Liucijus

Pradžia » Straipsniai » Rankraščiai » Technika » Kur du griebs... (LT)

Kur du griebs... (LT)

El. paštas Spausdinti PDF

KAI DU GRIEBS – GREIČIAU SUSTABDYS 

Kaip manote – didėjantis sulig kiekvienu naujos kartos modeliu automobilių ratlankių skersmuo – tai duoklė madai, kurią diktuoja stilistai, ar yra ir kitos priežastys, kad dar nesenai važinėję su 13 colių diskais, dabar savo „plieniniam žirgui“ perkame 16 colių ar net didesnio skersmens diskams skirtas padangas? 

Lengvasis automobilis skrieja magistrale...Tik staiga priekyje ramiai važiavęs sunkvežimis metasi kairėn. Žaibiška vairuotojo, iki dugno nuspaudusio stabdžio pedalą, reakcija išgelbsti ir automobilį, ir žmones. Tik juodi dryžiai ant asfalto ir svylančios padangų gumos kvapas teprimena apie avarinę situaciją. Štai tada ir pagalvoji – kaip puiku, kad šiuolaikiniuose automobiliuose montuojami tokie efektyvūs diskiniai stabdžiai. Reikia pripažinti – konstruktoriai per pastarąjį dešimtmetį padarė labai daug, tobulindami vis galingesnių ir greitesnių automobilių stabdžių sistemas. Viena iš stabdžių efektyvumo didinimo krypčių – stabdžių diskų skersmens, o tuo pačiu ir stabdžių kaladėlių ir diskų kontakto ploto padidinimas. Štai jums ir atsakymas, kodėl vis ‚pučiasi automobilių ratlankių skersmuo – juk reikia kažkur patalpinti padidėjusius stabdžių diskus!

Bet ne viskas taip paprasta. Staigus stabdymas, važiuojant automagistrale, dar neįkaitina automobilio stabdžių diskų iki raudonumo, jų temperatūra pasiekia tik 300 laipsnių, bet štai jūs važiuojate kalnuota vietove, pakylate į perėją ir prieš jus - ilga kelių kilometrų nuokalnė, o salonas pilnas keleivių, ir dar bagažo prikrauta ir gale, ir ant stogo. Tokiomis sąlygomis nuokalnės apačioje stabdžių diskų temperatūra gali pasiekti ir 600 laipsnių, o stabdymo efektyvumas drastiškai sumažėti. Ką daryti, kad tokia pavojinga situacija iš viso nesusidarytų? Elementari logika pataria – jei vieno stabdžių disko automobilio ratui greitai sustabdyti nepakanka, jis mechaniškai ir termiškai perkraunamas, reiškia, ekstremaliose situacijose jam tenkančią apkrovą reikia paskirstyti dviems diskams. Juk esmė kame – didesniame stabdžio disko ir stabdžių kaladėlių kontakto plote. Tokiu tiesą sakant, nesudėtingu būdu žinomas komplektuojančių sistemų automobiliams gamintojas „Delphi“ ir pabandė išspręsti iškilusią problemą. Šios kompanijos specialistai sukūrė stabdžių sistemą su dviem stabdžių diskais kiekvienam ratui, pavadintą „Maximum Torque Brake“, sutrumpintai MTB.

MTB stabdžių diskai uždėti ant rato stebulės, turinčios išorėje išdrožas, kuriomis laisvai slankioja abu stabdžių diskai. Jie nesusiliečia, nes tai padaryti neleidžia tiek ant diskų vidinių krumplių uždėtos spyruoklėlės, tiek tarp diskų esanti stabdžių kaladėlė. Stabdžio apkaba, pritvirtinta prie rato pakabos, gerokai platesnė, nei įprasta, nes jai tenka apimti jau minėtus du stabdžio diskus ir net tris kaladėles. Pirmoji jų – vidinė- niekuo nesiskiria nuo įprastų diskinio stabdžio kaladėlių, antroji konstruktyviai analogiška, tačiau jau dvipusė, na o trečioji yra nejudamai pritvirtinta prie apkabos korpuso. Paspaudus stabdžio pedalą, stabdžio apkabos korpuse esantis stūmokliukas pirmiausia prispaudžia judamą vidinę kaladėlę prie vidinio stabdžio disko, toliau abu jie slenka į įšorę, diskas prisispaudžia prie slankiojančios antrosios stabdžių kaladėlės, stumia ją prie antrojo išorinio disko, kol galu gale šis įsiremia į trečiąją stabdžio kaladėlę. Tuomet jau stabdoma visa galima jėga, kurią išvysto ne du, kaip įprasta, o faktiškai keturi frikciniai antdėklai, suspaudžiantys ne vieną, o du stabdžio diskus. Nustatyta, jog toks MTB stabdys išvysto net 1,7 karto didesnę stabdymo jėgą, nei įprastas tokio pat skersmens stabdys su vienu disku! Tuo pat metu sumažėja terminis stabdžių detalių, visų pirma diskų, apkrovimas, nes stabdymo energija pasiskirsto ne vienam, o dviems diskams. Jų temperatūra po intensyvaus stabdymo yra maždaug 100 laipsnių žemesnė, nei palyginamo dydžio diskinių stabdžių su vienu disku ir „plaukiojančia“ apkaba. Todėl nereikia nei naudoti ventiliuojamus diskus, nei įrengti kokius nors juos aušinantį oro srautą padidinančius elementus.

