A lassító fékrendszerek szerepe és típusai haszongépjárművekben

A haszongépjárművek biztonságos üzemeltetésében kulcsfontosságú szerepet töltenek be a különböző fékrendszerek. A modern járművek megnövekedett tömege, átlagsebessége és motorteljesítménye új kihívások elé állította a féktechnológiát. Az utóbbi években a motor teljesítmények, az átlagsebességek és a járműtömegek jelentősen nőttek, míg a járművet lassító ellenállások (súrlódási, gördülési és légellenállás) csökkentek. Emiatt egyre nagyobb szükség van az üzemi féktől független, tartós lassító fékberendezésekre, melyek tehermentesítik a hagyományos fékeket és növelik a biztonságot, valamint csökkentik a karbantartási költségeket.

A haszongépjárműveken alkalmazott fékrendszerek

A haszongépjárműveken alapvetően három fő fékrendszer alkalmazott:

1. Üzemi fék: Az üzemi féket a lábpedál lenyomásával vezéreljük, ezzel fékezi a gépjárművet.
2. Rögzítő fék: A rögzítő fék a szerelvény rögzítését végzi. A rögzítő fék oldásával a gépkocsi elindítható.
3. Lassító fék: A lassító fék a fékezési feladatot látja el.

A tartós lassítófékek szükségessége

A haszonjárművek egységnyi fékbetét felületére jutó lassítandó tömeg nagyságrendekkel nagyobb, mint a személygépkocsiknál. Tartós lejtmeneti fékezésnél a fékdob hőtágulása és a fékbetét súrlódási tényezőjének csökkenése miatt a dobfékek hatásossága hőmérséklet növelésével arányosan csökken. Ez a tárcsafékeknél mérsékeltebben jelentkezik, ami indokolja széleskörű elterjedését. A súrlódó alkatrészek intenzív kopása növeli a karbantartási ráfordításokat. A haszonjárműveknél a biztonság növelése miatt alkalmazzák azokat a megoldásokat, amelyekkel az üzemi féket tehermentesítik és lehetőleg nem súrlódásos elven végzik a tartós fékezést.

Az egyes országokban a gördülőtömegtől függően eltérő módon, de hatóságilag is előírják az üzemi féktől független tartós lassítófék-rendszer alkalmazását. Hazánkban a veszélyesáruszállító járműveknél, illetve az autóbuszoknál kötelező ilyen berendezés. A típusminősítéshez a nagytömegű tehergépkocsik, autóbuszok és pótkocsik esetén előírják az ECE 13-as előírás szerinti, úgynevezett II típusú, esetenként, pedig a II A típusú, tartós fékezési vizsgálat elvégzését. Mivel az itt megfogalmazott követelmények sok esetben csak jelentősen túlméretezett üzemi fékkel teljesíthetők, ezért ez a tartós fékrendszer közvetett előírásnak is kitehető.

A haszonjárművek tartós lassítófék berendezései

A tartós lassítófékek számos műszaki megoldással valósíthatók meg. Főbb típusai a következők:

Kipufogórendszerek katalizátor nélkül

• A motor fékező nyomatékát növelő rendszerek (motorfékek, kipufogófékek).
• Hidrodinamikus elven működő tartós lassítófékek (retarderek).
• Elektro-hidraulikus tartós lassítófékek.
• Elektromágneses elven működő, örvényáramú retarderek.

Beépítés helye szerinti csoportosítás:

• Off-line beépítés: a hajtáslánc vonalán kívüli, gyakran gyorsító áttétellel ellátott változat.
• On-line beépítés: a hajtásláncba beépített változat.
• Primer retarder: a motort és a sebességváltó mechanikus áttételei közé építik be.
• Szekunder retarder: a sebességváltó és a hátsó futómű között helyezik el.

Motorfékek és kipufogófékek

A belső égésű motorok kis terhelésnél és nagy fordulatszámnál már nem adnak le hasznos teljesítményt, hanem külső hajtást igényelnek. Ha a motor a gépkocsi kerekeivel az erőátvitelen keresztül összeköttetésben áll, a hajtott kerekeken fékezőnyomatékot hoz létre. A motor súrlódási veszteségeinek a leküzdése és a segéd berendezések hajtása teljesítményt igényel. Az elérhető fékteljesítmény (lökettérfogatra vonatkoztatva) névleges motorfordulatszámon 44,5 kW/l, a névleges teljesítménynek kb. 1/4-1/8 része Otto-motoroknál.

