Légfékek

Az első gépkocsikban a fékeket mechanikusan (karokkal, rudazatokkal) működtették. Később elterjedt a hidraulikus működtetés. Mindkét rendszerre jellemző volt, hogy a fékezéshez szükséges erőt a gépkocsi vezetőjének kellett kifejtenie, ezért aztán különböző szervoberendezéseket fejlesztettek ki a gépkocsivezető kímélése - és a balesetbiztonság növelése - érdekében.

A 20-as években kezdték gépkocsikban is alkalmazni a - vasúti járművekben már használt - légfékrendszert, ami már nem igényel erőkifejtést a gépkocsi vezetőjétől. (Az más kérdés, hogy a fékpedálra továbbra is kell erőt kifejteni, éspedig a fékezés mértékével arányos nagyságút, hogy a gépkocsivezető "érezze" a féket. Az ember biológiai sajátossága, hogy akkor tud finoman vezérelni valamit a kezével vagy a lábával, ha az elmozdulással arányosan erőnövekedést érez.) 

Igazában a 30-as években terjedt el az idők során tökéletesített lékfék, ami  az 50-es évekig lényegében nem sokat változott. 

A fejlődés a fékhatás növekedését, a fékerő - terheléstől, lassulástól stb. függő - dinamikus szabályozását eredményezte. A legújabb fejlesztési irányt az elektromosság, illetve az elektronika bevonulása jellemzi, ami lehetővé teszi, hogy a fékrendszer a jármű egyéb szerkezeteivel (kormány!) összhangban működjön.

A sűrítettlevegő-ellátás rendszerével már megismerkedtünk a Kocsitest fejezetben. Most rátérünk a fékezést szolgáló, fékezést végrehajtó rendszerekre.

Először vizsgáljuk meg a szóló gépes kocsi légfékrendszerét, azután pedig a pótkocsifékezés rendszerét. 

Hosszú évtizedeken keresztül meglehetősen kevés szerelvényből állt a rendszer: főfékszelep (1) és  membránkamra (munkadugattyú), aminek a rúdja forgatta a fékkulcsot. A bal oldalon látható elrendezés egy fejlettebb megoldást mutat: már kézifék-szelep (2) is megtalálható benne, s a hátsó kerekek fékkulcsát rugóerő-tárolós szerkezet (4) működteti. 

Az utóbbinak az a lényege, hogy a fékezéshez szükséges erőt egy erős rugó szolgáltatja, amit a kamrába bepréselt sűrített levegő tart összenyomott helyzetben. Fékezéskor a sűrített levegőből kell kiengedni, hogy a rugó erőt fejthessen ki a fékkulcsra.

Már a hidraulikus vezérlésű fékeknél volt arról szó, hogy a fékút rövidítése érdekében lehetőleg minden keréknél ki kell használni a tapadás legnagyobb szélső értékét, vagyis az egyes kerekekhez közvetített fékező erő (olaj-, illetve esetünkben levegőnyomás) igazodjon a keréknyomáshoz. Ezért a légfékrendszerekben is megjelentek a fékerő-szabályozók legkülönbözőbb típusai.

A jobb oldali ábrán automatikus fékerő-szabályozó (7) van beépítve a rendszerbe, ami figyelembe veszi a pillanatnyi kerékterhelést. 

Természetesen a fékerőszabályozókból is sokféle létezik. 

A következő (lent látható) rendszer jellemzője, hogy a hátsó kerekek fékezéséhez szükséges levegőt nem kell a gépjármű elejétől hátra vezetni, ami jelentős késlekedéssel jár, mivel a fékkamra dugattyújának, illetve membránjának előre való tolásához sok levegőre van szükség. 

Itt a hátrafelé menő vezeték nem közvetlenül a hátsó kerekek fékkamráihoz megy, hanem egy ún. relészelephez (5), ami közel van a hátsó tengelyhez, és egy közelében lévő másik légtartályból - rövid úton - bocsájtja be be a levegőt a fékkamrába. (A relészelep működtetéséhez kevés levegő hátravezetésére van szükség.) A mellette lévő ábrán mind a fékerőszabályozó (7), mind a relészelep (5) együtt látható.

Az eddig ismertetett rendszerek fő jellemzője az, hogy mindegyik egy fékkörrel rendelkezik. 

A korszerű gépjárművekben azonban ma már szinte elengedhetetlen a két fékkör. 

A bal oldali ábrán a fölső kör végzi a hátsó tengely fékezését, s ugyanoda szolgál a kézifék is (rugóerőtárolós fékkamra 4). 

Hátsó kerekekről lévén szó, mind az üzemi fék, mind a kézifék relészelepen (5, illetve 6) keresztül juttatja be, illetve ki a levegőt a fékkamrákba, illetve fékkamrákból. 

Innen természetesen nem hiányozhat valamilyen fékerőszabályozó (7) sem.

Térjünk rá a pótkocsi fékezésére.

A légfékes pótkocsi valamivel később jelent meg, mint a légfékes gépeskocsi. Először a hosszú évtizedeken át alkalmazott egyvezetékű rendszerrel ismerkedjünk meg. 

A gépeskocsin a fő szerepet az ún. fordítószelep (10) játszotta, aminek az volt a feladata, hogy nyomás alatt tartsa a pótkocsi felé menő vezetékben a nyomást, de fékezéskor azt csökkentse olyan ütemben, amilyen mértékben a gépes kocsi fékkamráiban nő a nyomás, azaz fordított írányban változtassa a pótkocsiba menő levegő nyomását. 

A pótkocsin egy olyan szelep (11) volt, ami engedte az ottani tartályt feltölteni, majd arra várt, hogy a gépes kocsitól jövő vezetékben csökkenjen a nyomás. Ezt észlelve, a tartályból levegőt küldött a pótkocsi kerekeinél lévő fékkamrákba, azaz fékezte a pótkocsit. 

A pótkocsi fékkamráiban a nyomás-növekedés arányos volt az összekötő vezetékben észlelt nyomás-eséssel. Ez azt is jelenti, hogy ha a pótkocsi leszakadt a gépes kocsiról, azaz az összekötő vezetékben teljesen megszűnt a nyomás, a pótkocsi automatikusan befékeződött.

A mai korszerű járművek pótkocsijához két vezeték megy: az egyik szolgál a pótkocsi tartályának a feltöltésére (s mellesleg a leszakadt pótkocsi automatikus befékezésére), a másik az üzemi fékezésre. (Előfordul hárovezetékű rendszer is.)

A bal oldali ábra még egykörös fékrendszert mutat, de már két vezetékkel a pótkocsi felé. 

A gépeskocsin egy relészelep (8) gondoskodik arról, hogy levegőt küldjön a pótkocsi felé, amikor a főfékszeleppel (1) fékezni kezdünk. Az "okos" relészelep a a fékezés kezdetekor forszírozott ütemben növeli a nyomást a pótkocsi felé menő vezetében, hogy a hosszú vezeték ellenére gyorsabban reagáljon a pótkocsi fékező rendszere. 

A pótkocsin lévő szelep alsó része teljesen úgy működik, mint a főfékszelep. A különbség csak abban van, hogy a dugattyút nem pedállal, nem mechanikai erővel nyomjuk lefelé, hanem a dugattyú fölé beküldött levegő nyomja.

Végezetül bemutatunk példaképpen egy korszerű, kétfékkörös gépeskocsihoz kapcsolt kétvezetékes pótkocsifékezési rendszer elvi felépítését.

Itt is meg kell jegyezni, hogy mind a gépeskocsin lévő kapcsoló szelepnek (9), mind a pótkocsi fékező szelepének (13) a karakterisztikája olyan, hogy a fékezés első fázisában sietteti a nyomás növekedését a pótkocsi fékkamráiban.

És mit ír a szakirodalom a légfék-rendszerekről: 1 - 2 - 3 ?

És végül egy kis lazítás!