Ez a rész a különböző haszonjárművek, vagyis autóbuszok (M kategória), teherautók (N kategória) és pótkocsik (O kategória) sűrített levegővel működtetett fékrendszeréről szól. A kategória megnevezések a nemzetközi hatósági előírásokat követik. Ezeknek a járműveknek a hatékony fékezését nagy tömegük miatt sűrített levegővel lehet megvalósítani. Ezt követelik meg a nemzetközi előírások is.
A haszonjárművek fékrendszereinél jelenleg már nagyon fontos szerepet tölt be az elektronika, illetve a mechatronika alkalmazása. A légfék rendszerek üzemi nyomása az elmúlt évtizedekben fokozatosan növekedett a kezdeti 5,6 bar-ról 7,35 bar, 8,2 bar, 10 bar, 12,5 bar-ra. Ezt tette szükségessé a gépjármű szerelvények tömege, és a gazdaságosabb energia ellátás lehetősége.
Sűrített levegő ellátó és tároló rendszerek
A teljes pótkocsis szerelvény energia ellátását a vontatóra szerelt kompresszor biztosítja. A haszonjárművek sűrített levegő ellátását a kompresszor végzi. Leggyakrabban a dugattyús kompresszorokat alkalmazzák, de találkozhatunk a különböző járművekben támolygó tárcsás és csavarkompresszorokkal is. Ez utóbbiak ugyan drágább kivitelűek, de kisebb a zajkibocsátásuk.
A régebbi kiviteleknél a belsőégésű motor ékszíjjakkal hajtja a légsűrítőt. Ezeknek a forgattyús tengely végződése DIN 031 szabvány szerinti kúpos, amelyre az ékszíjtárcsa felszerelhető és megfelelő kötés jön létre. A kompresszor rögzítése olyan kell legyen, hogy lehetőséget adjon az ékszíj feszítésére.
A korszerű haszonjárműveknél, ahol nagyobb a sűrített levegő igény, nagyobb teljesítményű kompresszort alkalmaznak. Ezeket már fogaskerék hajtással látják el. Ezek rögzítése a motorblokkhoz egy csatlakozó perem segítségével történik. Ilyenek szoktak lenni a legújabb, úgynevezett „motorra integrált” változatok is. Ezeknél a motorblokk és a légsűrítő csatlakozásánál a kenőolaj és gyakran a hűtővíz átvezető nyílásokat is kialakítják. Így szükségtelenné válnak a csövek, de ez a konstrukció azzal a hátránnyal jár, hogy az erre a célra kifejlesztett változat csak arra a motorblokkra szerelhető fel, amelyikre tervezték.
Az ékszíj, illetve fogaskerék hajtású kompresszorok folyamatosan működnek addig, amíg a belsőégésű motor forog. Nyomásszabályozó gondoskodik arról, hogy az üzemi nyomás elérésekor a sűrített levegő a szabadba áramoljon. Ez a szabályozás egyszerű és ezért olcsó is, de nem mondható gazdaságosnak az energia felhasználás szempontjából.
Légfék működése
Az újabb kompresszoroknál a hajtó nyomatékot a belső égésű motor egy olajlemezes tengelykapcsolón keresztül adja át. Így a kompresszor már csak akkor forog, amikor tölti a sűrített levegő hálózatot. A tengelykapcsoló működtetése a típustól függően olajnyomással, vagy elektromágnessel, de sűrített levegővel is történhet. A kompresszor be- és kikapcsolását a tengelykapcsoló működtetésével elektronika vezérli úgy, hogy figyelembe veszi a pillanatnyi sűrített levegő igényt. Ennek a kompresszor változatnak az előnye, hogy így kisebb a motor tüzelőanyag fogyasztása és az olajfelhordás is.
Az újabb haszonjárműveknél a kompresszort működtető tengelykapcsolót az elektronikus sűrített levegő előkészítő egység, az EAC elektronikája vezérli. Ennél figyelembe veszi a sűrített levegő felhasználást, a légtartályok pillanatnyi nyomását és a légszárító patron regenerációját. Az EAC elektronika a CAN hálózaton keresztül a gépkocsi többi elektronikus rendszerével, (például a motor és a sebességváltó elektronika) is adatátviteli kapcsolatban áll.
