnignun þindar
• Klemmuhringur og vélbúnaður: miðklemmuhringurinn og tilheyrandi boltar eða samfellt klemmaband sem festir tvo húshelmingana saman með þindperlunni klemmd á milli þeirra; klemman er mikilvægur burðarþáttur -- laus eða tærður klemmahringur er hugsanlegur hörmulegur bilunarpunktur

Af hverju bila þindbremsuklefar og hvernig greinir þú bilun?

Þrjár algengustu bilunarhamirnir í þindbremsuhólfinu eru þindarbrot sem veldur loftleka, höggstangi sem fer yfir hámark hólfsins (sem gefur til kynna að bremsur séu ekki stilltar eða slitnar) og bilun á gormahemlum í samsettum hólfum - hvert um sig framkallar sérstök einkenni sem leyfa greiningu án hólfsins í sundur.

Þindarof eða jaðarbilun

Þindarbilun er algengasta einstaka orsökin fyrir bremsuhólf fyrir þind skipti. Þindið getur bilað með því að sprunga í miðjunni vegna þreytuhjóla, rifna í klemmdu perlunni þar sem hún fer út úr klemmuhringnum (jaðarbilun), eða mýkjast og missa mýkt vegna hita, olíumengunar eða aldurstengdrar niðurbrots gúmmísins.

Einkenni þindarbilunar eru:

• Heyrilegur loftleki í bremsuhólfinu þegar hemlum er beitt -- hvæsandi hljóð frá þrýstingslausri hlið hólfsins gefur til kynna að loft fari í gegnum bilaða þindið í andrúmsloftið
• Hægt hemlun eða ófullnægjandi hemlun -- að hluta til biluð þind sem heldur ekki fullum þrýstingi dregur úr virkt svæði og þar af leiðandi úttakskraftinn, sem leiðir til lengri stöðvunarvegalengda
• Hratt tap á þrýstingi í lóninu -- alveg sprungin þind skapar stóran leka sem getur tæmt loftgeyma innan nokkurra mínútna frá því að hemla er beitt, og kveikir á viðvörunarkerfinu fyrir lágt loft

Of mikið Pushrod Stroke

FMCSA reglugerðir tilgreina hámarks leyfilegt höggstangarslag fyrir hverja gerð hólfs við 90 psi beitt þrýstingi við athugun á afköstum bremsunnar. Fyrir gerð 30 hólf er hámarks leyfilegt slag 2 tommur (51 mm). Högg sem fara yfir þessi mörk gefa til kynna að hólfið sé að beita á mörkum áhrifaríkrar þindarferðar, þar sem kraftframleiðsla lækkar verulega - Hólf af gerð 30 við 3 tommu slag framleiðir um það bil 15 til 25 prósent minni kraft en við 2 tommu slag vegna þess að rúmfræði þindarinnar verður óhagstæðari þegar hún fer á ystu nöf.

Of mikið högg á þrýstistangir stafar oftast af slitnum bremsufóðrum sem hafa ekki verið stillt, bilaða sjálfvirka slakastillingu sem heldur ekki réttu bili frá fóðri til trommu eða teygðri eða beygðri þrýstistangi. Hólfið sjálft er ekki aðalbilunin í þessari atburðarás - leiðrétta þarf undirliggjandi bremsustillingarvandamál og síðan staðfesta höggið aftur.

Bilun í vorbremsuhluta

Í samsettum gormabremsuhólfum getur gormabremsuhlutinn bilað vegna þreytubrots gorma, tæringu á þind gormbremsunnar vegna rakasöfnunar í gormhúsinu eða bilun í innri aflskrúfubúnaði. Brotinn gormur í gormabremsuhólfi er skelfilegur öryggisatburður - geymd gormaorka losnar skyndilega og getur valdið því að hólfið aðskiljist kröftuglega ef húsið bilar. Af þessum sökum, gormabremsuhólf má aldrei taka í sundur án viðeigandi búrbolta til að halda gorminni -- Reynt er að opna gormabremsuhluta án þess að hefta gorminn getur valdið lífshættulegum meiðslum. Reglur FMCSA krefjast þess að biluðum fjöðrhemlahlutum sé skipt út sem heilar einingar frekar en að gera við á vettvangi.

Hvernig á að skoða, viðhalda og skipta um þindbremsuklefa

Þindbremsuhólf krefjast hvorrar áætlaðrar smurningar né innra viðhalds en verður að skoða við hverja skoðun fyrir ferð með tilliti til loftleka, líkamlegra skemmda, höggs þrýstistangar innan marka og öruggrar uppsetningar -- með endurnýjun af stað af loftleka, skemmdu húsi eða höggstangi sem fer yfir hámarksmörk fyrir gerð hólfsins.

