درک جامع سوپاپ های ترمز پنوماتیک: اجزای کلیدی تضمین کننده ایمنی سیستم ترمز

شیر ترمز پنوماتیک چیست؟

شیر ترمز پنوماتیک وسیله ای است که فشار سیستم ترمز را با استفاده از هوای فشرده به عنوان منبع تغذیه از طریق روش های کنترل مکانیکی یا پنوماتیکی تنظیم می کند. این یک شیر نیست، بلکه یک جزء ترکیبی است که عملکردهایی مانند تنظیم فشار، کنترل مدار و بازخورد سیگنال را یکپارچه می کند. نقش اصلی آن تبدیل عملیات ترمز راننده (مانند نیرو و ضربه فشار دادن پدال ترمز) به سیگنال های فشار هوا مربوطه است و در نتیجه اعمال محرک های ترمز را کنترل می کند.

از نظر دامنه کاربرد، سوپاپ های ترمز پنوماتیک عمدتاً در وسایل نقلیه سنگین مجهز به درایوهای پنوماتیک مانند کامیون های سنگین، اتوبوس های شهری، مربیان مسافت طولانی و تراکتور-تریلرها استفاده می شود. این به این دلیل است که وسایل نقلیه سنگین ترمز بیشتری دارند و سیستم های پنوماتیک می توانند نیروی ترمز مداوم و قدرتمندی را با ذخیره مقدار زیادی هوای فشرده فراهم کنند. علاوه بر این، دریچه های ترمز پنوماتیک نیز به طور گسترده در برخی تجهیزات صنعتی مانند جرثقیل های کانتینری بندری، لیفتراک های کارخانه و کامیون های کمپرسی معدن استفاده می شود. این دستگاه ها اغلب تحت بارهای سنگین و شرایط استارت و توقف مکرر کار می کنند و به پایداری و دوام بالای سیستم ترمز نیاز دارند و سوپاپ های ترمز پنوماتیک فقط می توانند این نیازها را برآورده کنند.

در سیستم های ترمز خودروهای سنگین، یکی از دلایل مهم استفاده بیشتر از سیستم های ترمز پنوماتیک نسبت به سیستم های هیدرولیک، ویژگی های سوپاپ های ترمز پنوماتیکی است. سیستم های هیدرولیک برای انتقال فشار به روغن هیدرولیک متکی هستند. هنگامی که یک خط لوله نشت می کند، عملکرد ترمز کل سیستم به شدت کاهش می یابد و همچنین مشکلات زیست محیطی در مورد بازیافت و دفع روغن هیدرولیک وجود دارد. در مقابل، سیستم های پنوماتیک از هوا به عنوان واسطه استفاده می کنند که به طور گسترده در دسترس و بدون هزینه است. حتی اگر نشتی جزئی وجود داشته باشد، فشار سیستم را می توان تا حد معینی از طریق تامین هوای مداوم از کمپرسور هوا حفظ کرد و ایمنی بهتری را فراهم کرد. در این سیستم، سوپاپ ترمز نقش کلیدی ایفا می کند، مانند یک "سوئیچ" و "تنظیم کننده" دقیق، که مسئول کنترل زمان و با چه نیرویی است که ترمزهای چرخ کار می کنند.

عملکرد سوپاپ های ترمز پنوماتیک

عملکرد a دریچه ترمز پنوماتیک یک عمل "ترمز" منفرد نیست، بلکه یک فرآیند پیچیده است که شامل انتقال سیگنال، تنظیم فشار، تضمین ایمنی و سایر پیوندها است. هر عملکرد مستقیماً بر عملکرد سیستم ترمز تأثیر می گذارد.