Kenés és hűtés
A kompresszor egymáson elmozduló alkatrészei, például a henger és a dugattyú, a csapágyak igénylik a kenőolajat. A kompresszor működéséhez szükséges friss kenőolaj a belsőégésű motor olajcsatornájától csövön keresztül, egy bizonyos nyomással érkezik. A kenőolaj a kompresszorba általában egy olajozó szelepen keresztül adagonként jut be. A kompresszor forgattyús tengelyén kialakított excenter fordulatonként nyitja az olajozó szelepet és egy bizonyos mennyiségű olaj beáramlik. Egy másik vastagabb csövön visszaáramlik a kompresszorból a motor olajterébe. Így kap kenőolajat a kompresszor forgattyús mechanizmusa és a levegő sűrítésekor képződő hő egy részét is elvezeti így az olaj.
A kenőolaj egy része a hengerfalról és a dugattyúgyűrűk mozgása miatt bekövetkező „szivattyúzás” miatt elkerülhetetlenül bele kerül a sűrített levegőbe. Ezt a hányadot nevezik „olajfelhordás”-nak. Ha ez nagyobb a megengedettnél, szennyezi a környezetet és hátrányosan érinti a légszárító patron működését. A kompresszor üzemi hőmérsékletén is elkezdődik az egyre vastagodó olajkoksz lerakódása. Ez a kompresszorhoz közeli csövekben és szerelvényekben jelenik meg és leszűkíti az áramlási keresztmetszetet.
A kompresszor hűtése történhet léghűtéssel, vagy a motor hűtőfolyadék rendszeréhez csatlakozó folyadék hűtéssel. Erre azért van szükség, mert a beszívott levegőt a kompresszor az adiabatikus állapotváltozásnak megfelelően sűríti, ami jelentős felmelegedéssel jár. Amikor a felmelegedett sűrített levegő kilép a kompresszorból, gondoskodni kell a lehűtéséről. Ha például a sűrítés 12,5 bar-ra történik, a felmelegedés elérheti a 370-500 ˚C közötti értéket. Ezt befolyásolja a belépő levegő, illetve a hűtőfolyadék hőmérséklete. A sűrített levegő hűtésére azért is fontos, mert a jelenleg alkalmazott poliamidból készült csövek nem viselik el ezt a hőmérsékletet. A hűtés történhet hőcserélővel, vagy megfelelő hosszúságú acél csőszakasz beszerelésével. Az így bekövetkező hűlés csökkenti a sűrített levegő magával ragadott kenőolaj cseppekből a koksz képződési hajlamot. Ez egyébként a csövekben és a kompresszorhoz közeli szerelvényekben rakódik le és dugulást is okozhat. A hőcserélő után következő szerelvények egyrészt beállítják az üzemi nyomást, másrészt kivonják nedvességet, a különféle szennyező anyagokat és a kenőolajat, majd egymástól szétválasztják az egyes részrendszereket.
Kompresszor típusok és fejlődésük
Az igényesebb gyártók kompresszor családokat fejlesztettek ki. Így például a Knorr-Bremsénél alkalmazott három féle dugattyú átmérővel (Ø80, Ø86 és Ø92 mm) egy és két hengeres kivitelben kielégíthetők a szokásos haszonjárművek sűrített levegő igényei. A haszonjárművekhez a kompresszorokat egységes modulokból gyártja a Wabco is és a különböző típusváltozatokat egy betűs jelöléssel különbözteti meg egymástól. A „H” jelű kompresszor a sorozat legegyszerűbb tagja. A dugattyú átmérője a nagyobb lökettérfogatú típusváltozatoknál egyre nagyobb. A felső határa elérheti a 100 mm-t. Így aztán már 2500 1/perc fordulatszámon is kellően nagy a szállítóteljesítménye. A „D” változatnak például az előnye az, hogy több fokozatban történik a beszívott levegő sűrítése. Az első fokozat után elérik a 4 - 4,5 bar -t, majd a következőben a 12 - 15 bar nyomást. A két nyomásfokozat között egy kicsit hűl a levegő. Így nagyobb lehet a szállított mennyiség. A csökkentett hőmérsékletű változatnál például két hűtőkört is kialakítanak. Ezzel jelentősen mérséklődik a sűrített levegőben az olajkoksz képződési hajlam.
