Féktípusok | ||
![]() Magától adódik, hogy legalább egy ilyen fék minden járműben van, ez a motorfék. Felengedett gázpedál esetén a jármű mozgási energiája forgatja a motort, ami természetesen fékezi a jármű haladását. A motorfékezés hatásosságát többféleképp lehet fokozni, amire főleg dízelmotorok esetében van szükség (lásd ott). Bizonyos járművekbe (nehéz járművek, autóbusz stb.) célszerű, illetve szükséges kölön lassúmeneti féket ("retardert") is beépíteni.
A jármű mozgási energiáját az esetek többségében szilárd testek mechanikai surlódása alakítja át hővé, de lassúmeneti, tartós fékek gyakran folyadéksúrlódással vagy örvényáram-gerjesztéssel "termelik" a hőt. A kerékfékek
(üzemi fékek) kizárólag mechanikai fékek lehetnek.
A surlódó felület alakja szerint (hengerfelület - sík felület) két fő típus létezik: dobfék és tárcsás, illetve tárcsafék. A dobfék a henger belső felületére szorított fékpofával fékez (expanziós fék, jelső ábra). A külső felületet szorító fékpofa vagy fékszalag üzemi fékként nem jöhet szóba. A tárcsa sík felületét vagy az egész kerületére feszülő tárcsák szorítják (tárcsás fék, második ábra), vagy csak egy rövid szegmensét (tárcsafék, harmadik ábra). A negyedik ábra kombinált megoldást mutat: a tárcsafék üzemi fék, a dobfék rögzítőfék ("kézifék"). A dobfékekben a fékdobok nem nagy változatosságot mutatnak. Acélöntésbők készülnek,kívül kisebb-nagyobb bordákkal részben merevítés, részben hűtés céljából. Legfontosabb követelmény, hogy hőre ne vetemedjenek. A dobfék fékpofái vonatkozásában alakra nem, de felerősítés és elrendezés vonatkozásában nagy változatossággal találkozunk. A fékpofák általában csapra vannak ültetve, melyek a kerékagyhoz erősített féktartó tárcsából állnak ki. Az elrendezésre az alábbi ábra mutat nyolc példát. Az első ábrán a két fékpofa szimmetrikusan helyezkedik el egy, vagy két kön csapra szerelve. A piros nyilakkal jelölt végükön van valamilyen feszítő szerkezet, a rugók gondoskodnak arról, hogy a szétfeszítés után a fékpofák elváljanak a fékdobtól. Minden fékpofa külső felületére súrlódó betét van szegecselve vagy ragasztva a súrlódás növelése érdekében. (Korábban azbeszt-alapú, mostanában főleg üvegrost-alapú betéteket gyártanak.)
Egy érdekes, ritkán alkalmazott, szintén mechanikai feszítő szerkezet látható a bal oldali ábrán (az AA-val jelzett rész 90 fokkal ki van hajlítva az ábrázolhatóság érdekében). Ha a rudat kifele húzzuk (a féktartó tárcsából), akkor a két golyó szétfeszíti a fékpofákat. Üzemi fékek esetében a szétfeszítést vagy "fékkulcs", vagy hidraulikus munkadugattyú végzi. A fékkulcs alakja sok féle lehet, itt csak kettőt láthatunk az alábbi ábrán. A fékkulcs tengelyét elvileg lehetne a rögzítőfékekhez hasonlóan mechanikai szerkezettel is elfordítani, a valóságban azonban sűrített levegővel működtetett membránkamrában állítják elő a forgató erőt. A harmadik ábra mutatja a hidraulikávaló való működtetés elvi vázlatát. ![]() ![]() A hidraulikus működtetésű fékeknél további állítási lehetőségeket is ismertetünk. Az alábbi ábrán egy hagyományos kialakítású fékpofa látható..
Közülük itt csak egyet mutatunk be (jobb oldali ábra). Az ábrán három tárcsa látható. A két szélső tárcsa, amelyekre fékbetét van erősítve, a féktartó henger külső palástján nem tud elfordulni, de tengelyirányban el tud csúszni. Erre fékezéskor kerül sor: a középső tárcsa enyhe elforgatáskor a két szélső tárcsát szétfeszíti a köztük kialakított golyós ékpálya. A tárcsafék mind kialakítása,
mind tulajdonságai tekintetében jelentősen különbözik a dobféktől. A legnagyobb
eltérés abban van, hogy a surlódó betét működő felülete lényegesen kisebb,
mint a dobfékek fékpofáin lévőé, ami azt jelenti, hogy ugyanakkora szorító
erő esetén a felületi nyomás lényegesen nagyobb. Emiatt különleges, hőálló
(350...450 oC) anyagból készül, általában porkohászati eljárással
(pl. sárgaréz reszelék + kötőanyag).
