كيف تحافظ أنظمة مكابح ضغط الهواء على سلامة شاحنات الإطفاء

تحتاج شاحنات الإطفاء مكابح قوية التي تعمل في كل مرة. عندما تسارع شاحنة الإطفاء إلى حالة طوارئ، يجب أن تكون قادرة على التوقف بسرعة وأمان. تتناول هذه المقالة كيفية تصنيع أنظمة مكابح ضغط الهواء لشاحنات الإطفاء.

أهمية مكابح شاحنة الإطفاء

شاحنات الإطفاء كبيرة وثقيلة. فهي تحمل المياه والمعدات ورجال الإطفاء. تزن شاحنة الإطفاء النموذجية حوالي 13,000 كجم (أو 28,660 رطلاً). عندما يتحرك شيء بهذا الثقل بسرعة، فإنه يحتاج إلى مكابح جيدة جداً للتوقف.

يستخدم نظام المكابح في شاحنة الإطفاء ضغط الهواء بدلاً من سائل المكابح السائل الذي تستخدمه السيارات. وهذا يساعد الشاحنة الكبيرة على التوقف بشكل أفضل.

كيف يتم بناء شاحنة الإطفاء

قبل صنع المكابح، يحتاج المهندسون إلى معرفة بعض الأشياء المهمة عن شاحنة الإطفاء:

الجزء	القياس
الوزن الإجمالي	13,000 كجم
قاعدة العجلات (المسافة بين المحاور)	3.65 m
المسافة من مركز الثقل إلى المحور الأمامي	2.15 m
المسافة من مركز الثقل إلى المحور الخلفي	1.50 m
ارتفاع مركز الثقل	1.10 m
نصف قطر دوران الإطار	0.52 m

تساعد هذه الأرقام المهندسين في معرفة مدى القوة التي يجب أن تكون عليها المكابح.

إلى أي مدى يجب أن تكون المكابح قوية؟

يقوم المهندسون بعمليات حسابية لمعرفة مقدار قوة الكبح المطلوبة. ويكتشفون ذلك في حالات مختلفة:

1. الكبح العادي على طريق مستوٍ
2. الكبح في حالات الطوارئ عندما تحتاج الشاحنة إلى التوقف بسرعة
3. وقوف السيارات على التلال حتى لا تتدحرج الشاحنة بعيداً

بالنسبة للعجلات الأمامية، تحتاج المكابح إلى التعامل مع 66,457 طن من النيوتن من القوة، مما يعني أن كل عجلة تحتاج إلى مكابح يمكن أن تخلق 17,278 نيوتن-متر عزم الدوران

بالنسبة للعجلات الخلفية، يجب أن تتعامل الفرامل مع 34,343 343 نيوتنوهو 9,220 نيوتن-متر من عزم الدوران لكل عجلة.

عند الوقوف على منحدر بزاوية 22 درجة (وهو منحدر شديد الانحدار)، يجب أن تثبت المكابح 47,724 نيوتن لمنع الشاحنة من التدحرج.

اختيار المكابح المناسبة

بعد إجراء هذه الحسابات، يختار المهندسون مكابح قوية بما فيه الكفاية. بالنسبة لشاحنة الإطفاء هذه، اختاروا

مكابح المحور الأمامي:

• النوع: مكابح قرصية مع غرف هوائية من نوع 24
• عامل كفاءة المكابح: 0.8
• نسبة الرافعة المالية: 16
• نصف قطر المكابح الفعال: 0.16 m
• قوة قضيب الدفع: 11,000 N

مكابح المحور الخلفي:

• النوع: مكابح قرصية مع غرف هواء من نوع 20-24
• عامل كفاءة المكابح: 0.8
• نسبة الرافعة المالية: 16
• نصف قطر المكابح الفعال: 0.16 m
• قوة قضيب الدفع:: 8,000 ن للقيادة و11,000 ن لوقوف السيارات

يمكن لهذه المكابح توليد عزم دوران أكبر من المطلوب، وهو أمر جيد للسلامة:

• المحور الأمامي: 20,275 نيوتن-متر (أقوى من المطلوب 17,278 نيوتن-متر)
• المحور الخلفي: 13,478 نيوتن-متر (أقوى من المطلوب 9,220 نيوتن-متر)
• موقف السيارات: 20,275 نيوتن-متر (أقوى من المطلوب 12,408 نيوتن-متر)

خزانات الهواء للمكابح

تحتاج مكابح الهواء إلى هواء مضغوط لتعمل. يتم تخزين الهواء في خزانات تسمى خزانات الهواء. يحتاج المهندسون إلى معرفة حجم هذه الخزانات.