1. ارائه هوای فشرده و کنترل دقیق فشار : در صورت نیاز به ترمز، وظیفه اصلی دریچه ترمز پنوماتیک این است که هوای فشرده با فشار بالا (معمولاً با فشار بین 0.6-0.8MPa) ذخیره شده در مخزن هوا را در صورت نیاز به محفظه ترمز برساند. با این حال، این یک کنترل ساده «روشن خاموش» نیست، بلکه دقیقاً فشار هوای خروجی را به محفظه ترمز با توجه به ضربه و نیروی پدال ترمز تنظیم می کند. به عنوان مثال، هنگامی که یک کامیون در بزرگراه با یک وضعیت اضطراری مواجه می شود و راننده پدال ترمز را می کوبد، دریچه ترمز به سرعت کانال ورودی هوا را باز می کند و به مقدار زیادی هوای پرفشار اجازه می دهد تا در مدت کوتاهی به محفظه ترمز هجوم بیاورد و کفش ترمز را ایجاد کند. محکم نگه دارید درام ترمز با حداکثر نیرو برای دستیابی به کاهش سرعت سریع. هنگام ترمز آهسته در جاده های شهری، راننده به آرامی پدال را فشار می دهد و دریچه ترمز هوا را با فشار کمتری خارج می کند و روند ترمزگیری را روان و ملایم می کند تا از ایجاد ناراحتی برای مسافران جلوگیری شود.
2. ارائه "احساس پدال ترمز" برای تعامل انسان و ماشین : «احساس پدال ترمز» مبنای مهمی برای قضاوت رانندگان در مورد اثر ترمز است و این احساس عمدتاً با تکیه بر مکانیزم بازخورد سوپاپ ترمز پنوماتیکی شکل می گیرد. فنر تعادل و ساختار پیستون در داخل شیر ترمز فشار محفظه ترمز را به پدال ترمز واکنش داده و مقاومت پدال را تشکیل می دهد. مقدار مقاومت پدال متناسب با فشار ترمز است، یعنی هر چه نیروی ترمز بیشتر باشد، مقاومتی که توسط پدال برگشت داده می شود، قوی تر می شود. این بازخورد به راننده اجازه می دهد تا به طور مستقیم شدت ترمز فعلی را درک کند و در نتیجه نیروی پدال را با توجه به شرایط واقعی جاده تنظیم کند. برای مثال، هنگام ترمزگیری در یک جاده لغزنده، راننده از طریق بازخورد پدال احساس می‌کند که ترمزها در شرف قفل شدن هستند و بلافاصله پدال را رها کرده و سپس آن را به آرامی فشار می‌دهد تا از کنترل خودرو جلوگیری شود. در جاده های خشک، راننده می تواند نیروی کافی را با توجه به احساس پدال اعمال کند تا فاصله ترمز را کوتاه کند.
3. حفاظت دو مدار برای افزونگی ایمنی : برای خودروهایی که از سیستم ترمز دو مداره استفاده می کنند (اکنون اکثر خودروهای سنگین از این روش استفاده می کنند)، دریچه ترمز پنوماتیک دو مداره جزء اصلی برای دستیابی به افزونگی ایمنی است. سیستم دو مداره دستگاه ترمز خودرو را به دو مدار مستقل تقسیم می کند. به عنوان مثال، ترمز چرخ جلو یک مدار است، ترمز چرخ عقب یک مدار دیگر است، یا چرخ جلوی چپ و چرخ عقب راست یک مدار را تشکیل می دهند و چرخ جلوی راست و چرخ عقب چپ یک مدار دیگر را تشکیل می دهند. دریچه ترمز دارای دو کانال هوای مستقل و مکانیزم های کنترلی در داخل است که به ترتیب این دو مدار را کنترل می کند. هنگامی که یکی از مدارها به دلیل پارگی خط لوله، شل شدن اتصالات و غیره نشت می کند، شیر ترمز بلافاصله مسیر هوای آن مدار را قطع می کند و در عین حال اطمینان می دهد که مدار دیگر همچنان می تواند به طور عادی کار کند و خودرو را قادر می سازد تا ظرفیت ترمز مشخصی را حفظ کند. به عنوان مثال یک مربی از راه دور را در نظر بگیرید. اگر مدار ترمز چرخ جلو سمت چپ به طور ناگهانی در حین رانندگی نشت کند، دریچه ترمز دو مداره مسیر هوای چرخ جلوی چپ را می بندد و مدارهای ترمز چرخ جلو سمت راست و چرخ های عقب همچنان می توانند کار کنند. اگرچه راننده احساس می‌کند که حرکت پدال ترمز طولانی‌تر شده و نیروی ترمز کاهش می‌یابد، اما همچنان می‌تواند خودرو را کنترل کند تا به آرامی متوقف شود و از تصادف جدی ناشی از شکست کامل ترمز جلوگیری کند.

انواع، طراحی و اصول کار دریچه های ترمز پنوماتیکی

انواع مختلفی از شیرهای ترمز پنوماتیکی وجود دارد و طراحی و اصول کار آنها بسته به نوع آنها متفاوت است، اما هسته مرکزی حول هدف "کنترل دقیق فشار هوا" است.

