PNEUMATINIŲ SUNKVEŽIMIO STABDŽIŲ EPOPĖJA
Liucijus Suslavičius
Kai 1896 metais “Daimler Motor Gesselschaft” dirbtuvėse Štutgarto priemiestyje Kannštate G. Daimleriui ir W. Maybachui vadovaujant meistrai sumontavo pirmąjį istorijoje sunkvežimį, turėjusį 4 AG galios dviejų cilindrų “Phoenix” modelio variklį ir galėjusį pervežti 1,5 tonos krovinio savo platformoje, niekas dar nesuvokė, koks svarbus žingsnis, netruksiantis pakeisti visą krovinių gabenimo sistemą, žengtas. Juk dauguma techninių sprendimų buvo pasiskolinta iš medinių arklinių vežimų. Štai kad ir stabdžiai – prie metalinių iš medžio padarytų galinių ratų ratlankių prispaudžiamos medinės kaladėlės. Vairuotojas koja spausdavo stabdžio paminą, ir nesudėtinga svirčių sistema priglausdavo kaladėles prie ratlankio paviršiaus tokia jėga, kokią išvystydavo vairuotojo koja.
XX amžiaus pradžioje primityvias išorines kaladėles pakeitė stabdžių būgnai su vidinėmis kaladėlėmis, medis užleido vietą kitoms specialiai sukurtoms medžiagoms, atsparesnėms trinčiai ir temperatūrai, bet esminis principas – tiesioginis stabdžio paminos ir stabdžių mechanizmų mechaninis ryšys išliko. Jei pirmaisiais pionieriškais laikais, kai sunkvežimis riedėjo vos greičiau už vežimą, tokių stabdžių pakako, tai sunkvežimių kraulumui ir greičiams sulig kiekvienu nauju modeliu didėjant, tokie mechaniniais vadinami stabdžiai jau ėmė kelti pavojų vis intensyvesniam eismui. Gerai įsibėgėjus, vairuotojo kojos išvystomos jėgos nebepakakdavo automobiliui saugiai sustabdyti. Todėl be koja valdomų stabdžių būtinai montuodavo rankinį stabdį, kuris leisdavo vairuotojui ekstremaliose situacijose, stipriai patraukus stabdžio svirtį, tiesiog užblokuoti ratus, padidinant stabdymo efektyvumą. Bet kai pradėta plačiau naudoti priekabas, mechaniniai stabdžiai iš viso nebegalėjo susidoroti su įsibėgėjusio autotraukinio mase. Todėl sunkvežimių priekabose, kaip geležinkelio vagonuose, imta rengti stabdininko būdeles o priekabose montuoti jo valdomas irgi mechanines stabdžių sistemas. Sunkvežimio vairuotojui pradėjus stabdyti, priekabos priekyje sėdintis stabdininkas iš visų jėgų imdavo sukti stabdžių mechanizmo rankeną, kad priekaba irgi lėtintų greitį ir nestumtų vilkiko pirmyn. Be abejo, konstruktoriai žinojo, kad vairuotojo jėgos neretai nepakanka reikiamai stabdymo jėgai pasiekti, tad ilgainiui atsirado vakuuminiai stabdžių stiprintuvai, tarp kurių labiausiai išplito “Dewandre” sistemos mechanizmai. Vakuuminio stiprintuvo jėgos cilindre praretėjimą gaudavo, sujungę jį su variklio įsiurbimo kolektoriumi. Kai vairuotojas paspausdavo stabdžio pedalą, jis ne tik paveikdavo mechaninės stabdžių sistemos svirtis ir stabdžių kaladėles, bet ir atidarydavo oro vožtuvą. Iš aplinkos į cilindrą įsiveržęs oras spausdavo jėgos cilindro stūmoklį, šis – su stabdžių svirtimis sujungtą štoką, taip padidindamas stabdžius veikiančią jėgą.
Esminis persilaužimas, konstruojant stabdžių sistemas sunkiasvoriams automobiliams – krovininiams bei autobusams – įvyko 1923 metais, Vokietijos firmai “Knorr” užpatentavus (Vokietijos patento numeris DRP 383990) “Keturių ratų suspausto oro stabdžius sunkvežimiams”. Šis neabejotinai revoliucingas 1905 metais Berlyne Georgo Knorro“ įkurtos specializuotos firmos inžinierių išradimas, aišku, patobulintas, tebenaudojamas iki šių dienų. Kai pagalvoji, “Knorr” išradimas atrodo ganėtinai nesudėtingas – variklio sukamas kompresorius suspaudžia orą iki 5 barų slėgio ir per oro slėgį palaikantį reduktorių pripildo stabdžių sistemos resiverius. Stabdant, stabdžio pedalu vairuotojas atidaro pneumosistemos vožtuvą ir suspaustas oras vamzdeliais pasiekia ratų stabdžių mechanizmų jėgos cilindrus. Slėgio veikiami cilindrų štokai per svirteles pasuka ratų stabdžių mechanizmų kumštelius, išskečiančius ir prispaudžiančius prie stabdžių būgnų stabdžių kaladėles. Tuo pat metu išleidžiamas oras iš priekabos stabdžių sistemos, suspaustas oras iš priekabos resiverio pastumia į kitą padėtį dviejų kamerų stabdžių cilindrų stūmoklius ir priekabos ratų stabdžių kaladėlės prisispaudžia prie būgnų. Tokiu būdu konstruktoriams pavyko išspręsti ir svarbią saugumo problemą – priekabai dėl kažkokių priežasčių atitrūkus nuo vilkiko, ji automatiškai sustabdoma. Iš karto tapo nereikalingu stabdininkas.