Gátlisti fyrir venjubundið eftirlit

• Sjónræn skoðun: athugaðu hólfið fyrir beyglur, sprungur, tæringu eða merki um höggskemmdir; gakktu úr skugga um að klemmuhringurinn sé ósnortinn og þéttur án sýnilegrar aðskilnaðar á milli húshelminganna tveggja
• Ástand rykskófa: staðfestu að rykskórinn sé ósnortinn, rétt sitjandi og laus við rifur eða sprungur sem gætu hleypt vatni og rusli inn í hólfið.
• Athugun á loftleka: með bremsum að fullu beitt skaltu setja sápuvatnslausn í kringum þindklemmusvæðið í hólfinu, loftinntakstenginguna og rykskóinn -- allar loftbólur benda til loftleka sem þarfnast tafarlausrar athygli
• Slagsmæling þrýstistangar: mæla slag stöngarinnar við 90 psi beitt þrýstingi með því að nota reglustiku frá andliti hólfsins að merki á stönginni í lausri stöðu; bera saman við hámarksmörk fyrir gerð hólfsins
• Festingarfesting og vélbúnaður: athugaðu hvort festingarboltar hólfsins séu þéttir og festingarfestingarnar fyrir sprungur eða bjögun; laus eða sprungin festingarfesting misréttir þrýstistöngina við slakastillann og flýtir fyrir sliti á báðum hlutum

Yfirlit yfir málsmeðferð í skiptum

Skipt um þjónustu bremsuhólf fyrir þind er einfalt verkstæðisverkefni. Til að skipta um gormahemlasamsetningu þarf viðbótarskrefið að festa gorminn (þjappa honum saman með innbyggða búrboltanum) áður en loftlínur eru aftengdar. Almenn skiptiröð er:

• Aðeins fyrir gormahemla: settu búrboltann í gegnum aðgangsportið í fjöðrbremsuhúsinu og tengdu það við innri festinguna; hertu þar til gormurinn er að fullu þjappaður og boltinn er öruggur -- þetta heldur gorminni vélrænt í þjappaðri stöðu óháð loftþrýstingi
• Lokaðu hjólum ökutækisins og tæmdu loftgeyma í núllþrýsting í gegnum frárennslislokana
• Aftengdu loftleiðslur við inntaksgáttir hólfsins og lokaðu á þær til að koma í veg fyrir mengun
• Aftengdu þrýstistangarokið frá slaka stilliarmssvigpinni
• Fjarlægðu hólffestingarrærurnar og dragðu hólfið aftur úr festingarfestingunni
• Settu nýja hólfið á festinguna og tryggðu að þrýstistöngin sé í takt við slaka stilliarminn án þess að halla meira en 3 gráður í hvaða átt sem er.
• Tengdu þrýstistangarokið við slaka stillibúnaðinn í réttri klempinnastöðu til að ná fram tilgreindri stillingu þrýstistangar-til-slaka
• Tengdu loftleiðslur aftur, byggðu upp kerfisþrýsting og staðfestu að enginn leki og rétt högg stöngarinnar áður en ökutækið er tekið í notkun
• Fyrir vorbremsuklefa: fjarlægðu búrboltann eftir uppsetningu og geymdu hann á tilteknum stað á ökutækinu eins og krafist er í reglugerð

Algengar spurningar: Þindbremsuhólfa

Niðurstaða: Þindbremsuhólfið sem öryggisgrunnur

The bremsuhólf fyrir þind er meðal mikilvægustu öryggisíhlutanna í hvaða atvinnuökutæki sem er - einfalt, sannað og mjög áreiðanlegt tæki sem hefur verið staðalbúnaður fyrir lofthemlakerfi í meira en 70 ár einmitt vegna þess að rekstrarreglur þess eru sterkar, bilunarhamir eru greinanlegir með reglubundinni skoðun og endurnýjun hans er einföld þegar þörf krefur.

Skilningur á því hvernig bremsuhólfa þindanna virka - sambandið milli loftþrýstings, skilvirks þindflatar og úttakskrafts þrýstistanga - gerir flotastjórnendum, tæknimönnum og ökumönnum kleift að túlka hegðun bremsukerfisins rétt, greina vandamál sem koma upp snemma og taka upplýstar ákvarðanir um tímasetningu skipta og forskriftir. Munurinn á tegund 24 og tegund 30 hólfs er ekki bara víddar - það er munur á hemlunargetu sem þarf að passa við kröfur um áshleðslu frá upprunalegu ökutækishönnuninni.

Mikilvægast er, öryggisreglurnar sem gilda þindbremsuhólfa -- sérstaklega bannið við að taka í sundur gormahemlahluta án viðeigandi búrbúnaðar, og lögboðin viðmið um ónothæft högg - eru til vegna þess að afleiðingar bremsukerfisbilunar á hraða atvinnubíla eru alvarlegar. Fylgni við skoðunaráætlanir, tafarlaus endurnýjun á slitnum eða lekandi hólfum og réttar aðferðir við meðhöndlun á gormbremsum eru ekki valfrjálsar bestu starfsvenjur -- þær eru lágmarksstaðallinn fyrir örugga notkun atvinnubíla.