طبقه بندی بر اساس تعداد مدارهای کنترل

1. سوپاپ ترمز تک مدار : این نوع شیر ترمز ساختار نسبتاً ساده ای دارد و تنها دارای یک ورودی هوا، یک خروجی هوا و یک مجموعه مکانیزم کنترل است و فقط می تواند یک مدار ترمز را کنترل کند. معمولاً روی وسایل نقلیه ای که تریلر یدک نمی کشند و شرایط ترمز نسبتاً ساده ای دارند مانند کامیون های سبک و وسایل نقلیه مهندسی کوچک (مانند لودر و غلتک جاده) نصب می شود. به عنوان مثال، کامیون های زباله کوچک در شهرها، به دلیل بار کم، سرعت پایین رانندگی و عدم نیاز به یدک کشی تریلر، می توانند نیازهای اولیه ترمز را با دریچه ترمز تک مدار برطرف کنند و در عین حال هزینه های تولید و مشکلات نگهداری را نیز کاهش دهند. فرآیند کار دریچه ترمز تک مدار نسبتاً ساده است: هنگامی که پدال فشار داده می شود، دریچه ورودی باز می شود و هوای فشرده از مخزن هوا وارد محفظه ترمز می شود. هنگامی که پدال آزاد می شود، دریچه اگزوز باز می شود و هوا در محفظه ترمز تخلیه می شود و ترمز را آزاد می کند.
2. سوپاپ ترمز دو مداره : شیر ترمز دو مداره پیکربندی اصلی برای وسایل نقلیه سنگین و تریلرهای تراکتور است. دارای دو ورودی هوای مستقل (به ترتیب متصل به دو مخزن هوا)، دو خروجی هوا (به ترتیب به دو مدار ترمز متصل) و دو مجموعه مکانیزم کنترل متصل شده است. بزرگترین ویژگی آن این است که دو مدار را به طور همزمان از طریق یک پدال ترمز کنترل می کند و کنترل این دو مدار به هم مرتبط است و در عین حال مستقل از یکدیگر است.
   • سوپاپ ترمز دو مداره با کنترل اهرمی : از دو اهرم لولایی در داخل برای به حرکت درآوردن پیستون های دو مدار استفاده می کند. هنگامی که پدال ترمز فشار داده می شود، نیروی پدال از طریق مکانیسم انتقال به طور همزمان روی دو اهرم وارد می شود و باعث می شود دریچه های ورودی دو مدار به طور همزمان باز شوند و فشار خروجی متناسب با نیروی پدال است. از آنجایی که دو اهرم به طور مستقل لولا شده اند، هنگامی که یک مدار از کار بیفتد (مانند ناهنجاری فشار ناشی از انسداد محفظه هوا)، اهرم آن مدار از حرکت باز می ایستد، در حالی که اهرم مدار دیگر همچنان می تواند تحت نیروی پدال به طور عادی کار کند و از عملکرد ترمز مدار دیگر اطمینان حاصل کند. این ساختار دارای استقلال قوی است و اغلب در وسایل نقلیه با الزامات بسیار بالا برای ایمنی ترمز، مانند کامیون های حمل کالاهای خطرناک استفاده می شود.
   • سوپاپ ترمز دو مداره میله فشار معمولی : از یک میله فشار مشترک برای راه اندازی دو پیستون متصل به سری استفاده می کند و دو پیستون به ترتیب دو مدار را کنترل می کنند. هنگامی که پدال فشار داده می شود، میله فشار ابتدا پیستون اول را فشار می دهد تا دریچه ورودی مدار اول باز شود. با افزایش حرکت پدال، میله فشار به فشار دادن پیستون دوم ادامه می دهد تا دریچه ورودی مدار دوم باز شود. فشارهای دو مدار بر یکدیگر تأثیر خواهند گذاشت. وقتی فشار مدار اول غیر طبیعی باشد از طریق پیستون به مدار دوم منتقل می شود و بالعکس. این ساختار هماهنگ سازی بهتری دارد و می تواند فشار ترمز متعادل تری را در دو مدار تضمین کند و به طور گسترده در کامیون ها و اتوبوس های باری معمولی استفاده می شود.

طراحی معمولی و اصل کار

با در نظر گرفتن رایج ترین شیر ترمز دو مداره میله فشار، اجزای اصلی آن عبارتند از:

• اتاق بالا و اتاق پایین : به ترتیب مربوط به دو مدار ترمز، هر محفظه دارای یک پیستون، یک فنر برگشت، یک سوپاپ ورودی و یک سوپاپ خروجی است.
• میله فشاری و فنر تعادل : میله فشار به پدال ترمز متصل است و فنر تعادل در بالای میله فشار قرار دارد که برای انتقال نیروی پدال و ارائه بازخورد استفاده می شود.
• ورودی و خروجی هوا : هر محفظه دارای یک ورودی هوای مستقل (مرتبط به مخزن هوا) و یک خروجی هوا (متصل به محفظه ترمز) است و همچنین یک درگاه خروجی مشترک (منتهی به جو) وجود دارد.