A motorfék hatása a segédberendezések alkalmazása nélkül is jelentős, mert a szívótorokban lévő pillangószelep csaknem vagy teljesen zárva van, és ezért a szívási folyamatnál jelentős a fojtás.

Dízelmotorok kipufogóféke

Dízelmotorok szívórendszerében nincs fojtóelem. Az áramlási ellenállás növelése miatt nem volna célszerű ilyet utólag beépíteni. Ezeknél a motoroknál a kipufogófék terjedt el. A kipufogófékek fojtják a kipufogógáz-áramot a feltöltött dízelmotor turbinájához. Így generálnak fékerőt. A kipufogó gyűjtőcső után szerelnek be egy sűrített levegővel működtetett munkahengerrel elfordítható pillangószelepet. A motorfék használatakor a kipufogási folyamat gátolt. A lezárt pillangószelep és a motor közötti szakaszon 2-5 bar közötti nyomás alakul ki, és a dugattyú ellenében tolja ki a levegőt az égéstérből. A motor ebben az üzemmódban lefojtott légsűrítőhöz hasonlóan működik.

A fékpillangószelepek az üzemi fék tehermentesítésére szolgálnak, de nem helyettesítik azt. A hagyományos kipufogófék-szelep által elért ellennyomás arányos a motor fordulatszámával. A szabályozható kipufogófék szelep más: olyan vezérlő mechanizmussal van felszerelve, amely a turbina utáni ellennyomást egy meghatározott tömegáram-tartományon belül állandó szinten tartja. A vezérlés állandó fékerőt tesz lehetővé - függetlenül a motor terhelésétől és fordulatszámától.

A kipufogófék hátrányai és fejlesztései

A kipufogófék ugyan egyszerű és olcsó szerkezet, de nem hanyagolhatók el hátrányos tulajdonságai. A fékezőnyomaték és a teljesítmény nem elég nagy, hatásossága a fordulatszám csökkenésével arányosan mérséklődik. A fékezőnyomaték nem szabályozható, és nagysága függ a bekapcsolt sebességváltó-fokozattól is. A kipufogócsonkban kialakult nyomás visszanyithatja a kipufogó-szelepeket, melyek visszacsapódva az ülékre, kárt tehetnek a zárófelületben. Ezért a kialakuló torlónyomást korlátozni kell. A kipufogófékek használata zajkibocsátással jár.

Kipufogó tisztítás tippek és trükkök

Wabco EPM kipufogófék

Az EPM rövidítését az angol Exhaust Pressure Modulator, a kipufogógáz-nyomás moduláció elnevezésből származik. A kipufogócsőbe épített fojtószelep növeli a motor fékezőnyomatékát. Használatkor a fékszerkezet súrlódó alkatrészeinek megkímélésével lassítható a gépkocsi. A kipufogó ütemben a gázok kitolási munkájának növelése révén éri el a fékezőhatást. A zárt fojtószelep miatt a kipufogócsőben megnövekszik az ellennyomás, ami növeli a motor fékezőnyomatékát.

Ezzel már kis fordulatszámon is jelentős fékezőnyomaték érhető el és növekvő motorfordulatszámon is állandó értékű lesz a kipufogócsőben az ellennyomás. A fojtószelephez képest aszimmetrikusan elhelyezett tengely lehetővé teszi, hogy növekvő torlónyomás hatására az részlegesen kinyisson. Ha a kipufogófék működtetését a motormenedzsment rendszer végzi, további előnyöket jelent, hiszen a különböző módon létrehozott fékezőnyomatékokat (üzemi fék, retarder, kipufogófék, motorfék) összehangolhatja.

Növelt hatású motorfék

A motorfék hatásosságának növelését különböző módon valósíthatják meg a dekompressziós fékezőrendszerek. Ezekkel nem a gázcsere-munka nagyságát növelik, hanem a sűrítési munkát alakítják veszteséggé. A motorfék berendezések a tartós lassító fékek csoportjába tartoznak. Ezekkel hosszú lejtmeneteknél kopásmentesen lehet állandó értéken tartani a gépkocsi sebességét. Nem alkalmasak azonban az álló helyzetig történő fékezésre. Használata kopásmentes, miközben a kerékfék szerkezet nem melegszik. Ez azzal az előnnyel jár, hogy az üzemi fék bármikor teljes hatásossággal igénybe vehető akár vészfékezésre is.

