スプリングブレーキチャンバーはどのように機能しますか? |エアブレーキガイド

A スプリングブレーキチャンバー 通常の運転中に圧縮空気を使用して強力な内部スプリングを圧縮または「ケージ」位置に保持することで機能し、サービスブレーキが別個の前室を通じて独立して動作できるようにします。ドライバーがパーキングブレーキをかけるか、空気圧が突然失われると、スプリングの後ろの圧縮空気が排出され、スプリングが勢いよく伸びてプッシュロッドを外側に押し、基礎ブレーキをかけて車両を静止させます。このデュアルチャンバー設計は、標準のサービスブレーキダイヤフラムとスプリング作動のパーキングブレーキおよび緊急ブレーキを統合しており、 スプリングブレーキチャンバー 大型トラック、バス、トレーラーの主要な安全機構。連邦自動車安全基準 (FMVSS) 121 によると、すべてのエアブレーキ車両には、空気圧が完全に失われた後でも適用されたままとなるパーキング ブレーキが装備されている必要があり、この要件はスプリング ブレーキ チャンバーの設計によって完全に満たされます。

スプリング ブレーキ チャンバーとは何ですか?またその主要コンポーネントは何ですか?

スプリング ブレーキ チャンバーは、前部のサービス ブレーキ チャンバーと後部のスプリング作動パーキング ブレーキ チャンバーを組み合わせたツーインワン アクチュエーターで、中間フランジで分離され、共通のプッシュロッド アセンブリで接続されています。 通常、ユニット全体は車軸上のブラケットにクランプまたはボルトで固定され、プッシュロッドはクレビスを介してスラックアジャスターに接続され、ブレーキカムシャフトを回転させてブレーキシューを拡張します。の主要な内部コンポーネント スプリングブレーキチャンバー 通常のシナリオと障害のシナリオの両方で異なる機能を実行するように設計されています。

• サービスブレーキダイヤフラム: 前室にある柔軟なゴム製ディスク。圧縮空気がサービスポートに入ると、ダイアフラムが膨張してプッシュロッドプレートを押し、プッシュロッドが伸びてブレーキがかかります。
• サービスリターンスプリング： 前室の円錐コイルスプリングは、サービスエア圧力が解放されるとプッシュロッドを後退させ、ブレーキシューを解放位置に戻します。
• パーキングブレーキパワースプリング: 後室に収納された巨大な高強度コイルスプリング。この春の特徴は、 スプリングブレーキチャンバー 。空気圧に逆らわないときは、空気圧を超える力で膨張します。 2,000ポンド 、ブレーキをロックするための機械的エネルギーを提供します。
• パーキングダイヤフラムとプッシュプレート: パーキング ブレーキ コントロール バルブから圧縮空気を受け取る後部チャンバーの 2 番目のダイヤフラム。加圧されるとパーキングプッシュプレートを押し、パワースプリングを圧縮します。
• 中間フランジとガイドチューブ: 2 つのチャンバーを分離し、プッシュロッドが通過する密閉ガイドを収容し、サービス セクションとパーキング セクションの間の空気漏れを防ぎます。
• ケージボルト: T 字型のボルトとナットのアセンブリ。手動で締めてパワー スプリングを機械的に圧縮し、空気圧を使わずにブレーキを解除して牽引や修理を行うことができます。

スプリング ブレーキ チャンバーのサービス ブレーキ部分の仕組み

スプリング ブレーキ チャンバーのサービス ブレーキ機能は、後部チャンバーのパーキング スプリングから完全に独立して、フット バルブによって供給される圧縮空気を使用してダイアフラムを押し、プッシュロッドを伸ばすことにより、前部チャンバーを通じて作動します。 ドライバーがブレーキ ペダルを踏むと、車両の圧縮空気タンクからの空気がトレッドル バルブを通って流れ、チャンバーの前半分にあるサービス ポートに入ります。空気圧。通常は次の範囲です。 0 ～ 100psi (0 ～ 6.9 バール) ペダルの踏力に応じて、サービス ダイアフラムの後ろの空洞が満たされます。ダイヤフラムは外側に膨らみ、金属製のプッシュロッド プレートを押し付け、サービス リターン スプリングの抵抗に打ち勝ちます。プッシュロッドが外側に伸びてスラックアジャスターとカムシャフトを回転させ、ブレーキシューをドラムに押し付けます。ドライバーがペダルを放すと、サービスエアがクイックリリースバルブまたはトレッドバルブ自体を通って大気中に排出され、サービスリターンスプリングがダイヤフラムを押し戻し、プッシュロッドが後退してブレーキが解除されます。このプロセス全体を通じて、後部チャンバーのパーキング スプリングは、別の回路を通じて供給される一定のパーキング エア圧力によって完全に圧縮された状態を維持します。この圧力は、通常、一定に保たれます。 90 ～ 130 psi (6.2 ～ 9.0 bar) 。この機能の分離が理解の中心となります スプリングブレーキチャンバーの仕組み : フロント チャンバーはドライバーが制御するすべての比例ブレーキを処理し、リア チャンバーはフェイルセーフとして機能する準備ができています。