فرآیند کار آن را می توان به مراحل زیر تقسیم کرد:

1. مرحله آماده سازی ترمز : هنگامی که پدال ترمز فشار داده نمی شود، فنرهای برگشتی محفظه های بالا و پایین، پیستون ها را به سمت بالا فشار می دهند، سوپاپ های ورودی بسته می شوند، سوپاپ های خروجی باز می شوند و محفظه ترمز از طریق درگاه اگزوز به جو متصل می شود، بنابراین ترمز در حالت رها شده است.
2. مرحله اعمال ترمز : راننده پدال ترمز را فشار می دهد، میله فشار به سمت پایین حرکت می کند، فنر تعادل را فشرده می کند و پیستون محفظه بالایی را فشار می دهد تا به سمت پایین حرکت کند. پیستون محفظه بالایی ابتدا دریچه اگزوز را می بندد سپس دریچه ورودی را باز می کند. هوای فشرده در مخزن هوا از طریق ورودی هوا وارد محفظه بالایی می شود و سپس از طریق خروجی هوا به محفظه ترمز مدار اول جریان می یابد و اثر ترمز ایجاد می کند. با ادامه حرکت پدال به پایین، میله فشار پیستون محفظه پایینی را فشار می دهد تا همین عمل تکرار شود و محفظه ترمز مدار دوم نیز شروع به کار می کند. در این زمان، فشار محفظه ترمز روی فنر تعادل از طریق پیستون واکنش نشان می دهد و باعث ایجاد مقاومت روی پدال می شود و "احساس پدال" را ایجاد می کند.
3. مرحله نگه داشتن ترمز : هنگامی که موقعیت پدال بدون تغییر باقی می ماند، پیستون ها در محفظه های بالا و پایین در حالت تعادل نیرو هستند (نیروی پدال برابر با نیروی واکنش فشار محفظه ترمز است)، هر دو دریچه ورودی و دریچه اگزوز بسته می شوند و فشار ترمز ثابت می ماند.
4. مرحله رهاسازی ترمز : راننده پدال ترمز را رها می کند، میله فشار تحت عمل فنر تعادل و فنر برگشتی به سمت بالا حرکت می کند، پیستون به سمت بالا حرکت می کند، دریچه ورودی بسته می شود، دریچه اگزوز باز می شود، هوای فشرده در محفظه ترمز از طریق درگاه اگزوز تخلیه می شود و اثر ترمز از بین می رود.

کاربرد شیرهای ترمز پنوماتیک در زمینه های مختلف

دریچه های ترمز پنوماتیک طیف گسترده ای از سناریوهای کاربردی دارند و الزامات عملکرد و ویژگی های کاری آنها در زمینه های مختلف متفاوت است، اما هسته اصلی اطمینان از عملکرد ایمن تجهیزات است. جدول زیر جزئیات کلیدی برنامه های کاربردی آنها را خلاصه می کند:

رابطه بین سوپاپ های ترمز پنوماتیک و سایر اجزای ترمز

دریچه های ترمز پنوماتیک به صورت مجزا وجود ندارند. آنها یک کل ارگانیک را با اجزای دیگر در سیستم ترمز تشکیل می دهند که با یکدیگر همکاری و تعامل دارند. هر گونه مشکل در هر یک از اجزاء بر عملکرد کل سیستم تأثیر می گذارد.

ارتباط با مخزن هوا

مخزن هوا "بانک ذخیره انرژی" سیستم ترمز پنوماتیکی است. وظیفه اصلی آن ذخیره هوای فشرده تولید شده توسط کمپرسور هوا و ارائه یک منبع هوای پایدار برای شیر ترمز پنوماتیکی است. حجم و فشار مخزن هوا به طور مستقیم بر اثر کار سوپاپ ترمز تأثیر می گذارد: اگر حجم خیلی کم باشد، نمی تواند هوای کافی را ذخیره کند، که باعث می شود فشار در طول ترمز مداوم به سرعت کاهش یابد و در نتیجه فشار خروجی کافی دریچه ترمز وجود ندارد. فشار ناپایدار (مانند نوسان فشار ناشی از خرابی کمپرسور هوا) فشار خروجی دریچه ترمز را نوسان می کند و باعث می شود که ترمز قوی و ضعیف شود. به عنوان مثال، اگر مخزن هوای یک کامیون سنگین به دلیل زنگ زدگی نشت کند، فشار ذخیره هوا همیشه در 0.4MPa (کمتر از 0.6MPa استاندارد) حفظ می شود. حتی اگر سوپاپ ترمز کاملاً باز باشد، فشار خروجی به محفظه ترمز نمی تواند الزامات را برآورده کند و در نتیجه فاصله ترمز خودرو در مقایسه با وضعیت عادی تقریباً دو برابر می شود. علاوه بر این، کف مخزن هوا معمولاً مجهز به دریچه تخلیه است. اگر آب تغلیظ شده به طور مرتب تخلیه نشود، آب همراه با هوای فشرده وارد شیر ترمز می شود و باعث زنگ زدگی و گیرکردن قطعات داخلی می شود و بر انعطاف سوئیچ سوپاپ تاثیر می گذارد.

ارتباط با اتاق ترمز

محفظه ترمز "محرک" سیستم ترمز است. این انرژی خروجی پنوماتیک توسط سوپاپ ترمز پنوماتیک را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند تا کفش ترمز یا لنت ترمز را فشار دهد. مشخصات و وضعیت محفظه ترمز ارتباط نزدیکی با راندمان کار و اثر ترمز دریچه ترمز دارد.

از نظر مشخصات، محفظه های ترمز با حجم های مختلف باید با دریچه های ترمز پنوماتیک با جریان های خروجی متفاوت مطابقت داده شوند. برای مثال، محفظه‌های ترمز عقب کامیون‌های بزرگ حجم زیادی دارند (معمولاً 30-50 لیتر)، که نیاز است دریچه ترمز مقدار زیادی هوای فشرده را در مدت زمان کوتاهی تولید کند تا به سرعت فشار ترمز کافی را ایجاد کند. در حالی که محفظه های ترمز لیفتراک های کوچک حجم کمی دارند (حدود 5-10 لیتر). اگر مجهز به سوپاپ ترمز با جریان زیاد باشد، ممکن است باعث شود فشار ترمز خیلی سریع افزایش یابد و در نتیجه ضربه ترمز ایجاد شود. بنابراین تطبیق مشخصات سوپاپ ترمز و محفظه ترمز شرط لازم برای اطمینان از کار هماهنگ سیستم ترمز است. هنگام طراحی، سازندگان خودرو با توجه به پارامترهای محفظه ترمز، مدل سوپاپ ترمز مربوطه را با دقت انتخاب می کنند.

وضعیت محفظه ترمز نیز مستقیماً بر مکانیسم بازخورد سوپاپ ترمز تأثیر می گذارد. هنگامی که دیافراگم محفظه ترمز پیر و آسیب دیده باشد، نشت هوا رخ می دهد و در نتیجه فشار داخلی محفظه ترمز به مقدار فشار خروجی توسط سوپاپ ترمز نمی رسد. در این زمان، فنر تعادل در داخل سوپاپ ترمز نمی تواند نیروی واکنش کافی را به دست آورد، که باعث می شود راننده احساس کند که پدال "نرم" است و حتی اگر پدال به یک ضربه بزرگ فشار داده شود، نمی توان نیروی ترمز کافی را به دست آورد. به عنوان مثال دیافراگم محفظه ترمز عقب اتوبوس به دلیل استفاده طولانی مدت دارای ترک های کوچکی است. در هنگام ترمزگیری، بخشی از هوای فشرده از ترک ها نشت می کند. اگر چه فشار خروجی توسط سوپاپ ترمز نرمال است، فشار واقعی محفظه ترمز تنها 70 درصد مقدار نرمال است و در نتیجه فاصله ترمز خودرو افزایش می یابد. علاوه بر این، اگر حرکت میله فشار محفظه ترمز از محدوده استاندارد فراتر رود (معمولاً حداکثر ضربه از 30 میلی متر تجاوز نمی کند)، شکاف بین کفشک ترمز و درام ترمز بسیار زیاد خواهد بود و دریچه ترمز برای دستیابی به ترمز موثر نیاز به خروج هوای فشار بالاتر دارد. این نه تنها بار کمپرسور هوا را افزایش می دهد، بلکه ممکن است باعث شود که سوپاپ ترمز برای مدت طولانی در حالت بار بالا باشد و عمر مفید آن را کاهش دهد.

ارتباط با خط لوله ترمز

خط لوله ترمز "رگ خونی" است که شیر ترمز پنوماتیک را با اجزای دیگر متصل می کند و مسئول انتقال هوای فشرده است. قطر داخلی، طول و درجه خمش خط لوله بر مقاومت جریان هوا تأثیر می گذارد و در نتیجه بر سرعت پاسخ دریچه ترمز تأثیر می گذارد. خطوط لوله با قطر داخلی خیلی کم یا طول خیلی زیاد باعث کندی جریان هوا می شود. هنگامی که راننده به طور ناگهانی ترمز می کند، هوای پرفشار خروجی توسط سوپاپ ترمز زمان بیشتری طول می کشد تا به محفظه ترمز برسد و در نتیجه ترمزگیری به تاخیر می افتد. به عنوان مثال، برخی از وسایل نقلیه اصلاح شده خودسرانه خط لوله ترمز را گسترش می دهند و طول خط لوله را بیش از 5 متر افزایش می دهند. در مواقع اضطراری، زمان واکنش ترمز نسبت به حالت اولیه 0.3 ثانیه افزایش می‌یابد که ممکن است باعث شود خودرو با موانع پیش رو برخورد کند.

