Λύσεις — Αερόφρενα ΚΑΙ ABS (σελ. 422-423) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Αερόφρενα ΚΑΙ ABS (σελ. 422-423) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟΥ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Αερόφρενα ΚΑΙ ABS

Λύσεις στις 9 ερωτήσεις της ενότητας: ηλεκτρόφρενο, μέρη αερόφρενων, αντιπηκτικό, πέδη πορείας/ανάγκης/στάθμευσης, πνευματική υποβοήθηση, βλάβες αερόφρενων, μέρη/λειτουργία/τύποι ABS.

Κυριότερα μέρη συστήματος αερόφρενων

Ερώτηση: Ποια είναι τα κυριότερα μέρη του συστήματος φρένων με πεπιεσμένο αέρα και ποια η χρησιμότητα του καθενός;

Απάντηση:

Ανατρέχουμε στον κατάλογο εξαρτημάτων του σύγχρονου συστήματος αερόφρενων.
Για κάθε εξάρτημα δίνουμε σύντομα τη χρησιμότητά του.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένα σύγχρονο σύστημα φρένων που λειτουργεί μόνο με πεπιεσμένο αέρα περιλαμβάνει: τον αεροσυμπιεστή (παράγει τον πεπιεσμένο αέρα, κινούμενος από τον κινητήρα), τις σωληνώσεις πεπιεσμένου αέρα (μεταφέρουν τον αέρα στα διάφορα σημεία), το φίλτρο πεπιεσμένου αέρα (καθαρίζει τον αέρα από υγρασία/ακαθαρσίες), τον ρυθμιστή ελέγχου πίεσης παροχής (ρυθμίζει πότε ο αεροσυμπιεστής τροφοδοτεί ή σταματά να τροφοδοτεί τα αεροφυλάκια), τη συσκευή έγχυσης (αντλία) αντιπηκτικού υγρού (εμποδίζει το πάγωμα σε χαμηλές θερμοκρασίες), τα πιεσόμετρα (μανόμετρα) και τις ενδεικτικές λυχνίες (ενημερώνουν τον οδηγό για την πίεση του συστήματος), την προστατευτική βαλβίδα πολλαπλών κυκλωμάτων ή «εγκέφαλο» (διανέμει τον αέρα σε ανεξάρτητα κυκλώματα για ασφάλεια), τα αεροφυλάκια («καζανάκια», αποθηκεύουν τον πεπιεσμένο αέρα), την ποδοκίνητη κεντρική βαλβίδα («παντόφλα», ενεργοποιεί την πέδηση πορείας), τη χειροκίνητη βαλβίδα στάθμευσης (χειρόφρενο), τον αυτόματο ρυθμιστή δύναμης πέδησης (ρυθμίζει την πίεση που ασκείται στις φυσούνες ανάλογα με τη φόρτωση του οχήματος, αντίστοιχα με τον κατανεμητή πίεσης των υδραυλικών φρένων), τους κύλινδρους πέδησης («φυσούνες» απλής και διπλής ενέργειας, μετατρέπουν την πίεση αέρα σε δύναμη πέδησης στους τροχούς), τη βαλβίδα προστασίας υψηλής φόρτισης των «φυσουνών» διπλής ενέργειας, και το συγκρότημα φρένων κάθε τροχού.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αεροσυμπιεστής, σωληνώσεις, φίλτρο, ρυθμιστής πίεσης, αντλία αντιπηκτικού, μανόμετρα, προστατευτική βαλβίδα πολλαπλών κυκλωμάτων, αεροφυλάκια, «παντόφλα», χειρόφρενο, ρυθμιστής δύναμης πέδησης, φυσούνες

Αντλία έγχυσης αντιπηκτικού

Ερώτηση: Τι είναι η συσκευή (αντλία) έγχυσης αντιπηκτικού, ποιος ο προορισμός της και πώς γίνεται;

Απάντηση:

Ορίζουμε τη συσκευή και τη θέση της στο κύκλωμα αέρα.
Δίνουμε τον προορισμό: έγχυση αντιπηκτικού (οινόπνευμα ή γλυκόλη) ώστε να μην παγώνει η υγρασία του αέρα.
Περιγράφουμε πώς γίνεται η έγχυση με τους παλμούς πίεσης του ρυθμιστή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η συσκευή (αντλία) έγχυσης αντιπηκτικού υγρού είναι μια αυτόματη συσκευή που τοποθετείται ανάμεσα στον αεροσυμπιεστή και τα αεροφυλάκια, στον αγωγό αέρα πριν από τον ρυθμιστή πίεσης, όταν το όχημα πρόκειται να κινηθεί σε ψυχρά μέρη ή κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Ο προορισμός της είναι να εγχέει στο σύστημα αντιπηκτικό υγρό (οινόπνευμα ή γλυκόλη), το οποίο αναμιγνύεται με τις τυχόν μικροποσότητες νερού που υπάρχουν στον αέρα, εμποδίζοντας την πήξη τους και, κατ' επέκταση, την αχρήστευση του συστήματος πέδησης, ενώ επιπλέον βοηθά ώστε να μην παγώνουν τα εξαρτήματα του συστήματος στις χαμηλές θερμοκρασίες. Η αντλία διεγείρεται αυτόματα από τους παλμούς πίεσης που δημιουργούνται όταν ο ρυθμιστής πίεσης δίνει εντολή να λειτουργήσει ο αεροσυμπιεστής με φορτίο: σε κάθε παλμό, μια ορισμένη ποσότητα αντιπηκτικού υγρού μεταφέρεται μέσω εμβόλων και βαλβίδων και παρασύρεται από τη ροή του πεπιεσμένου αέρα μέσα στο σύστημα των αερόφρενων. Η παροχή του αντιπηκτικού μπορεί επίσης να ρυθμίζεται χειροκίνητα, με περιστροφή ενός χειρομοχλού που μεταβάλλει τη διαδρομή ενός εμβόλου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αυτόματη συσκευή που εγχέει αντιπηκτικό (οινόπνευμα/γλυκόλη) στον αέρα, εμποδίζοντας πήξη υγρασίας/πάγωμα του συστήματος τον χειμώνα

Πέδη πορείας με προοδευτική επίδραση

Ερώτηση: Πώς λειτουργεί η πέδη με προοδευτική επίδραση στα αερόφρενα;

Απάντηση:

Περιγράφουμε ότι η πέδη πορείας επενεργεί σε όλους τους τροχούς με ανεξάρτητα κυκλώματα και αεροφυλάκια.
Εξηγούμε την προοδευτική επίδραση: όσο πιέζεται η «παντόφλα», τόσο αυξάνεται η δύναμη πέδησης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πέδη πορείας με προοδευτική επίδραση επενεργεί σε όλους τους τροχούς του οχήματος, συνήθως μέσω δύο ανεξάρτητων κυκλωμάτων ανά άξονα (πρόσθιο-οπίσθιο), τα οποία τροφοδοτούνται από αντίστοιχα ανεξάρτητα αεροφυλάκια (και τρίτο ξεχωριστό αεροφυλάκιο όταν υπάρχει ρυμουλκούμενο). Ενεργοποιείται με το πεντάλ των φρένων («παντόφλα»), το οποίο έχει προοδευτική επίδραση: ανάλογα με την πίεση που ασκεί ο οδηγός στο πεντάλ, δημιουργείται μια προοδευτικά αυξανόμενη δύναμη πέδησης στους τροχούς, δηλαδή όσο περισσότερο πιέζει ο οδηγός, τόσο μεγαλύτερη πίεση αέρα διοχετεύεται στους κυλίνδρους πέδησης (φυσούνες) και τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη πέδησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Επενεργεί σε όλους τους τροχούς με δύο ανεξάρτητα κυκλώματα· η «παντόφλα» δίνει προοδευτικά αυξανόμενη δύναμη πέδησης ανάλογα με την πίεση του ποδιού

Πέδη ανάγκης στα αερόφρενα

Ερώτηση: Πώς λειτουργεί η πέδη ανάγκης στα αερόφρενα;

Απάντηση:

Εξηγούμε πότε λειτουργεί: όταν έχει πάθει βλάβη η πέδη πορείας.
Περιγράφουμε ότι επενεργεί προοδευτικά στους τροχούς του υγιούς κυκλώματος.
Αναφέρουμε ότι ενεργοποιείται με την «παντόφλα» ή με τον χειρομοχλό του χειρόφρενου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πέδη ανάγκης επενεργεί επίσης προοδευτικά, στην περίπτωση που έχει πάθει βλάβη η πέδη πορείας, στους τροχούς που ανήκουν στο δεύτερο (υγιές) κύκλωμα, με την προϋπόθεση ότι αυτό εξακολουθεί να λειτουργεί κανονικά. Η ενέργειά της εφαρμόζεται με τέτοιο τρόπο, ώστε να εξασφαλίζεται η πέδηση του οχήματος με ασφάλεια και σταθερότητα, μέχρι αυτό να ακινητοποιηθεί πλήρως. Για την ενεργοποίησή της μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε το ίδιο πεντάλ φρένων («παντόφλα»), είτε ο χειρομοχλός του χειρόφρενου, που κανονικά χρησιμοποιείται για τη στάθμευση του οχήματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ενεργοποιεί προοδευτικά το υγιές κύκλωμα σε βλάβη του άλλου, εξασφαλίζοντας ασφαλή ακινητοποίηση· ενεργοποιείται με το πεντάλ ή τον χειρομοχλό χειρόφρενου

Πέδη στάθμευσης (χειρόφρενο) στα αερόφρενα

Ερώτηση: Πώς λειτουργεί η πέδη στάθμευσης (χειρόφρενο) στα αερόφρενα;

Απάντηση:

Εξηγούμε ότι είναι καθαρά μηχανικής επενέργειας, με ελατήρια.
Περιγράφουμε την ενεργοποίηση από ξεχωριστό χειριστήριο ή από κοινό με την πέδη ανάγκης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πέδη στάθμευσης (χειρόφρενο) είναι καθαρά μηχανικής επενέργειας, με τη χρήση ελατηρίων, και έχει τη δυνατότητα να διατηρεί ακινητοποιημένο το όχημα ακόμη και σε δρόμους με μεγάλη κλίση. Η ενεργοποίησή της γίνεται είτε από ξεχωριστό χειριστήριο (χειρομοχλό), είτε από χειριστήριο που ενεργοποιεί, ταυτόχρονα, και την πέδη ανάγκης. Σε περίπτωση διαρροής του αέρα (πτώση πίεσης), τα ελατήρια της πέδης στάθμευσης ενεργοποιούνται αυτόματα και ακινητοποιούν το όχημα, ενώ ο οδηγός μπορεί να ελευθερώσει προσωρινά την πέδη ενός ρυμουλκούμενου τραβώντας ειδικό μοχλό («μανίλια»).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καθαρά μηχανική επενέργεια με ελατήρια, κρατά ακινητοποιημένο το όχημα ακόμη σε μεγάλη κλίση· ενεργοποιείται με χειρομοχλό (μόνη ή μαζί με την πέδη ανάγκης)

Πνευματική υποβοήθηση υδραυλικού συστήματος

Ερώτηση: Τι θεωρείται ως «πνευματική υποβοήθηση» με πεπιεσμένο αέρα ενός υδραυλικού συστήματος φρένων και πώς αυτή λειτουργεί;

Απάντηση:

Ορίζουμε την πνευματική υποβοήθηση: υδραυλικό σύστημα φρένων ενισχυμένο με ενισχυτή πεπιεσμένου αέρα.
Περιγράφουμε τη λειτουργία: με το πάτημα του πεντάλ ανοίγει η βαλβίδα προσαγωγής και ο αέρας πιέζει το μεγάλο έμβολο.
Σημειώνουμε ότι χωρίς πεπιεσμένο αέρα η δύναμη του ποδιού φθάνει απευθείας στον κεντρικό κύλινδρο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πνευματική υποβοήθηση θεωρείται ο μηχανισμός που χρησιμοποιείται κυρίως σε φορτηγά μεσαίου μεγέθους, όπου το βασικό σύστημα πέδησης παραμένει υδραυλικό, αλλά ενισχύεται επιπρόσθετα από έναν ενισχυτή πέδης με χρήση πεπιεσμένου αέρα. Ο ενισχυτής αυτός ενισχύει την ασκούμενη από το πόδι του οδηγού δύναμη, πριν αυτή φτάσει στον κεντρικό κύλινδρο του υδραυλικού συστήματος. Λειτουργεί ως εξής: όταν πιεστεί το πεντάλ, η ράβδος ώθησης κινεί ταυτόχρονα τη ράβδο του εμβόλου προς τον κεντρικό κύλινδρο και ένα κλιμακωτό έμβολο που ανοίγει τη βαλβίδα προσαγωγής πεπιεσμένου αέρα (ενώ κλείνει η βαλβίδα επικοινωνίας με την ατμόσφαιρα), επιτρέποντας στον αέρα από το αεροφυλάκιο να πιέσει ένα μεγάλο έμβολο, το οποίο προσδίδει μια επιπρόσθετη (ενισχυτική) δύναμη που μεταβιβάζεται, μαζί με τη δύναμη του ποδιού, στον κεντρικό κύλινδρο των φρένων. Σε περίπτωση έλλειψης πεπιεσμένου αέρα, η δύναμη του ποδιού μεταδίδεται απευθείας στον κεντρικό κύλινδρο, χωρίς όμως την ενισχυτική υποβοήθηση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ενισχυτής πέδης με πεπιεσμένο αέρα που προσθέτει δύναμη στο πόδι του οδηγού πριν φτάσει στον κεντρικό κύλινδρο του υδραυλικού συστήματος

