Jak pneumatyczne układy hamulcowe zapewniają bezpieczeństwo wozów strażackich?

Wozy strażackie potrzebują mocne hamulce które działają za każdym razem. Gdy wóz strażacki jedzie do nagłego wypadku, musi być w stanie szybko i bezpiecznie się zatrzymać. W tym artykule przyjrzymy się, jak pneumatyczne układy hamulcowe są produkowane dla wozów strażackich.

Dlaczego hamulce wozu strażackiego mają znaczenie

Wozy strażackie są duży i ciężki. Przewożą wodę, sprzęt i strażaków. Typowy wóz strażacki waży około 13 000 kg (lub 28 660 funtów). Gdy coś tak ciężkiego porusza się szybko, potrzebuje naprawdę dobrych hamulców, aby się zatrzymać.

Układ hamulcowy w wozie strażackim wykorzystuje ciśnienie powietrza zamiast płynu hamulcowego używanego w samochodach osobowych. Dzięki temu duża ciężarówka lepiej się zatrzymuje.

Jak zbudowany jest wóz strażacki

Przed wykonaniem hamulców inżynierowie muszą wiedzieć kilka ważnych rzeczy o wozie strażackim:

Część	Pomiar
Całkowita waga	13 000 kg
Rozstaw osi (odległość między osiami)	3.65 m
Odległość od środka ciężkości do przedniej osi	2.15 m
Odległość od środka ciężkości do tylnej osi	1.50 m
Wysokość środka ciężkości	1.10 m
Promień toczenia opony	0.52 m

Liczby te pomagają inżynierom określić, jak mocne powinny być hamulce.

Jak mocne powinny być hamulce?

Inżynierowie wykonują obliczenia matematyczne, aby dowiedzieć się, ile mocy hamowania jest potrzebne. Obliczają to dla różnych sytuacji:

1. Normalne hamowanie na płaskiej drodze
2. Hamowanie awaryjne gdy ciężarówka musi się szybko zatrzymać
3. Parkowanie na wzniesieniach aby ciężarówka się nie stoczyła

W przypadku przednich kół hamulce muszą obsługiwać 66 457 niutonów siły, co oznacza, że każde koło potrzebuje hamulców, które mogą wytworzyć 17,278 niutonometrów momentu obrotowego.

W przypadku tylnych kół hamulce muszą obsługiwać 34,343 niutonówczyli 9,220 niutonometrów momentu obrotowego na koło.

Po zaparkowaniu na zboczu o nachyleniu 22° (czyli dość stromym), hamulce muszą się utrzymać. 47,724 niutonów aby zapobiec toczeniu się ciężarówki.

Wybór odpowiednich hamulców

Po wykonaniu tych obliczeń inżynierowie wybierają hamulce, które są wystarczająco mocne. W przypadku tego wozu strażackiego wybrali:

Hamulce przedniej osi:

• Typ: Hamulce tarczowe z komorami powietrznymi typu 24
• Współczynnik skuteczności hamowania: 0.8
• Wskaźnik dźwigni: 16
• Efektywny promień hamowania: 0.16 m
• Siła popychacza: 11,000 N

Hamulce tylnej osi:

• Typ: Hamulce tarczowe z komorami powietrznymi typu 20-24
• Współczynnik skuteczności hamowania: 0.8
• Wskaźnik dźwigni: 16
• Efektywny promień hamowania: 0.16 m
• Siła popychacza8,000 N dla jazdy, 11,000 N dla parkowania

Hamulce te mogą wytwarzać większy moment obrotowy niż jest to konieczne, co jest korzystne dla bezpieczeństwa:

• Oś przednia: 20,275 N-m (więcej niż wymagane 17,278 N-m)
• Tylna oś: 13,478 N-m (silniejszy niż wymagane 9 220 N-m)
• Parking: 20,275 N-m (silniejszy niż wymagane 12,408 N-m)

Zbiorniki powietrza do hamulców

Hamulce pneumatyczne wymagają do działania sprężonego powietrza. Powietrze jest przechowywane w zbiornikach zwanych zbiorniki powietrza. Inżynierowie muszą ustalić, jak duże powinny być te zbiorniki.

Dla tego wozu strażackiego obliczono:

• Dla normalnego hamowania (5 cykli): Co najmniej 34,5 litra potrzebny
• Do hamowania postojowego (2 cykle): Co najmniej 6,46 litra potrzebny
• Do awaryjnego hamowania na śliskiej nawierzchni: Co najmniej 57,54 litra potrzebny

Aby być bezpiecznym, zdecydowali się użyć trzech Zbiorniki o pojemności 25 litrówco daje łącznie 75 litrów - więcej niż wymagane minimum.

Wybór sprężarki powietrza

Sprężarka powietrza napełnia zbiorniki powietrzem. Musi wytworzyć wystarczającą ilość powietrza, aby hamulce działały.

Minimalny wymagany przepływ powietrza obliczono na 225,17 litra na minutę. Inżynierowie wybrali sprężarkę, która może zapewnić 275 litrów na minutę gdy silnik pracuje z prędkością 1 875 obr.

Kompresor ten może napełnić zbiorniki z pustych do minimalnego ciśnienia potrzebnego do rozpoczęcia jazdy w zaledwie kilka minut. 0,154 minuty (około 9 sekund).

Testowanie układu hamulcowego

Po zaprojektowaniu i zbudowaniu układu hamulcowego, został on dokładnie przetestowany:

• Testy wydajności aby upewnić się, że spełnia wszystkie normy bezpieczeństwa
• Testy niezawodności gdzie ciężarówka jechała przez 20 000 kilometrów (około 12 427 mil), aby upewnić się, że nic się nie zużyło ani nie zepsuło

Wszystkie testy wykazały, że układ hamulcowy działał prawidłowo i spełniał wszystkie wymagane normy bezpieczeństwa.

Dlaczego hamulce pneumatyczne są świetne dla wozów strażackich?

Pneumatyczne układy hamulcowe mają kilka zalet Pojazdy ratowniczo-gaśnicze:

1. Większa moc niż hamulce hydrauliczne dla dużych pojazdów
2. Konstrukcja odporna na awarie - w przypadku wycieku hamulce uruchamiają się automatycznie
3. Wiele oddzielnych systemów Więc jeśli jeden zawiedzie, inne nadal działają
4. Dobrze współpracuje z hamulcami przyczepy jeśli wóz strażacki musi wyciągnąć sprzęt

Większość Ciężkie pojazdy ratownicze używają hamulców pneumatycznych, ponieważ są one bezpieczniejsze i bardziej niezawodne w przypadku dużych ciężarówek.

Wnioski

Projektowanie pneumatycznych układów hamulcowych dla wozów strażackich wymaga starannych obliczeń, mądrych wyborów i dokładnych testów. Inżynierowie muszą wziąć pod uwagę masę wozu, sposób jego użytkowania i normy bezpieczeństwa.

Opisany tutaj układ hamulcowy ma większą moc hamowania niż jest to potrzebne i większą pojemność powietrza niż jest to wymagane. Ten dodatkowy margines sprawia, że Wóz strażacki dla służb ratowniczych bezpieczniejsze i bardziej niezawodne, gdy strażacy muszą reagować na sytuacje awaryjne.

Kiedy wozy strażackie jadą do nagłego wypadku, każdy musi wiedzieć, że może się bezpiecznie zatrzymać. Dobre pneumatyczne układy hamulcowe pomagają to zapewnić.