Fehlerbehebung bei Bremsungleichgewichten bei Lastkraftwagen der Klasse 8

[Dieser Artikel wurde ursprünglich 2007 von Trucks, Parts, Service veröffentlicht. Es wurde aktualisiert, um aktuellere Informationen aufzunehmen.]

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Was ist Bremsbalance? Die Bremsen eines Fahrzeugs gelten als im Gleichgewicht, wenn alle Bremsen etwa gleichzeitig betätigt und gelöst werden und jede Bremse die für ihre Gewichtsbelastung geeignete Bremskraft entwickelt.

Andererseits führt ein Ungleichgewicht der Bremsen, beispielsweise wenn ein Traktor schneller und aggressiver als sein Anhänger bremst, zu einem schnellen Belagverschleiß an den am stärksten beanspruchten Bremsen, zum Anstoßen des Traktors an den Anhänger, zum Einknicken und zu Panikstopps mit mehr Panik als Anhalten.

Drehmomentungleichgewicht, Druckungleichgewicht und unterschiedliche Reifengrößen können zu dem sogenannten Bremskraftungleichgewicht beitragen.

Der Bremsweg eines mit Trommelbremsen ausgestatteten Fahrzeugs verlängert sich, wenn alle Bremsen eines schwer beladenen Kombinationsfahrzeugs kühl, aber schlecht eingestellt sind. Und wenn diese schlecht eingestellten Bremsen heiß werden und dazu führen, dass sich die Trommeln ausdehnen, die Beläge verblassen und der Hub der Bremskammer zunimmt, kann problemlos mit einer Verlängerung des Bremswegs um 75 Prozent oder mehr gerechnet werden.

Automatische Gestängesteller lösen dieses Problem nicht immer, da verschlissene Teile und mangelnde Wartung dazu führen können, dass sie nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren.

Um das Wasser noch mehr zu trüben, sind die Bremsen mit ordnungsgemäß funktionierenden automatischen Bremshebeln ständig in Betrieb, was zu einem schnelleren Verschleiß des Reibmaterials führt als bei manuellen Bremshebeln, die nur in regelmäßigen Abständen angepasst werden. Daher kann eine Mischung aus automatischen und manuellen Bremsvorgängen die Bremsleistung einer Zugmaschine-Anhänger-Kombination aus dem Gleichgewicht bringen, bei der es ursprünglich keine Probleme mit übermäßigem Bremsen oder vorzeitigem Verschleiß des Reibmaterials gab.

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Ein Drehmomentungleichgewicht oder das Fehlen eines gleichmäßigen Kontakts zwischen Reibmaterial und Reibfläche führt dazu, dass einige Bremsen aufgrund von Krankheiten wie Öl oder Fett auf dem Reibmaterial mehr oder weniger Bremskraft haben können. polierte Trommeln oder Rotoren; glasiertes Reibmaterial; Beläge oder Beläge mit Mischreibungsfähigkeit an einem oder mehreren Rädern; Trommeln oder Rotoren, die nicht den Spezifikationen entsprechen; falsche Einstellung; unterschiedlich große Bremskammern; unsachgemäß installierte automatische Hosenträger; nicht funktionsfähige oder falsch eingestellte Antiblockier-(ABS)-Radgeschwindigkeitssensoren; oder falsch spezifiziertes zulässiges Gesamtgewicht der Achse.

Ein pneumatisches oder Luftdruckungleichgewicht tritt auf, wenn das System des Sattelzuges den Bremskammern eines Kombinationsfahrzeugs falsche Luftdrücke zuführt.

Die häufigsten Ursachen sind falsche oder fehlerhafte Relaisventile. Schnellverschlussventile können auch Eigenschaften aufweisen, die den Druckausgleich stören. Weitere Ursachen sind Luftlecks, eine Verschmutzung des Luftsystems, ein Begrenzungsventil an der Vorderachse und eine übermäßige Nutzung des Wagenventils.

Ein Timing-Ungleichgewicht entsteht, wenn einige Bremsen schneller Luft bekommen als andere. Zu den häufigsten Ursachen gehören: überdimensionierte Steuerleitungen bei Anhängern aus der Zeit vor 1991, die den Bremsvorgang verlangsamen; schlechte Sanitärplanung oder unsachgemäße Installation; und ggf. das Versäumnis, Verstärkerventile zu verwenden.

„Es ist wichtig, eine gute Reaktion des Servicesystems aufrechtzuerhalten, ohne das pneumatische Gleichgewicht aller Achsen eines Kombinationsfahrzeugs zu beeinträchtigen“, sagt Bendix Commercial Vehicle Systems. „Die Aufrechterhaltung eines guten pneumatischen Gleichgewichts ist entscheidend für die Verbesserung der Bremsreaktion.“ Bendix-Ingenieure sagen, dass ein ideales pneumatisches Gleichgewicht erreicht wird, wenn die an jede Achse gelieferte Luft während einer Anwendung mit 10 psi bis 40 psi nicht um mehr als 2 psi schwankt.

Eine Ausnahme von dieser Regel wäre die unüberlegte Kombination eines mit S-Nocken ausgestatteten Traktors mit einem keilgebremsten Anhänger. Da Keilbremsen kleinere Kammern haben und mehr psi benötigen als S-Nocken, um die Beläge mit der Trommel in Kontakt zu bringen, würde der Anhänger mit Keilbremse einen höheren Luftdruck als der Traktor benötigen, um bei Niederdruckanwendungen eine gleichmäßige Bremsung zu gewährleisten.

Bremssystemingenieure sagen, dass etwa 95 Prozent des Bremsens einen Anwendungsdruck von weniger als 25 psi erfordern. Und etwa 84 Prozent der Bremsvorgänge erfolgen bei einem Betätigungsdruck von 15 psi oder weniger.

Als 1975 der Federal Motor Vehicle Safety Standard 121 in Kraft trat, war es erforderlich, dass Anhänger mit einem Traktorsimulator kompatibel sein mussten, der einen gewaltigen Luftstoß lieferte. Um Kompatibilität zu erreichen, benötigten Anhänger 1/2 Zoll. OD-Steuerleitungen (3/8 Zoll ID) anstelle der 3/8-Zoll-Steuerleitungen. Zuvor verwendete OD-Leitungen (1/4-Zoll-ID).

Beim normalen Bremsen liefert ein echter Traktor nicht genug Luft, um die übergroße Steuerleitung des Anhängers zu füllen. Dies führt insbesondere bei Kombinationen mit mehreren Anhängern zu einer verzögerten Bremsung des Anhängers.

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In manchen Fällen verursacht die Verzögerung für den Fahrer ein beunruhigendes Stoßgeräusch, wenn der Anhänger das Triebwerk anschiebt. Kommt es zum Beispiel beim Bremsen durch eine rutschige Kurve zu Stößen, ist ein Einknicken möglich.

Um die Verzögerung zu beseitigen, hat die National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) den Traktorsimulator modifiziert und die maximalen Anwendungs-/Freigabezeiten für Anhänger geändert, die am/nach dem 3. Mai 1991 gebaut wurden; und spezifizierte außerdem die Luftzustellungszeiten für Steuerleitungs-Gleitarme am Heck von Traktoren, Anhängern und Dollys, die am/nach dem 3. Mai 1991 gebaut wurden.

Das Anstoßen des Anhängers kann vermieden werden, indem eine kleinere Steuerleitung am Anhänger nachgerüstet wird und Änderungen an der Zugmaschine vorgenommen werden, die das Timing beschleunigen würden. Dies würde dazu führen, dass die Bremsen des Anhängers bei normalen Bremsvorgängen schneller wirken. Und bei Panikstopps sollte es zu keiner Verschlechterung des Bremswegs kommen.

Alternativ kann die Bremsbetätigung des Traktors durch eine Änderung der Leitungen verlangsamt werden. Eine Verlangsamung der Traktorbremsen kann sich jedoch negativ auf den Bremsweg auswirken, warnt NHTSA. Daher ist eine Änderung am Bremssystem der Antriebseinheit ein unkluger, aber denkbarer Schritt.

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Beispielsweise kann die Zeit zum Lösen der Anhängerbremse durch den Einbau eines Schnelllöseventils am Traktorschutzventil drastisch verkürzt werden. Es muss jedoch nachdrücklich betont werden, dass jede Änderung der Bremse eine technische Genehmigung des Fahrzeugherstellers haben muss, da jede Abweichung von den OEM-Leitungen das Potenzial hat, mehr Probleme zu verursachen als sie zu beheben.

Während die Bremsen eines Traktors die meiste Arbeit leisten, kann ein Kombinationsfahrzeug nicht sehr schnell bremsen, ohne dass der Fahrer stärker auf das Bremspedal tritt.

Sollte die Zugmaschine weiterhin stärker bremsen als der Anhänger, ist die Gefahr des Blockierens der Antriebsachse (bei Geräten ohne ABS) und des Einknickens erheblich, insbesondere auf einer rutschigen Straße mit leerem oder leicht beladenem Anhänger im Schlepptau. Während ABS das Blockieren übermäßig gebremster Räder verhindert, ist es kein Ersatz für ausgewogenes Bremsen.

