samochodów ciężarowych

Układ hamulcowy jest z punktu widzenia bezpieczeństwa ruchu drogowego najważniejszym systemem w samochodzie. W samochodach ciężarowych, ciągnikach siodłowych i autobusach stosowane są obecnie pneumatyczne układy uruchamiania hamulców.

W samochodach ciężarowych znajdują zastosowanie następujące rodzaje hamulców:
- roboczy (zasadniczy), który umożliwia kierowcy zmniejszenie prędkości pojazdu lub jego zatrzymanie;
- awaryjny (pomocniczy), uruchamiany w sposób niezależny w przypadku awarii hamulca roboczego (powinien on zapewnić możliwość osiągnięcia opóźnienia hamowania wynoszącego nie mniej niż 50 proc. wartości wymaganej dla hamulca roboczego (zasadniczego);
- postojowy, służący do utrzymywania samochodu w spoczynku, także na wzniesieniu, w szczególności w czasie nieobecności kierowcy w pojeździe (powinien zapewnić utrzymanie pojazdu na drodze o nachyleniu 20 proc., a samochodu z przyczepą lub naczepą o nachyleniu 12 proc.);
- dodatkowy, zwalniający tzw. zwalniacz (retarder), który pozwala kierowcy na utrzymywanie stałej prędkości ruchu samochodu lub jej zmniejszenie, szczególnie na długim spadku drogi.
Tak jak w przypadku hydraulicznych układów hamulcowych stosowanych w samochodach osobowych, również i w układach pneumatycznych cały układ stanowią dwie grupy elementów:
- układ uruchamiania (układ sterujący),
- mechanizmy hamulcowe.

Mechanizmy hamulcowe są bezpośrednio związane z kołami jezdnymi i służą do wytworzenia momentu tarcia w hamulcach. W samochodach ciężarowych i pojazdach użytkowych stosowane są dwa rodzaje mechanizmów hamulcowych:
- bębnowe - w których bęben hamulcowy, obracający się wraz z piastą koła, hamowany jest przez dociskanie do niego szczęk hamulcowych rozsuwanych przez mechaniczny rozpieracz;
- tarczowe – w których elementy cierne (klocki hamulcowe) dociskane są do wirującej płaskiej tarczy (mocowanej do piasty koła), przy użyciu tłoczyska i mechanizmu mimośrodowego.
Pneumatyczny układ uruchamiania hamulców steruje przepływem sprężonego powietrza od zbiornika do siłowników hamulców, które uruchamiają mechanizmy hamulcowe. Wartość siły hamowania wzrasta wraz ze zwiększeniem ciśnienia powietrza w siłowniku hamulca. Zdecydowaną zaletą pneumatycznych układów uruchamiania hamulca jest możliwość uzyskiwania dużych wartości sił hamowania przy małym wysiłku ze strony kierowcy. Kolejną zaletą pneumatycznych układów uruchamiania hamulców jest możliwość podłączenia układu hamulcowego przyczepy do układu hamulcowego przyczepy do układu hamulcowego samochodu ciągnącego, bez naruszenia sprawności jego działania.

Do wad pneumatycznych układów hamulcowych zaliczyć trzeba dość długi czas narastania ciśnienia powietrza w siłownikach hamulców, szczególnie w tych bardziej oddalonych od głównego zaworu sterującego.
Pneumatyczne układy sterowania hamulców składają się z następujących elementów:
- urządzeń przygotowania i magazynowania sprężonego powietrza,
- zaworów sterujących, zwrotnych i przeciążeniowych,
- siłowników,
- przewodów i złącz.

Sprężarka napędzana jest silnikiem pojazdu. Spręża powietrze do wartości ciśnienia 0,8-1,7 MPa. Stosowane są jedno- lub dwucylindrowe sprężarki tłokowe, chłodzone powietrzem. Ich wydajność jest tak dobrana, że napełnianie zbiorników sprężonego powietrza trwa kilka minut. Bezpośrednio na sprężarce mocowany jest filtr zasysanego powietrza (ssawny). Zadanie głównego oczyszczania powietrza spełniają filtry, które umieszczane są za sprężarką, a przed zbiornikiem powietrza. Usuwają one olej, który dostaje się do sprężonego powietrza ze sprężarki. Ważną rolą filtrów jest usuwanie pary wodnej i osuszanie powietrza. Kolejnym elementem układu jest regulator ciśnienia powietrza. Oddziałuje on na sprężarkę, powodując przerwanie tłoczenia powietrza w momencie, gdy osiąga ono wartość maksymalną. W tym momencie sprężarka pracuje już tylko na biegu jałowym i nie wykonuje pracy sprężania powietrza, aż do momentu spadku ciśnienia w instalacji pneumatycznej, gdy regulator ponownie uruchamia tłoczenie powietrza przez sprężarkę. Zawory zabezpieczające instalacji pneumatycznej mają za zadanie sterowanie przepływem sprężonego powietrza od sprężarki do zbiorników powietrza lub obwodów instalacji pneumatycznej w taki sposób, aby zapewnić utrzymanie ciśnienia powietrza w najważniejszych obwodach w przypadku awarii innych obwodów. Dwuobwodowy zawór zabezpieczający utrzymuje ciśnienie powietrza w jednym obwodzie hamowania kół w przypadku awarii drugiego. W instalacji pneumatycznej pojazdu umieszcza się zbiorniki sprężonego powietrza w liczbie od 2 do 4 sztuk. Ich objętość przekracza dziesięciokrotnie objętość siłowników sterujących hamulce w poszczególnych obwodach hamulcowych. Urządzeniem służącym do uruchamiania roboczego układu hamulcowego za pomocą pedału hamulca jest główny zawór hamulcowy. Im większe jest przemieszczenie dźwigni sterującej zaworu hamulcowego, tym wyższe będzie ciśnienie powietrza w siłownikach hamulców. Istotnym elementem pneumatycznego układu hamulcowego jest regulator siły hamowania, który wpływa na rozdział sił hamowania między osiami kół pojazdu, w zależności od zmiany masy ładunku i nacisku kół na drogę. Ostatnim elementem układu pneumatycznego są złącza (sterujące i zasilające) umożliwiające szybkie i szczelne połączenia instalacji pneumatycznej ciągnika i przyczepy. Obecnie w pojazdach ciężarowych stosuje się instalacje dwuprzewodowe i dwu-obwodowe. W instalacjach dwuprzewodowych znajdują się przewody dostarczania sprężonego powietrza (przewody zasilające) oraz oddzielne przewody, którymi przepływa powietrze sterujące pracą mechanizmów hamulcowych. W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych stosowane są hydropneumatyczne układy uruchamiania hamulców. Stanowią one połączenie układu hamulcowego pneumatycznego i hydraulicznego. Dzięki temu posiadają one zalety polegające na niewielkim wysiłku kierowcy przy uruchamianiu układu hamulcowego i krótkim czasie uruchamiania mechanizmów hamujących przez hydrauliczną część układu hamulcowego. Jednak ze względu na skomplikowaną budowę i obsługę są one stosunkowo rzadko stosowane w praktyce. Najnowszym rozwiązaniem konstrukcyjnym są układy elektropneumatyczne, które charakteryzują się znacznie krótszym czasem uruchamiania hamulców niż w przypadku układów pneumatycznych. Elektropneumatyczny układ hamulcowy składa się z elementów układu pneumatycznego i nadrzędnego elektronicznego układu sterującego.

mgr Andrzej Kowalewski