A növelt hatású motorfékről általánosságban elmondható, hogy a hengerfejre szerelt kiegészítő hidraulikus egységekkel és az annak részét képező elektromágneses szeleppel működteti a motor elektronika a vezető igényének megfelelően. Hatásossága a fordulatszámon kívül attól is függ, hogy hengerenként egy - egy kipufogószelep mikor és hányszor nyit ki. A szelepvezérlésbe történő beavatkozás révén valósul meg a nagyobb fékező nyomaték.

Dekompressziós rendszerek típusai

• Jacobs-fék: Ezt eleinte azoknál az amerikai gyártmányú motoroknál alkalmazták, melyekre közös porlasztó-adagolóelemből álló befecskendező rendszert szereltek.
• Dynatard-rendszer: A vezérműtengely kipufogószelepet vezérlő bütykének zárási oldalán egy kisebb kiemelkedő rész található. Ha a himbára szerelt dugattyú fölött olajjal töltjük fel, akkor ezen a szakaszon a sűrítési felső holtpont közelében a kipufogószelepet a himba kissé kinyitja.
• Powertard rendszer: Ennél is a vezérműtengely kipufogó szelepet mozgató bütykét használják a dekompresszió vezérlésére, amely a sűrítési felső holtpont környékén megemel egy dugattyút.

A dekompressziós fékek hatásossága jobb a kipufogófékeknél, nem okoz szelepvisszanyitást, és általában 2-3 hengerenként is működésbe hozhatók. Működésük azonban változatlanul zajos, ráadásul felépítésük meglehetősen bonyolult a kenőrendszerhez kapcsolódó hidraulikus vezérlőrendszer miatt.

Kipufogó hibák és javításuk

Gyakori motorfék-rendszerek

• DAF motorfék (DEB): A hengerenként négy szelepes 12,6 literes XF motort DEB-bel látják el. A hengerfejre egy kiegészítő hidraulikarendszert szerelnek, melyet elektromágneses szeleppel vezérelnek.
• Mercedes motorfék: A hengerfejbe egy kiegészítő szelepet szerelnek. Ezt sűrített levegővel nyitják ki rugóerő ellenében. Kis fordulatszámon 120%-kal, 2500 1/perc-nél pedig 60%-kal növekszik a fékező hatás. Az elérhető legnagyobb fékezőteljesítmény hozzávetőleg azonos a Volvo F16 típuséval. A kipufogóféket és a motorféket úgy hangolják össze, hogy kisebb fordulatszámon ez utóbbi legyen hatásosabb.
• MAN motorfék: A hidraulikus szelepemelőbe szerelt egység olyan kialakítású, hogy a sűrítési ütem után a kipufogószelepet a motorfék bekapcsolásakor az olajnyomás résnyire kitámasztja.
• Volvo motorfék (VEB): A növelt hatású motorféket kipufogófékkel kombinálják. Először annak fojtószelepe zár, utána lép működésbe a dekompresszoros rendszer. A vezérműtengely kipufogó bütykén az alapkörhöz képest két, 0,8 mm-nyi emelésű kiegészítő bütyköt alakítanak ki, amelyek a motorfék bekapcsolásakor a kipufogószelepet kétszer ismét kissé kinyitják. Ezzel azt érik el, hogy a kipufogó gyűjtőcsőben a zárt kipufogófék fojtószelep miatt alakult nyomás kerül az égéstérbe. Így a főtengelyen nagyobb lassító nyomaték alakul ki.

Hidrodinamikus és örvényáramú retarderek

Az utóbbi évtizedekben széles körben elterjedtek a haszonjárműveknél a hidrodinamikus és az örvényáramú retarderek különböző változatai. Kopásmentes lassítást tesznek lehetővé. Ezek az üzemi féktől független berendezések jelentősen növelik a haszonjárművek aktív biztonságát és növelik a használat gazdaságosságát.