سفتی خط لوله از اهمیت بیشتری برخوردار است. اگر محل اتصال خط لوله شل باشد یا دیواره لوله آسیب دیده باشد، باعث نشت هوای فشرده در حین انتقال می شود و فشار هوا که به محفظه ترمز می رسد کمتر از فشار خروجی توسط شیر ترمز می شود. سوپاپ ترمز از طریق مکانیسم بازخورد داخلی افت فشار را حس می کند و سعی می کند با افزایش ورودی هوا جبران کند، که باعث می شود دریچه ورودی شیر ترمز برای مدت طولانی در حالت باز بماند و سایش سوپاپ را تشدید کند. در عین حال، گرد و غبار، رطوبت و سایر ناخالصی های وارد شده از نقطه نشتی همراه با هوا به دریچه ترمز جریان می یابد و بدنه سوپاپ را آلوده می کند و باعث گیر کردن سوپاپ یا تسریع پیری آب بندی ها می شود.

ارتباط با کمپرسور هوا

کمپرسور هوا "منبع نیرو" سیستم ترمز پنوماتیکی است که وظیفه تامین هوای فشرده برای مخزن هوا و دریچه ترمز را بر عهده دارد. راندمان تولید گاز و پایداری فشار کمپرسور هوا به طور مستقیم بر وضعیت کار دریچه ترمز تأثیر می گذارد. هنگامی که کمپرسور هوا از کار بیفتد (مانند سایش رینگ پیستون، نشتی دریچه هوا) که منجر به کاهش راندمان تولید گاز می شود، فشار مخزن هوا کم خواهد بود. حتی اگر سوپاپ ترمز کاملاً باز باشد، نمی تواند هوای کافی را به دست آورد و فشار خروجی به طور طبیعی کاهش می یابد. به عنوان مثال، کمپرسور هوای یک کامیون سنگین مدت زیادی است که نگهداری نمی شود و راندمان تولید گاز آن به 60 درصد مقدار طبیعی کاهش می یابد. فشار مخزن هوا هرگز نمی تواند به مقدار استاندارد 0.6MPa برسد و حداکثر فشار خروجی توسط سوپاپ ترمز به محفظه ترمز فقط می تواند به 0.4MPa برسد. خودرو در صورت بارگیری کامل نمی تواند به ترمز موثر دست یابد.

علاوه بر این، کیفیت هوای فشرده خروجی توسط کمپرسور هوا نیز حیاتی است. در صورت از کار افتادن فیلتر کمپرسور هوا، هوای فیلتر نشده حاوی مقدار زیادی گرد و غبار و رطوبت است که همراه با هوا وارد شیر ترمز شده و باعث سایش و زنگ زدگی سوپاپ می شود. در عین حال، دمای هوای خروجی توسط کمپرسور هوا بسیار زیاد است (بیش از 80 درجه سانتیگراد)، که باعث تسریع پیری آب‌بندهای داخل شیر ترمز و کاهش عمر مفید آن می‌شود. بنابراین، تعمیر و نگهداری منظم کمپرسور هوا (مانند تعویض فیلتر و بررسی سیستم خنک کننده) نه تنها می تواند عملکرد خود را تضمین کند، بلکه بخش مهمی از حفظ عملکرد طبیعی دریچه ترمز است.

خطاها و راه حل های رایج دریچه های ترمز پنوماتیکی

در طول استفاده طولانی مدت، دریچه های ترمز پنوماتیک ممکن است به دلیل شرایط کاری، شرایط نگهداری و سایر عوامل دارای ایرادات مختلفی باشند. عیب یابی به موقع و رفع این عیوب کلید تضمین ایمنی سیستم ترمز است.

نشتی هوای سوپاپ ترمز

نشت هوای سوپاپ ترمز یکی از رایج ترین عیوب است که عمدتاً به صورت نشتی مداوم هوا از ورودی هوا، خروجی هوا یا درگاه خروجی سوپاپ ترمز در حالت غیر کارکردی ظاهر می شود که منجر به افت سریع فشار مخزن هوا می شود.