Fent négy féle "szorító" megoldás látható.
Az első és második, merev kengyelest (két-két dugattyúval) hamar kiszorították
a csúszó-, illetve a billenőkengyeles szerkezetek, melyekben már csak egy
dugattyú található. A negyedik szerkezet érdekessége, hogy a hidraulikus
működtetés (üzemi fék) mellett mechanikai kapcsolattal is működtethető
(rögzítő fék).
Az utóbbi időben megjelentek az elektromos működtetésű tárcsafékek. Az egyik megoldás azon alapszik, hogy a súrlódás igyekszik magával vinni a surlódó betétet, illetve az azt tartó alkatrészt (pofát).
Ha a pofa külső felületén ékpályát alakítunk ki, és ékpálya van a házon is, akkor az ékpálya-hatás eredményeképp a szorító erő megnő. Természetesen ügyelni kell az ékpálya szögére, nehogy önzáró legyen.
Erre a célra hidraulikát is lehetne alkalmazni, de elektronikához kapcsolt villamos motor kedvezőbb, mivel annak a vezérlése sokkal könnyebb, és működtetése több tényező figyelembe vételével szabályozható. Jobb oldalon egy megvalósított szerkezet látható. Az elektonika mind nagyobb szerepet játszik a fékezés vonatkozásában is. Az elektronika alkalmazásával a fékrendszer funkciója is messzebb mutat a klasszikus értelemben vett súrlódási erőn alapuló fékezésnél, a fék a jármű elektronikus vezérlőrendszereinek aktív résztvevőjévé vált. A légfékrendszerek szerelvényeinél és különböző alrendszereinél is széles körű integráció valósul meg. A központi elektronika tartalmazza az összes magas szintű funkciót. A kerekek közelében elhelyezett modulok a kerék közeli jeladók (keréksebesség, betétkopás, fékezőnyomás) jeleit összegyűjti és továbbítja a központi elektronika felé. A központi elektronika fogadja a fékpedál-modul elektromos jelét, ami a vezető fékezési igényével arányos. Ebből, valamint a moduloktól érkező jelek alapján kiszámítja a kerekenként szükséges fékező nyomást. Ezt a nyomásigényt elküldi a moduloknak, amelyek előállítják a szükséges nyomást. A rendszer kapcsolódik a gépkocsi többi elektronikájához, mint például a motor-, a sebességváltó-, a tartós lassító fék-, a kerékfelfüggesztés- és a sűrítettlevegő-ellátó rendszerének elektronikáihoz. A pótkocsira szerelt rendszer hatékonyan csökkenti a késedelmi időt. A központi elektronikához eljut a kormánykerék-elfordítás- és a perdülés-érzékelő jele is. Szoftveres működtetéseknek köszönhetően csövezést és szelepeket lehet megtakarítani. Nézzünk meg két elektromechanikus szerkeszetet. Ilyen szerkezetek vizsgálatáról olvashatunk itt.
Végezetül néhány szót az "önálló" (nem a sebességváltóba épített) lassúmeneti (tartós) fékekről. Ezek, mint korábban említettük, folyadéksúrlódással vagy örvényáram-gerjesztéssel fékeznek (fönti, jobb oldali ábrák). A villamos tartós fék a villanyórákban látható forgó tárcsák elvén működnek - de fordított kapcsolásban: a villanyórában az örvényáram forgásra kényszeríti a tárcsát, itt a tárcsa forgatása áramot gerjeszt - ami a tárcsában rögtön rövidre záródik, s felemésztődik (hővé alakul). Az "áramtermelés" mértéke (a fékezés intenzitása) könnyen szabályozható a gerjesztés változtatásával. A hidraulikus tartósfék lényegében hidrodinamikus tengelykapcsoló (l. o.), melynek a "turbinakereke" a házhoz van erősítve. Vezérlése a benne lévő folyadék mennyiségének a változtatásával történik: üresen nem fékez, teljesen feltöltve maximális fékezés, ami a fordulatszámmal (a jármű sebességével) négyzetes arányban nő. (Egyébként a - hidromechanikus - sebességváltókba épített retarderek is ugyanezen az elven működnek.) A témában számtalan írás jelent meg itt: És végül egy kis lazítás!
|