Συνηθέστερες βλάβες αερόφρενων

Ερώτηση: Ποιες είναι οι συνηθέστερες βλάβες στα αερόφρενα;

Απάντηση:

Χωρίζουμε τις βλάβες ανά εξάρτημα, όπως στο βιβλίο.
Για κάθε εξάρτημα απαριθμούμε τις συνηθέστερες βλάβες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι συνηθέστερες βλάβες στα αερόφρενα εντοπίζονται κυρίως στα εξής εξαρτήματα: στον αεροσυμπιεστή (ακαθαρσίες στο φίλτρο αναρρόφησης ή στις επιφάνειες ψύξης, διαρροή στον δακτύλιο στεγανότητας του άξονα, λανθασμένη στάθμη λιπαντικού, λάθος τάση ιμάντων κίνησης, ανεπαρκής παροχή αέρα, υπερθέρμανση, τρίξιμο και θορυβώδη λειτουργία)· στον ρυθμιστή πίεσης (συνεχής παροχή αέρα χωρίς διακοπή, εξαγωγή αέρα από το ελαστικό σωληνωτό κάλυμμα, αδυναμία «απόζευξης», ζεύξη-απόζευξη σε πολύ μικρά διαστήματα, απώλεια λαδιού)· στην κεφαλή σύνδεσης ελαστικών αγωγών (διαρροή αέρα από το ωστήριο ή μεταξύ των δύο κεφαλών, μη σωστή χαλάρωση της πέδης του ρυμουλκούμενου)· στη βαλβίδα πέδης του ρυμουλκούμενου (διαφυγή αέρα από την οπή εξαέρωσης ή τον αποσυνδεμένο ταχυσύνδεσμο)· στην ποδοκίνητη βαλβίδα πέδης πορείας («παντόφλα», κακή ρύθμιση της νεκρής διαδρομής ή έλλειψη προοδευτικής λειτουργίας)· και στον αυτόματο ρυθμιστή δύναμης πέδησης (εσφαλμένη ρύθμιση ή παραμόρφωση/μη ελεύθερη μετακίνηση του ρυθμιστικού βραχίονα).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Βλάβες στον αεροσυμπιεστή, στον ρυθμιστή πίεσης, στην κεφαλή σύνδεσης, στη βαλβίδα ρυμουλκούμενου, στην ποδοκίνητη βαλβίδα και στον αυτόματο ρυθμιστή δύναμης πέδησης

Μέρη και λειτουργία ABS

Ερώτηση: Ποια είναι τα βασικά μέρη του και πώς λειτουργεί το αντιμπλοκαριστικό σύστημα φρένων (ABS).

Απάντηση:

Απαριθμούμε τα βασικά μέρη: αισθητήρες τροχών, ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, υδραυλική μονάδα, προειδοποιητική λυχνία.
Εξηγούμε πώς ανιχνεύεται το επικείμενο μπλοκάρισμα από τα σήματα των αισθητήρων.
Περιγράφουμε τον κύκλο αύξηση-διατήρηση-μείωση πίεσης που επαναλαμβάνεται μέχρι την ακινητοποίηση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βασικά μέρη του ABS είναι: 1) οι αισθητήρες των τροχών, που ελέγχουν συνεχώς τον αριθμό στροφών κάθε τροχού (ή του διαφορικού), συνεργαζόμενοι με έναν οδοντωτό τροχό, 2) η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, η οποία δέχεται τις πληροφορίες των αισθητήρων, τις επεξεργάζεται και τις συγκρίνει μέσω δύο μικροεπεξεργαστών (για λόγους ασφαλείας), δίνοντας εντολές στους ενεργοποιητές και ειδοποιώντας τον οδηγό με ενδεικτική λυχνία σε περίπτωση βλάβης, 3) η υδραυλική μονάδα, μια ηλεκτροϋδραυλική μονάδα με 3 ή 4 ηλεκτρονικά ελεγχόμενες βαλβίδες ελέγχου διέλευσης υγρού και συνήθως διπλή ηλεκτροκίνητη αντλία υψηλής πίεσης για την επιστροφή του υγρού στη δίδυμη κεντρική αντλία, και 4) η προειδοποιητική λυχνία στο ταμπλό. Το ABS λειτουργεί πάνω στο συμβατικό υδραυλικό σύστημα πέδησης (με δίδυμη κεντρική αντλία και σερβόφρενο υποβοήθησης): όταν ένας αισθητήρας ανιχνεύσει απότομη γωνιακή επιβράδυνση του αντίστοιχου τροχού (ένδειξη επικείμενης υπερβολικής ολίσθησης/μπλοκαρίσματος), η ηλεκτρονική μονάδα μειώνει άμεσα την πίεση στο υδραυλικό κύκλωμα εκείνου του τροχού, μέχρι να εξαλειφθεί ο κίνδυνος μπλοκαρίσματος· στη συνέχεια η πίεση αυξάνεται ξανά μέχρι το όριο μπλοκαρίσματος, και η διαδικασία (αύξηση - διατήρηση - μείωση πίεσης) επαναλαμβάνεται πολλές φορές το δευτερόλεπτο, μέχρι το όχημα να ακινητοποιηθεί εντελώς.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αισθητήρες τροχών, ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, υδραυλική μονάδα με βαλβίδες, προειδοποιητική λυχνία· ρυθμίζει επαναληπτικά την πίεση ανά τροχό ώστε να αποφεύγεται το μπλοκάρισμα

Διάφορα συστήματα ABS

Ερώτηση: Ποια τα διάφορα συστήματα ABS που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα;

Απάντηση:

Ταξινομούμε τα συστήματα ABS με βάση τον αριθμό καναλιών.
Περιγράφουμε τα δικάναλα (τύποι 1, 2, 3), το τρικάναλο (τύπος 4) και τα τετρακάναλα (τύποι 5 και 6).
Προσθέτουμε το πεντακάναλο των τετρακίνητων οχημάτων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα συστήματα ABS διακρίνονται ανάλογα με τον αριθμό των καναλιών ελέγχου και των αισθητήρων τους. Τα παλαιότερα συστήματα διαθέτουν 2 κανάλια, σε τρεις τύπους: τύπος 1, ένα κανάλι για κάθε άξονα με δύο αισθητήρες· τύπος 2, ένα κανάλι για κάθε άξονα με τρεις αισθητήρες (ένας σε κάθε πρόσθιο τροχό και ένας για τον οπίσθιο άξονα)· τύπος 3, δύο κανάλια που το καθένα ελέγχει ένα υδραυλικό κύκλωμα σε διάταξη χιαστί (X), με έναν αισθητήρα ανά κανάλι (η αποτελεσματικότητά του είναι περιορισμένη, αφού δεν αποτρέπεται το μπλοκάρισμα των οπίσθιων τροχών). Τα περισσότερα εξελιγμένα συστήματα διαθέτουν 3, 4 ή και 5 κανάλια: με 3 κανάλια (τύπος 4), δύο κανάλια ελέγχουν ξεχωριστά τους πρόσθιους τροχούς με δύο αισθητήρες και το τρίτο ελέγχει τους οπίσθιους τροχούς με τρίτο αισθητήρα· με 4 κανάλια, κάθε κανάλι διαθέτει έναν αισθητήρα και ελέγχει έναν τροχό, είτε σε διάταξη πρόσθιων-οπίσθιων τροχών (τύπος 5) είτε σε διαγώνια διάταξη (τύπος 6), εξασφαλίζοντας την καλύτερη δυνατή ευστάθεια κατά το φρενάρισμα· με 5 κανάλια, σε τετρακίνητα οχήματα, όπου το 5ο κανάλι θέτει, σε ορισμένες περιπτώσεις, εκτός λειτουργίας την τετρακίνηση για καλύτερο φρενάρισμα. Ο αριθμός των βαλβίδων της υδραυλικής μονάδας εξαρτάται από τον αριθμό των καναλιών: ανά κανάλι υπάρχει είτε μία διπλή βαλβίδα (με έδρα εισόδου και εξόδου) είτε δύο απλές βαλβίδες (μία εισόδου και μία εξόδου).

Κριτήρια αξιολόγησης: