Nastavovač odľahčenia nákladného vozidla: Sprievodca typmi, funkciami a údržbou

Čo v skutočnosti robí nastavovač ťahov

Nákladné auto nastavovač vôle je mechanické spojenie medzi tlačnou tyčou vzduchovej brzdovej komory a vačkovým hriadeľom brzdy. Keď vodič použije brzdy, stlačený vzduch vytlačí tlačnú tyč smerom von a nastavovač vôle premení túto lineárnu silu na rotačný krútiaci moment, ktorý roztočí S-vačku, čím tlačí brzdové čeľuste proti bubnu. Bez správne fungujúceho nastavovača odľahčenia je zdvih brzdovej komory zbytočný – čeľuste sa nikdy úplne nedotknú bubna, brzdná dráha sa predĺži a vozidlo môže na mieste zlyhať pri cestnej kontrole.

Pojem „previs“ sa vzťahuje na malú vôľu, ktorá musí existovať medzi brzdovým obložením a bubnom pri uvoľnení bŕzd. Ako sa výstelky opotrebúvajú, táto vôľa rastie. Úlohou nastavovača vôle – či už ju vykonáva manuálne technik alebo automaticky vnútorný mechanizmus – je udržiavať vôľu v rámci špecifikácie, aby bola pri každom zošliapnutí pedálu k dispozícii plná brzdná sila.

Zákonom požadovaný maximálny zdvih brzdovej komory v Severnej Amerike podľa predpisov FMCSA je definovaný veľkosťou komory – pre komoru typu 30 je tento limit 2 palce (51 mm). Prekročte ho a vozidlo sa vyradí z prevádzky. Nastavovač vôle, ktorý nie je nastavený, zadretý alebo opotrebovaný, je jedným z najčastejších dôvodov, prečo nákladné vozidlá neprechádzajú cestnými kontrolami úrovne I.

Manuálne vs. automatické nastavovače: rozdiely v jadre

Na úžitkových nákladných vozidlách sa v súčasnosti používajú dve hlavné kategórie napínačov: ručné napínače a automatické napínače (ASA). Každý z nich má odlišný princíp fungovania, požiadavky na údržbu a regulačnú históriu.

Manuálne nastavovače vôle

Manuálne nastavovače vôle vyžadujú, aby technik fyzicky otočil nastavovaciu skrutku – zvyčajne 9/16-palcovú šesťhrannú armatúru – na otočenie závitovkového kolesa vo vnútri telesa nastavovača a zmenu polohy vačkového hriadeľa brzdy. Neexistuje žiadny samoopravný mechanizmus. Ak vodič alebo tím údržby vozového parku nedodržiava naplánovaný interval kontroly, nastavenie sa pri opotrebovaní obloženia posunie mimo špecifikáciu. V prevádzkach s vysokým počtom najazdených kilometrov sa to môže stať v priebehu jedného týždňa servisu.

Manuálne jednotky sú jednoduchšie na výrobu a lacnejšie na nápravu. Zostávajú v prevádzke na starších prívesoch a niektorých špecializovaných zariadeniach, ale Predpisy FMCSA vyžadujú od 20. októbra 1994 automatické nastavovače na všetkých novo vyrobených vzduchom brzdených vozidlách. , čo znamená, že väčšina aktívnej flotily má ASA už viac ako 30 rokov.

Automatické nastavovače vôle

Automatický nastavovač vôle využíva vnútorný jednosmerný spojkový mechanizmus, závitovkový prevod a ovládacie rameno, ktoré sníma skutočný zdvih komory počas každého brzdenia. Keď zdvih prekročí nastavenú prahovú hodnotu, vnútorná západka postupne otáča závitovkové koleso, čím posúva vačkový hriadeľ dopredu a znižuje vôľu medzi obložením a bubnom. Deje sa to nepretržite a automaticky počas bežnej prevádzky, bez akéhokoľvek zásahu technika.

Kritický bod, ktorý mnohí vodiči nechápu: ASA nevylučuje potrebu kontroly. Odstraňuje potrebu rutinného manuálneho nastavovania. Ak sa ASA neustále dolaďuje a stále nedokáže udržať zdvih v rámci limitov, je to príznak opotrebovaného obloženia, zaseknutého puzdra vačkového hriadeľa, prasknutého brzdového bubna alebo chybného nastavovača – nie je to znak toho, že technik jednoducho musí znova otočiť nastavovaciu skrutku.

Ako skontrolovať nastavenie napínača vôle: Metóda zdvihu tlačnej tyče

Štandardnou metódou na overenie nastavenia nastavovača je meranie zdvihu brzdovej komory. To si nevyžaduje odstránenie žiadnych komponentov – ide o merací postup, ktorý môže vykonať každý kvalifikovaný technik alebo vodič so základnými nástrojmi.

1. Podložte kolesá klinmi a uvoľnite parkovaciu brzdu.
2. Označte tlačnú tyč na prednej strane brzdovej komory kriedou alebo maliarskym perom.
3. Nechajte asistenta použiť približne 90 psi prevádzkového brzdového tlaku (alebo použite nástroj na aplikáciu bŕzd).
4. Zmerajte vzdialenosť, ktorú posúvacia tyč prešla od svojej pôvodnej značky do aplikovanej polohy.
5. Porovnajte meranie s tabuľkou limitov zdvihu FMCSA pre konkrétny typ a veľkosť komory.
6. Uvoľnite brzdy a uistite sa, že sa tlačná tyč úplne zasunie. Tlačná tyč, ktorá sa úplne nezasunie, naznačuje ťahanú brzdu alebo zadretú vratnú pružinu – samostatný, ale rovnako závažný problém.

Bežné limity zdvihu typu komory pre referenciu:

Pred porovnávaním meraní vždy identifikujte typ komory vyrazený na tele komory. Použitie nesprávneho referenčného limitu je bežná a nákladná chyba počas kontrol pred cestou.

Ako správne manuálne nastaviť nastavovač vôle

Manuálne nastavenie sa týka predovšetkým vozidiel s ručnými nastavovačmi a pre opätovné nastavenie pôvodného nastavenia po inštalácii nového automatického nastavovača. Nie je to – a to sa nedá dostatočne jasne uviesť – krok bežnej údržby pre ASA, ktorá je už v prevádzke. Opakované manuálne nastavovanie ASA v prevádzke maskuje základný problém a je porušením správnej praxe údržby bŕzd.

Postup nastavenia pre ručné nastavovače vôle

1. Uvoľnite parkovaciu brzdu a bezpečne podložte kolesá klinmi.
2. Nájdite nastavovaciu skrutku na telese nastavovača vôle. Na väčšine severoamerických dizajnov je otočený smerom k vonkajšiemu motoru kvôli dostupnosti.
3. Mierne vráťte nastavenie otočením skrutky proti smeru hodinových ručičiek (uvoľnením), aby ste sa uistili, že šnekové koleso nie je zaseknuté.
4. Otáčaním nastavovacej skrutky v smere hodinových ručičiek posúvajte brzdové čeľuste smerom k bubnu, kým nepocítite odpor – čeľuste sa teraz dotýkajú bubna.
5. Uvoľnite skrutku o štvrtinu až pol otáčky proti smeru hodinových ručičiek, aby ste vytvorili správnu vôľu pre chod. Koleso by sa malo voľne otáčať rukou s miernym ťahaním.
6. Niekoľkokrát zatiahnite a uvoľnite prevádzkové brzdy a znova zmerajte zdvih tlačnej tyče, aby ste sa uistili, že je v medziach.
7. Skontrolujte, či sa koleso po uvoľnení brzdy voľne otáča. Ak tomu tak nie je, brzda sa ťahá – vráťte nastavenie ďalej.

Cieľom je zdvih tlačnej tyče medzi 3/4 palca a príslušným maximálnym limitom pre komorový typ. Príliš krátky zdvih – pod 3/4 palca – znamená, že čeľuste jazdia príliš blízko bubna a môže spôsobiť brzdenie, nahromadenie tepla a predčasné opotrebovanie obloženia.

Známky zlyhania alebo zlyhania nastavovača vôle

Porucha nastavovača sa nie vždy ohlási dramaticky. V mnohých prípadoch je degradácia postupná a prejavuje sa najskôr ako porušenie pri cestnej kontrole a nie ako náhla strata bŕzd. Poznanie varovných signálov umožňuje flotilám zachytiť problémy skôr, ako sa stanú porušením mimo prevádzky alebo ešte horšie.

• Nadmerný zdvih tlačnej tyče: Najpriamejší ukazovateľ. Ak sa merania zdvihu neustále približujú k zákonnému limitu alebo ho prekračujú napriek tomu, že je ASA v prevádzke, vnútorná spojka nastavovača sa pravdepodobne opotrebovala nad svoj funkčný rozsah.
• Brzdný odpor a teplo: ASA, ktorá sa príliš nastavila – posunula topánky príliš ďaleko k bubnu – spôsobuje nepretržitý čiastočný kontakt. Koniec kolesa je horúci, obloženie sa predčasne opotrebováva a vo vážnych prípadoch nasleduje prasknutie bubna alebo zlyhanie tesnenia kolesa. Teplota povrchu bubna nad 300 °F (149 °C) v pokoji je silným indikátorom ťahania bŕzd.
• Ťahanie vozidla pri brzdení: Ak má jedna strana nápravy nastavovač odľahčenia a druhá je v rámci špecifikácie, brzdná sila je nerovnaká. Vozík ťahá do strany s väčšou brzdnou silou. Tento stav sa zhoršuje na klzkom povrchu.
• Viditeľná korózia alebo zaseknutý kolík vidlice: Spojenie medzi vidlicou tlačnej tyče a otvorom na nastavovanie vôle je lapač korózie. Zaseknutý kolík znamená, že tlačná tyč sa nemôže správne otáčať počas brzdenia, čím sa znižuje účinný zdvih a brzdná sila.
• Voľný alebo nedbalý pocit v tele nastavovača: Rukou uchopte rameno nastavovača (brzdy sú uvoľnené, kolesá sú zablokované). Hrať by sa malo minimálne. Nadmerná bočná alebo rotačná vôľa naznačuje opotrebované vnútorné komponenty alebo uvoľnené drážkovanie na vačkovom hriadeli.
• Odmasťovanie tesnení: Nadmerné premazanie spojky napínača odľahčenia vtlačí mazivo do vnútorného mechanizmu a môže poškodiť jednosmernú spojku v ASA. Naopak, tukom vyhladované nastavovače vnútorne korodujú a zadrhávajú.

Výmena nastavovača: Kedy a ako

Neexistuje žiadny univerzálny interval najazdených kilometrov pre automatickú výmenu nastavovača, pretože životnosť výrazne závisí od prevádzkového prostredia, frekvencie mazania, vystavenia cestnej soli a histórie výmeny obloženia. Na základe niekoľkých podmienok je však nahradenie povinné a nie voliteľné.

Nastavovač odľahčenia vymeňte, keď:

• Agregát nedokáže udržať zdvih v zákonných medziach napriek známemu dobrému brzdovému systému (dobré obloženie, dobrý bubon, funkčný vačkový hriadeľ).
• Vnútorné komponenty sú viditeľne skorodované, prasknuté alebo zadreté mazaním.
• Teleso nastavovača vykazuje praskliny, odizolované drážky alebo poškodenie spôsobené úlomkami vozovky.
• Brzdové obloženia sa vymieňajú a ASA je v prevádzke viac ako 500 000 míľ bez výmeny - niektoré flotily vymieňajú ASA pri každej druhej rade ako štandardná politika.
• Otvor čapu vidlice je predĺžený alebo opotrebovaný, čo ovplyvňuje geometriu spojenia tlačnej tyče s ramenom.