4. علل خطا :
   1. پیری، سایش یا آسیب آب‌بندها: حلقه‌های O، صفحات سوپاپ و سایر مهر و موم‌های داخل شیر ترمز تحت فشار زیاد هوا و تغییرات دما برای مدت طولانی کار می‌کنند که به تدریج کهنه و سخت می‌شوند و عملکرد آب‌بندی خود را از دست می‌دهند. اگر هوا حاوی ناخالصی باشد، سایش مهر و موم را نیز تسریع می کند.
   2. تناسب ضعیف بین سوپاپ و نشیمنگاه سوپاپ: صفحه سوپاپ سوپاپ ورودی یا دریچه خروجی به دلیل ناخالصی ها فرسوده یا تغییر شکل داده و در نتیجه شکافی بین سوپاپ و صندلی سوپاپ ایجاد می شود که نمی توان آن را به طور کامل آب بندی کرد.
   3. ترک های بدنه سوپاپ: لرزش طولانی مدت یا نصب نادرست ممکن است باعث ایجاد ترک های کوچک در بدنه شیر شود و هوای فشرده از ترک ها نشت کند.
5. راه حل ها :
   1. درزگیرها را تعویض کنید: شیر ترمز را جدا کنید، مهر و موم های کهنه یا آسیب دیده را خارج کنید و آنها را با نمونه های جدید همان مدل جایگزین کنید. قبل از نصب، داخل بدنه سوپاپ را با هوای فشرده تمیز باد کنید تا از عدم وجود ناخالصی اطمینان حاصل کنید.
   2. صندلی سوپاپ و صفحه سوپاپ را آسیاب کنید: اگر صفحه سوپاپ و نشیمنگاه سوپاپ به شدت فرسوده نشده اند، از ماسه آسیاب برای آسیاب کردن آنها استفاده کنید تا دوباره محکم شوند. اگر سایش شدید باشد، صفحه و نشیمن سوپاپ جدید باید تعویض شوند.
   3. تعویض بدنه سوپاپ: اگر بدنه سوپاپ ترک خورده و قابل تعمیر نیست، باید یک سوپاپ ترمز جدید تعویض شود و به تطابق مدل بدنه سوپاپ با خودرو توجه شود.

بازگشت ضعیف پدال ترمز

بازگشت ضعیف پدال ترمز به این دلیل آشکار می شود که پدال نمی تواند به سرعت پس از رها کردن راننده به موقعیت اولیه خود بازگردد یا پس از بازگشت همچنان اثر ترمز جزئی (کشش ترمز) وجود دارد.

6. علل خطا :
   1. خرابی فنر برگشتی: فنر برگشتی داخل شیر ترمز برای مدت طولانی تحت فشار است و کشش آن به تدریج ضعیف شده یا می شکند و نمی تواند پیستون و میله را به عقب براند.
   2. گیر کردن پیستون: ورود ناخالصی ها (مانند گرد و غبار، روغن) به سوپاپ ترمز یا زنگ زدگی در اثر رطوبت باعث می شود شکاف بین پیستون و بلوک سیلندر کوچکتر شود و حرکت پیستون مسدود شود.
   3. گیر کردن مکانیسم انتقال پدال: میله کشش، پین و سایر اجزای اتصال پدال ترمز و شیر ترمز به دلیل روغن کاری ضعیف یا زنگ زدگی گیر کرده و بر بازگشت پدال تأثیر می گذارد.
7. راه حل ها :
   1. فنر برگشت را تعویض کنید: شیر ترمز را جدا کنید، وضعیت فنر برگشت را بررسی کنید. اگر خاصیت ارتجاعی ضعیف یا شکسته شد، آن را با یک فنر جدید جایگزین کنید و اطمینان حاصل کنید که مشخصات فنر (طول، قطر سیم) با کارخانه اصلی مطابقت دارد.
   2. پیستون را تمیز و روغن کاری کنید: پیستون را از بلوک سیلندر خارج کنید، ناخالصی ها و زنگ زدگی روی سطح را جدا کنید، آن را با کاغذ سنباده ریز صاف کنید، گریس مخصوص بزنید و سپس دوباره آن را در بلوک سیلندر نصب کنید تا مطمئن شوید که پیستون می تواند انعطاف پذیر حرکت کند.
   3. تعمیرات اساسی مکانیسم انتقال: میله کشش پدال، پین و سایر اجزا را بررسی کنید، برای از بین بردن گیر کردن، گریس اضافه کنید. اگر قطعات به شدت فرسوده شده اند، باید به موقع تعویض شوند.

فشار ترمز ناکافی

فشار ترمز ناکافی آشکار می شود زیرا راننده احساس می کند که هنگام فشار دادن پدال ترمز مقاومت پدال کوچک است و ضربه بزرگ است، فشار محفظه ترمز نمی تواند به مقدار استاندارد برسد و اثر ترمز ضعیف است.

