Ro 
A camera de frână cu arc funcționează prin utilizarea aerului comprimat pentru a menține un arc intern puternic într-o poziție comprimată sau „în cușcă”, în timpul conducerii normale, permițând frânei de serviciu să funcționeze independent printr-o cameră frontală separată. Când șoferul acționează frâna de parcare sau când are loc o pierdere bruscă a presiunii aerului, aerul comprimat din spatele arcului este epuizat, iar arcul se extinde cu forță, împingând o tija de împingere spre exterior pentru a aplica frânele de fundație și a menține vehiculul staționar. Acest design cu două camere integrează o diafragmă standard a frânei de serviciu cu o frână de parcare și de urgență acționată cu arc, ceea ce face ca camera de frână cu arc mecanismul de siguranță principal al camioanelor, autobuzelor și remorcilor grele. Conform Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) 121, toate vehiculele cu frânare cu aer trebuie să fie echipate cu o frână de parcare care rămâne aplicată chiar și după o pierdere completă a presiunii aerului, cerință îndeplinită în întregime de proiectarea camerei de frână cu arc.
Ce este o cameră de frână cu arc și care sunt componentele sale principale?
O cameră de frână cu arc este un dispozitiv de acționare doi în unu care combină o cameră de frână de serviciu în față și o cameră de frână de parcare acționată cu arc în spate, separate printr-o flanșă intermediară și conectată printr-un ansamblu comun de tijă de împingere. Întreaga unitate este în mod obișnuit prinsă sau prinsă cu șuruburi pe un suport de pe axă, iar tija sa de împingere este conectată printr-o șneală la un dispozitiv de reglare a slăbiciunii, care apoi rotește arborele cu came de frână pentru a extinde saboții de frână. Componentele interne majore ale a camera de frână cu arc sunt concepute pentru a îndeplini funcții distincte atât în scenarii normale, cât și în scenarii de defecțiune:
- Diafragma frânei de serviciu: Un disc flexibil de cauciuc situat în camera frontală. Când aerul comprimat intră în portul de serviciu, diafragma se umflă și împinge împotriva unei plăci a tijei de împingere, extinzând tija de împingere pentru a aplica frânele.
- Arc de retur serviciu: Un arc elicoidal conic în camera frontală care retrage tija de împingere atunci când presiunea aerului de serviciu este eliberată, readucerea saboților de frână în poziția eliberată.
- Arc de putere frână de parcare: Un arc elicoidal masiv, de mare rezistență, găzduit în camera din spate. Această primăvară este trăsătura definitorie a a camera de frână cu arc . Când nu este opusă de presiunea aerului, se extinde cu o forță care poate depăși 2.000 de lire sterline , furnizând energia mecanică pentru blocarea frânelor.
- Diafragma de parcare și placa de împingere: O a doua diafragmă în camera din spate care primește aer comprimat de la supapa de control a frânei de mână. Când este presurizat, împinge pe placa de împingere de parcare, comprimând arcul de putere.
- Flanșă intermediară și tub de ghidare: Separă cele două camere și găzduiește un ghidaj etanș prin care trece tija de împingere, prevenind scurgerea aerului între secțiunile de service și parcare.
- Șurub de fixare: Un ansamblu șurub și piuliță în formă de T care poate fi strâns manual pentru a comprima mecanic arcul de putere, permițând eliberarea frânei pentru tractare sau reparare fără presiune de aer.
Cum funcționează porțiunea de frână de serviciu a unei camere de frână cu arc
Funcția de frână de serviciu a unei camere de frână cu arc funcționează prin camera din față, folosind aer comprimat furnizat de supapa de picior pentru a împinge diafragma și a extinde tija de împingere, complet independent de arcul de parcare din camera din spate. Când șoferul apasă pedala de frână, aerul din rezervoarele de aer comprimat ale vehiculului curge prin supapa pedalei și intră în portul de serviciu din jumătatea din față a camerei. Presiunea aerului, care de obicei variază de la 0 până la 100 psi (0 până la 6,9 bar) în funcție de efortul pedalei, umple cavitatea din spatele diafragmei de serviciu. Diafragma se umflă spre exterior, apăsând pe o placă metalică a tijei de împingere și depășind rezistența arcului de retur de serviciu. Tija de împingere se extinde spre exterior, rotind dispozitivul de reglare a jocului și arborele cu came și forțând saboții de frână împotriva tamburului. Când șoferul eliberează pedala, aerul de serviciu este evacuat în atmosferă prin supapa de eliberare rapidă sau prin supapa de pe treaptă în sine, iar arcul de retur de serviciu împinge diafragma înapoi, retrăgând tija de împingere și eliberând frânele. Pe parcursul întregului proces, arcul de parcare al camerei din spate rămâne complet comprimat de presiunea constantă a aerului de parcare furnizată printr-un circuit separat, care este de obicei menținut la 90 până la 130 psi (6,2 până la 9,0 bar) . Această izolare a funcțiilor este esențială pentru înțelegere cum funcționează o cameră de frână cu arc : camera din față gestionează toate frânările proporționale, controlate de șofer, în timp ce camera din spate este pregătită să acționeze ca un dispozitiv de siguranță.
Cum este activată funcția de parcare și frână de urgență
Frâna de parcare se cuplează atunci când presiunea aerului din camera din spate este eliberată intenționat de către șofer sau automat dacă presiunea sistemului eșuează, permițând arcului de putere imens să se extindă și să conducă tija de împingere spre exterior cu forță mecanică completă. Șoferul acţionează frâna de parcare trăgând de un buton galben în formă de romb de pe tabloul de bord, care aerisește circuitul de aer de parcare. Pe măsură ce aerul iese din camera din spate, arcul de putere comprimat nu mai este reținut. Se extinde, împingând placa de împingere de parcare, care, la rândul său, împinge diafragma intermediară, tija de împingere de serviciu și, în cele din urmă, reglatorul de slăbire pentru a aplica frânele. Această aplicație este pur mecanică și nu necesită electricitate sau presiune a aerului pentru a fi menținută. Forța arcului într-un tip standard 30 camera de frână cu arc este suficient pentru a bloca complet axa chiar și pe un vehicul complet încărcat. Pentru a elibera frâna de parcare, șoferul împinge supapa de bord, permițând aerului de înaltă presiune să intre din nou în camera din spate. Aerul comprimă din nou arcul de putere, trăgând tija de împingere departe de dispozitivul de reglare a jocului și eliberând frânele. În cazul unei scurgeri catastrofale de aer sau a unei curele de compresor sparte, presiunea aerului de parcare va scădea sub un prag - de obicei în jurul valorii de 40 până la 50 psi (2,8 până la 3,4 bar) — iar arcul de putere se va declanșa automat, oprind vehiculul. Această funcție de frânare automată de urgență este cerută de lege și este singurul motiv cel mai important pentru camera de frână cu arc este obligatoriu pentru toate vehiculele comerciale grele.
Starile de funcționare ale unei camere de frână cu arc: o privire de ansamblu comparativă
O cameră de frână cu arc poate exista în patru stări pneumatice și mecanice distincte, fiecare cu o combinație unică de presiuni ale aerului și poziții ale arcului care determină dacă frânele sunt aplicate sau eliberate. Tabelul de mai jos rezumă aceste stări pentru a clarifica cum funcționează o cameră de frână cu arc în diferite condiții de conducere și parcare.
| Stare de funcționare | Presiunea aerului din camera de serviciu | Presiunea aerului din camera de parcare | Stare arc de putere | Starea frânelor |
|---|---|---|---|---|
| Conducere normală (frânele eliberate) | 0 psi (aerisit) | 90–130 psi (complet presurizat) | Complet comprimat | Eliberat |
| Frână de serviciu aplicată | 5–100 psi (modulat) | 90–130 psi (menținut) | Complet comprimat | Se aplica proportional |
| Set frana de parcare | 0 psi | 0 psi (aerisit) | Complet extins | Aplicat complet mecanic |
| Pierderi de aer de urgență | 0 psi | Scădere sub 40–50 psi | Se extinde automat | Aplicat automat |
Rolul șurubului de cușcă în eliberarea manuală
Fiecare cameră de frână cu arc este echipată cu un șurub de blocare care permite unui tehnician să comprima mecanic arcul de putere, eliberând frâna de parcare, astfel încât un vehicul cu dizabilități să poată fi tractat sau un ansamblu de frână să poată fi dezasamblat în siguranță pentru reparație. Șurubul de blocare este situat la capătul din spate al camerei. Pentru a închide arcul, se folosește o cheie pentru a roti șurubul, care se înfilează în placa de împingere, trăgând arcul într-o stare comprimată. Trebuie strâns până când ajunge la fund și o piuliță de blocare îl fixează pe loc. O cușcă corespunzător camera de frână cu arc elimină toată forța arcului de pe tija de împingere, permițând roții să se rotească liber chiar și cu presiunea aerului zero în circuitul de parcare. Cu toate acestea, încercarea de a dezasambla o cameră cu arc fără a închide mai întâi arcul este extrem de periculoasă, deoarece eliberarea bruscă a arcului comprimat poate provoca răni grave sau moarte. Acesta este motivul pentru care reglementările de siguranță impun cu strictețe ca înghețarea să fie efectuată înainte de orice lucrare de service asupra camerei de frână sau a componentelor frânei de fundație.
Moduri comune de defecțiune și întreținere a camerelor de frână cu arc
În timp ce camerele de frână cu arc sunt simple din punct de vedere mecanic și extrem de durabile, ele se pot defecta prin rupturi ale diafragmei, scurgeri de etanșare sau oboseală a arcului, toate acestea compromițând fie capacitatea de frânare de serviciu, fie funcția de parcare de urgență. Cele mai comune moduri de defecțiune includ:
- Ruperea diafragmei de serviciu: Diafragma frontală poate dezvolta o ruptură în urma flexiilor repetate. Acest lucru determină o pierdere a presiunii frânei de serviciu și deseori duce la un șuierat atunci când este apăsată pedala de frână. O diafragmă de serviciu ruptă trebuie înlocuită imediat, deoarece roata afectată nu va avea putere de frânare.
