Légfék, a bevált módszer

30 máj 2023

Ahogy a motorizált közúti teherszállítás iránt egyre inkább nőtt az érdeklődés, és a teherszállító járművek egyre nagyobb méreteket értek el, hamar kiderült, hogy a személyautókétól eltérő megoldást kell alkalmazni a problémára. Tökéletesen kapóra jött egy 1869-es találmány, melyet eredetileg vasúti szerelvények fékezésére terveztek. Végül közúton is annyira bevált, hogy azóta is a legnépszerűbb kialakítás a nagyobb teherautók körében.

Ebben a cikkben a légfékrendszereket mutatjuk be.

 

Felfedezés, történeti áttekintés

Ahogy a bevezetőben is említettük, a légfék nem az autóiparból származik.

A XIX. század közepéig a vasúti kocsik saját, különálló fékrendszerrel voltak ellátva, ami azt jelentette, hogy nem kis időveszteséggel és kockázattal kísérve, egyesével, manuálisan kellett lassulásra bírni a kocsikat.

Ebből következően félelmetesen nagy távolság volt szükséges egy nagyobb szerelvény megállításához, amiből természetesen az következett, hogy az egy szerelvényre jutó balesetek számára kirívóan nagy volt a jelenlegi állapotokhoz képest.

1869. április 13-án az amerikai George Westinghouse szerzett szabadalmat egy olyan rendszerre, ami végül nem csak a vasúti, hanem a közúti szállítmányozást is forradalmasította – sokak szerint a valaha létező legfontosabb biztonsági rendszert találta fel: a légféket.

A nemzetközi szabadalomért a francia Desire Martinnal volt versenyben – végül Westinghouse szerezte meg az 1872-ben.

A feltaláló cége egyébként ma is létezik. A Westinghouse Electric Company – egy több mint 11 000 alkalmazottat foglalkoztató globális vállalat – biztonságos, megbízható, költséghatékony atomerőműveket, nukleáris üzemanyagot, üzemautomatizálást, üzemelő üzemi termékeket és szolgáltatásokat nyújt ügyfeleknek világszerte.

 

Felépítés

A légfék elsődleges célja az volt, hogy minden kocsit lehessen egyszerre, megbízhatóan fékezni, radikálisan csökkentve ezáltal a fékút teljes hosszát. Ahhoz, hogy a fékezés egyetlen beavatkozással mindenhol megtörténjen, szükség volt egy közvetítő közegre – ez lett a levegő.

A légfékrendszer és a hidraulikus fékrendszer között minden bizonnyal ez a legnagyobb különbség: utóbbiban fékfolyadék továbbítja a fékhatást, míg a légfékben a rendszer kompresszora által összesűrített levegő.

Érdekes kérdés lehet, hogy a szállítmányozásban miért nem gondolkodtak hidraulikus rendszerben, hiszen az is elérhető lett volna.

undefined
Teherautó légfékes féktárcsája (forrás: wikipedia.org)

 

A válasz az, hogy összességében a légfék egy sokkal ideálisabb választás ebben a szegmensben. A közvetítő közeg gyakorlatilag korlátlan mennyiségben rendelkezésre áll. Ha egy minimális szivárgás van a hidraulikus rendszeren, a fékhatás egy idő után teljesen megszűnik. A légféknél ehhez sokkal nagyobb szakadás szükséges, egy kis szivárgás okozta nyomásesést a kompresszor könnyedén korrigál, és újratermeli a szükséges nyomást.

Nem mellékes, hogy egy hosszabb vasúti szerelvény, de akár egy pótkocsis teherautó fékfolyadéka jelentős tömeggel bírna, ami minden szempontból hátrányos, míg a levegő tömege elhanyagolható.

Tovább fokozta az integrálódást, hogy mind a teherautók, mint a vasúti kocsik szinte egységesen légrugós futóműre kerültek, mely eleve megköveteli a levegős rendszer kiépítését, így mondhatni adottá vált a terep mindkét rendszer számára.

Ezen túlmenően megemlítendő a pótkocsik fékezése is: egy egyszerű csatlakozó segítségével a vontatmány azonnal a vontató légfékrendszerébe kerül, és tökéletesen működik. Ezt egy hidraulikus rendszerrel jelentősen komplikáltabb lenne kivitelezni.

Fájl: Paineilmajarrut.svg
Légfék funkcionális diagramja közúti haszongépjárműnél (nem minden légtartály és szelep látható). 1. légkompresszor, 2. nyomásszabályozó, 3. légszárító, 4. regenerációs tartály, 5. védőszelep, 6. sűrített levegős tartályok, 7. parkolófék szabályozó rendszer, 8. rögzítőfék gomb, 9. fékpedál, 10 első fékegységek, 11. mechanikusan működtetett fékjavítók, 12. hátsó fékegységek (forrás: wikipedia.org)

 

Teherautós alkalmazások, működés

Az első tehergépkocsiba épített légfékek nem voltak bonyolultak: évtizedeken át egy fékkörrel, azon belül egy főfékszeleppel és egy munkadugattyúval működtek a teherautók, még a kézifék sem volt integrálva. Később ez utóbbit is megoldották egy külön kézifék-szeleppel.

A levegőellátásért felelős kompresszort jellemzően kétféle módon hajtják: vagy szíjtárcsán keresztül a főtengelyről, vagy közvetlenül a motor vezérlésébe van beépítve a meghajtása. A kenése és a hűtése történhet a motorral közösen és külön is, viszont mindenképp rendelkezik szabályzóval, mely tehermentesíti a kompresszort, amikor az eléri a maximális rendszernyomást – vagy újrakapcsolja, ha a minimális érték alá esik.

Fichier:Truck air compressor.jpg
Teherautó légkompresszor (forrás: wikipedia.org)

A kompresszor által sűrített levegő még nem ideális: nagy a nedvességtartalma és meleg. Ezért egy hűtőspirálon keresztüláramoltatja a rendszer, majd egy légszárítóba kerül (egyes alkalmazásoknál ezt olajleválasztó helyettesíti és/vagy fagyálló berendezés).

Ezt követően a levegő a légféktartályokba kerül. Ezek a pufferei fékrendszernek. A különböző tartályok összessége úgy van méretezve, hogy az üzemi fék még akkor is működőképes legyen, ha a kompresszor valamiért meghibásodik vagy a jármű motorja leáll.

Talán érdekesnek tűnhet, de a teherautók esetén nem csak több fékkört különböztetünk meg, hanem különbséget teszünk az első- és hátsó tengelyek fékezése között is, nem beszélve a vontatmányokról.

Amikor a fékpedált lenyomjuk, akkor a légféktartályokban lévő sűrített levegő beáramlik a megfelelő légkamrákba – mindenhol, ahol erre szükség van. Ezek lefutását bonyolult szeleprendszerek vezérlik, ugyanis az időzítés nem esetleges. A fékezés folyamatát úgy kell irányítani, hogy a jármű a lehető legrövidebb úton és a legbiztonságosabb módon lassulhasson. Ennek érdekében például lényeges pont, hogy a légfék először a pótkocsit kezdi el lassítani, és csak aztán a teherautóét, hogy véletlenül se tudjon a vontatmány kitörni oldalra egy esetleges intenzív lassításnál.

Amikor a fékpedált felengedjük, az leválasztja az aktív körről a tartályokat, és ha a minimum szint alá beesett a nyomásuk, akkor a kompresszor újra elkezdi feltölteni azokat.

Belátható, hogy a légfékrendszer összességében bonyolultabb és több elemből áll, mint egy személygépkocsi hidraulikus fékje, az viszont elvitathatatlan, hogy ehhez az igényhez még ma sem sikerült célratörőbb és ideálisabb megoldást kitalálni.

RELATED POST

Írj egy választ