Von einer anhaltenden Hochdruckbremsung eines mit ABS ausgestatteten Traktors wird abgeraten, da ein nicht mit ABS ausgestatteter Anhänger (oder ein Anhänger mit nicht funktionierendem ABS) möglicherweise genug Luft erhält, um seine Bremsen zu blockieren, was möglicherweise dazu führt, dass er schnell aus der Fahrspur schwenkt .

Darüber hinaus würde ein Traktor mit nicht funktionsfähigem ABS bei Vollbremsung und Dauerbremsung zum Einknicken neigen. Aus diesen Gründen rät die NHTSA den Fahrern, ihre normalen Bremsgewohnheiten nicht zu ändern, wenn sie Kombinationsfahrzeuge mit ABS steuern.

Das Hinzufügen von Druckluftscheibenbremsen zur Gleichung macht die Sache noch komplizierter. Aufgrund der größeren Fähigkeit von Druckluftscheibenbremsen, das Bremsen am Traktor zu steuern, neigen die Trommelbremsen eines Anhängers dazu, schneller Hitze zu entwickeln und zu schwächen, wodurch der Großteil der Arbeit auf die Scheiben übertragen wird. Dies hat einige Hersteller dazu veranlasst, darauf hinzuweisen, dass die Spezifizierung von Druckluftscheibenbremsen an Anhängern einen inhärenten Wert hat und viele der Probleme, die mit dem Mischen und Anpassen verbunden sind, vermeidet.

„Auch zwischen einem mit Scheibenbremsen ausgestatteten Traktor und einem mit Trommelbremsen ausgestatteten Anhänger besteht ein Ungleichgewicht, sofern der Öffnungsdruck am Anhänger nicht angepasst wird“, sagt Meritor. „Wenn nicht, kommen zuerst die Druckluft-Scheibenbremsen des Traktors zum Einsatz, die den Großteil der Arbeit erledigen.“

Manche Traktoren zeichnen sich konstruktionsbedingt durch einen blitzschnellen Druck aus, wenn sie Luft in ihre eigenen Bremsen pumpen, bevor sie sie an den Anhänger weitergeben. Darüber hinaus können einige Anhänger keine Luft von einem Traktor aufnehmen, da sie über ein Relaisventil mit einem relativ hohen Öffnungsdruck verfügen. Abhängig von der Konfiguration können Traktorbremsen betätigt werden, ohne dass das Anhängerrelaisventil jemals seinen Öffnungsdruck erreicht.

Der Öffnungsdruck, ausgedrückt in psi, ist die Luft, die erforderlich ist, um ein Ventil zu öffnen. Alle Ventile, von denen angenommen wird, dass sie identische Öffnungsdrücke haben, sind nicht unbedingt gleich. Sogar ein neues, hochwertiges Ventil mit einem Öffnungsdruck von 4 psi kann bei einem Öffnungsdruck von 3,5 psi bis 4,5 psi öffnen. Im Gegensatz dazu kann ein neues und hochwertiges Ventil mit einem Öffnungsdruck von 7,5 psi vor dem Öffnen einen Druck zwischen 4,5 psi und 10,5 psi erfordern.

Der Öffnungsdruck eines Ventils wird weitgehend durch die Steifigkeit seiner Kolbenrückholfeder bestimmt. Wenn ein Ventil durch eine wiederaufbereitete Einheit oder durch ein anderes als das Originalventil ersetzt wird, können die Öffnungsdrücke aufgrund von Unterschieden zwischen den Federn variieren.

Die Moral dieser Geschichte ist, dass das pneumatische Gleichgewicht am einfachsten durch die Verwendung von Ventilen mit niedrigem Öffnungsdruck erreicht wird, die durch OE-Ersatzventile aufrechterhalten werden. Es bedarf keiner großen Ungleichheit der Rissdrücke, um ein Problem zu verursachen.

Einige Traktoren sind zu stark gebremst, weil die Traktorachsen für die üblicherweise transportierten Lasten zu groß dimensioniert sind und die Bremsen entsprechend der zulässigen Gesamtachslast dimensioniert sind. Zu den Vorteilen einer überdurchschnittlich hohen Tragfähigkeit zählen ein höherer Wiederverkaufswert sowie die Tatsache, dass die Haltbarkeit der Achse durch größere Zahnradsätze und Lager verbessert wird. Der Traktor bremst jedoch immer zu stark, wenn die Achslast deutlich unter der Nennkapazität liegt. Dieser Vorbehalt gilt gleichermaßen für Anhänger mit überdimensionierten Achsen.

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Die Lösung für überdimensionierte Bremsen könnte darin bestehen, auf weniger aggressive Beläge umzusteigen oder (falls möglich) die Kammerstößelstangen an einem anderen Gestängestellerloch anzubringen, um die Bremskraft zu reduzieren. Beachten Sie jedoch, dass der Abstand zwischen den Löchern für den Gestängesteller je nach Hersteller unterschiedlich ist. Daher ist es ratsam, den Fahrzeughersteller oder Bremskomponentenlieferanten um technischen Rat zu bitten, bevor Sie Änderungen vornehmen.

Vor der Durchführung von Änderungen wird außerdem eine Prüfung des Bremsmomentausgleichs vor Ort empfohlen. Ein geeignetes Verfahren bietet das „Recommended Practice (RP) 613 Brake System Torque Balance Test Procedure“, erhältlich beim Technology & Maintenance Council (TMC).

Obwohl Relaisventile letztendlich bestimmen, wann die Luft zu den Fundamentbremsen geleitet wird, gibt es eine Möglichkeit, das Signal an die Relaisventile zu beschleunigen, indem man ein elektronisches Bremssystem (EBS) verwendet. Dieses System sendet ein elektronisches Signal an die Relaisventile und fordert diese auf, sofort zu öffnen. Das Ansprechverhalten der Bremsen wird verbessert und der Luftdruck wird schneller auf den Weg zu den Grundbremsen geleitet.

„EBS kann einen positiven Einfluss auf die Reduzierung möglicher Bremsdruckungleichgewichte zwischen Traktor und Anhänger haben“, sagt WABCO. „Die Technologie ist in der Lage, den Verzögerungsbeitrag jeder Achse der Kombination aus Zugmaschine und Anhänger abzuschätzen, und der Öffnungsdruck kann elektronisch angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Bremsen gleichmäßig wirken.“

Das Unternehmen fügt hinzu: „Während die optimale Lösung darin besteht, sowohl den Traktor als auch den Anhänger mit EBS auszustatten, verbessert sich der Druckausgleich, wenn nur der Traktor mit EBS ausgestattet ist.“

Die Tatsache, dass ein Kombinationsfahrzeug allen Bremsen gleichzeitig den gleichen Luftdruck zur Verfügung stellt, ist nicht das einzige Problem im Hinblick auf eine ausgewogene Bremsung.

Wie bereits erwähnt, entsteht ein Drehmomentungleichgewicht dadurch, dass einige Bremsen eine bessere Einstellung, größere Kammern, längere Bremswege und aggressiveres Reibmaterial haben als andere. Die meisten dieser Unterschiede sind sofort erkennbar.

Die Wahrscheinlichkeit, dass Unterschiede zwischen den Belägen auftauchen, besteht darin, dass Sie eine böse Überraschung erleben. Das liegt daran, dass die Reibung, das Ausbleichen und die Erholungseigenschaften des Belags bei verschiedenen Temperaturen stark variieren können.

In den Anfängen asbestfreier Auskleidungen neigten bestimmte Formulierungen dazu, bei Hitze übermäßig aufzuquellen. Aus diesem Grund führten die aufgequollenen Beläge häufig dazu, dass zu eng eingestellte Bremsen nach dem Loslassen des Pedals schleiften.

Nach dem Abkühlen der Auskleidung schrumpft die Auskleidung möglicherweise nicht mehr auf die vorherigen Abmessungen. In einigen Fällen erforderte ein erhebliches und dauerhaftes Belagwachstum, dass die Bremsen gelöst werden mussten, bevor die Bremsen gelöst werden konnten. Während diese Art von Szenario praktisch verschwunden ist, bestehen andere Probleme schmerzhaft hartnäckig. Betrachten Sie als Paradebeispiel Kantencodes.

Kantenmarkierungen dienen dazu, die Aggressivität einer Auskleidung anzuzeigen. Sie nutzen sich häufig ab. Das ist jedoch kein großer Verlust, denn selbst innerhalb desselben Kantencodes kann die Reibung um bis zu 40 Prozent variieren.

Um ein gewisses Maß an Konsistenz zu gewährleisten, verwenden Sie bei Traktoren und Anhängern die gleiche Marke und Art der Auskleidung und verwenden Sie für die Unterfütterung das gleiche Material.

Selbst wenn Traktoren und Anhänger zunächst gut aufeinander abgestimmt sind, kann sich das Drehmomentgleichgewicht mit der Zeit verschlechtern. Zum Beispiel:

Das Erreichen des Bremsgleichgewichts ist nicht schwierig, solange Sie wissen, worauf Sie achten müssen, um das Ungleichgewicht hervorzurufen. Sobald die Ursache bekannt ist, informieren Sie Ihren Kunden und teilen Sie ihm mit, was zu tun ist, um ein Einknicken zu verhindern und eine sichere Fahrt zu gewährleisten.