Fékrendszerek III.- Hidrosztatikus hajtóművel ellátott jármű fékezése

Szakcikkek - 2009-10-01 16:52:18 nyomtatás cikk nyomtatása



A zárt körfolyamban dolgozó hidrosztatikus hajtómű a folyadék erőzárása folytán alkalmas arra, hogy automatikus féküzemben dolgozzon. Ekkor a szekunder rész szivattyú-, a primer rész pedig motorüzemben dolgozik. A hajtómű tehát, mivel mindkét irányban alkalmas energiaátadásra, fékezésre is felhasználható.
Abban az esetben, ha a hidrosztatikus hajtómű fékhatása kielégíti a járművek üzemi fékberendezéseire vonatkozó előírásokat, akkor üzemi fékként használható az ún. lassú járműveknél. Ebben az esetben a hidrosztatikus hajtómű kézi állító karja egyben az üzemi fék működtető egysége is. Alapkövetelmény, hogy a járművezető fékezés közben legalább egyik kezét a kormányon tartsa. A hidrosztatikus hajtómű üzemi fékként a lassú járműveknél megengedett, amelyek az újabb jogszabályok értelmében önerejükből 40 km/h–nál nagyobb sebességgel haladni nem képesek.

A hidrosztatikus hajtómű kialakítására vonatkozó, előzőekben nem tárgyalt igények és lehetőségek:

-Mivel követelmény a hidromotor és a kerék nem oldható kapcsolata, a hidrosztatikus hajtómű, valamint a dízelmotor meghibásodása esetén a jármű vontatási lehetőségét biztosítani kell. Ezt a zárt körfolyamba épített rövidrezáró szelep teszi lehetővé.

-A hajtómű kézi állító karja (üzemi fékkar) középhelyzetben rögzített legyen, hogy a vezető fékezés esetén véletlenszerű irányváltást ne végezhessen.

-Oldható tengelykapcsoló beépítésénél és a hagyományos pedálelrendezésnél fennállhat a veszély, hogy a vezető tévesen, fékezés közben a tengelykapcsolót is oldja. Ez a hidrosztatikus hajtóművet, mint üzemi féket hatástalanítja. Ezért a tengelykapcsoló-pedált a szokásostól eltérő helyre kell szerelni.

-A hidrosztatikus hajtómű jellegéből adódóan a differenciálhatás miatt az egyik keréken fellépő csúszás, mindkét keréken fékerő csökkenést von maga után. A differenciálhatást csökkenteni lehet egy automatikusan bekapcsolódó hidraulikus differenciálzárral, illetőleg a mechanikus fékek hajtóművel történő együttes működtetésével.

-A hajtómű maximális állítási sebessége a hajtómű saját tulajdonsága, amelyet a jármű 2,5 m/s² lassulásához kell beállítani. A kézikar, pedál hirtelen állítása nem okozhat túlfékezettséget.

-Amennyiben a hidrosztatikus hajtómű fékhatása a kívánt lassulást nem éri el, akkor lehetőség van a fékezéskor a kerekekre épített mechanikus fékek egyidejű működtetésére. A két fékhatás összegének lökésmentesnek kell lenni. Ez az igény döntően a vonógépeknél áll fenn, ahol a jármű tömege mellett a vontatmány tömegét is le kell fékezni.

A hidrosztatikus hajtómű fékhatása:

Féküzemben dolgozó hidrosztatikus hajtómű primer része a dízelmotort hajtó nyomatékkal terheli. A dízelmotor féknyomatéka , a maximális nyomatéknak legfeljebb 30%-ra vehető.
Ez a rendelkezésre álló nyomaték nem minden esetben elegendő a jármű fékezéséhez. A szükséges dízelmotorfék-nyomaték kétkerékhajtásnál:

- ahol:
F – a lassuláshoz szükséges fékerő [N];
rg - a jármű gördülő rádiusza [m];
i1 - mechanikus véghajtás áttétele;
i2 - hidrosztatikus hajtómű áttétele,


A maximális lassuláshoz tartozó fékerő:

- ahol:
m0 - a jármű összes tömege [kg];
amax - a jármű maximális lassulása (amax= 2,5 m/s2 )


Az ábra a jármű motométerrel rajzolt fékezési görbéjét mutatja:

1. ábra: Lassulási görbe fékezéskor a fékezési időtartam függvényében



2. ábra: Primer rész nyomatékigénye fékezéskor, fékezési időtartam függvényében



A 2. ábra diagramjából látható, hogy a fékezéskor a dízelmotor túlpörgésének veszélyzónája a fékezési időtartam első harmadában van. Tapasztalati értékek szerint a dízelmotorok 1...1,2 s alatt még tehetetlenségi nyomatékuk miatt nem pörgethetők túl.
A hajtómű tervezésénél mindenképpen kb. 10°%-os n1max fordulatszám növekedéssel kell számolni.
A túlpörgés veszélye a hosszantartó meredek lejtőn lefelé haladáskor állhat fenn. Ebben az esetben a jármű további gyorsulása a vezetőt feltétlenül sebességcsökkentésre készteti, azaz a hidraulikus áttétel növelésével csökken a nyomatékigény. Hidrosztatikus hajtómű és mechanikus fék együttes féküzeme esetén az elérhető lassulás:

- ahol:
m0 - a jármű összes tömege;
F1 – a mechanikus fék ereje [N];
F2 – a hidrosztatikus hajtómű nyomatékából származó fékerő [N];

A fékezési módok megválasztása:

A követelmények géptípusonként, választott hajtóművezérlésektől függően különbözőképpen elégíthető ki:

Arányos vezérlés esetén:

-a hajtómű lehet üzemi fék vagy
-a hajtómű és mechanikus fék együttes féküzeme lehetséges.

Automotív vezérlés esetén:

-a hajtómű üzemi fék nem lehet, mert nincs sebesség-(fék-)karja;
-gázpedál nem lehet egyúttal fékműködtető is;
-kicsi dízelmotor-nyomaték;
-vontató üzemben nem elegendő a fékhatás, ezért különálló mechanikus fék beépítése szükséges, fékezés csak mechanikus fékkel együtt lehetséges.

Kombinált vezérlés alkalmazásánál, mivel vontató és gyorsmenetben automotív vezérlés, ezért a mechanikus fék beépítése szükségszerű.
Automotív üzemben a gázvisszavétel lágy fékezést, a fékpedál működtetése intenzív fékezési lehetőséget biztosít.

Hidrosztatikus hajtómű és mechanikus fék együttes működtetési lehetőségei:

-A primer rész visszabillentése a vezérlőolaj-nyomás csökkenésével arányosan működtethető lassítószelepen keresztül (3.ábra) történhet:

3. ábra: Primer rész járműfékezéssel kombinált lassítószeleppel



-A mechanikus fékeket a hagyományosan kialakult járműkonstrukciók mellett rugóerős tárolóval is lehet működtetni. Alkalmazása előnyös ott ahol nagy fékerőt kell biztosítani a lábfékkel;
A rugóerő-tároló fék célszerűen hidraulikus, a hajtómű töltő szivattyújáról (vagy segédszivattyúról) feszítik elő.
A kézi fékrendszerhez tartozik a kézi fékszelep és a lábfékezés esetén működtetett lassító (inch-)szelep. Mindkét működtetés esetén a rugóerő-tárolós fékhengerek olajterét a szelepek a tartályra kapcsolják.
A kézifék, mint rögzítőfék használható. Fékezett állapotban a primer rész nem vezérelhető, ill. vészfékezés esetén a primer rész is visszabillen (4. ábra.):
A részfékezettség elkerülésére a rugóerő-tárolós hengerek olajterébe nyomáskapcsolót kell beépíteni. A fékkör meghibásodása esetén, ha az olajnyomás csökken, fény- vagy hangjelzés mellett javasolt a primer rész kivezérlését megakadályozni.
Együttes működés esetén a fékpedál elmozdulásának első részében a primer részt kell visszabillenteni, majd a rugóerő-tárolós fék kapcsolható.
Amennyiben a fékezés hidraulikus fő fékhengerrel történik, akkor 0 → p1 nyomástartományban a primer rész geometriai munkatérfogata csökken p1 → p2 nyomástartományban a rugóerő-tárolós fékek működnek (p1 < p2 ).
Így elkerülhetővé válik, hogy a hajtómű a mechanikus fék ellen dolgozzon, valamint a fékezés hatásossága változtatható:
-kis pedálmozdulat illetve erő lágy fékezést,
-nagy elmozdulás illetve erő intenzív fékezést valósít meg.

4.ábra: Hidrosztatikus hajtású repülőtéri vontató (orbitrolkormányművel)



Az 5. ábra kombinált fékezési kialakítást mutat rugóerő-tárolós fékkörrel, valamint a primer és a szekunder részt visszabillentő hajtóművezérlő karral. A fékberendezés ún. kormányfék üzemre is alkalmas, amennyiben ez nem igény, az és az szelepek elmaradhatnak:

5.ábra: Hidrosztatikus hajtóművel és nyomóerőtárolós mechanikus fékkel szerelt önjáró munkagép kapcsolási rajza



Horváth Péter tanulmánya alapján
Konzulens: Dr. Balpataki Antal


A Szakcikkek rovat további cikkei:

Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával IV.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok XI.
Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával III.
Földmunkagépek minőségi vizsgálata I.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok X.



A gépnet.hu legfrissebb hírei:

Előny a darugyártóknál
Gyors ütőmunka extrém körülmények között is
A zártszelvények új generációja
Az erő, amelyre szüksége van- Ruukki Optim
Hinowa személyemelők



Legolvasottabb a gépneten:

BOSCH DLE 50 digitális lézeres távolságmérő TESZT!
Prémium termékek és szolgáltatások prémium vevőknek
Geotermikus hőerőmű Iklódbördöcén
„Az év gépe 2010” választás nyertesei
Új anyagtípus: bórral ötvözött acél