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Aug 05, 2023

Die Vor- und Nachteile der Kombination von Druckluftscheiben- und Trommelbremsen

Auch wenn Druckluftscheibenbremsen in der nordamerikanischen Wirtschaft immer beliebter werden

Auch wenn Druckluft-Scheibenbremsen in nordamerikanischen Nutzfahrzeugflotten immer beliebter werden, können Bedenken hinsichtlich der Bremssystembalance – dem Arbeitsaufwand, den jede Bremse in einem System bewältigen muss – aufkommen, wenn sie in Kombination mit Trommelbremsen eingebaut werden. Während diese Hybrid-Bremskonfigurationen Vorteile in Bezug auf Bremsleistung und Betriebszeit bieten, ist es wichtig zu verstehen, welche Rolle die Bremsbalance bei der Bestimmung der Systemleistung und der Reibungslebensdauer spielt.

In diesem Tech-Tipp wirft Bendix einen Blick auf kombinierte Scheiben-/Trommelbremssysteme, einschließlich dessen, was Sie auf der Straße und in der Werkstatt erwarten können, sowie Ratschläge für die Einführung von Druckluftscheibenbremsen in einer Flotte.

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Wenn sich eine Trommelbremse erwärmt, insbesondere bei starkem Bremsen, neigt sie zum Bremsfading – einer Leistungsminderung aufgrund der Ausdehnung der Trommel weg von der Bremsbackenreibung. Im Gegensatz dazu verhindert die Konstruktion einer Druckluftscheibenbremse praktisch das Ausbleichen der Bremse.

„Bendix macht Flotten und Fahrer weiterhin darauf aufmerksam, wie sich dieses Fading auf die Bremsbalance eines Fahrzeugs auswirkt, insbesondere bei Kombinationen aus Sattelzugmaschine und Anhänger“, sagte Joey Campbell, Produktmanager für Druckluftscheibenbremsen bei Bendix Spicer Foundation Brake (BSFB). ). „Unterschiedliche Fahrzeugkonfigurationen und Betriebsbedingungen, einschließlich der Art und Weise, wie der Lkw genutzt wird, verlagern die Arbeitslast auf unterschiedliche Achsen, was nicht nur für den Fahrer, sondern auch bei der Wartungsplanung und der Ermittlung der Gesamtbetriebskosten (TCO) einen Unterschied macht.“

Unter typischen Bremsbedingungen wird in einem richtig ausbalancierten Druckluftbremssystem jede Radendbremse eines Fahrzeugs je nach Gewicht eine angemessene Menge an Arbeit leisten – unabhängig davon, ob es sich um eine Scheibe oder eine Trommel handelt oder ob sie am Traktor angebracht ist oder Anhänger. Unter starken Bremsbedingungen, bei denen die Bremsen viel Hitze erzeugen – Situationen, die mit Stopps bei höherer Geschwindigkeit, höherem Gesamtgewicht und/oder längeren Gefällestrecken einhergehen – beginnen die Trommelbremsen nachzulassen, da das gesamte Bremssystem stärker arbeitet. Dies hat zur Folge, dass die Arbeit, die sie nicht mehr bewältigen müssen, auf die Druckluftscheibenbremsen verlagert wird.

„Die Bremsleistung bleibt erhalten, aber die Lebensdauer der Bremsbeläge an den Druckluftscheibenbremsen (ADB) verringert sich, da sie die zusätzliche Arbeit kompensieren, die beim Nachlassen der Trommelbremse entsteht“, erklärte Campbell. „Dies hat zu der Frage geführt, ob ein Druckluftbremssystem absichtlich ins Ungleichgewicht gebracht werden soll, um das Nachlassen der Trommelbremse zu kompensieren und zu verhindern, dass diese zusätzliche Arbeit auf die ADB-Radenden verlagert wird, um die Lebensdauer der Scheibenreibung zu verlängern.“

Davon rät Bendix dringend ab, da Bremsfading in der Regel in vorübergehenden Situationen auftritt, die nur einen kleinen Prozentsatz der Betriebszeit eines Fahrzeugs ausmachen. Da die meisten Bremsbetätigungen unter normalen Bedingungen erfolgen, würden diese Stopps nun über ein unausgeglichenes System erfolgen, das die normale Bremsleistung beeinträchtigt, um den kleinen Zeitabschnitt zu optimieren, den Bremsfading-Situationen darstellen.

Die Einführung von Scheibenbremsen in einer Flotte bei den meisten Standard-Zugmaschinen-Anhänger-Kombinationen ist ein unkomplizierter Vorschlag, und es spielt im Allgemeinen keine Rolle, ob eine Flotte oder ein Fahrer mit Scheibenbremsen an einer Zugmaschine oder einem Anhänger beginnt. Wenn jedoch mehrere Trailer (z. B. Doubles, Triples usw.) ins Spiel kommen, stellen Dollys ein Problem dar, das behoben werden muss.

Bendix-Tests haben gezeigt, dass die Ausrüstung des Verbindungswagens zwischen den Anhängern mit Druckluft-Scheibenbremsen bei einer Zugmaschine mit Volltrommelbremse und einem Doppelanhänger wahrscheinlich zu einem beschleunigten Belagverschleiß führt, bis die Anzahl der Scheibenbremsen in der Flotte zunimmt.

„Wenn Sie Luftscheibenbremsen nur an einer von sechs oder mehr Achsen anbringen, werden die Luftscheibenbremsen an der einzelnen Achse einen Temperaturanstieg erleben, da sie die zusätzliche Arbeit übernehmen, wenn die Trommelbremsen nachlassen“, sagt Campbell sagte. „Scheibenbremsen halten der Hitze stand, aber der Reibungsverschleiß wird beschleunigt, da sich die Arbeitsbalance in Richtung des ADB-Dolly verschiebt. Und noch einmal haben wir dies getestet – indem wir den Öffnungsdruck auf den Dolly erhöht und die Betätigung der Scheibenbremse verzögert haben, sodass die Trommel -Gebremste Achsen würden mehr Arbeit erfordern – aber es machte keinen nennenswerten Unterschied, daher empfehlen wir es nicht.“

Aus diesen Gründen, so bemerkte er, empfiehlt Bendix, Scheibenbremsen zunächst bei Traktoren oder Anhängern einzuführen und scheibengebremste Dollys nur in Kombination mit anderen scheibengebremsten Geräten zu verwenden.

Eine der häufigsten Fragen von Fuhrparks und Fahrern, die Druckluftscheibenbremsen in Betracht ziehen, lautet: „Wie lange ist die Lebensdauer der Beläge?“ Dies ist verständlich, da die Kosten für den Austausch der Bremsreibung eine Schlüsselkomponente bei der Messung der Kapitalrendite der ADB-Technologie darstellen. Und die technischen Daten der Ausrüstung sind wichtig.

Außerhalb der Fundamentbremsen tragen auch andere Komponenten zur Verzögerung eines Fahrzeugs bei. Während ihre ursprüngliche Absicht nicht darin besteht, beim Bremsen zu helfen, ist ihr Beitrag zur Gesamtverzögerung eher ein Nebenprodukt.

Nehmen Sie zum Beispiel Fahrzeuge, die ohne einige der aerodynamischen Vorrichtungen – wie Seitenschweller und Aero-Stoßstangen – ausgestattet sind, die die Luftzirkulation um das Fahrzeug herum unterstützen. Fahrzeuge ohne diese Vorrichtungen haben einen höheren Luftwiderstand, der vor allem bei höheren Geschwindigkeiten zur Verzögerung beiträgt. Andere Komponenten – wie der Reifenrollwiderstand sowie die Auswirkungen des Herunterschaltens des Getriebes – können und werden bei der Verzögerung eine Rolle spielen. Wenn einige dieser Dinge einbezogen werden, können sie einen zusätzlichen Einfluss auf die Lebensdauer der Reibung eines Fahrzeugs haben, indem sie die Bremsen etwas entlasten.

Ein oft übersehener Aspekt ist eine Motorbremse, auch Motorretarder genannt. Bei normaler Verzögerung (5 Fuß pro Quadratsekunde oder etwa 0,15 g) wird ein 80.000 Pfund schwerer. Das Fahrzeug verbraucht etwa 1.000 PS, um aus 60 MPH anzuhalten. Ein Motorretarder übernimmt in der Regel etwa 50 % dieser Arbeit und überlässt knapp die Hälfte der Arbeit den Fundamentbremsen, während der Rest durch den Luftwiderstand und den Rollwiderstand absorbiert wird.

„Nehmen Sie das gleiche 80.000-Pfund-Fahrzeug: Um es aus 60 Meilen pro Stunde durch starke Verzögerung (10 Fuß pro Quadratsekunde oder etwa 0,3 g) zu stoppen, ist die doppelte Pferdestärke erforderlich“, bemerkte Campbell. „Ein Motorretarder sorgt für die gleiche Unterstützung wie bei normaler Verzögerung – etwa 500 PS – aber da der Gesamtbedarf jetzt 2.000 PS beträgt, nehmen die Grundbremsen dieses Systems etwa das Dreifache der Last auf, die sie bei normaler Verzögerung bewältigen müssen. Und noch einmal: Je mehr Arbeit sie leisten, desto schneller verschleißen diese Beläge. Denken Sie nur daran, was das ohne den Motorretarder wäre.“

„Wir haben gesehen, dass einige Flotten Druckluftscheibenbremsen einführen, aber dann kamen wir zu dem Schluss, dass sie wegen der höheren Leistung der ADBs keinen Motorretarder brauchten“, sagte Campbell. „Das Problem besteht darin, dass ADBs zwar mehr als in der Lage sind, die heutigen Bremswegstandards ohne fremde Hilfe zu übertreffen, diese zusätzliche Arbeitsbelastung bei jedem Stopp jedoch einen enormen Einfluss auf die Lebensdauer ihrer Reibung haben wird. Daher handelt es sich nicht um einen echten Apfel-“ Vergleich mit Äpfeln, wenn man die Reibungslebensdauer einer Trommelbremse gepaart mit einem Motorretarder mit einer ADB ohne einen vergleicht.“

Campbell betonte auch, wie wichtig es ist, bei der Neuauskleidung die Reibung der Trommelbremse in Erstausrüsterqualität auszutauschen. Eine nachgerüstete Trommelbremsenreibung mit einer höheren Neigung zum Fading wirkt sich nicht nur auf die Leistung aus, sondern gibt diese Auswirkungen auch an die ADBs weiter, indem ihnen noch mehr Arbeit übertragen wird. Die ADB-Reibung ist ebenfalls wichtig, da die OEM-Reibung darauf ausgelegt ist, Bremsleistung zu bieten und gleichzeitig den Verschleiß zu kontrollieren.

Dieser Artikel wurde von Bendix im Rahmen der Bendix Tech Tips-Reihe verfasst.