Kokie gi kiti, be didesnio stabdymo efektyvumo, akivaizdūs MTB sistemos pranašumai? Pirma, dėl mažesnės darbo temperatūros mažiau deformuojasi stabdžių diskai (kaip žinia, eksploatacijoje tas iššaukia padidintą triukšmą, vibraciją, stabdžių pedalo „pulsavimą“, disko šoninį „mušimą“), antra, didesnio MTB tipo stabdžių efektyvumo dėka galima naudoti mažesnio skersmens stabdžių diskus ir atitinkamai ratus, taip sumažinant neamortizuotas mases. Tai savo ruožtu, leidžia padaryti spyruokles ar torsionus plonesniais. „Delphi“ inžinieriai sukūrė priekinio rato pakabos modulį su konstruktyviai integruota MTB sistema, kuris leidžia sutaupyti 1,5 kilogramo metalo, lyginant su analogiškos paskirties dabar naudojama konstrukcija. Bandymų metu taip pat užfiksuotas žymus stabdžio pedalui nuspausti reikalingos jėgos sumažėjimas ir mažesnė jo eiga. Konstruktorių nuomone, tai leis naudoti paprastesnius ir mažesnius vakuuminius stabdžių stiprintuvu, nei dabar montuojami. Gi tai vėl koks kilogramas sutaupyto metalo.

Kol kas naujų stabdžių kūrėjai negali pateikti tikslių duomenų apie MTB detalių ilgaamžiškumą bei jų techninio aptarnavimo poreikį kasdieninėje eksploatacijoje, tačiau mano, jog šie parametrai turi būti ne prastesni, kaip serijinių konstrukcijų. Bet kuriuo atveju aptarnavimas apsiriboja stabdžių kaladėlių bei diskų keitimu, jiems susidėvėjus. O atsparumą sunkiomis darbo sąlygomis MTB jau įrodė ilgalaikių eksploatacinių bandymų Švedijos šiaurėje metu. Pravažiavus 2,5 milijono kilometrų (pusę jų – atšiaurios žiemos sąlygomis), mechaninių gedimų – įstrigusių ar persikreipusių ant stebulės diskų, prilipusių kaladėlių, korodavusių kreipiančiųjų – bandytojai nenustatė.

Antra vertus, nauja stabdžių sistema sukurta ne tam, kad išstumti iš rinkos kitus gamintojus ir jų produkciją, o tam, kad pasiūlyti patikimą alternatyvų sprendimą tais atvejais, kai reikia didesnio, nei įprasta, stabdžių efektyvumo ir, stabdžiams dirbant, atsiranda problemų dėl galimo jų perkaitimo.

Analogišką projektą dabar įgyvendina ir kitas stabdžių sistemų gamintojas - “Haldex”. Tačiau jo konstrukcija skirta visų pirma krovininiams automobiliams. Jiems netgi dažniau kyla stabdžių perkaitimo problemos – juk reikia sulėtinti ne dvi-tris riedančias metalo tonas, o 40-44 tonas. Bet paaiškėjo, kad teks dar ir pakeisti stabdžio apkabos, kurioje slankioja kaladėles prie disko prispaudžiantys stūmokliukai, konstrukciją. Pasirodo, panaudojus du vieną šalia kito esančius stabdžių diskus, įprasta “plaukiojanti” apkaba padidėja tiek, kad jai nepakanka vietos ant rato stebulės. Tad “Haldex”, 2000-siais pradėjus kurti naują stabdžių mechanizmą, pasirinko variantą su fiksuota stabdžių mechanizmo apkaba bei laisvai ant stebulės išilgine kryptimi pasislenkančiais diskais. Jau pirmame etape konstruktoriams pasidarė aišku, jog galimai paprastesnį ir patikimesnį dviejų diskų stabdžio mechanizmą galima sukurti tik kartu su šiam mechanizmui specialiai pritaikyta rato stebule. Taip į projekto įgyvendinimą įsijungė Švedijos kompanija SKF, nuo seno garsėjanti savo riedėjimo guoliais bei gaminanti ne tik juos, bet ir mazgus, kuriuose jie naudojami, tame skaičiuje ratų stebules. Specialiai naujo tipo “Haldex” stabdžiams SKF specialistai sukūrė lengvą stebulę (Hub-Unit), konstruktyviai integruotą į stabdžių sistemos mechaninę dalį. Ir garantuoja jai 1 (vieno) milijono kilometrų ridą be aptarnavimo! Maža to, švedų konstruktoriai pagalvojo apie tai, kad daugelio dabar eksploatuojamų autotraukinių savininkų gali panorėti remonto ar techninio aptarnavimo proga modernizuoti savo transporto priemones. “SKF Hub-Unit” galima sumontuoti ant daugelio dabar naudojamų ašių ar varančiųjų tiltų karterių vietoje senųjų stebulių su sąlyga, kad ašies galo, ant kurio maunama stebulė, skersmuo bus ne mažesnis kaip 80 mm ir ne didesnis kaip 105 mm. Bet šie matmenys apima absoliučią rinkoje esančių ašių ir tiltų karterių gamą.

