Hoe luchtremmen werken

  • Cameron Merritt
  • 0
  • 4133
  • 401
Afbeeldingengalerij: remmen Denk je dat je een van deze slechte jongens in een mum van tijd zou kunnen verplaatsen? Zie meer remfoto's. Greg Pease / Getty Images

Stel je voor dat het je eerste week op de baan is als dokwerker bij een vervallen vrachtwagenbedrijf. Iedereen rent rond om te proberen de laatste pallet met lading op de achterkant van een enorme vrachtwagen met oplegger te laden die op weg is naar de andere kust. Plots zegt een van de voormannen dat je een van de vrachtwagens uit de weg moet halen, zodat een andere chauffeur achteruit kan rijden naar het laadperron. Ervan uitgaande dat u weet hoe u zo'n voertuig moet besturen, blijft de voorman doorgaan, maar u pauzeert - omdat u dat niet doet.

In een poging de hoger opgeleiden te plezieren en te negeren dat je geen rijbewijs voor vrachtwagens hebt, spring je in de cabine, sluit de deur en draai de sleutel om. Voordat de dieselmotor aanzwengelt, word je opgeschrikt door een geestdodende zoemer en een knipperend licht op het dashboard. Je start de motor, maar de zoemer en het licht blijven je aandacht trekken.

Je hebt eerder een versnellingspook gereden, dus je denkt dat je het onder controle hebt. Ondanks de zintuiglijke overbelasting druk je de koppeling in, grijpt je naar je mening de lage versnelling en laat je de koppeling los. In plaats van naar voren te slingeren zoals je verwacht, word je begroet met een gewelddadige knal, de motor gaat uit en je wordt bijna door de voorruit gegooid.

U start de motor opnieuw, denkt dat u de truck in de verkeerde versnelling zet, en selecteert wat u denkt dat de juiste is. Toch veroorzaken de zoemer en het licht ravage in de cabine. Misschien staat de noodrem nog aan. Je ziet geen remhendel of hendel die je normaal in een auto zou zien, dus je besluit om de koppeling gewoon los te laten en het nog een keer te proberen.

Tot uw grote schaamte gebeurt hetzelfde. Vanuit je ooghoek zie je diezelfde voorman vanaf de laadkade naar je schreeuwen. Gefrustreerd spring je uit de cabine en gooi je je handen verbijsterd omhoog, terwijl de fronsende opzichter op je af rent.

Welkom in de wereld van luchtremmen. In dit artikel leer je hoe luchtremmen en hun componenten werken, hoe je een luchtremsysteem onderhoudt en waarom je die truck niet kon verplaatsen. Laten we vervolgens kijken hoe George Westinghouse je in deze situatie heeft gebracht.

Inhoud
  1. George Westinghouse en Air-brake History
  2. Inzicht in remmen
  3. Luchtremcomponenten in vrachtwagens en bussen
  4. Luchtremmen: preventief onderhoud
  5. Schema luchtrem

Lucht is overal. Hydraulische vloeistof is dat niet. Treinen, bussen en opleggers maken gebruik van luchtdrukremsystemen, zodat ze niet afhankelijk zijn van de hydraulische vloeistof in remsystemen van auto's, die bij een lek kan opraken. Al deze soorten vervoer worden gebukt onder zware passagiers- of vrachtladingen, dus veiligheid is van het grootste belang. Een snel rijdende locomotief die op hydraulische remmen vertrouwde, zou in een dodelijke stalen kogel veranderen als het remsysteem plotseling een lek zou breken.

Vóór luchtremmen gebruikten treinen een primitief remsysteem waarvoor een machinist of remmer in elke auto een handrem moest gebruiken op het signaal van de treinbestuurder of machinist. Dit inefficiënte handmatige systeem werd vervangen door directe luchtremsystemen, die een luchtcompressor gebruikte om lucht door een remleiding in de luchttanks van elke auto te voeren. Toen de ingenieur deze remmen toepaste, vulde de buis zich met lucht en kneep de remmen samen.

In 1869 besefte een ingenieur genaamd George Westinghouse het belang van veiligheid in de relatief nieuwe spoorwegindustrie en vond de eerste uit. drievoudige klep luchtremsysteem voor gebruik in treinwagons. Het systeem van Westinghouse werkte het tegenovergestelde van een direct luchtremsysteem. Het drievoudige klepsysteem vervulde drie functies, vandaar de naam. Laten we die functies eens bekijken.