Inštalačné kroky pre nový automatický nastavovač vôle

1. Overte, či sa náhradný ASA zhoduje s originálom, pokiaľ ide o dĺžku ramena, počet drážok a priemer otvoru vidlice. Dĺžka ramena priamo ovplyvňuje mechanickú výhodu — použitie nesprávnej dĺžky zmení dodávaný brzdný moment, aj keď zdvih nastavenia vyzerá správne.
2. Pred inštaláciou nového nastavovača skontrolujte drážkovanie vačkového hriadeľa, puzdrá a uchytenie húsenice. Opotrebované puzdro vačkového hriadeľa umožňuje bočný posun vačky pri zaťažení, čo spôsobuje nerovnomerný kontakt obloženia.
3. Pred zatlačením nastavovacieho prvku na miesto zľahka namažte drážky vačkového hriadeľa.
4. Nainštalujte závlačku pomocou novej závlačky – závlačku nikdy znova nepoužívajte.
5. Vykonajte počiatočné manuálne nastavenie súpravy podľa špecifikácií výrobcu. Väčšina ASA vyžaduje jedno úplné otočenie nastavovacej skrutky na usadenie vnútorného mechanizmu pred aktiváciou automatickej funkcie.
6. 10-krát zatiahnite a uvoľnite prevádzkové brzdy z plného tlaku v systéme, aby sa umožnilo ASA cyklovať a nastaviť vnútornú polohu.
7. Zmerajte zdvih tlačnej tyče. Ak po 10 zabrzdeniach zostane mimo špecifikácie, pred odsúdením nového nastavovača znova skontrolujte celú zostavu brzdy.
8. Namažte fiting, kým sa na tesneniach nastavovača neobjaví čerstvé mazivo – zvyčajne 2 až 4 čerpadlá štandardného mazacieho lisu pri inštalácii.

Mazanie: Najviac zanedbávaný aspekt údržby nastavovača

Mazivo nie je voliteľné pre dlhú životnosť nastavovača – je to primárna ochrana proti vnútornej korózii, ktorá predčasne zabíja nastavovače. Manuálne aj automatické nastavovače vôle majú mazacie armatúry (Zerkove armatúry), ktoré sa musia vykonávať podľa stanoveného plánu.

Štandardné odporúčanie väčšiny výrobcov OEM je mazať armatúry nastavovača vôle každých 25 000 míľ alebo pri každom servise PM, podľa toho, čo nastane skôr . V ťažkých prevádzkových cykloch – cisterny jazdiace na posolených zimných cestách, sklápače v abrazívnych prostrediach, vozidlá na odvoz odpadu s častým zastavením a štartovaním – by sa tento interval mal skrátiť na 10 000 – 15 000 míľ.

Používajte iba mazivo na podvozky NLGI Grade 1 alebo Grade 2, ktoré spĺňa ASTM D4950 klasifikáciu GC-LB alebo špecifické odporúčanie výrobcu podvozku. Nepoužívajte mazivo s lítiovým komplexom v aplikáciách, kde OEM špecifikuje sulfonát vápenatý alebo inú chémiu – nekompatibilné mazivá môžu spôsobiť vnútorné oddelenie a urýchliť opotrebovanie, ako tomu zabrániť.

Pri mazaní pomaly pumpujte, kým sa na tesnení alebo čistiacom bode neobjaví čerstvé mazivo. Prečerpanie núti mazivo okolo vnútorných tesnení a do spojkového mechanizmu ASA, čo môže deaktivovať funkciu samočinného nastavenia. Dve až tri čerpadlá ručne ovládaného mazacieho lisu sú dostatočné pre väčšinu návrhov. Ak armatúra neprijíma žiadne mazivo, vnútorný otvor je buď naplnený stuhnutým starým mazivom, alebo je armatúra upchatá. Nevyvíjajte ďalší tlak – odstráňte armatúru, vyčistite port a znova namažte.

Dĺžka ramena nastavovača a brzdný moment: Prečo na geometrii záleží

Dĺžka ramena nastavovača vôle sa meria od stredu otvoru vačkového hriadeľa po stred otvoru pre čap vidlice. Tento rozmer je kritický, pretože určuje mechanickú výhodu – pomer lineárnej sily z brzdovej komory k rotačnému krútiacemu momentu pôsobiacemu na vačkový hriadeľ.