- Scurgerea diafragmei de parcare: O scurgere în diafragma camerei din spate împiedică comprimarea completă a arcului de putere, ceea ce face ca frâna de parcare să tragă sau să nu se elibereze complet. Această condiție generează căldură excesivă și poate duce la un incendiu la roată dacă nu este corectată.
- Oboseala arcului de putere: Deși rar, arcul de putere poate pierde tensiunea pe parcursul a sute de mii de cicluri sau dacă a fost expus la umiditate corozivă din cauza unei diafragme defectuoase. Un arc slăbit poate trece în continuare de o inspecție vizuală, dar va produce o forță de reținere mai mică decât cea nominală, permițând potențial unui vehicul parcat să se rotească pe o pantă.
- Șurub de blocare prins sau filete deteriorate: Un șurub ruginit sau cu filet încrucișat poate împiedica eliberarea manuală a arcului, complicând reparațiile pe marginea drumului. Inspecția regulată a șurubului de blocare și aplicarea compusului anti-gripare pe filete este o măsură preventivă recomandată.
Inspecția regulată a camera de frână cu arc ar trebui să includă verificarea cursei tijei de împingere, examinarea clemelor și șuruburilor externe pentru coroziune și ascultarea scurgerilor de aer. Orice cameră cu o diafragmă ruptă sau o etanșare care are scurgeri ar trebui înlocuită mai degrabă decât reparată, deoarece arcul intern prezintă un risc letal de siguranță dacă carcasa este deschisă de o persoană neinstruită. Commercial Vehicle Safety Alliance (CVSA) include starea camerei de frână ca element critic în criteriile sale de inspecție în afara serviciului, iar o cameră cu scurgeri sau deteriorate va eșua inspecția pe drum.
Întrebări frecvente despre camerele de frână cu arc
Care este diferența dintre o cameră de frână cu arc de tip 30 și una de tip 36?
Denumirea tipului se referă la aria efectivă a diafragmei de serviciu în inci pătrați. Un tip 30 camera de frână cu arc are o diafragmă de 30 de inci pătrați, în timp ce un tip 36 are o diafragmă de 36 de inci pătrați. Camera mai mare generează o forță proporțional mai mare a tijei de împingere pentru o anumită presiune a aerului și este utilizată la sarcini mai mari pe osie. Forța arcului de parcare este de asemenea mai mare în camera mai mare.
Pot conduce cu o cameră de frână cu arc în cușcă?
Nu. Conducerea cu o cameră de frână cu arc în cușcă este ilegală și extrem de periculoasă, deoarece frâna de parcare și de urgență de pe acea roată este complet dezactivată. Șurubul de blocare este un instrument temporar doar pentru remorcare sau reparare. Vehiculul trebuie scos din funcțiune până când se instalează o cameră de schimb.
De ce frâna mea cu arc nu se eliberează chiar și cu presiunea maximă a aerului?
Dacă frâna de parcare nu reușește să se elibereze cu presiunea maximă a aerului, cele mai probabile cauze sunt o ruptură a diafragmei de parcare care nu poate menține presiunea, un șurub de blocare prins care a fost lăsat parțial cuplat sau o blocare mecanică a dispozitivului de reglare a jocului sau a arborelui cu came. O supapă de control de parcare care are scurgeri pe bord poate împiedica, de asemenea, atingerea unei presiuni suficiente camera de frână cu arc .
Cât de des trebuie înlocuite camerele de frână cu arc?
Nu există un interval fix de înlocuire, dar camera de frână cu arcs trebuie înlocuit dacă diafragmele prezintă fisuri, dacă cursa tijei de împingere depășește limita de reajustare sau dacă se constată orice deteriorare externă sau coroziune. Multe flote înlocuiesc camerele în mod proactiv la 10 până la 15 ani de funcționare, ca parte a unui program de prevenire a coroziunii, în special în regiunile în care sarea rutieră accelerează degradarea metalelor.
Înțelegerea cum funcționează o cameră de frână cu arc este fundamentală pentru aprecierea arhitecturii de siguranță a vehiculelor grele moderne. Integrarea elegantă a diafragmei de frână de serviciu cu un arc mecanic de siguranță asigură atât putere de oprire gradată, cât și o frână de urgență garantată care funcționează fără asistență electrică sau pneumatică. Această capacitate cu mod dublu a rămas în mare parte neschimbată de zeci de ani, deoarece oferă o fiabilitate de neegalat într-o unitate compactă, autonomă și continuă să fie fundamentul respectării siguranței vehiculelor pe autostrăzile din întreaga lume.
