Come i sistemi frenanti ad aria compressa mantengono sicuri i camion dei pompieri

I camion dei pompieri hanno bisogno di freni forti che funzionano sempre. Quando un'autopompa interviene in caso di emergenza, deve essere in grado di fermarsi in modo rapido e sicuro. Questo articolo illustra come vengono realizzati i sistemi frenanti ad aria compressa per le autopompe.

Perché i freni delle autopompe sono importanti

I camion dei pompieri sono grande e pesante. Trasportano acqua, attrezzature e vigili del fuoco. Un'autopompa tipica pesa circa 13.000 kg (o 28.660 libbre). Quando un oggetto così pesante si muove velocemente, ha bisogno di ottimi freni per fermarsi.

Il sistema frenante di un'autopompa utilizza pressione dell'aria invece del liquido dei freni che usano le auto. Questo aiuta il grande camion a fermarsi meglio.

Come viene costruito il camion dei pompieri

Prima di realizzare i freni, gli ingegneri devono conoscere alcune cose importanti sull'autopompa:

Parte	Misurazione
Peso totale	13.000 kg
Passo (distanza tra gli assi)	3.65 m
Distanza dal baricentro all'asse anteriore	2.15 m
Distanza dal baricentro all'asse posteriore	1.50 m
Altezza del centro di gravità	1.10 m
Raggio di rotolamento del pneumatico	0.52 m

Questi numeri aiutano gli ingegneri a capire quanto devono essere forti i freni.

Quanto devono essere forti i freni?

Gli ingegneri fanno i conti per capire quanta potenza di frenata è necessaria. Lo calcolano in base alle diverse situazioni:

1. Frenata normale su una strada pianeggiante
2. Frenata di emergenza quando il camion deve fermarsi velocemente
3. Parcheggio in collina in modo che il camion non rotoli via

Per le ruote anteriori, i freni devono gestire 66.457 Newton di forza, il che significa che ogni ruota ha bisogno di freni in grado di creare 17.278 Newton-metri di coppia.

Per le ruote posteriori, i freni devono gestire 34.343 Newton, che è 9.220 Newton-metri di coppia per ruota.

Quando si parcheggia su una pendenza di 22° (che è piuttosto ripida), i freni devono tenere 47.724 Newton per evitare che il camion si muova.

Scegliere i freni giusti

Dopo aver fatto questi calcoli, gli ingegneri scelgono freni sufficientemente robusti. Per questa autopompa hanno scelto:

Assale anteriore Freni:

• Tipo: Freni a disco con camere d'aria di tipo 24
• Fattore di efficienza frenante: 0.8
• Rapporto di leva finanziaria: 16
• Raggio di frenata effettivo: 0.16 m
• Forza dell'asta di spinta: 11,000 N

Assale posteriore Freni:

• Tipo: Freni a disco con camere d'aria tipo 20-24
• Fattore di efficienza frenante: 0.8
• Rapporto di leva finanziaria: 16
• Raggio di frenata effettivo: 0.16 m
• Forza dell'asta di spinta: 8.000 N per la guida, 11.000 N per il parcheggio

Questi freni possono creare una coppia maggiore del necessario, a tutto vantaggio della sicurezza:

• Assale anteriore: 20.275 N-m (più forte dei 17.278 N-m necessari)
• Assale posteriore: 13.478 N-m (più forte dei 9.220 N-m necessari)
• Parcheggio: 20.275 N-m (più forte dei 12.408 N-m necessari)

Serbatoi d'aria per i freni

I freni pneumatici hanno bisogno di aria compressa per funzionare. L'aria viene immagazzinata in serbatoi chiamati serbatoi d'aria. Gli ingegneri devono capire quanto dovrebbero essere grandi questi serbatoi.

Per questo camion dei pompieri, hanno calcolato:

• Per una frenata normale (5 cicli): Almeno 34,5 litri necessario
• Per la frenata di stazionamento (2 cicli): Almeno 6,46 litri necessario
• Per le frenate di emergenza su strade scivolose: Almeno 57,54 litri necessario

Per sicurezza, hanno scelto di utilizzare tre Serbatoi da 25 litriper un totale di 75 litri - più del minimo necessario.

Selezione del compressore d'aria

Il compressore d'aria riempie i serbatoi d'aria. Deve produrre aria a sufficienza per far funzionare i freni.

Il flusso d'aria minimo necessario è stato calcolato come 225,17 litri al minuto. Gli ingegneri hanno scelto un compressore in grado di fornire 275 litri al minuto quando il motore funziona a 1.875 giri/min.

Questo compressore è in grado di riempire i serbatoi da vuoti alla pressione minima necessaria per iniziare la marcia in soli 0,154 minuti (circa 9 secondi).

Prova dell'impianto frenante

Dopo aver progettato e costruito il sistema frenante, è stato testato a fondo:

• Test di prestazione per assicurarsi che sia conforme a tutti gli standard di sicurezza
• Test di affidabilità dove il camion ha guidato per 20.000 chilometri (circa 12.427 miglia) per assicurarsi che nulla si sia consumato o rotto.

Tutti i test hanno dimostrato che l'impianto frenante funziona bene e soddisfa tutti gli standard di sicurezza richiesti.

Perché i freni pneumatici sono ottimi per i camion dei pompieri

I sistemi frenanti ad aria presentano diversi vantaggi per Camion di soccorso di emergenza:

1. Più potente dei freni idraulici per veicoli di grandi dimensioni
2. Design a prova di guasto - se c'è una perdita, i freni si azionano automaticamente
3. Sistemi multipli separati così se uno si guasta, gli altri funzionano ancora
4. Funzionano bene con i freni del rimorchio se l'autopompa deve tirare l'attrezzatura

La maggior parte Veicoli di soccorso per impieghi gravosi utilizzano i freni ad aria perché sono più sicuri e affidabili per gli autocarri di grandi dimensioni.

Conclusione

La progettazione di sistemi frenanti ad aria compressa per autopompe comporta calcoli accurati, scelte intelligenti e test approfonditi. Gli ingegneri devono considerare il peso dell'autocarro, le modalità di utilizzo e gli standard di sicurezza.

Il sistema frenante qui descritto ha una potenza frenante superiore al necessario e una capacità d'aria superiore a quella richiesta. Questo margine extra rende il sistema Autopompa di soccorso per interventi di emergenza più sicuro e affidabile quando i vigili del fuoco devono rispondere alle emergenze.

Quando le autopompe intervengono in caso di emergenza, tutti devono sapere che possono fermarsi in modo sicuro. Un buon sistema di freni ad aria aiuta a garantire che ciò avvenga.