Ha a légsűrítőt a belsőégésű motor hajtja, az történhet pneumatikus működtetésű tengelykapcsolón keresztül is. Ezeknél a járműveknél a kompresszort függetlenné kell tenni a belsőégésű motortól, mert amikor elektromos hajtással közlekednek, akkor is szükség van a sűrített levegőre a fékezéshez és a légrugókhoz. Ezért villanymotorral hajtott kompresszorokat alkalmaznak. Ezeknél a motor fordulatszámát gyakran elektronika szabályozza, mely azzal az előnnyel jár, hogy a gépkocsi sűrített levegő igényéhez igazodhat a kompresszor működése. Amikor az üzemi nyomásra a rendszer feltöltődött, le lehet állítani a légsűrítőt, ami két jelentős előnyt jelent. A pillanatnyi fordulatszámot az elektronikus vezérlés fokozatmentesen állítja be 0 - 2500 min-1 között. Így a különböző haszonjárművek valamennyi üzemállapotában is mindig a legoptimálisabb sűrített levegő szállítás valósulhat meg. A konstrukciót kompakt és robosztus a kivitel jellemzi. A megrendelő igényének megfelelően, szinte valamennyi járműtípushoz illeszthető.
A Knorr-Bremse kifejlesztett hibrid járművekhez egy olyan sűrített levegő ellátó egységet, melynek működése független a belső égésű motortól. Villanymotor hajtja a száraz kompresszort. Ez azt jelenti, hogy kenőolajmentes kivitelű. Kerámiából készült alkatrészeket és zsír kenésű zárt csapágyakat alkalmaznak. Ezzel megszűnt az olajfelhordás, tehát jelentősen meghosszabbodott a légszárító patron élettartama.
Energiatakarékos kompresszorok
A belső égésű motor tüzelőanyag fogyasztásának csökkentéséhez az is hozzájárul, ha energiatakarékos kompresszort alkalmaznak. Erre látunk két példát a Knorr-Bremse termékei közül. Az egy hengeres változatnál egy segéd teret alakítanak ki a hengerfejben. Ezt egy sűrített levegővel működtetett szeleppel összenyitják a hengertérrel, amikor már elérték az üzemi nyomást. A két hengeres változatnál pedig összenyitják a két kompresszió teret, így a beszívott levegő egy része az egyik hengerből a másikba át tud áramolni. Mindkét változatnál, amikor a kompresszor nem tölti a hálózatot kisebb lesz a sűrítési végnyomás.
Légnyomásmérők és hibaelhárításuk
A légtömegmérő helyes működése elengedhetetlen ahhoz, hogy a befecskendező rendszer megfelelően üzemeljen. Az autó befecskendező rendszerének fontos eleme a légtömegmérő, hiszen felügyeli, hogy mennyi oxigén jut egy adott pillanatban a motorba. Az általa mért adatokból dönti el az autó vezérlőegysége, hogy ehhez milyen mennyiségű üzemanyagot fecskendezzen be. Amikor a szenzor jól működik és megfelelő adatokat szolgáltat, ideális mennyiségű üzemanyag jut az erőforrásba, vagyis a fogyasztás és a károsanyag-kibocsátás is a lehető legalacsonyabb marad. Meghibásodásakor a vezérlőegységbe juttatott értékek tévesek lehetnek, de az is előfordul, hogy a szenzor egyáltalán nem küld jelet a motornak. Ilyenkor az autó ereje lecsökken, illetve rángatás is jelentkezhet. Mivel az alkatrész nem javítható, ezért meghibásodásakor cserélni kell.
A károsanyag-kibocsátásra vonatkozó előírások betartásához, a gépjármű motorjának meghatározott arányban kell levegőt és üzemanyagot adagolni. Ennek mérésére szolgál a légtömegmérő. Nevezhetik még légáramlásmérőnek, vagy légmennyiségmérőnek is. A mért értékeket továbbítja a motor szabályozó- és vezérlő rendszeréhez. Dízelmotorokban a kipufogógáz visszavezetését is szabályozza. A levegőellátás fontos eleme, és segít csökkenteni a kipufogógázokat. A hibás vagy szennyezett légtömeg-érzékelő helytelen bemeneti jeleket továbbíthat a motor vezérlőegységéhez, amely aztán helytelenül működteti a többi alkatrészt.
Hibás légtömegmérő tünetei
- Az autó ereje lecsökken.
- Rángatás jelentkezhet.
- A motorvezérlő egység hibakódokat tárol (pl. P0171, P0172, P0175).
- Megnövekedett üzemanyag-fogyasztás.
- Magasabb károsanyag-kibocsátás.
Hibaelhárítás és karbantartás
A légtömegmérő hiba kiszűrésének legegyszerűbb módja a légtömegmérő kiiktatása. Ehhez csak a légtömegmérő csatlakozóját kell lehúzni. Ha a motor működése javul, az azt jelzi, hogy az alkatrész hibás. Majd vizsgáljuk meg a redőzött tömlőt, és a mérő belső felszínét: nem lehet a felületeken nedvesség vagy szennyeződés. Az alkatrész nagyon érzékeny a szennyeződésekre. A beszívott levegő rendszerének szivárgása lehetővé teheti a szennyeződések bejutását a beszívott levegővel. Ezek aztán károsíthatják a légtömeg-érzékelőt, és elpusztítják a finom érzékelőelemét. A légtömegmérő meghibásodásának egyik oka lehet, ha nem cseréljük időben a levegőszűrőt. A szennyeződés lerakódik az érzékelő felületén, és nagyban csökkenti a mérések pontosságát és hatékonyságát. Előfordul, hogy az érzékelő meghibásodása a motor hibás működésével van összefüggésben, ami az olajfogyasztás megnövekedésével jár. A nedvesség és a szennyeződések oxidációt okozhatnak a légtömegmérő csatlakozóin, ami a mérő energiaellátásának megszűnését eredményezi. A fröccsenő víz, például heves esőzés idején, a légszűrőn keresztül bejuthat a tiszta levegő oldalára, és károsíthatja vagy szennyezheti az érzékelőt.
A légtömegmérő kimérése multiméterrel is ellenőrizhető. Ehhez csatlakoztassuk a mérő érzékelőit a jeladó vezeték pozitív és negatív csatlakozóihoz, adjunk rá a gyújtást, de a motort ne indítsuk el, majd mérjük meg a feszültséget. Ez nem haladhatja meg az 1,4 V-ot. A légtömeg-érzékelőket a fedélzeti diagnosztika (OBD) ellenőrzi. A hibás légtömeg-érzékelő hibás bemeneti jelei a motor vezérlőegységét hibásan működtethetik más alkatrészek.
A légtömegmérő normál működésének visszaállításához néhány esetben elengedhetetlen, hogy megfelelően letisztítsuk le róla a szennyeződéseket, kiöblítsük az alkatrészt. Ehhez ajánljuk a légtömegmérő tisztítót. Légtömegmérő tisztítására érdemes speciálisan erre a célra használt anyagot használni, de ha nincs kéznél akkor tökéletesen megteszi a WD40 spray is. A féktisztítóval már érdemesebb óvatosan bánni, ugyanis kárt is okozhat az alkatrész szenzor részében.
Pneumatikus rendszerek és alkatrészek javítása
A pneumatikus rendszerek meghibásodása számos problémát okozhat a teherautók működésében. Ezek közé tartozik a nyomásveszteség, a lassú működés és a teljesítmény csökkenése. Az alábbiakban összefoglaljuk a leggyakoribb problémákat és a javasolt megoldásokat:
Pneumatikus munkahengerek, hidro-pneumatikus emelők, prések és tömítések szakszerű javítása. Levegős munkahengerek teljes körű javítása, felújítása. Nyomáspróba és beállítás. Javítása, karbantartása. Prések, prés rendszerek javítása és szervizelése. Hidraulika és pneumatika tömítések beszerzése, cseréje. Pneumatikus szelepek, vezérlő egységek, nyomásszabályozók javítása és cseréje.
Gyakori pneumatikus hibák és megoldások
| Hiba | Tünet | Megoldás |
|---|---|---|
| Nyomásveszteség | A rendszer nem tartja a nyomást, folyamatos sziszegő hang, levegőveszteség. | Tömítések ellenőrzése és cseréje, szelepek javítása/cseréje, csatlakozások ellenőrzése. |
| Lassú működés, csökkenő teljesítmény | A munkahenger vagy szerszám egyenetlen, akadozó mozgást végez. | Nyomásszabályzók ellenőrzése és beállítása, kompresszor teljesítményének ellenőrzése, levegőszűrő ellenőrzése. |
| Részleges vagy teljes leállás | Pneumatikus szerszám teljesen leáll vagy nem indul. A hibás körben nem épül fel a nyomás. | Szelepek, vezérlő egységek ellenőrzése és cseréje, kompresszor működésének ellenőrzése, csővezetékek átjárhatóságának vizsgálata. |