Štandardné dĺžky ramien pre severoamerické nákladné vozidlá sú od 5-1/2 palca až 6-3/8 palca , pričom 5-1/2 palca je najbežnejšia na hnacích nápravách a 6 palcov na niektorých aplikáciách s riadenou nápravou a prívesom. Vzťah medzi dĺžkou ramena a krútiacim momentom je priamy: dlhšie rameno vytvára väčší rotačný krútiaci moment z rovnakej sily tlačnej tyče, ale vyžaduje väčší pohyb tlačnej tyče na dosiahnutie rovnakého uhla natočenia vačky. To je dôvod, prečo miešanie dĺžok ramien cez nápravu – dokonca o pol palca – vytvára problém s vyvážením bŕzd.

Ak pôvodná dĺžka ramena nastavovača nie je známa – napríklad, keď bola jednotka vymenená v teréne bez dokumentácie – najbezpečnejšou praxou je zmerať zostávajúci nastavovač na opačnej strane nápravy a presne ho prispôsobiť. Nenastavujte predvolenú najbežnejšiu veľkosť bez toho, aby ste ju potvrdili na opačnej strane.

Bežné chyby, ktorých sa flotily dopúšťajú s automatickými nastavovačmi vôle

Prechod od manuálnych k automatickým nastavovačom vôle zaviedol novú kategóriu chýb údržby – chyby, ktoré pramenia z nepochopenia toho, ako fungujú ASA. Tieto sú dôsledne uvádzané pri porušeniach týkajúcich sa nefunkčnosti bŕzd a vyšetrovaniach po nehodách.

• Manuálne opätovné nastavenie ASA v prevádzke: Toto je jediná najčastejšia chyba. Otočením nastavovacej skrutky na funkčnom ASA sa vačka posunie dopredu, ale ďalšie zabrzdenie spôsobí, že sa ASA znovu samočinne nastaví, čo často vedie k nadmernému nastaveniu a brzdnému odporu. Ak nie je ASA nastavená, zistite prečo, nielen ju vtlačte späť do špecifikácie pomocou kľúča.
• Preskočenie postupu cyklovania po inštalácii: Inštalácia ASA a okamžité odoslanie vozíka na kontrolu bez viacnásobného stlačenia bŕzd znamená, že nastavovač nedokončil svoje počiatočné automatické nastavenie. Merania zdvihu vykonané pred cyklovaním budú často vyzerať mimo špecifikácie, aj keď je jednotka dokonale funkčná.
• Inštalácia ASA bez výmeny opotrebovaných puzdier vačkového hriadeľa: Puzdro s bočným opotrebením 0,020 palca umožňuje vačke posúvať sa pri brzdení, čím vzniká nekonzistentný kontakt s čeľusťou a nepravidelné merania zdvihu. Nový ASA nemôže vyriešiť tento problém proti prúdu.
• Zanedbanie kontroly ovládacieho ramena: Väčšina ASA používa ovládacie rameno, ktoré sa opiera o pevný referenčný bod na náprave alebo brzdovej páke na snímanie zdvihu komory. Ak je toto rameno ohnuté, chýba alebo je nesprávne umiestnené, ASA nedokáže snímať skutočný zdvih a prestaví sa buď príliš, alebo nedostatočne.
• Použitie nesprávneho náhradného dielu: Nie všetky ASA sú zameniteľné. Počet drážok, veľkosť drážok (hrubá vs. jemná), dĺžka ramena a priemer otvoru vidlice sa musia zhodovať. Inštalácia ASA s iným počtom drážok, ako má pôvodný vačkový hriadeľ, spôsobí, že jednotka buď nezapadne, alebo sa drážky v priebehu prvých stoviek kilometrov oddelia.

Kritériá inšpekcie CVSA a podmienky mimo prevádzky

Aliancia pre bezpečnosť úžitkových vozidiel (CVSA) každoročne zverejňuje kritériá mimo prevádzky, ktoré inšpektori používajú počas cestných kontrol úrovne I, II a III. Nastavenie bŕzd – konkrétne zdvih tlačnej tyče – je jednou z najčastejšie uvádzaných podmienok mimo prevádzky na úžitkových vozidlách v Severnej Amerike.

