9. fejezet - Fékezési előírások:

A különböző fékezési követelmények közül az ENSZ 13-mas számú előírás a legösszetettebb. Az általános feltételek mellett részletes specifikus konstrukciós és hatásossági követelményt tartalmaz többféle fékrendszerre. Az alábbi részletes – elsősorban a funkcionalitásra fókuszáló - áttekintés célja az előírás mechatronikai szempontból is hasznos alapelveinek bemutatása, a bizonyos alkatrészekre és rendszerekre vonatkozó különleges követelmények tárgyalása a ráfutóféktől az elektronikusan vezérelt menetstabilizáló rendszerig.

Az ENSZ 13. előírás M2, M3, N, és O kategóriájú járművekre vonatkozik, amelyek tervezési sebessége nagyobb, mint 25 km/h.

A fékrendszer elemeinek és funkcióinak definíciók szerinti azonosítása alapvető jelentőségű a vonatkozó követelmények helyes alkalmazásához.

A fontosabb definíciók:

Jármű típus: azon járművek sorolhatók egy típusba, amelyek kategória, legnagyobb tömeg, tömegeloszlás, maximális sebesség, hajtáslánc, fékrendszer elemei szempontjából azonosak.

A fékrendszer azon elemek összessége, amelyek a lassítás, rögzítés, visszatartás feladatát látják el. Ilyen értelemben tehát a motorfék féknek minősül, viszont a kipörgés-gátló rendszer, annak ellenére, hogy a hajtott tengely fékszerkezeteit hozza működésbe, nem számít féknek, hanem segédberendezésként vesszük figyelembe.

A fékrendszer fő részei

Az üzemi fékrendszernek olyannak kell lennie, hogy a fékhatása szabályozható legyen és, a vezető a kormányt két kézzel fogva tudja működtetni. Ez a követelmény indirekt módon utal a fékpedál, mint vezérlés alkalmazására.

A biztonsági fék hatásának szintén szabályozhatónak kell lennie, de elegendő, ha vezető a kormányt csak egy kézzel fogja fékezés közben. Látható, hogy a rögzítőfék biztonsági fékként való használata megengedett (figyelem: nem érvényes M1 – személygépkocsi kategóriára).

A rögzítőféknek a járművet tisztán mechanikus alkatrészek révén kell a lejtőn megtartania. Ez a fékhatás időben történő állandóságára utal. Olyan rögzítőfék berendezés, amelyben nyomás alatt lévő hidraulika-, vagy sűrített levegős rendszer tartja „feszítve” a fékeket nem megengedett, mert a szivárgás révén a fékhatás hosszú idő után csökkenhet.

Abban - az egyébként tipikus – esetben, amikor a vontató jármű rögzítőfékje vezérli a pótkocsi üzemi fékjét, a tisztán mechanikus eszközökkel történő rögzítés normál befékezett állapotban nem valósul meg. Ilyenkor olyan ellenőrzési lehetőséget kell biztosítani vezető részére, aminek révén a vontató jármű behúzott rögzítőfékje mellett a pótkocsi üzemi fékje átmenetileg oldható, mialatt a szerelvényt csak a vontató mechanikus rögzítőfékje tartja a lejtőn. Ezt a gyakorlatban a rögzítőfék-karba épített ellenőrző-állással teljesítik a gyártók, ami a rögzített pozíción való túlhúzással érhető el. Ebből a pozícióból automatikusan a befékezett helyzetbe tér vissza a kézifék-kar.

Egyéb fékrendszerek is alkalmazhatók a járműveken például ajtó-, vagy megállófék autóbuszokon, retarder, stb..

Sűrített levegős fékkel ellátott vontató és pótkocsi között lehetséges kapcsolatokat az alábbi táblázat tartalmazza. Látható, hogy a pneumatikus tápvezeték mellett három-féle vezérlő vezeték kialakítás lehetséges.

XLIX. táblázat

Általános követelmények

Legalább két működtető eszköz (vezérlés) szükséges. Az üzemi fék és a rögzítőfék vezérlése nem lehet azonos. Az üzemi fék és a biztonsági fék vezérlése lehet azonos, ha a vezérlés és a fékrendszer erőátviteli része közötti kapcsolat megbízható. Itt a pl. a fékpedál és a főfékhenger, vagy pedálszelep közötti kapcsolatról – mechanizmusról - van szó. A megbízhatóság értékelése a vizsgáló felelőssége. A rögzítőféknek azonban ebben az esetben is menet közben működtethetőnek kell lennie – de a szabályozhatóság nem követelmény, ez a feltétel tehát teljesíthető az „igen-nem” rendszerű nyomógombos rögzítőfékekkel is.

Ha az üzemi fék hiba által nem érintett része látja el a biztonsági fék funkcióját, vagyis az átviteli részben (a vezérlőtől a fékekig terjedő részben – beleértve az energiatárolókat ) bekövetkező bármely hiba estén a még működőképes fékkörrel el kell érni a biztonsági fékre előírt hatásosságot. Erre az esetre vonatkozó további követelmények

- rásegítő berendezéssel ellátott üzemi fékrendszernél a rásegítő rendszer hibája esetén a biztonsági fékre előírt hatásosságot (izomerővel) teljesíteni kell,

- kizárólag külső energiát használó fékrendszernél: legalább két független energiatároló berendezés szükséges (pl. körönként egy-egy légtartály) és a hiba által nem érintett rész utántöltését folyamatosan biztosítani kell. Ezt a gyakorlatban általában négykörös védőszeleppel oldják meg.

Ha az üzemi fék és a biztonsági fék vezérlése nem azonos, akkor az üzemi fék átviteli rendszerében bekövetkezett hiba esetén a hiba által nem érintett rész az un. maradó ( a biztonsági fékre előírt hatásosságnál kisebb) fékhatást kell, hogy teljesítse. Egy különleges követelmény erre az esetre, hogy az üzemi és biztonsági fékrendszer együttes működtetése nem hatástalaníthatja mindkét fékrendszert. Ennek a követelménynek a hátterében az addíció-gátló funkció van, ami – elsősorban mechanikai szilárdsági okokból megakadályozza, hogy az üzemi és rögzítőfék rendszer egyszerre hasson a fékezett kerekekre. A követelmény értelmében az addíció-gátlás megengedett, feltéve, hogy mindkét fékrendszer egyidejűleg nem válik működésképtelenné sem akkor, ha mindkét rendszer hibátlan, sem akkor, ha bármelyik rendszerben hiba van. A mérési tapasztalatok azt mutatják, hogy egy szokványos kialakítású légfékes jármű esetén ezen követelmény szempontjából az a legkedvezőtlenebb eset, amikor a mellső fékkör hibásodik meg. Ebben az esetben a hátsó fékkör – ami nem feltétlenül biztosítja a biztonsági fékhatást – együttes működtetéskor hatástalanítja a biztonsági fék szerepét betöltő rőgzítőféket. Így csupán a maradó fékhatás áll rendelkezésre. Az üzemi fék oldásakor a lassulás növekszik, mert ilyenkor a rögzítőfék ki tudja fejteni a teljes hatásosságát.

Az energiaforrás (kompresszor, hidraulika szivattyú, vákuumszivattyú) meghajtása megbízható legyen. Ebből a szempontból a gyakorlat a többsoros ékszíj-, lánc-, vagy fogaskerékhajtást tekinti megbízhatónak.

Az energiaellátó rész hibája esetén olyan szinten kell stabilizálni az energiatárolók nyomásszintjét, ami biztosítja négy teljes fékműködtetés után a biztonsági fékhatás elérését. Az előzőekben említett biztonsági / maradó fékhatás követelmények esetén, amikor az átviteli rész (pl. tartály) sérül meg, a meghibásodás esetére előírt fékhatásosságot „végtelenszer” kell biztosítani. Erre utal az épen maradt rész utántöltését előíró, a korábbiakban tárgyalt, követelmény is. Az energiaellátás kimaradása esetén természetesen „véges” számú fék-működtetésre van lehetőség. Erre nézve tartalmaz minimális követelményt az adott paragrafus.

Meghibásodások : Minden olyan ellenőrzésnél, amikor valamely meghibásodás esetére előírt követelmény teljesülését ellenőrizzük, a fékrendszernek egyszerre csak egy meghibásodását kell feltételezni.

Az előírás külön kezeli azon eseteket, amikor valamely meghibásodás észrevétlen maradhat és ennek következtében egy – a későbbiekben felmerülő másik hiba már a nem elfogadható mértékű funkció, vagy fékhatás-csökkenést eredményez.

Melyek ezek a különleges esetek?

Pneumatikus fékrendszer esetén a két fékkör közötti tömítetlenség miatt fellépő átszivárgás következtében az üzemi fékrendszer egykörössé válik, de ez okoz semmilyen olyan fékezés közbeni jelenséget (fékhatás-csökkenés, szivárgás, stb), aminek következtében a hibajelenség kiderülne. Egy későbbi csőtörés esetén azonban a fent említett átszivárgás miatt nem csupán a hiba által érintett rész ürül ki, hanem csökkenhet a hiba által nem érintett rész nyomása is. Ezért azt követeli meg az előírás, hogy a két fékkört elválasztó védőszelep után minden olyan szelepnél, amelyhez a két üzemi fékkör egyaránt csatlakozik, biztosítani kell a két fékkör közötti tér szabad levegőre szellőztetését. Ez indirekt módon szükségessé teszi két tömítés alkalmazását, amelyek közöl bármelyik sérülése esetén az érintett fékkörből a levegő a két tömítés közötti térbe és innen a szabadba jut – hallhatóan jelezve ezzel a fennálló hibát. Az említett szétválasztás a hagyományos pneumatikus fékrendszerek estén a fékrendszer két helyén kell, hogy megvalósuljon:

A másik tipikusnak mondható rejtett hiba lehetőség a szelepek leragadásának veszélye. Itt olyan esetre gondolunk, amikor egy szelep a rendszer normál működése során nyugalomban van, és csak akkor kell az alkatrészeinek megmozdulniuk, amikor a fékrendszerben meghibásodás lép fel. Ebben az esetben számottevő a kockázata annak, hogy a szelep az alkatrészek letapadása miatt nem tudja ellátni a biztonsági funkcióját. Bizonyos funkciók esetén – elsősorban a biztonsági fékezés biztosítása érdekében – normál üzemben nyugalomban lévő, és így letapadásra hajlamos szelepeket nem szabad alkalmazni. A négykörös védőszelep, mint a biztonsági fék funkció szempontjából kulcsfontosságú alkatrész azért felel meg az említett követelménynek, mert a lezárást végző áteresztő szelepei minden töltési folyamat esetén kinyitnak, és a jármű leállásakor bekövetkező nyomáscsökkenéskor lezárnak.

Az üzemi fékrendszer által biztosított fékerő a jármű jobb és bal oldalán a konstrukciós kialakítás lapján szimmetrikus legyen. Megjegyezzük, hogy a biztonsági fékezésre ez a követelmény nincs előírva. Az átlós kialakítású fékrendszerek hiba áltan nem érintett ezért felelhet meg biztonsági fékként. A tengelyek közötti fékerő-felosztást úgy kell megválasztani, hogy meghibásodás esetén még mindig elegendő kereket lehessen fékezni az adott esetre vonatkozó követelmény teljesítéséhez. Attól függően, hogy az üzemi fék a biztonsági fékkel kombinálva van-e. Az üzemi féknek a jármű minden kerekére hatnia kell. Különleges esetekben azonban megengedett, valamely tengely kerekein a fékerő automatikus nullára csökkentése – például akkor, ha az adott tengelynek a terhelése olyan alacsony, hogy a fékek érdemi hatásosságot nem tudnának kifejteni, csak üvegesednének.

A fékbetétek kopásának ellenőrzését – a nagyobb jármű kategóriákban – a kerék leszerelése nélkül biztosítani kell. Ebből a célból kémlelő nyílásokat, kopásjelzőket alkalmaznak.

Szintén a nagyobb kategóriák esetén kötelező a fékbetét-kopás automatikus utánállítása. A 13. előírás korábbi változataiban erre nem volt különleges vizsgálati követelmény, de a 10. sorozatszámú módosítás óta ezen berendezések működését is vizsgálni kell. Ennek lényege, hogy szimulálni kell egy megnövekedett betét-hézagot, majd 50 fékműködtetés közben bekövetkezett automatikus ráállítás után kell végrehajtani bizonyos fékvizsgálatokat (ld a 4. melléklet ismertetetésénél). A követelmény kettős:

Hidraulikus fékrendszerek esetén a fékfolyadék tartállal kapcsolatos követelmények:- könnyen hozzáférhető legyen a feltöltéshez,- a folyadékszínt megbontás nélkül ellenőrizhető legyen,- az előírt fékfolyadék minőséget fel kell tüntetni a tartály közelében.

A nem a fékrendszerhez tartozó pneumatikus / hidraulikus segédberendezések (például: tengelykapcsoló rásegítő rendszer, légrugózás, ajtó-működtetés, a speciális felépítményhez szükséges berendezések) energiaellátása a fékrendszerről a következő feltétel teljesülése esetén megengedett. Az energia-ellátás hibáját feltételezve – például kompresszor meghibásodás esetén – a működő segédberendezések az üzemi fékrendszer nyomását csak olyan mértékig csökkenthetik, amely szintről 4+1 fékezés után az üzemi fékrendszerrel a biztonsági fékhatás teljesíthető.

O3 és O4 kategóriájú pótkocsik vontatására tervezett járművek különleges követelményei. Ezek a feltételek a pneumatikus átmenő fékre vonatkoznak. 3,5 t pótkocsi megengedett legnagyobb össztömeg esetén csak átmenő rendszerű féket szabad alkalmazni. Pneumatikus rendszer esetén ez csak két-, vagy több vezetékes lehet. A szokványos kialakítás egy töltő és egy fékező vezetéket tartalmaz. A vonatkozó funkcionális követelmények:

A rögzítőféknek csak abban esetben kell vezérelnie a pótkocsi üzemi fékrendszerét, ha egyébként a biztonsági fékhatást is biztosítja. A mechanikus alkatrészekkel való rögzítés ellenőrizhetőségére vonatkozó követelményt (ld korábban részletesen) teljesíteni kell.

A fentieken kívül egyéb fékek - például a retarder, vagy egyéb tartós lassító fék a kerékfékszerkezetek melegedésének elkerülése miatt - nem vezérelhetik a pótkocsi üzemi fékrendszerét.

A vontató és pótkocsi fékrendszerének összeköttetését biztosító rendszer-elemek a következő biztonsági funkciókért is felelősek:

Az automatikus befékeződés tipikus megvalósításai:

A sűrített levegős fékvezérlés esetén megkülönböztetjük azt az esetet, amikor a fékező vezeték sérül meg. Ennek a kezeléséért előírás szerint a vontató jármű a felelős. A vontatón lévő pótkocsi fékvezérlő szelep folyamatosan összehasonlítja a valamely fékköbe és a fékező vezetékbe kivezérelt nyomást. A fékező vezeték leszakadása esetén a nyomáskülönbség kialakulásakor automatikusan leüríti a töltő vezetéket és ezzel mesterségesen előállítja az előző esetet, amikor is a pótkocsinak be kell fékeződnie.

A kapcsolóponti erő szabályozása

Az ENSZ EGB 13-mas előírás megengedi ezen funkció alkalmazását, amelynek célja a pót

Blokkolásgátló felszerelésM2, M3, N2, N3 kategóriákra

Elektromos regeneratív fékkel ellátott járművek követelményei- „A” és „B” kategória

Az elektromos átvitelű rögzítőfék-rendszerek speciális követelményei- működés ép rendszer, illetve hiba esetén,- hibajelzés,- automatikus befékeződés a gyújtás kikapcsolásakor.

Az elektromos vezérlés-átvitelű ÜF fékrendszerek követelményei:- működtethetőség és előírt fékerő elérése álló helyzetben,- 40 ms-nál rövidebb átviteli hiba nem gyakorolhat számottevő hatást a fékerőre,- hiba – kivéve az energiaellátásé – jelzése sárga, vagy vörös figyelmeztető lámpával,- pótkocsi EBS hibajelzések fogadása és kijelzése,- akkumulátor kapacitás (20 fékezés utántöltés nélkül).

Kapcsolóponti erő szabályozás követelményei (CFC)- csak vontató járművön,- a pneumatikus és az elektronikus vezérlő jelre hatnia kell- meghibásodás jelzése sárga lámpával,- csak az ÜF-et kompánzálhatja.

Energiatárolós féknél a tárolt energia szintjének csökkenését jelezni kell. (jelzés után 4+1 fékezés – majd biztonsági fékhatás)A hidraulikus fékrendszer meghibásodását jelezni kell. Alternatívaként a tartály folyadék-színt csökkenés jelzése is megengedett.Hibajelző lámpák- sárga (elektr. hibák),- vörös (fékkörkiesés/fékhatás csökk.)

Féklámpa jel- normál féklámpa- vészfékezés/ABS aktív állapot jelzése

- ÜF (ráfutó, 3,5 t felett átmenő),- RF,- automatikus befékeződés leszakadás esetén,- oldási funkció – automatikus visszatérés üzemi állapotba,- blokkolásgátló (O3, O4),- segédberendezés energiaellátás