Pedeorelha | Come funzionano i freni dei camion

Gyles Lewis
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Segni come questi si applicano ai grandi camion; hanno un sistema frenante diverso da un'auto. Foto per gentile concessione di Adam Dodd / istockphoto.com

"Nessun freno motore." Ti sei mai chiesto cosa significhi questo cartello quando lo superi in autostrada?

Il freno motore di un camion è anche noto come sistema di freno a compressione a. A volte si chiama dispositivo di rallentamento del motore. I rallentatori sono particolarmente utili per i camionisti sulle discese in montagna.

Ma come funzionano i rallentatori? Il corsa di compressione è una parte del sistema a quattro tempi di un motore. Le valvole di aspirazione e di scarico vengono chiuse quando il pistone si alza, comprimendo l'aria che viene forzata nel cilindro del freno. Nella parte superiore della corsa, il carburante entra nell'aria molto calda, bruciando rapidamente e spingendo contro il pistone, che sta tornando verso il basso. Quando il pistone inizia la sua risalita, la valvola di scarico si apre per emettere i gas esausti.

Supponiamo che la valvola venga aperta quando il pistone è appena oltre il centro superiore, poiché la corsa di compressione sta finendo. L'aria compressa può fuoriuscire. Quindi la valvola di aspirazione fa entrare più aria e il pistone inizia a comprimerla. A quel punto, il motore diventa un dispositivo di compressione dell'aria, con la gravità che fornisce l'energia necessaria per farlo funzionare [fonte: Newbie Driver].

Quando l'aria compressa fuoriesce, il camion emette un rumore di ritorno di fiamma o di scoppio. Sebbene i sistemi più moderni facciano meno rumore, rimane la percezione che un camion dovrebbe fare affidamento sul sistema di frenatura pneumatica.

Ora, passiamo a dare un'occhiata più da vicino a come differiscono i freni di camion e automobili.

Contenuti

In che modo i freni dei camion sono diversi dai freni delle auto?
Tipi di freni per camion
Freni a disco grandi per camion
Diagramma del freno del camion

-Cominciamo considerando i modi in cui i freni di camion e auto sono simili. Lo scopo dei freni su tutti i tipi di veicoli è di fermarli. I freni su camion e auto funzionano secondo il principio dell'attrito. Entrambi i tipi di veicoli hanno tamburi dei freni, insieme alle loro pastiglie e scarpe, collegati agli assi delle ruote dei veicoli.

I freni delle auto si basano sul liquido dei freni che scorre attraverso il sistema per funzionare correttamente. Pertanto, i freni delle auto sono a idraulico sistema, facendo affidamento sul fluido. D'altra parte, i freni dei camion dipendono dall'aria compressa. (Anche i treni e gli autobus utilizzano questo tipo di sistema frenante.)

Un grande vantaggio nell'usare l'aria è che non si esaurisce mai (come può fare il liquido dei freni). Ciò significa che il sistema di frenatura pneumatica è molto affidabile: anche se c'è una piccola perdita da qualche parte nel sistema, funziona sempre.

La maggior parte degli autocarri pesanti più recenti utilizza un doppio sistema di frenatura ad aria compressa che non è disponibile sulle automobili. Un unico set di comandi del freno funziona con entrambi questi sistemi di frenatura pneumatica separati. Se un sistema si guasta, l'altro funzionerà.

Il difetto nel sistema di aria compressa dei camion è ritardo del freno. Questo è il tempo necessario all'aria per attraversare le linee e costringere i rivestimenti a entrare in contatto con il tamburo. Quando premono il pedale del freno, i conducenti devono abituarsi al fatto che i freni ad aria compressa non funzionano contemporaneamente, come fanno su un'auto. Il tempo di ritardo è inferiore a un secondo, quindi questo non è un grosso problema.

Il sistema di frenatura pneumatica del carrello ha diversi compiti. In primo luogo, mantiene una fornitura costante di aria compressa. Inoltre, deve dirigere il flusso d'aria. Infine, utilizza l'energia della pressione dell'aria e la trasforma in forza meccanica.

Uno due tre! L'impianto frenante pneumatico di un camion è composto da tre diversi sistemi frenanti. Analizziamo ciascuno di essi.

Vantaggi dei rallentatori ed è un Westinghouse!

L'uso di rallentatori avvantaggia i conducenti in due modi principali: sicurezza e costi. Essere in grado di scendere un pendio ripido senza applicare il sistema di frenatura pneumatica significa che i freni ad aria rimangono freschi e pronti se necessario. Ciò si traduce in una maggiore sicurezza in fase di arresto. Meno utilizzo in montagna significa che i tamburi dei freni e le camicie non si usurano rapidamente, risparmiando così denaro in manodopera e parti.

Potresti conoscere il nome Westinghouse come marchio di elettrodomestici. Tuttavia, il prolifico inventore George Westinghouse, Jr., progettò anche il primo pratico freno pneumatico per le ferrovie. Dopo aver lavorato nell'officina meccanica di suo padre e prestato servizio durante la guerra civile, brevettò il sistema nel 1869. Brevettò anche diversi altri dispositivi di sicurezza per migliorare il sistema ferroviario. La Westinghouse Air Brake Company è stata la prima delle 60 società fondate dall'imprenditore creativo [fonte: Westinghouse].

Freni di servizio vengono utilizzati durante la guida normale. Quando un guidatore preme il pedale del freno si verifica una sequenza di eventi.

L'aria entra in una camera dei freni attraverso le compagnie aeree.
L'aria fa uscire un'asta di spinta.
L'asta di spinta spinge il regolatore del gioco.
L'albero a camme gira.
La rotazione dell'albero a camme torce la S-Cam. (Hai indovinato: si chiama S-Cam perché ha la forma di una S.)
Le guarnizioni dei freni sono costrette a toccare il tamburo del freno.

Il conducente attiva il freni di stazionamento estraendo una o entrambe le valvole sul cruscotto. (I freni del trattore hanno un pulsante giallo; i freni del rimorchio hanno un pulsante rosso.) Il pulsante del cruscotto rilascia la molla all'interno della camera del freno, iniziando così i passaggi 3-6 sopra elencati.

Il freno di emergenza il sistema utilizza parti degli altri due sistemi per fermare il camion se si verifica un guasto al freno [fonte: autista principiante].

All'interno della camera del freno c'è una potente molla con circa 2.500 libbre di pressione dietro di essa. Quella molla è frenata da un flusso d'aria costante e costante nella camera. I freni di emergenza si attivano automaticamente se non c'è abbastanza aria nel sistema per trattenere la molla. Se la pressione dell'aria scende al di sotto di 60 libbre per pollice quadrato, la spia di bassa pressione si accende. Potrebbe anche suonare un cicalino.

Non tutti sono contenti del modo in cui funzionano i freni S-Cam. Una recente innovazione è l'uso dei freni a disco. Andiamo in autostrada per vedere come funzionano i freni a disco sui camion.

Attenzione al Brake Fade!

Quando il tamburo del freno si surriscalda, si espande lontano dalle ganasce del freno. Quindi il tamburo e le scarpe non entrano in contatto completo. Gli altri freni devono lavorare di più per compensare. Se la situazione si protrae troppo a lungo, anche questi sistemi si surriscaldano e si sbiadiscono, provocando il guasto del freno. Anche i freni caldi possono fumare o prendere fuoco. Qualsiasi guidatore che percepisca la necessità di aumentare la pressione sul pedale del freno deve controllare i freni per verificare che non si attenui.

Alcuni camion hanno freni a disco invece di freni S-Cam. La pressione dell'aria agisce sulla camera del freno e sul regolatore del gioco allo stesso modo dei freni S-Cam. Tuttavia, una vite di alimentazione sostituisce la S-Cam. La vite di alimentazione viene ruotata dalla pressione sulla camera del freno e dal registro del gioco. Quindi la vite di alimentazione afferra il disco o il rotore tra le pastiglie dei freni di una pinza.

I numerosi vantaggi dei freni a disco ad aria includono quanto segue:

Rispetto ai freni a tamburo, i freni a disco ad aria riducono le distanze di arresto di quasi il 40 percento. Poiché la pressione viene applicata continuamente, è più facile che il veicolo si fermi completamente.
I freni a disco ad aria arrestano quasi completamente la dissolvenza del freno.
I freni a disco ad aria non aumentano l'usura delle guarnizioni dei freni su un rimorchio o sulle pastiglie dei dischi di un trattore.

Tuttavia, nonostante tutti i vantaggi, il cambiamento non è sempre accolto dalle masse. Negli Stati Uniti, nessuna normativa richiede l'uso di freni a disco ad aria, che sono visti come un articolo di fascia alta perché costano circa il doppio dei freni a tamburo. Attualmente, circa il 95% del mercato degli autocarri pesanti degli Stati Uniti fa affidamento sui freni a tamburo. In Europa, oltre l'80% degli autocarri commerciali utilizza già freni a disco ad aria. Il passaggio completo ai freni a disco ad aria può richiedere dai 10 ai 15 anni.

Dicono che un'immagine vale più di mille parole. Passiamo alla pagina successiva per dare un'occhiata al diagramma del sistema di frenatura di un camion.

Test, test

La National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) del Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti ritiene che l'uso dei freni ad aria comporterà meno collisioni in situazioni di emergenza rispetto all'utilizzo dei freni a tamburo. L'NHTSA afferma che la riduzione della distanza di arresto minima richiesta del 30% comporterebbe un numero significativo di vite salvate. Queste conclusioni si sono formate in seguito ai test del simulatore condotti presso l'Università dell'Iowa [fonte: National Transportation Safety Board].

Schema dei componenti del freno pneumatico

Ora mettiamo insieme le parti per vedere come funzionano i freni del camion nel loro complesso. Questo diagramma fornisce sia una vista in primo piano che un esempio di dove si trovano i freni nel veicolo.

Come funzionano i freni dei camion

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