Podľa údajov CVSA z nedávnych kontrolných cyklov, porušenie brzdového systému trvalo predstavuje viac ako 40 % všetkých objednávok mimo prevádzky vozidla , pričom nastavovanie bŕzd (súvisiace s nastavovačom odľahčenia) tvorí významnú časť tohto celkového počtu. Počas každoročného týždňa bezpečnosti bŕzd CVSA, ktorý sa zvyčajne koná koncom augusta, sa inšpektori špecificky zameriavajú na nastavenie bŕzd ako primárnu kontrolu.

Vozidlo je vyradené z prevádzky kvôli nastavovaniu bŕzd, keď:

• Aplikovaný zdvih ktorejkoľvek brzdovej komory sa rovná alebo prekračuje špecifikované maximum pre daný typ a veľkosť komory.
• Nastavovač je prasknutý, zlomený alebo chýba.
• Čap vidlice chýba, je veľmi opotrebovaný alebo nie je správne uchytený.
• Nastavovač vôle je uvoľnený na vačkovom hriadeli alebo má vačkový hriadeľ nadmernú koncovú vôľu.

Z pohľadu prevádzky vozového parku, jedna zákazka mimo prevádzky spôsobí stratu príjmov, zadržanie vodiča, náklady na odtiahnutie, ak je to potrebné, a známku v skóre SMS (Safety Measurement System) dopravcu, ktorá ovplyvňuje hodnotenie percentilu CSA na 24 mesiacov. Náklady na zmeškanú kontrolu nastavovača bežne presahujú 2 000 až 5 000 USD, keď sa vypočíta celkový prevádzkový vplyv – oveľa viac ako náklady samotného nastavovača.

Výber napínača vôle podľa typu aplikácie

Nie každý nastavovač je vhodný pre každé nákladné vozidlo alebo príves. Prevádzkové podmienky, konfigurácia nápravy a typ brzdovej komory ovplyvňujú správny výber. Nasledujúce rozdelenie obsahuje najbežnejšie scenáre.

Aplikácie hnacej nápravy

Hnacie nápravy na traktoroch triedy 8 zvyčajne používajú brzdové komory typu 30 alebo 24 spárované s 5-1/2 palcovými ramenami ASA. Vysoké nároky na krútiaci moment zaťažených tandemových náprav a tepelné namáhanie horských svahov robia tu obzvlášť dôležité dodržiavanie intervalu mazania. ASA s uzavretou karosériou s predĺženými intervalmi mazania (až 100 000 míľ na niektorých prémiových jednotkách) sú dostupné a čoraz viac preferované vozovými parkmi na dlhé vzdialenosti, ktoré sa snažia obmedziť servisné udalosti na cestách.

Aplikácie na riadenú nápravu

Riadené nápravy predstavujú jedinečné problémy s balením, pretože nastavovač vôle musí uvoľniť kĺb riadenia v celom rozsahu dráhy riadenia. Niektoré konštrukcie riadenej nápravy používajú kratšie, odsadené teleso nastavovača vôle, aby sa zabránilo kontaktu s kĺbom pri úplnom uzamknutí. Výmena nastavovača vôle riadenej nápravy za štandardnú jednotku hnacej nápravy – dokonca aj so zodpovedajúcou dĺžkou ramena – môže viesť k interferencii, ktorá poškodí nastavovač aj geometriu riadenia.

Aplikácie na nápravu prívesu

Prívesom sa venuje menej častej údržby ako traktorom, a preto je výber kvality ASA obzvlášť dôležitý. Prívesy zaparkované vo vonkajšom sklade čelia korózii, prenikaniu vlhkosti a dlhším intervalom medzi kontrolami. Prémiové prívesné vozíky ASA s vnútornými komponentmi z nehrdzavejúcej ocele a lepším dizajnom tesnení ponúkajú zmysluplne dlhšiu životnosť v týchto podmienkach. Príves s tromi nastavovačmi zlej regulácie môže prejsť zbežnou vizuálnou kontrolou a napriek tomu bude v hrubom nesúlade s meraním zdvihu — niečo, čo odhalí iba praktické meranie.