  1. Opladen: Het systeem moet met lucht onder druk worden gezet voordat de remmen worden vrijgegeven. In rust blijven de remmen ingeschakeld. Zodra het systeem zijn werkdruk heeft bereikt, zijn de remmen vrij en klaar voor gebruik.
  2. Toepassen: Als er wordt geremd, neemt de luchtdruk af. Naarmate de hoeveelheid lucht afneemt, laat de klep lucht terug in de reservoirtanks, terwijl de remmen naar de toegepaste positie gaan.
  3. Vrijgeven: Zodra de remmen zijn ingeschakeld en de lucht ontsnapt na het remmen, worden de remmen vrijgegeven door de verhoogde druk.

In plaats van kracht of gerichte lucht te gebruiken om te remmen, net als hydraulische vloeistof in onze auto's, vult het drievoudige klepsysteem een ​​voorraadtank en gebruikt luchtdruk om de remmen vrij te geven. Met andere woorden, de remmen in een systeem met drie kleppen blijven volledig ingeschakeld totdat er lucht door het systeem wordt gepompt. Vrij ingenieus, als je bedenkt dat als dit type systeem een ​​volledig luchtverlies had, de remmen zouden ingrijpen en de trein zouden stoppen. Denk daar eens over na wanneer u de snelweg afzoomt en u op het rempedaal drukt. Als de remvloeistof van uw auto weglekt, werken uw remmen niet.

Het drievoudige klepsysteem is het basisconcept dat wordt gebruikt in de huidige luchtremsystemen in treinen, bussen en trekkers. Laten we in de volgende sectie schakelen en leren hoe luchtremmen in wegvoertuigen werken

Op hol geslagen trein had kunnen worden vermeden

Op 27 juni 1988 botste een forenzentrein tegen een stilstaande trein op het station Gare de Lyon in Parijs, Frankrijk, waarbij 56 mensen om het leven kwamen en 32 anderen gewond raakten [bron: AP, National Geographic]. De ramp deed zich voor nadat een reeks fouten de trein verliet met een sterk verminderd remvermogen. Nadat een passagier per ongeluk de noodrem had aangetrokken bij het verlaten van de auto, sloot de bestuurder een remklep, denkend dat het systeem een ​​luchtslot had. Nadat hij de lucht uit het systeem had laten ontsnappen, rolde de trein vrij, maar de overige auto's met een opgeladen systeem hadden niet genoeg remkracht. In paniek kon de machinist het elektrische noodremsysteem niet activeren en kwam de trein in botsing met een rustende trein op het station. Zonder een dappere chauffeur in de stilstaande trein die bleef tot de botsing, die hielp bij de evacuatie van passagiers, zou het dodental veel hoger zijn geweest [bron: AP, National Geographic]

Voordat we leren over luchtremmen in wegvoertuigen, laten we eens kijken hoe de remmen in uw auto werken. Iedereen die een auto heeft gereden weet wanneer hij of zij het rempedaal naar de grond duwt, de auto vertraagt ​​en uiteindelijk stopt. Maar hoe ter wereld kan onze voet een auto van 3.000 pond (1.361 kg) stoppen die met hoge snelheid over de weg rijdt??

Laten we om te beginnen de verschillende soorten remmen bespreken en dan kunnen we de verschillende componenten verkennen. Elk rollend voertuig, inclusief treinen, vrachtwagens met oplegger, bussen en auto's, bevat een van de twee soorten systemen. Hydraulisch remmen, gevonden in lichte vrachtwagens en personenauto's, gebruiken hydraulische vloeistof of olie om hun remmen te bedienen. Luchtremmen, die we in de volgende sectie zullen bespreken, gebruiken lucht om hun remmen te bedienen. Laten we eens kijken naar de verschillen.

In een hydraulisch systeem wordt vloeistof opgeslagen in een reservoir dat gewoonlijk wordt aangeduid als een hoofdremcilinder. Wanneer u het rempedaal indrukt, wordt vloeistof door remslangen of leidingen in zuigers op elk wiel gepompt. Deze remzuigers drukken tegen twee remschoenen, die uitzetten en wrijving veroorzaken in een remtrommel, of tegen een remblok, die vastklemt op een rem rotor. Hieronder staan ​​de componenten in een hydraulisch schijfremsysteem.