8. علل خطا :
   1. ورودی هوا مسدود شده: فیلتر ورودی هوای سوپاپ ترمز توسط گرد و غبار مسدود شده و در نتیجه جریان هوا به داخل دریچه ترمز کاهش می یابد.
   2. باز نشدن کافی سوپاپ: خاصیت ارتجاعی فنر تعادل ضعیف شده یا میله فشاری به درستی تنظیم نشده است که باعث می شود سوپاپ ورودی به طور کامل باز نشود و در نتیجه هوای ورودی کافی نیست.
   3. جریان متقاطع مدار هوا: آب بندی ضعیف پیستون های محفظه بالایی و پایینی شیر ترمز دو مداره باعث می شود که هوای دو مدار با یکدیگر ارتباط برقرار کند و فشارها یکدیگر را جبران کنند.
   4. نشتی خارجی: نشت خطوط لوله ترمز، محفظه ترمز و سایر اجزاء باعث از دست دادن فشار بیش از حد در هنگام انتقال فشار خروجی توسط شیر ترمز می شود.
9. راه حل ها :
   1. ورودی هوا را تمیز کنید: فیلتر ورودی هوا را بردارید، گرد و غبار روی فیلتر را با هوای فشرده خارج کنید. اگر فیلتر آسیب دیده است، آن را با فیلتر جدید جایگزین کنید.
   2. فنر تعادل را تنظیم یا تعویض کنید: خاصیت ارتجاعی فنر تعادل را بررسی کنید. اگر کشش ضعیف شده است، آن را با یک فنر جدید جایگزین کنید. در همان زمان، طول میله فشار را تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که دریچه ورودی به طور کامل باز می شود.
   3. آب بندی پیستون را تعمیر کنید: شیر ترمز دو مداره را جدا کنید، آب بندی پیستون های محفظه بالایی و پایینی را بررسی کنید. اگر مهر و موم ها قدیمی یا فرسوده شده اند، آنها را با مهر و موم های جدید جایگزین کنید. اگر سطح پیستون ساییده شده باشد، پیستون باید تعویض شود.
   4. نشتی خارجی را بررسی کنید: سفتی خطوط لوله ترمز، محفظه ترمز و سایر اجزا را با استفاده از آب صابون بررسی کنید، اتصالات شل را سفت کنید و خطوط لوله یا محفظه های هوا آسیب دیده را جایگزین کنید.

فشار بیش از حد ترمز یا کشیدن ترمز

فشار بیش از حد ترمز به عنوان نیروی ترمز بیش از حد در هنگام فشار دادن کمی پدال ترمز، حتی قفل شدن ترمز، آشکار می شود. کشش ترمز به این دلیل آشکار می شود که اثر ترمز پس از رها شدن پدال به طور کامل رها نمی شود و مقاومت رانندگی خودرو افزایش می یابد.

10. علل خطا :
    1. گیر کردن یا بسته شدن ضعیف سوپاپ اگزوز: سوپاپ اگزوز توسط ناخالصی ها گیر کرده یا صفحه سوپاپ فرسوده شده و باعث می شود کانال اگزوز به طور کامل باز نشود و هوا در محفظه ترمز به موقع تخلیه نشود و در نتیجه فشار مداوم ایجاد شود.
    2. فنر تعادل بیش از حد سخت: فنر تعادل دارای خاصیت ارتجاعی بیش از حد است و در نتیجه فشار خروجی بیش از حد توسط سوپاپ ترمز تحت همان ضربه پدال ایجاد می شود.
    3. تنظیم بیش از حد طول میله فشار: طول میله فشار بیش از حد طولانی تنظیم می شود که باعث می شود سوپاپ ورودی از قبل باز شود و با تاخیر بسته شود و در نتیجه فشار بیش از حد در محفظه ترمز ایجاد شود.
11. راه حل ها :
    1. تعمیرات اساسی دریچه اگزوز: سوپاپ ترمز را جدا کنید، ناخالصی های روی دریچه اگزوز را حذف کنید، صفحه سوپاپ و صندلی سوپاپ را آسیاب کنید تا مطمئن شوید که کانال اگزوز بدون مانع است. اگر صفحه سوپاپ آسیب دیده است، آن را با یک صفحه جدید جایگزین کنید.
    2. فنر تعادل را تعویض کنید: اگر فنر تعادل بیش از حد سفت است، فنر جدیدی که مطابق با مشخصات فنی باشد باید تعویض شود تا فشار خروجی سوپاپ ترمز با حرکت پدال مطابقت داشته باشد.
    3. طول میله فشار را تنظیم کنید: طول میله فشار را مجدداً مطابق با مقررات سازنده خودرو تنظیم کنید تا مطمئن شوید که دریچه ورودی می تواند با حرکت صحیح پدال باز و بسته شود.

مقایسه بین سوپاپ های ترمز پنوماتیک و سوپاپ های ترمز هیدرولیک

در سیستم های ترمز، سوپاپ های ترمز پنوماتیکی و سوپاپ های ترمز هیدرولیک دو جزء اصلی کنترل هستند. آنها تفاوت های قابل توجهی در اصول کار، سناریوهای کاربردی و غیره دارند. درک این تفاوت ها به درک بهتر ویژگی های سوپاپ های ترمز پنوماتیک کمک می کند.