Hidrodinamikus retarderek

A gépkocsi mozgási energiáját a lapátkoszorúk közé beáramló olaj alakítja át hő energiává. Ennek megfelelően kell méretezni a motor hűtő rendszerét. Nagyobb átmérőjű csövek és nagyobb szállítóképességű folyadék szivattyú, nagyobb átömlő keresztmetszetű termosztát szükséges. Ennek a retarder változatnak nagy a specifikus fékező teljesítménye, bár körülményes az utólagos beszerelése.

Az áramlástani elven működő fékberendezés különböző változatai használatosak. A turbinakerék, melyet a gépkocsi mozgási energiája forgat, az olajrészecskéket felgyorsítja. Az állórész pedig fékezi, amelyet a retarder álló részéhez rögzítenek. Az olajrészecskék mozgásállapotának jelentős megváltozása hő fejlődéssel jár. Az elektronika elektromágneses szeleppel szabályozza a fékezési igénynek megfelelő olajmennyiséget, mely a lapátkoszorúk közé kerül.

A fékező nyomaték csökkentésekor, illetve a retarder kikapcsolásakor egy másik elektromágneses szelep sűrített levegőt enged a munkatérbe, ennek hatására csökken az olaj sűrűsége és vele arányosan a fékező nyomaték. Kikapcsoláskor a munkatérből a teljes olaj mennyiséget a sűrített levegő a tároló térbe juttatja, és ezzel megszűnik a fékező hatás. Előnye az, hogy működése hatékony, és kicsi a karbantartási igénye.

Intarder rendszerek

Az Intarder kezdetben a Voith vállalat termékeinek védett típusneve volt. Azoknál a tartós lassító fékező berendezéseknél alkalmazták ezt a megnevezést, melyeket közvetlenül a sebességváltóra szereltek, off-line elrendezésben. Ez azt jelenti, hogy a lapátkoszorúk szimmetriatengelye a kardántengely mellett van. Jelenleg már a többi gyártó is alkalmazza ezt a megnevezést. Közös jellegzetességük, hogy a sebességváltó kimeneti tengelyről gyorsító áttételen keresztül kapja a lapátkoszorú a hajtást.

Ennek az előnye, hogy a nagyobb fordulatszám miatt, kisebb lehet a retarder lapátkoszorújának átmérője, és így az intarder tömege és helyigénye is kisebb. A munkatérbe szerelt lapátozott forgórész rendszerint a kardántengely fordulatszámának kétszeresével forog. Kikapcsolt állapotban a lapátkoszorúk között a munkatérben nincs olaj, de van ventillációs veszteség.

Az intarder bekapcsolásakor a hidraulikus szabályozóegységbe szerelt proporcionális (arányos működésű) szelep és a nyomástároló szelepe olajat enged a munkatérbe. A fékezés közben fejlődő hőt az olaj - hűtőfolyadék hőcserélő adja át a belsőégésű motor hűtőrendszerének. Ilyen Intardert szerelnek egyebek között a haszonjárművekben alkalmazott ZF - Ecosplit 3 típusú sebességváltóra.

Retarder vezérlés és ABS kapcsolat

A jelenlegi retarderek az elektronikus szabályozásukkal a haszonjárművek fékrendszerének integrális részét képezik. Működtetését a fékelektronika automatikusan végzi, de a gépkocsivezető igényének megfelelően változtatni is tud az automatikus működésen. Az egyes fokozatok aktiválásakor az elektromágneses szelepekkel a bekapcsolt fokozatnak megfelelő mennyiségű olaj kerül a tároló térből munkatérbe, az álló és forgó lapátkoszorúk közé. Ezzel érhető el a kívánt fékező nyomaték.

Hőmérséklet érzékelő informálja a retarder elektronikát a pillanatnyi üzemállapotról. Ha a hűtőfolyadék túlmelegedne, az elektronika csökkenti a fékező nyomatékot, illetve lekapcsolja a retarder működését. A retarderek működtetéséhez általában mikroprocesszoros elektronikákat alkalmaznak. A retarder kapcsoló kar végén lévő nyomógomb megnyomásakor az elektronika tárolja a pillanatnyi járműsebességet, melyet az elektronika pontosan tart, akkor is ha változik közben a lejtő meredeksége.

A hidrodinamikus retarder és az ABS rendszer egymással elektronikus adatátviteli kapcsolatban állnak. Erre azért van szükség, mert az ABS elektronika tudja megállapítani, hogy a tartós lassító fékberendezés használata közben kis tapadási tényezőjű úton a fékezett kerekek esetleg megcsúsznak. Korábbi gyártású gépkocsiknál ekkor relék segítségével az ABS kikapcsolja a retardert. Ennek hatása különösen a hidrodinamikus retardereknél némi késlekedéssel okozza a fékező nyomaték csökkenését, majd megszűnését.

Példák retarder rendszerekre

A segédfékberendezések használata jeges és havas útviszonyok között

Az elmúlt években a segédfékberendezések népszerűsége széles körben elterjedt a nehéz tehergépjárművek termékeiben, és egyre többen kezdik megérteni és egyetérteni a kiegészítő fékberendezések segítségével a biztonságos vezetés érdekében. A segédfék azonban nem mindenható, sőt bizonyos esetekben a segédféket is ki kell kapcsolni, vagy óvatosan kell használni.

Általánosságban elmondható, hogy az ABS, az ESP, az EBD és más rendszerek nem kizárólagosan kiegészítő fékberendezések. Ezek a funkciók az aktív fékezést segítő rendszerekre hatnak, amelyeket elektronikus segédrendszereknek nevezünk. Egyszerűen fogalmazva, a hagyományos fékrendszerünktől (fék) eltérően a segédfék egy olyan eszköz, amely segíti az autó lassítását. Jelenleg elterjedt segédfék-berendezéseink közé tartozik a kipufogófék, a motorfék és a retarderfék.

Figyelmeztetések csúszós úton

• Kipufogófék: Ha havas úton halad, ha nincs utánfutó az Ön által vezetett jármű mögött, akkor a kipufogó fékezési módot a jármű állapotának megfelelően használhatja, de ha pótkocsival, akkor nagyon könnyen előfordulhat, hogy az utánfutó nekiütődjön az autó elejének. Jeges és havas utakon a pótkocsis járműveknek kerülniük kell a kipufogófékek használatát.
• Motorfék: A motor fékezőnyomatéka nagyobb, mint a normál kipufogóféké, ezért óvatosan kell használni nedves és csúszós utakon. Ha jeges útról van szó, akkor a motoros fékezést is meg kell tiltani. Ellenkező esetben a jármű könnyen megcsúszik és felborul.
• Retarder: Mivel a hidraulikus retarder féknyomatéka nagyobb, mint a hengeren belüli és a kipufogóféké, rendkívül rossz időben lehetetlen hirtelen teljesen nyitott állapotba lépni, a hirtelen túlzott lassítás pedig könnyen vezethet olyan veszélyekhez, mint a jármű felborulása. Bár a jármű jelenleg az ABS vagy AEB rendszerhez lesz kapcsolva, és a jármű megcsúszását észleli, a fedélzeti számítógép feloldja a hidraulikus lassító működését, de csúszós úton óvatosan kell használni a hidraulikus lassítót.

A pótkocsi tartós lassítófékezése

A tartós lassítófék-berendezés használata közben a járműszerelvény stabilitásának megőrzése érdekében a vontató a pótkocsinak elektromos jelet ad. Ezzel elektromágneses szelep segítségével előre beállított, 0,5-1,5 bar értékű működtető nyomást vezérelhet ki a pótkocsi üzemi fékrendszere segítségével az egyik tengelyre. A másik tengely fékkamrái elé beszerelt nyomásvisszatartó szelepet ennél nagyobb értékre állítják be. Így ezeknél a kerekeknél a súrlódó elemek hidegen maradnak, és hatásosságuk nem csökken. A pótkocsikerékfék-szerkezeteinek a tartósfékezések során tapasztalható veszélyes fékhatás csökkenése miatt ezt a megoldást a nemzetközi fékelőírások már nem teszi lehetővé.

tags: #kipufogo #lassito #fek #információ

• Astra H visszajelzések
• Megoldások Hyundai i30 rángatásra
• Hengerfej pakolás csere Riwall fűnyírón
• tudj meg többet a Mercedes-Benz C 220 d modellről
• Az olajhűtő működése és gyakori hibái