  • Rem reservoir: Bevat hydraulische remvloeistof
  • Hoofdremcilinder: Apparaat dat de vloeistof uit het reservoir pompt naar remleidingen die door het voertuig lopen
  • Remleidingen: Rubberen of stalen gevlochten slangen die van de hoofdremcilinder naar elke remklauw lopen
  • Remklauw: Een stalen behuizing die wordt gemonteerd op een vast punt van de remrotor die een zuiger en remblokken bevat
  • Remzuiger: Een ronde stang die uitschuift en tegen een remblok duwt wanneer hydraulische vloeistof wordt aangevoerd vanuit de hoofdcilinder
  • Remblok: Een metalen steunschijf met een semi-metalen bekleding die de stalen rotor vastgrijpt
  • Remrotor: Een stalen schijf gemonteerd op elk wiel en elke naaf die de remblokken vastgrijpen om te voorkomen dat de wielen draaien

[bron: remmen]

Hier ziet u hoe sommige onderdelen in een schijfrem passen.

Vóór schijfremmen vertrouwden auto's op trommelremmen. De belangrijkste mechanica waren hetzelfde, maar trommelremmen gebruikten remschoenen in een trommel die op de naaf was gemonteerd, in plaats van een rotor. Schijfremmen verhogen de remkracht, omdat ze gemakkelijker worden gekoeld en meer oppervlakte hebben om vast te pakken. Bovendien wordt remstof, dat ontstaat naarmate de remblokken slijten en het remvermogen vermindert, bij schijfremmen gemakkelijker afgevoerd dan bij trommelremmen. Voor meer informatie over schijfremmen en trommelremmen, lees Hoe schijfremmen werken en hoe trommelremmen werken.

Nu we de basisprincipes van remmen in treinen en auto's begrijpen, laten we het hebben over de grote booreilanden en de bussen.

Diagram van luchtremcomponenten

fundament remmen zijn de meest voorkomende luchtdrukremsystemen in vrachtwagens en bussen en werken op dezelfde manier als in treinwagons. Met behulp van het drievoudige kleppenprincipe hoopt zich lucht op in de remleidingen of luchtleidingen, waardoor de remmen worden vrijgegeven. Vrijwel alle met luchtremmen uitgeruste wegvoertuigen hebben een geleidelijk afgiftesysteem waarbij een gedeeltelijke drukverhoging een evenredige remuitschakeling vereist.

De volgende componenten zijn exclusief voor een funderingsluchtremsysteem in een vrachtwagen of bus:

  • Luchtcompressor: Pompt de lucht in opslagtanks voor gebruik in het remsysteem
  • Gouverneur van de luchtcompressor: Regelt het in- en uitschakelpunt van de luchtcompressor om een ​​bepaalde hoeveelheid lucht in de tank of tanks te behouden
  • Luchtreservoirs: Houd perslucht of perslucht vast om door het remsysteem te worden gebruikt
  • Afvoerventielen: Ontlastkleppen in de luchttanks die worden gebruikt om de lucht af te voeren wanneer het voertuig niet in gebruik is
  • Voetklep (rempedaal): Indien ingedrukt, komt er lucht vrij uit de opslagtanks
  • Remkamers: Cilindrische container met een remsteller die een diafragma of nokkenmechanisme beweegt
  • Duwstang: Een stalen stang vergelijkbaar met een zuiger die de remkamer verbindt met de remsteller. Bij het indrukken worden de remmen losgelaten. Indien verlengd, worden de remmen toegepast.
  • Slappe regelaars: Een arm verbindt de duwstang met de remnok om de afstand tussen de remschoenen aan te passen
  • Rem S-nok: Een S-vormige nok die de remschoenen uit elkaar en tegen de remtrommel drukt
  • Remschoen: Stalen mechanisme met een voering die wrijving veroorzaakt tegen de remtrommel
  • Breng de lente terug: Een stijve veer die is verbonden met elk van de remschoenen die de schoenen terugbrengt naar de open positie wanneer ze niet worden verspreid door de s-nok of het diafragma.

Bij stationair draaien (voet van de rem en het luchtsysteem van het voertuig opgeladen), overwint de luchtdruk het membraan of de s-cam bevindt zich in de gesloten positie, wat resulteert in een vrijgegeven remsysteem. Zodra je het rempedaal intrapt, neemt de luchtdruk af, waardoor de s-cam draait en de remschoenen tegen de trommel spreiden. De compressor vult de reservoirtanks en als je het pedaal laat intrekken, neemt de luchtdruk weer toe naar de oorspronkelijke staat.