Stebulės korpusas – kaip ir „Delphi“ sistemoje su išorinėmis išdrožomis, ant kurių užmaunami stabdžio diskai. Sudėtingos konstrukcijos spyruoklės fiksuoja juos, kad “nesibaladotų” važiuojant ir kad tarp diskų ir abiejų išorinių bei vidurinės kaladėlės visada būtų pakankamas vėdinimui tarpelis. Sunkiausia problema buvo rasti sprendimą, kaip iki minimumo sumažinti kontaktą tarp stebulės išorinių ir diskų vidinių krumplių, kad aukšta temperatūra nuo stabdant įkaistančių diskų kuo mažiau persiduotų stebulei – juk jos viduje – guoliai ir tepalas. Fiksuojančios spyruoklės, kol stabdys neveikia, “pakelia” diskus ir tada tarp jų ir stebulės krumplių lieka kelių dešimtųjų milimetro pločio tarpelis! Diskai užmaunami ant stebulės, atsukus išorinį ją tvirtinantį flanšą bei atvertus stabdžio apkabos šoninę dalį. Stabdžių kaladėlės tarp apkabos ir diskų nesunkiai sukišamos iš viršaus pro plyšius stabdžio korpuse ir fiksuojamos plieniniais pirštais. “Haldex” sukurta konstrukcija tiek paprasta, jog diskų ir kaladėlių keitimas užima labai nedaug laiko. Kaip teigia firmos atstovai, eksploataciniai naujos stabdžių konstrukcijos išbandymai parodė, jog stabdžių diskai bei kaladėlės atlaiko pusės milijono kilometrų ridą, kol juos reikia pakeisti. Trijų ašių puspriekabei su 6 stabdžių mechanizmais aptarnauti reikėjo tik 6 valandų visos 1 milijono kilometrų ridos laikotarpiu, tuo tarpu tokia pati puspriekabė su tradiciniais (su “plaukiojančia” apkaba) stabdžių mechanizmais, kuriuose kaladėles tenka keisti pravažiavus 250 tūkstančių kilometrų, aptarnavime prastovėjo 16 valandų. Skirtumas lyg ir ne itin didelis, bet juk mechanikams reikia mokėti už tas papildomas 10 darbo valandų, puspriekabė tiek pat laiko neveža krovinio, o ir kaladėlių sunaudojama daugiau, kas irgi kainuoja…

Rengdama serijinei gamybai savo sistemą, firma “Haldex” žvelgia dar toliau į ateitį – į tą laiką, kai bus leista automobiliuose naudoti elektromechaninius stabdžius. Tai siejama visų pirma su 24 voltų įtampos elektros sistemos įdiegimu sunkvežimiuose. Elektromechaniniai stabdžiai turi savaiminio stiprinimo funkciją, jie veikia greičiau, tiksliau dozuojama stabdymo jėga, ji gali būti skirtinga kiekvienam ratui. O taip pat ji yra paprastesnė, lengvesnė, jai nereikia griozdiško pneumatinės sistemos kompresoriaus. Bet kol kas “Haldex” įdirbis šioje srityje nėra reikalingas – įstatymai dar neleidžia gaminti ir naudoti elektromechanines stabdžių sistemas. Tačiau jų laikas neišvengiamai ateis, ir “Haldex” tikisi būti pirmąją firma, galėsiančia pasiūlyti sunkvežimių gamintojams tokią modernią stabdžių sistemą – su dviem stabdžių diskais bei elektromechanine pavara. 

Pagal užsienio spaudą parengė L.Suslavičius