بالنسبة لشاحنة الإطفاء هذه، حسبوا

• للفرملة العادية (5 دورات): على الأقل 34.5 لتر مطلوب
• لفرملة الركن (دورتان): على الأقل 6.46 لتر مطلوب
• للفرملة الطارئة على الطرق الزلقة: على الأقل 57.54 لتر مطلوب

وللاحتياط، اختاروا استخدام ثلاثة خزانات سعة 25 لتربإجمالي 75 لترًا - أكثر من الحد الأدنى المطلوب.

اختيار ضاغط الهواء

يملأ ضاغط الهواء الخزانات بالهواء. يحتاج إلى إنتاج هواء كافٍ للحفاظ على عمل المكابح.

تم حساب الحد الأدنى لتدفق الهواء اللازم ليكون 225.17 لتر في الدقيقة. اختار المهندسون ضاغطًا يمكنه توفير 275 لترًا في الدقيقة عند تشغيل المحرك عند 1,875 دورة في الدقيقة.

يمكن لهذا الضاغط أن يملأ الخزانات من فارغة إلى الحد الأدنى من الضغط اللازم لبدء القيادة في 0.154 دقيقة (حوالي 9 ثوانٍ).

اختبار نظام المكابح

بعد تصميم نظام المكابح وبناءه، تم اختباره بدقة:

• اختبارات الأداء للتأكد من استيفائها لجميع معايير السلامة
• اختبارات الموثوقية حيث سارت الشاحنة ل 20,000 كيلومتر (حوالي 12,427 ميلاً) للتأكد من عدم تلف أو تعطل أي شيء

أظهرت جميع الاختبارات أن نظام المكابح يعمل بشكل جيد ويفي بجميع معايير السلامة المطلوبة.

لماذا تعتبر المكابح الهوائية رائعة لشاحنات الإطفاء

تتمتع أنظمة المكابح الهوائية بالعديد من المزايا لـ شاحنات الإطفاء والإنقاذ في حالات الطوارئ:

1. أكثر قوة من المكابح الهيدروليكية للمركبات الكبيرة
2. تصميم آمن من الفشل - في حالة وجود تسرب، يتم تشغيل المكابح تلقائياً
3. أنظمة منفصلة متعددة لذلك إذا فشل أحدها لا يزال الآخرون يعملون
4. تعمل بشكل جيد مع مكابح المقطورة إذا احتاجت شاحنة الإطفاء إلى سحب المعدات

معظم مركبات الإنقاذ في حالات الطوارئ الشاقة استخدام المكابح الهوائية لأنها أكثر أماناً وموثوقية للشاحنات الكبيرة.

الخاتمة

يتضمن تصميم أنظمة مكابح ضغط الهواء لشاحنات الإطفاء حسابات دقيقة وخيارات ذكية واختبارات شاملة. يحتاج المهندسون إلى مراعاة وزن الشاحنة وكيفية استخدامها ومعايير السلامة.

يحتوي نظام المكابح الموصوف هنا على قوة كبح أكبر من المطلوب وسعة هواء أكبر من المطلوب. هذا الهامش الإضافي يجعل شاحنة إطفاء الإنقاذ للاستجابة لحالات الطوارئ أكثر أماناً وموثوقية عندما يحتاج رجال الإطفاء إلى الاستجابة لحالات الطوارئ.

عندما تسرع شاحنات الإطفاء إلى حالة طوارئ، يحتاج الجميع إلى التأكد من إمكانية توقفها بأمان. تساعد أنظمة المكابح الهوائية الجيدة على التأكد من حدوث ذلك.