Noodgeval lucht remmen complementeren standaard luchtremsystemen en kunnen worden geactiveerd door aan een knop op het dashboard te trekken (naast die met het licht dat we in de inleiding zagen). Voordat u een voertuig met luchtremmen kunt besturen, moet u de noodremknop indrukken om het systeem met lucht te vullen. Zolang het noodsysteem onder druk staat, blijft de noodrem vrij. Als het systeem een ​​lek heeft, kan de druk voldoende afnemen om de noodrem in werking te stellen. Bovendien zijn zware vrachtwagens vaak uitgerust met een Uitlaatrem dat ondersteunt het remproces, maar dit is afhankelijk van de motor, niet van het luchtremsysteem.

We hebben geleerd hoe luchtremmen werken. Laten we nu eens kijken hoe onderhoud kan voorkomen dat remmen defect raken in de volgende sectie.

Wat is dat geluid?

Heb je je ooit afgevraagd waarom vrachtwagens en bussen die grappige piepende en sissende geluiden maken? Het piepen is de lucht die ontsnapt na het remmen en het ppssss-geluid is automatisch bypass veiligheidskleppen op het werk, zodat de luchtdruk op het juiste niveau blijft. Omdat een belangrijk voordeel van luchtremsystemen hun vermogen is om lucht te gebruiken om te werken, trapt de compressor constant aan en uit om de reservoirs bij te vullen met perslucht. Wanneer de compressor te veel lucht aanmaakt, gaan de kleppen open en wordt dat luide gesis geproduceerd.

Slecht onderhoud van luchtdrukremmen kan tot ongevallen leiden. Andy Sacks / Getty Images

Elke staat in de VS heeft specifieke richtlijnen voor het besturen van een voertuig met luchtremmen. De tests om een ​​commercieel rijbewijs te krijgen, zijn veeleisend, evenals de stappen om een ​​dergelijk voertuig te onderhouden. Hier zijn enkele stappen die u moet nemen voordat u de weg op gaat:

  • Zorg ervoor dat de minimale werkdruk voor het luchtremsysteem van een voertuig niet minder is dan 85 psi (pond per vierkante inch) voor een bus en 100 psi voor een vrachtwagen.
  • Controleer of het niet langer dan twee minuten duurt voordat de luchtdruk stijgt van 85 psi tot 100 psi bij 600 tot 900 tpm. (Dit wordt de luchtdrukopbouw.)
  • Bevestig dat de juiste afschakeldruk voor de luchtcompressor tussen 120 psi en 135 psi ligt. Inschakeldruk is 20 psi tot 25 psi onder uitschakeldruk.

U zult ook willen letten op water in het luchtremsysteem, een bijproduct van de gecondenseerde lucht. Luchtremleidingen houden niet van water, vooral in koudere klimaten waar ijs kan voorkomen dat lucht het remmechanisme bereikt en ervoor zorgt dat het wiel blokkeert. Om dit probleem te voorkomen, hebben veel van de moderne systemen automatische aftapkleppen in elke luchttank.

Luchtkoppelingen kunnen ook een probleem vormen. Door versleten rubberen afdichtingen kan lucht ontsnappen. Hoewel de compressor een klein lek kan verhelpen, kan het te hard laten draaien van compressoren tot storingen leiden. Nogmaals, zoals we hebben geleerd, is luchtverlies niet per se een slechte zaak, maar het betekent dat je vastzit. Voor vrachtwagenchauffeurs staat vast komen te zitten midden op een bergpas waarschijnlijk niet op de route.

Remgevoeligheid, een ander bijproduct van luchtremmen, kan tot ongevallen leiden, vooral voor onervaren bestuurders. Luchtdrukremsystemen zijn ontworpen om te werken op voertuigen die zware lasten vervoeren. Heb je je ooit afgevraagd waar al die dubbele slipsporen op de snelweg vandaan komen? Dat is een product van lichte of lege aanhangwagens die hun achterwielen blokkeren. Waarschijnlijk is de grootste angst voor een vrachtwagenchauffeur scharen. Het is nooit goed als de achterkant van de trailer langs de cabine kruipt. Vrachtwagens die in regen en sneeuw rijden, kunnen gemakkelijk scharen als er te veel wordt geremd.

De meeste moderne voertuigen met luchtremmen gebruiken een duaal systeem. In wezen hebben dergelijke uitgeruste voertuigen twee systemen voor het geval er een zou uitvallen. Antiblokkeerremmen zijn nu te vinden in trekker-oplegger-installaties en werken op vrijwel dezelfde manier als ABS-systemen in personenauto's.

In wezen zijn luchtremmen efficiënt en betrouwbaar. Houd echter uw adem niet in als u ze binnenkort in uw auto wilt vinden. Luchtremsystemen nemen te veel ruimte en aandacht in beslag om als praktisch te worden beschouwd in auto's. Kijk maar naar een Peterbilt-truck terwijl deze over de snelweg slentert. Heb je de grote tanks achter de brandstoftanks gezien? Zoek een plek voor degenen onder de motorkap van een Honda Civic.

Als u meer wilt weten over luchtremmen en enkele gerelateerde artikelen wilt lezen, bekijk dan de links op de volgende pagina.

Slecht onderhoud leidt tot een op hol geslagen vrachtwagen

Op 25 april 1996 kwam een ​​Mack-cementtruck uit 1988 in botsing met een kleine Subaru-sedan in Plymouth Meeting, Pa. Toen de bestuurder van de cementtruck een kruispunt naderde aan het einde van een heuvelafwaartse helling, lieten zijn remmen het de kruising, waarbij de Subaru wordt geraakt en de bestuurder wordt gedood. De National Transportation Safety Board onderzocht het incident en ontdekte verschillende problemen met de truck, met name omgekeerde remleidingen en een secundaire systeemstoring. Door deze twee problemen had de truck naar schatting slechts 17 tot 21 procent van zijn totale remvermogen. Helaas had de bestuurder geen idee dat hij een remstoring had. Slecht onderhoud resulteerde in een zinloze dood die voorkomen had kunnen worden. [bron: NTSB]

Luchtremcomponenten

Laten we nu de onderdelen samenvoegen om te zien hoe luchtremmen als geheel werken. Dit diagram biedt zowel een close-upweergave als een voorbeeld van waar de remmen zich in uw voertuig bevinden.

gerelateerde artikelen

  • Hoe remmen werken
  • Hoe antiblokkeerremmen werken
  • Hoe schijfremmen werken
  • Hoe trommelremmen werken.
  • Hoe rembekrachtiging werken
  • Wat zijn de verschillende soorten remvloeistof?
  • Wanneer ik mijn auto in de parkeergarage zet, wat hem er echt van weerhoudt te bewegen?

Meer geweldige links

  • De Amerikaanse National Transportation Safety Board
  • Het Amerikaanse ministerie van Transport (DOT)

Bronnen

  • Associated Press. "Weer een dodelijk treinongeluk in Parijs." De New York Times. 7 augustus 1988. (20 mei 2008) http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=940DEFDA1638F934A3575BC0A96E948260
  • California Department of Motor Vehicles. "California Commercial Driver Handbook Sectie 5: Air Brakes." 1 januari 2006. (21 mei 2008) http://www.dmv.ca.gov/pubs/cdl_htm/sec5_a.htm
  • Carly, Larry. "Rem (apparaat)." MSN Encarta. 2008. (17 mei 2008) http://encarta.msn.com/text_761555435___3/Brake_(device).html
  • CDX Online eTextbook. "Remsystemen." (24 mei 2008) http://www.cdxetextbook.com/brakes/brakes.html
  • CDX Online eTextbook. "Uitlaatremmen." (24 mei 2008) http://www.cdxetextbook.com/brakes/brake/systems/ex Exhaustbrake.html
  • Connor, Piers R. Railroad.net. "Lucht remmen." (18 mei 2008) http://www.railroad.net/articles/railfanning/airbrakes/index.php
  • National Geographic Kanaal. "Seconds from Disaster; Runaway Train." (21 mei 2008) http://channel.nationalgeographic.com/series/seconds-from-disaster/2389/Overview
  • Nationale Raad voor Transportveiligheid. "Highway Accident Report PB97-916202." 17 oktober 1997. (19 mei 2008) http://ntl.bts.gov/lib/9000/9700/9762/HAR9702S.pdf
  • Spoorwegmuseum van San Diego. "Train Air Brake Beschrijving en geschiedenis." (18 mei 2008) http://www.sdrm.org/faqs/brakes.html
  • Thomson, Clive. Canadese Underwriter. "Remmen op luchtrem mislukt." Mei 2007. (20 mei 2008) http://www.canadianunderwriter.ca/Issues/ISarticle.asp?id=187245&story_id=25097143856&issue=05012007&PC=



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt