Eksploatacja podwozi pojazdów wieloczłonowych
Fot. BPW, SAF, Alcoa
Zawieszenie pneumatyczne z wahaczami sztywnymi
O użytkowych walorach pojazdów drogowych służących do masowego transportu towarów decyduje głównie konstrukcja podwozi. Stosowane w niej rozwiązania znacznie różnią się od tych sprzed kilku zaledwie lat.
Europejscy przewoźnicy wymagają obecnie, by oferowane im pojazdy były maksymalnie ładowne, lekkie i zwrotne, trwałe i niezawodne w eksploatacji, bezpieczne w ruchu drogowym i angażujące minimalną liczbę personelu. Te wzajemnie rozbieżne oczekiwania najlepiej spełniają wieloosiowe zestawy drogowe, czyli przede wszystkim dwuosiowe ciągniki siodłowe z trójosiowymi naczepami o różnych nadwoziach, a także, choć w mniejszym już stopniu, tradycyjne ciężarówki uniwersalne z dwu- lub trójosiowymi przyczepami. Stosunek liczby osi do całkowitej dopuszczalnej masy pojazdu nie może być bowiem dowolny, gdyż maksymalny nacisk osi na nawierzchnię w poszczególnych klasach dróg regulują obowiązujące przepisy.
|
Osie i zawieszenia W dużych pojazdach ciężarowych, zarówno holujących, jak i holowanych, nie stosuje się już z reguły (poza bardzo nielicznymi konstrukcjami specjalnymi) zawieszeń niezależnych. Dominującym rozwiązaniem jest więc pneumatycznie resorowana, sztywna oś rurowa o przekroju okrągłym lub (coraz częściej) kwadratowym, a w przypadku osi napędzanych - sztywny most napędowy. Sztywna oś nienapędzana ma na obu swych końcach czopy współpracujące z piastami kół za pośrednictwem pary stożkowych łożysk tocznych. W przednich osiach kierowanych pojazdów holujących i niektórych przyczep czopy te łączą się z belką rurową przez łożyskowane ślizgowo zwrotnice. |
 |
| Rys.: Zawieszenie pneumatyczne z półresorami pełniącymi funkcję wahaczy |
Najpopularniejszym wciąż układem kierowniczym przyczepy jest klasyczny przedni wózek obrotowy z jedną resorowaną osią sztywną i dyszlem holowniczym. Wózek ten łączy się z główną ramą pojazdu centralnym sworzniem i pierścieniową obrotnicą o dwu współpracujących ślizgowo płaszczyznach oporowych. Z rozwiązaniem tym konkuruje obecnie konstrukcja przyczepy bez osi kierowanej. Zmiana kierunku jazdy następuje wówczas dzięki przegubowemu połączeniu dyszla z hakiem pojazdu holującego i bocznemu poślizgowi kół dwu lub trzech osi niekierowanych, umieszczonych w pobliżu połowy długości przyczepy. Na tej samej zasadzie przebiega kierowanie wieloosiową naczepą, z tą jednak różnicą, że jej dwie lub trzy osie znajdują się w tylnej części ramy. W naczepach do kierowania służy też podobny do stosowanego w klasycznych przyczepach mechanizm siodłowy, lecz funkcję obrotowego wózka pełni tu tylna część podwozia pojazdu holującego.
Resor pneumatyczny ma postać cylindrycznego gumowego miecha z metalowymi elementami czołowymi, z których górny zamocowany jest na stałe do głównej ramy pojazdu lub ramy przedniego wózka obrotowego, dolny zaś współpracuje ślizgowo z końcem wleczonego wahacza, połączonego z teleskopowym amortyzatorem hydraulicznym o odpowiednio dobranej charakterystyce tłumienia.
Rys.: Różne wersje zawieszeń pneumatycznych stosowanych w naczepach i przyczepach
|
Do pary symetrycznie rozmieszczonych wahaczy przytwierdzona jest rurowa belka osi. Elementem resorującym jest sprężone powietrze wypełniające miech. Wartość ciśnienia w miechu można dowolnie regulować za pomocą elektrycznie sterowanych zaworów sterujących dopływem powietrza z pokładowej instalacji pneumatycznej i jego odpływem do atmosfery. Pozwala to na zmiany ogólnej sztywności resorowania, stosownie do obciążenia pojazdu i gładkości jezdni, bądź na zwiększanie lub zmniejszanie tzw. prześwitu, czyli wysokości ramy nad poziomem podłoża, co jest zaletą bardzo ważną podczas prac ładunkowych i manewrowych, zwłaszcza przy łączeniu lub rozłączaniu ciągnika siodłowego z naczepą. Zastosowanie indywidualnego (mechanicznego lub elektronicznego) sterowania pneumatycznymi zaworami miechów pozwala na różnicowanie ciśnienia wypełniającego je powietrza, a to oznacza możliwość kompensowania bocznych przechyłów pojazdu na zakrętach lub przechyłów wzdłużnych w trakcie intensywnego hamowania, a także wyłączania poszczególnych osi z przenoszenia nacisków na jezdnię przy jeździe bez ładunku. Ostatnia z wymienionych funkcji realizowana jest w ten sposób, że po całkowitym odpowietrzeniu pary miechów współpracująca z nimi oś jest unoszona w górę za pomocą siłowników pneumatycznych działających na oba wahacze. Daje to w efekcie nie tylko oszczędność ogumienia na kołach, które nie mają kontaktu z jezdnią, lecz także na pozostałych - dzięki zmniejszeniu bocznych obciążeń zawieszeń i ramy przy wymuszaniu poprzecznego poślizgu kół podczas pokonywania łuków drogi. |
 |
| Rys.: Amortyzator o zmiennej charakterystyce, sterowanej ciśnieniem powietrza w miechu resorującym |
Gdy wieloosiowy pojazd jest silnie obciążony, pracują wszystkie jego osie i pokonywanie zakrętów staje się trudniejsze, czyli bardziej energochłonne, i związane jest z przyspieszonym ścieraniem bieżników opon. Tak dzieje się, gdy wahacze zawieszeń mają konstrukcję sztywną. Jeśli jednak są one wykonane nie w postaci belek, lecz sprężystych, jednopiórowych półresorów, całe zawieszenie staje się do pewnego stopnia podatne na działanie sił poprzecznych, co zmniejsza boczne obciążenia ramy i sprawia, że koła kolejnych osi lepiej wpisują się w łuki, zmniejszając dzięki temu ogólne opory toczenia.
 |
 |
| Rys.: Licznik przebiegu osi do ciężkich pojazdów użytkowych | Rys.: Kute felgi aluminiowe do ciężkich pojazdów użytkowych |
 |
Zwykłe amortyzatory hydrauliczne mają charakterystyki stałe, które w przypadku pojazdów ciężarowych są optymalne dla obciążeń ładunkiem nieco lżejszym od maksymalnego. Z tego powodu przy obciążeniach mniejszych tłumienie staje się zbyt silne, a przy większych - zbyt słabe, w obu wypadkach ze szkodą dla komfortu i bezpieczeństwa jazdy. Proste rozwiązanie tego problemu opracowały wspólnie firmy BPW i Sachs. Skonstruowany przez nie amortyzator ma charakterystykę bezstopniowo zmienną, a zawór sterujący w nim wewnętrznym przepływem płynu uruchamiany jest przez pneumatyczny siłownik, połączony bezpośrednio z najbliższym miechem resorującym. Im większe jest obciążenie danego koła, tym wyższe ciśnienie panuje we współpracującym z nim miechu. Tym bardziej też przymykany jest zawór dławiący przepływ płynu pomiędzy obiema stronami tłoka amortyzatora. Koła, piasty i hamulce W ocenie walorów użytkowych współczesnego pojazdu ciężarowego liczy się nie tylko jego ładowność, lecz także masa własna, która powinna być jak najmniejsza, ponieważ wpływa bezpośrednio na zużycie paliwa, a tym samym - na emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Dlatego na przykład zamiast tradycyjnych stalowych felg kół coraz większą popularnością cieszą się ich lżejsze, choć droższe zamienniki z aluminiowych stopów. Ich wykonywanie przy użyciu rozmaitych metod odlewniczych jest dziś powszechnie stosowane w odniesieniu do lekkich pojazdów drogowych, ale w przypadku kół silnie obciążonych okazało się mało praktyczne z powodu stosunkowo niskiej wytrzymałości odlewów, rekompensowanej znacznym zwiększeniem ich wymiarów. Dopiero aluminiowe odkuwki uzyskują tę samą wytrzymałość co stalowe wytłoczki przy niewiele większej grubości ścianek. Mogą więc współpracować z piastami przeznaczonymi do felg stalowych po zastosowaniu nieco dłuższych śrub mocujących (tzw. szpilek) i specjalnych nakrętek z ruchomymi tarczami oporowymi. Rozwiązanie to w porównaniu z tradycyjnym odznacza się lepszą odpornością na długotrwałą eksploatację, ale pod warunkiem utrzymywania prawidłowego ciśnienia powietrza w ogumieniu. Przy zbyt niskim - lekkie felgi ulegają bowiem nieodwracalnym uszkodzeniom przy każdym kontakcie z ulicznymi krawężnikami lub nawierzchnią jezdni. |
| Rys.: Mocowanie felg aluminiowych nakrętkami ze ślizgowymi pierścieniami pośrednimi: a) nieprawidłowe, b) właściwe dla koła pojedynczego, c) właściwe dla koła bliźniaczego |
W kołach tego typu konieczne staje się więc instalowanie czujników ciśnienia współpracujących z systemami zdalnej sygnalizacji. Dzięki temu kierowca może bieżąco kontrolować stan wszystkich kół wieloosiowego zespołu pojazdów i natychmiast wykrywać wszelkie uszkodzenia, nim utrata ciśnienia doprowadzi do całkowitego zniszczenia opony, będącego też poważnym zagrożeniem dla pozostałych użytkowników drogi.
Rys.: Hamulce pneumatyczne stosowane w przyczepach i naczepach. U góry: bębnowy, u dołu: tarczowy
|
Łożyskowanie piast wymaga okresowej obsługi, polegającej na kontroli i ewentualnej regulacji luzów, wymianie smaru lub całych łożysk stożkowych w przypadku nadmiernego ich zużycia. Cykle obsługowe są w tym wypadku bardzo długie, czyli co najmniej półroczne, co w intensywnym transporcie dalekobieżnym przekłada się na gigantyczne wręcz przebiegi. Producenci osi do przyczep i naczep różnicują zalecane częstotliwości obsługi zależnie od warunków eksploatacji pojazdu, dzielonych zwykle na trzy kategorie: drogi europejskie, drogi pozaeuropejskie i transport terenowy (off road). Jednak dokładna ewidencja czasu pracy pojazdów holowanych jest dla firmy przewozowej dosyć kłopotliwa, zwłaszcza gdy współpracują one z różnymi pojazdami holującymi i użytkowane są ze zmienną intensywnością. Problem ten rozwiązują radykalnie elektroniczne liczniki przebiegów, instalowane indywidualnie dla każdej osi w kołpakowych osłonach centralnej nakrętki. |
 |
| Rys.: Zawieszenie pneumatyczne z półresorami, hamulcami tarczowymi i pneumatycznym mechanizmem podnoszenia osi |
Pneumatyczne hamulce dużych pojazdów ciężarowych miały do niedawna konstrukcję wyłącznie bębnową. Obecnie nie tylko w samochodach i ciągnikach siodłowych, lecz również w naczepach i przyczepach pojawiają się coraz częściej lżejsze i bardziej skuteczne hamulce tarczowe. Od swych odpowiedników stosowanych w samochodach osobowych i lekkich dostawczych obie te wersje różnią się rozmiarami, a także rozwiązaniami ułatwiającymi bezpośrednią kontrolę stopnia zużycia elementów ciernych (oprócz instalowanych standardowo elektrycznych wskaźników osiągnięcia minimalnej grubości okładzin szczęk lub klocków).
Wśród hamulców tarczowych konkurują obecnie dwie ich wersje konstrukcyjne: z zaciskiem „pływającym” (rozwiązanie zapożyczone z samochodów osobowych) i z „pływającą” tarczą (przesuwającą się osiowo na wielowypustowym połączeniu z piastą).
Wszystkie wspomniane tu rodzaje hamulców sterowane są w nowoczesnych pojazdach holujących i holowanych przez elektroniczne systemy ABS, których konstrukcja jest prostsza niż w samochodach osobowych, ponieważ w układach pneumatycznych nie ma potrzeby stosowania dodatkowych urządzeń do „odbudowy” ciśnienia w trakcie automatycznie regulowanych cykli hamowania.
0 komentarzy dodaj komentarz