Mit csinál az arányosító szelep? Hogyan működik, miért számít, és a hibajel

Egy enyhén megrakott szállítókocsi erősen fékez, amikor egy autó bevág a sávjába a nedves körforgalomban. Az orr alámerül, a hátsó gumik elveszítik a tapadást, és a hátsó rész szélesre lendül. Ez a lengő mozgás pontosan az a hiba, amelyet egy fék-adagoló szelep megállítására terveztek.

Az adagolószelep egy kisméretű hidraulikus alkatrész, mégis ez határozza meg, mekkora fékezőerőt használhat a hátsó tengely. Ha rosszul illeszkedik vagy eltörik, az egyenes vonalban meg kell állnia a jármű megpördülhet, oldalra csúszhat, vagy túl sokáig tart a megállás.

Valójában mit csinál egy arányosító szelep

A főfékhenger és a hátsó fékkör között egy adagolószelep található. A legtöbb személygépkocsin és kisteherautón a főfékhenger kimenetébe van becsavarva, a vázra van felszerelve, vagy egy kombinált szelepbe van beépítve, amely egy nyomáskülönbség-kapcsolót is tartalmaz a fék figyelmeztető lámpája számára.

A szelep nem egy egyszerű ki-be kapcsoló. Ez egy nyomásérzékeny hidraulikus határoló, amelynek kalibrációjába szándékos osztási pontot építettek. Feladata egy szabályban foglalható össze:

Gyengéd és mérsékelt fékezéskor a szelep lehetővé teszi, hogy a teljes hidraulikus nyomás elérje a hátsó fékeket. Amikor a vezeték nyomása túllép a bekapcsolási ponton, a szelep korlátozza a további áramlást, így a hátsó féknyomás sokkal lassabban növekszik, mint az első féknyomás.

Egyszerű mérnöki nyelven a hátsó áramkör egy beállított bemeneti nyomás felett „le van nyírva”. A bekapcsolási pont alatt a szelep egyenes csőként viselkedik. A bekapcsolási pont felett a szelep elkezdi a bejövő nyomás egy százalékát csökkenteni. A hátsó féknyomaték ezért szándékosan gyengébb lesz, mint az első féknyomaték erős megálláskor.

Ezt a funkciót gyakran összekeverik a fékerősítéssel, a blokkolásgátló modulációval vagy az elektronikus stabilitásszabályozással. Ezek a rendszerek akkor hatnak a fékekre, amikor egy kerék már elkezdett veszélyesen viselkedni. Az adagolószelep ezt megelőzően működik, a hidraulikus nyomásgörbét úgy alakítja ki, hogy a hátsó blokkolás sokkal kisebb valószínűséggel forduljon elő.

Miért van szüksége egy járműnek nyomáskorlátozásra a hátsó fékjein?

A fékezés nem csak a forgó kerék erősebb rögzítésének kérdése. Az abroncs fékezőerő-átviteli képessége attól függ, hogy mekkora függőleges súly nyomja rá. Bármilyen erős megállás során a súlyátadás drámai módon megváltoztatja ezt az egyenletet.

Vegyünk egy olyan járművet, amely elég erősen lassít ahhoz, hogy az orra láthatóan lemerüljön. Az első felfüggesztés összenyomódik, a hátsó felfüggesztés tehermentesít, és a jármű tömegének jelentős része az első tengely felé mozdul el. Ennek eredményeként a hátsó abroncsok kevésbé, míg az első gumik nagyobb tapadásúak.

Ha a fékrendszer minden kerékre azonos nyomást küldene, akkor a hátsó fékek blokkolnának először, mert sokkal hamarabb fogyna el a tapadásuk, mint az első. Az adagolószelep úgy korrigálja ezt az egyensúlyhiányt, hogy megtagadja, hogy túlzott nyomást küldjön a hátsó körbe.

Mi történik, ha a hátsó kerekek blokkolnak az első

A reteszelt és csúszó keréknek szinte nincs oldalirányú vagy irányított tapadása. Ennek súlyos következményei vannak az egyenes vonalú vészleállításnál:

A jármű hátulja megszakíthatja a tapadást, és elfordulhat az első tengely körül, ami pörgést vagy késszerű kilengést okozhat.
A kormányzás sokkal kevésbé hatékony, mivel a hátsó tengely már nem stabilizálja a jármű útját.
A féktávolság megnövekszik, mert egy blokkolt csúszó gumiabroncs kisebb fékezőerőt generál, mint az a gumiabroncs, amely még mindig a tapadási határ közelében forog.
A hő és a lapos foltok károsítják a hátsó abroncsokat, különösen akkor, ha a jármű gyakran üresen vagy enyhén megterhelve közlekedik.

Ugyanez az elv vonatkozik a kisteherautóra, a kisteherautóra, a kishaszonjármű-alvázra vagy az utánfutót vontató személygépkocsira. Minél jobban változik a hátsó tengely terhelése a terhelt és üres állapotok között, annál fontosabbá válik a megfelelően kalibrált adagolószelep.

Hogyan hoz létre a szelep kétlépcsős nyomásgörbét

Az adagolószelep belsejében egy rugós dugattyú vagy szelepszár elrendezés található. Enyhe fékezéskor a hidraulikafolyadék a legkönnyebben halad át a szelepen. A belső dugattyú az ülésen kívül marad, és a kimeneti nyomás szinte pontosan megegyezik a bemeneti nyomással.

Amikor a vezető erősebben fékez, a növekvő hidraulikus nyomás a szelep belső dugattyújához nyomódik. Előre beállított nyomáson a folyadékból származó erő legyőzi a kalibráló rugót, a dugattyú elmozdul, és a folyadékjárat részben lezáródik. Ettől a pillanattól kezdve csak egy szabályozott mennyiségű kiegészítő nyomás éri el a hátsó fékeket – gyakran az extra bemeneti nyomás nagyjából 30 és 50 százaléka között.

Ennek a viselkedésnek a grafikonja nem egy egyenes arányos vonal a pedál teljes útja mentén. Ez egy két lejtős görbe, amelynek hajlítása térdpontként vagy osztási pontként ismert. A mérnökök ezt a pontot és a másodlagos lejtőt úgy választják ki, hogy illeszkedjenek a jármű súlyeloszlásához, a felfüggesztés útjához, a tengelytávhoz és a hátsó féktípushoz.

A viselkedés könnyebb ábrázolása érdekében vegyünk egy szelepet 300 psi nyomással és 40 százalékos másodlagos nyomásaránnyal:

Példa nyomásviszonyra egy 300 psi-es bekapcsolási ponttal és 40%-os másodlagos meredekséggel rendelkező adagolószelephez. A valódi kalibrálás járműnként eltérő.
Főfékhenger bemenet (psi)	Hátsó áramkör kimenet (psi)	Szelep állapota
100	100	Teljes áramlás
200	200	Teljes áramlás
300	300	Bevágási pont
400	340	Nyomás korlátozott
500	380	Nyomás korlátozott
600	420	Nyomás korlátozott
800	500	Nyomás korlátozott

A pontos számok járműcsaládonként eltérőek, mivel a hátsó dobfékeknek, a hátsó tárcsafékeknek és a nagy teherbírású hátsó tengelyeknek különböző nyomásprofilokra van szükségük. Ami nem változik, az a logika: a térd felett a hátsó nyomásnak enyhébb ütemben kell emelkednie, mint az első nyomásnak, hogy a hátsó abroncsok soha ne kapjanak nagyobb nyomatékot, mint amennyit fizikailag használni tudnak.

Miért nem teszi elavulttá az ABS az arányosító szelepet?

A blokkolásgátló fékrendszer figyeli a kerék fordulatszámát, és engedi a féknyomást, amikor a kerék blokkolni kezd. Ez hasonlóan hangzik az adagolószelep feladatához, de a két alkatrész a fékezési folyamat teljesen eltérő pontjain működik.

Az ABS olyan kerékre reagál, amely már elvesztette a tapadást. Az adagolószelep megakadályozza, hogy a hátsó kerekek elérjék ezt a veszélyes szintet a legtöbb normál és mérsékelt pánikmegállás esetén. Amikor az ABS aktiválódik, az adagolószelep továbbra is számít, mert ez határozza meg azt a hidraulikus alapvonalat, amelyből az ABS-modulátornak működnie kell.

Egy nehéz fékpedállal, ragadós hátsó fékekkel vagy rosszul kalibrált szeleppel rendelkező jármű az ABS-rendszert a tervezettnél sokkal erősebbre kényszeríti. Az eredmény hosszabb féktáv, több zaj és pedálpulzálás, valamint az ABS szivattyú és a modulátor szelepeinek szükségtelen kopása. A megfelelően működő adagolószelep egyensúlyban tartja a hidraulikus alapot, így az elektronikus rendszereknek csak a kerékcsúszás utolsó néhány százalékát kell kezelniük.

Hogyan jelenik meg ugyanaz a logika a légfékes haszongépjárművekben

Az adagolószelepekkel kapcsolatos legtöbb keresési eredmény a személygépkocsik világából származik, mivel a hidraulikus fékáramkörök pontosan ezt az alkatrésznevet használják. A nehéz teherautókon és buszokon dolgozó technikusok ugyanazt a problémát látják – a hátsó tengely blokkolása, ha egy jármű enyhén megterhelt –, de a teljes pneumatikus fékrendszer megoldását más hardverekkel, például terhelésérzékelős vezérlőszelepekkel és relészelepekkel tervezték.

A légfékrendszerben lévő relészelep kis előnyomást kap a lábfékszeleptől, és ennek segítségével sűrített levegőt enged a tartályból közvetlenül a fékkamrákba. Nem teljesen úgy csökkenti a nyomást, mint egy hidraulikus adagolószelep, de ugyanolyan kiegyensúlyozó tevékenységet végez egy nehézgépjármű-elrendezésnél: lerövidíti a reakcióidőt, alakítja a nyomás felhalmozódását a hátsó tengelyen, és a jármű tengelykonfigurációjához és terhelési tartományához kell igazítani.

A járműosztályok között mozgó technikusok számára a hibaelhárítási módszer hasznosabb, mint az alkatrésznév. Ha egy enyhén megrakott teherautó a hátsó tengelyét reteszeli erős megálláskor, az ellenőr ellenőrzi, hogy az adott tengelyen lévő fékszelep megfelelően van-e beszerelve, be van-e állítva a tolórúd lökete, és hogy a hátsó kamrákba szállított nyomás megfelel-e a tervezett jellemzőknek. Gyakorlati háttér pneumatikus fékszelepcsaládokban segít tisztázni, hogy a hidraulikus és a levegőrendszer hol nem egyezik egymással.

Amikor a karbantartó csapatok csereegységeket rendelnek légfékes haszongépjárművekhez, gyakran komplett relészelep-készleteket használnak a jármű újjáépítése helyett, mivel a házat, a kalibrálást és a rögzítő hardvert együtt választják ki egy adott tengelyelrendezéshez.

Complete Relay Valve Kit for Pneumatic Brake Systems

Komplett relészelep-készlet pneumatikus fékrendszerekhez Ez a készlet a légfékes haszongépjárművek házát, kalibrálását és rögzítőelemeit tartalmazza, beszerelésre kész cserét kínálva, amely igazodik az adott tengelyelrendezéshez, és segít elkerülni a kalibrációs eltéréseket. Termék megtekintése →

A szelep járműhöz való illesztésének ugyanaz a szabványa érvényes, függetlenül attól, hogy a kör fékfolyadékkal vagy sűrített levegővel van-e feltöltve. A rossz kalibrálás nem csak teljesítményprobléma; ez egy biztonsági kockázat, amely a lehető legrosszabb pillanatban jelenik meg.

Az arányosító szelep meghibásodási tünetei

Az adagolószelep általában háromféleképpen hibásodik meg: teljesen nyitott helyzetben elakad, teljesen blokkolja a hátsó kört, vagy folyadék szivárog a tömítéseken túl. Minden meghibásodási mód külön vezetési panaszt okoz.

Erős fékezéskor a hátsó kerekek blokkolnak. Amikor a szelep nyitva van, nem korlátozza a hátsó nyomást a bekapcsolási pont felett. A hátsó tengely túl nagy féknyomatékot kap, és a jármű hátulja megcsúszhat vagy kiléphet nedves vagy száraz útburkolaton.
A hátsó fékek alig reagálnak. Ha törmelék vagy korrózió zárva tartja a belső dugattyút, a nyomás nem érheti el a hátsó kört. A jármű orra fékezéskor előre halad, a féktávolság emelkedik, a hátsó dobok vagy tárcsák pedig erős megállás után érezhetően hűvösebbek maradnak, mint az elsők.
Folyadék szivárog a szeleptestből vagy annak csatlakozásaiból. A szivárgó szelep lecsökkenti a folyadékszintet, idővel lágy pedált hoz létre, és látható korróziót hagy maga után a kombinált szelep elcsavarodott varrata körül.
A fék figyelmeztető lámpa folyamatosan égve marad, vagy ismételten kialszik. Sok kombinált szelep tartalmaz nyomáskülönbség-kapcsolót, amely érzékeli a különbséget az első és a hátsó áramkörök között. Az elakadt adagolószelep az eredeti szivárgás vagy a kerékhenger meghibásodásának javítása után is kikapcsolhatja a kapcsolót.
Fékhúzás, amely csak erős fékezéskor jelenik meg. Egyes adagolószelepeket hátsó magasságérzékelővel vagy terhelésérzékelővel kombinálják könnyű kereskedelmi alkalmazásokban. Ha ez a láncszem le van választva vagy berozsdásodott, a szelep rossz kalibrációt tarthat, és a jármű az egyik oldala felé húzódhat.

Az arányozó szelep diagnosztizálása csere előtt

Az adagolószelep ritkán az első alkatrész, amelyet a fékproblémák miatt kell hibáztatni. A fékfolyadék szennyeződése, a beszorult kerékhengerek, a túlszabályozott hátsó pofák és a kopott felfüggesztés hasonló tüneteket okoz. A legokosabb diagnosztikai folyamat az egyszerű ellenőrzésektől a nyomáspróbákig terjed.

Ellenőrizze, hogy maguk a hátsó fékek jó állapotban vannak. Javítsa meg a dobokat vagy tárcsákat, cserélje ki a kopott súrlódó anyagot, és ellenőrizze, hogy a hátsó kerék hengerei vagy féknyeregei szabadon mozognak.
Ellenőrizze a hátsó fékpofák beállítását. Ha húzódnak vagy rosszul vannak beállítva, az adagolószelep meghibásodásának hamis benyomását keltik.
Végezzen szabályozott alacsony sebességű megállást egy üres, száraz telken. Ha a hátsó csak a pedál éles megütésekor reteszelődik, a hiba valószínűleg a rendszer nyomáskorlátozó oldalán van, nem pedig a súrlódó részekben.
Használjon nyomásmérőt. Szereljen be egy mérőt a hátsó légtelenítő nyílásba, nyomja le határozottan a fékpedált, és hasonlítsa össze a leolvasott értéket a főhenger nyomásával. Egy egészséges szelep a hátsó nyomást a bemeneti érték alatt tartja a bekapcsolási pont után; egy elakadt szelep biztosítja a bemeneti nyomást végig.
Vizsgálja meg a szelepházat folyadékcsíkok, korrózió és összenyomódott fékvezetékek szempontjából. A kombinált szelepeknél ellenőrizze, hogy a nyomáskülönbség-kapcsolót minden korábbi hidraulikus javítás után újra központosította-e.
Cserélje ki a szelepet egy ugyanarra a hátsó tengelyterhelési tartományra kalibrált egységgel, majd légtelenítse mind a négy sarkot a gyártó által megadott légtelenítési sorrend szerint.

A nyomásértékeket mindig teljesen feltöltött fékrendszerrel és a pedált egyenletes erővel tartó segédeszközzel kell gyűjteni. A gyorspedálos szivattyúkkal mért pillanatnyi mérések félrevezethetnek, mivel az adagolószelepnek stabil bemeneti nyomásra van szüksége ahhoz, hogy tisztán érje el a bekapcsolási pontot.

Amikor minden működik, egy adagoló szelep látatlanul végzi a dolgát. A sofőr egyszerűen megnyomja a pedált, a jármű előre süllyed, és mind a négy keréken dráma nélkül osztoznak a megállási munkában. Abban a pillanatban azonban, amikor a szelep meghibásodik, még egy egyébként egészséges fékrendszer is veszélyessé válik egy pánik leálláskor.

Ezért a fékmérnökök az arányosítást a jármű kialakításának szerves részeként kezelik, nem pedig kiegészítőként. Függetlenül attól, hogy a jármű hidraulikus szelepet használ egy kisteherautón, vagy gondosan összeállított relészelepet egy légfékes kereskedelmi alvázon, a cél mindig ugyanaz: stabilan tartsa a hátsó tengelyt, miközben hagyja, hogy az első fékek végezzék el a nehéz munkát.