駐車および緊急ブレーキ機能が作動する仕組み

パーキング ブレーキは、後部室内の空気圧がドライバーによって意図的に解放された場合、またはシステム圧力が低下した場合に自動的に作動し、巨大なバネが伸張してプッシュロッドを完全な機械力で外側に駆動します。 ドライバーは、ダッシュボードにある黄色のひし形のノブを引いてパーキング ブレーキを操作し、パーキング エア回路の排気を行います。空気が後部チャンバーから勢いよく流出すると、圧縮されたパワースプリングは拘束されなくなります。膨張してパーキング プッシュ プレートを押し、次に中間ダイヤフラム、サービス プッシュロッド、そして最終的にはスラック アジャスターを押してブレーキを作動させます。このアプリケーションは純粋に機械的であり、維持するために電気や空気圧を必要としません。標準タイプ30のばね力 スプリングブレーキチャンバー 満載の車両でも車軸を完全にロックするには十分です。パーキングブレーキを解除するには、ドライバーがダッシュバルブを押し込み、高圧空気が後部チャンバーに再び入るようにします。空気がパワースプリングを再び圧縮し、プッシュロッドをスラックアジャスターから引き離し、ブレーキを解放します。致命的な空気漏れやコンプレッサーベルトの破損が発生した場合、パーキングエア圧力がしきい値以下（通常は約 100 ℃）まで低下します。 40 ～ 50 psi (2.8 ～ 3.4 バール) —そして、パワースプリングが自動的に展開し、車両が停止します。この自動緊急ブレーキ機能は法律で義務付けられており、これが最も重要な理由です。 スプリングブレーキチャンバー すべての大型商用車に義務付けられています。

スプリング ブレーキ チャンバーの動作状態: 比較概要

スプリング ブレーキ チャンバーは 4 つの異なる空気圧状態と機械状態で存在でき、それぞれの空気圧とスプリング位置の独自の組み合わせによって、ブレーキがかかるか解放されるかが決まります。 以下の表は、これらの状態を明確にするためにまとめたものです。 スプリングブレーキチャンバーの仕組み さまざまな運転条件や駐車条件で。

手動リリースにおけるケージボルトの役割

各スプリング ブレーキ チャンバーにはケージ ボルトが装備されており、技術者がパワー スプリングを機械的に圧縮してパーキング ブレーキを解除できるため、障害のある車両を牽引したり、ブレーキ アセンブリを修理のために安全に分解したりすることができます。 ケージボルトはチャンバーの後端にあります。スプリングをケージに入れるには、レンチを使用してボルトを回し、プッシュプレートにねじ込み、スプリングを圧縮状態に引っ張ります。底に突き当たるまで締める必要があり、ロックナットで所定の位置に固定されます。適切にケージに入れられた スプリングブレーキチャンバー プッシュロッドからすべてのスプリング力を取り除き、パーキングサーキットで空気圧がゼロであってもホイールが自由に回転できるようにします。ただし、最初にスプリングをケージに入れずにスプリングチャンバーを分解しようとすると、圧縮されたスプリングが突然解放され、重傷を負ったり死亡したりする可能性があるため、非常に危険です。このため、安全規制では、ブレーキ チャンバーまたはファウンデーション ブレーキ コンポーネントの保守作業の前にケージの作業を行うことが厳しく義務付けられています。

一般的な故障モードとスプリング ブレーキ チャンバーのメンテナンス

スプリング ブレーキ チャンバーは機械的にシンプルで非常に耐久性がありますが、ダイアフラムの破損、シールの漏れ、スプリングの疲労によって故障する可能性があり、そのすべてが常用ブレーキ機能または緊急駐車機能のいずれかを損ないます。 最も一般的な障害モードには次のものがあります。

• サービスダイヤフラムの破損: フロントダイアフラムは繰り返しの屈曲によって裂傷を生じる可能性があります。これにより常用ブレーキ圧力が失われ、ブレーキ ペダルを踏んだときにシューシューという音が発生することがよくあります。サービスダイヤフラムが破損すると、ホイールに制動力がなくなるため、直ちに交換する必要があります。
• パーキングダイヤフラムの漏れ： 後部チャンバーのダイヤフラムに漏れがあると、パワー スプリングが完全に圧縮されなくなり、パーキング ブレーキが引きずられたり、完全に解除できなくなったりします。この状態は過剰な熱を発生し、修正しないとホイール火災につながる可能性があります。
• パワースプリング疲労: まれではありますが、数十万回のサイクルでパワー スプリングが張力を失う場合や、ダイアフラムの故障により腐食性の湿気にさらされた場合、スプリングの張力が失われることがあります。弱くなっているスプリングは目視検査に合格する可能性がありますが、定格よりも低い保持力が発生し、駐車中の車両が傾斜地で転がる可能性があります。
• ケージボルトの固着またはネジ山の損傷: ケージボルトが錆びたり、ねじ山が交差していると、手動によるスプリングの解放が妨げられ、路側での修理が困難になることがあります。ケージボルトを定期的に検査し、ネジ山に焼き付き防止剤を塗布することをお勧めします。

定期点検 スプリングブレーキチャンバー プッシュロッドのストロークの確認、外部のクランプとボルトの腐食の検査、空気漏れの有無の確認などを行う必要があります。ダイアフラムの破損やシールの漏れがあるチャンバーは、修理するのではなく交換する必要があります。訓練を受けていない人がハウジングを開けると、内部のスプリングによって致命的な安全上のリスクが生じるためです。商用車安全アライアンス (CVSA) は、停止中の検査基準にブレーキ チャンバーの状態を重要項目として含めており、ブレーキ チャンバーに漏れや損傷がある場合は路上検査で不合格となります。

スプリングブレーキチャンバーに関するよくある質問

タイプ 30 とタイプ 36 のスプリング ブレーキ チャンバーの違いは何ですか?

タイプの指定は、サービス ダイヤフラムの有効面積を平方インチで表​​します。タイプ30 スプリングブレーキチャンバー は 30 平方インチのダイヤフラムを備えていますが、タイプ 36 は 36 平方インチのダイヤフラムを備えています。より大きなチャンバーは、所定の空気圧に対して比例してより大きなプッシュロッド力を生成し、より重い車軸負荷で使用されます。パーキングスプリング力も、チャンバーが大きいほどそれに応じて大きくなります。

ケージ付きスプリング ブレーキ チャンバーを使用して運転できますか?

いいえ、ケージに入れられたスプリング ブレーキ チャンバーを装着した状態での運転は違法であり、その車輪のパーキング ブレーキと緊急ブレーキが完全に無効になるため、非常に危険です。ケージボルトは牽引または修理専用の一時的なツールです。交換用チャンバーが取り付けられるまで、車両は使用を停止する必要があります。

空気圧を一杯にしてもスプリング ブレーキが解除されないのはなぜですか?

パーキング ブレーキが最大の空気圧で解除できない場合、最も考えられる原因は、圧力を保持できないパーキング ダイアフラムの破損、部分的に係合したままのケージ ボルトの固着、またはスラック アジャスタまたはカムシャフトの機械的結合です。ダッシュボード上のパーキングコントロールバルブに漏れがあると、十分な圧力がダッシュボードに到達できなくなる可能性があります。 スプリングブレーキチャンバー .

スプリングブレーキチャンバーはどのくらいの頻度で交換する必要がありますか?

交換時期に決まりはありませんが、 スプリングブレーキチャンバーs ダイヤフラムに亀裂が生じた場合、プッシュロッドのストロークが再調整限界を超えた場合、または外部の損傷や腐食が見つかった場合は、交換する必要があります。多くの車両では、特に道路の塩分によって金属の劣化が促進される地域では、腐食防止プログラムの一環として、使用年数 10 ～ 15 年で積極的にチャンバーを交換しています。

理解する スプリングブレーキチャンバーの仕組み これは、現代の大型車両の安全構造を評価するための基本です。サービスブレーキダイヤフラムとフェールセーフ機械スプリングのエレガントな統合により、段階的な停止力と、電気や空気圧による補助なしで機能する保証された緊急ブレーキの両方が提供されます。このデュアルモード機能は、コンパクトな内蔵型ユニットで比類のない信頼性を提供するため、数十年にわたってほとんど変わっておらず、世界中の高速道路における車両安全コンプライアンスの基礎であり続けています。