“Knorr” sistemos pneumatiniai stabdžiai neįtikėtinai greit paplito pasaulyje ir tapo visų sunkiasvorių automobilių standartine įranga. Mechaniniai ir juos pakeitę hidrauliniai stabdžiai liko lengvesnių klasių sunkvežimiams. Visgi niekas negalėjo nuneigti – pirmosios kartos “Knorr” pneumatiniai stabdžiai veikė labai jau kietai – paspaudus stabdžio pedalą, dozuoti stabdymo jėgos vairuotojas negalėjo, stabdoma buvo visa jėga. Tik po ilgų ir toli gražu ne visada sėkmingų paieškų 1935 metais “Knorr” inžinieriams pavyko pagaliau rasti sprendimą, kaip suderinti pedalo eigą ir ratų stabdymo jėgą.
Antrojo pasaulinio karo metais stabdžių sistemų tobulinimas sustojo ir tik šeštojo dešimtmečio pradžioje konstruktoriai vėl pradžiugino vairuotojus. Gamyboje pasirodė stabdymo jėgą priklausomai nuo apkrovimo automatiškai keičianti pneumatinė stabdžių sistema, dar žinoma ALB sutrumpinimu. Į stabdžių pneumosistemą konstruktoriai įvedė papildomą vožtuvą, reguliuojantį slėgį sistemoje priklausomai nuo atstumo tarp tilto ir rėmo. O šis priklauso nuo krovinio svorio. Jam keičiantis, ALB vožtuvą su rėmu jungianti svirtelė keičia per vožtuvą į stabdžių cilindrus pratekančio oro slėgį ir kartu – stabdymo jėgą. Dar po kelių metų pradedamos naudoti gerokai saugesnės dviejų kontūrų pneumatinės stabdžių sistemos. Aštuntajame dešimtmetyje nepaprastai išaugus krovinių vežimui autotraukiniais, standartizuojami vilkikų ir puspriekabių bei priekabų pneumosistemų sujungimo mazgai, kas garantuoja lengvą vilkikų ir puspriekabių keitimą.
Tuo pat metu tokie stabdžių sistemų tiekėjai, kaip “Bosch”, “Knorr”, “Wabco” intensyviai kuria pneumatines stabdžių sistemas su ABS. Tai būta itin sudėtingo techninio uždavinio. Tik praėjus 10 metų nuo darbų pradžios, 1981 metais “Wabco” pagaliau pasiūlo serijinę pneumatinę stabdžių sistemą sunkvežimiams su ABS, netrukus savo variantus ima gaminti ir kitos firmos. Taip pagaliau pavyksta “sujungti” pneumatiką ir elektroniką. Tačiau konstruktorių laukia naujas iššūkis – pneumatiniai diskiniai stabdžiai! Pradžioje oras atrodo netinkamu “darbiniu kūnu” tokioms sistemoms, tad kaip pereinamasis sprendimas sukuriamos ir gaminamos kombinuotos pneumohidraulinės stabdžių sistemos, kur stabdžių diskus suspaudžia hidrocilindrai, bet jiems reikiamą jėgą perduoda suspaustas oras. Tik 1987 metais “Knorr” po maždaug 20 metų trukusių darbų pristato vien pneumatinę stabdžių sistemą su diskiniais stabdžiais, o RVI pirmasis tarp gamintojų šią sistemą serijiniai pradeda montuoti magistralinių vilkikų priekiniame tilte. Dar po devynerių metų, 1996-siais, Hanoverio automobilių parodoje debiutuoja vilkikas “Mercedes Benz”, turintis pneumatiškai valdomus abiejų tiltų diskinius stabdžius.
Dabar ateina dar efektyvesnių, dar greičiau sudirbančių elektroninių-pneumatinių stabdžių sistemų laikas, bet tai jau kito mūsų žurnalo skyriaus, pasakojančio apie technikos naujoves, tema.
Nuotraukose
1.Pirmojo „Daimler“ sunkvežimio stabdys
2.Autotraukiniams reikėjo stabdininko
3.Georgas Knorras ir jo patentas
4.“Knorr“ stabdžių schema
5.Tuometinė “Knorr“ stabdžių reklama