الفرامل الهوائية
Air Brake System

تقسم دائرة الفرامل الهوائية إلى المجموعات التالية:

المجموعات الأساسية:

o المجموعة أ:

الإمداد بالهواء المضغوط (الضاغط – خزانات الهواء).

o المجموعة ب:

نظام فرامل الخدمة.

o المجموعة جـ:

نظام فرامل التثبيت.

المجموعات الإضافية:

o المجموعة د:

التحكم في المقطورة.

o المجموعة هـ:

التعليق الهوائي.

o المجموعة و:

التحكم في الأبواب.

o مجموعة ز:

التحكم في التلاصق (TCS).

تعريف الأرقام المتعارف عليها (الإرقام المميزة) بالنسبة للتوصيلات الهوائية للوحدات:

0         السحب (ضاغط الهواء).

1         فتحة الإمداد بالطاقة.

2         فتحة خروج الطاقة (ليس للهواء الجوي).

3         فتحة للجو.

4         فتحة للتحكم (مدخل للوحدة).

5        غير مخصصة.

6         غير مخصصة.

7         فتحة منع التجمد.

8          فتحة التزييت (ضاغط الهواء).

9        فتحة تبريد الماء (ضاغط الهواء).

* يضاف على هذه الأرقام رقم ثاني في حالة أن هناك عدة فتحات من نفس النوع بالوحدة.

21       فتحة خروج الطاقة رقم 1.

22       فتحة خروج الطاقة رقم 2.

* في حالة أن بعض الفتحات تقوم بعدة عمليات, فإنه يستخدم رقمين من الأرقام المميزة يفصل بينهما (شرطة "-").

1-2    تعني أما مدخل للطاقة أو مخرج للطاقة.

المجموعة أ (شحن الهواءCompressed-air source ):

ضاغط الهواء Air compressor

مصدر للطاقة لنظام الفرامل الهوائية:

مجفف الهواء Air dryer

يستخدم الهواء المضغوط في نظام الفرامل الهوائية. ومن عيوب استخدام الهواء هو قابلية الهواء لامتصاص الماء من بخار الماء. يخرج الهواء ساخن من الضاغط وفي عملية التبريد يتكثف الماء. دخول الماء إلى وصلات النظام وخزانات الهواء والوحدات يؤدي إلى المشاكل التالية:

§ في الشتاء قد يؤدي تجمد الماء إلى تلف الصمامات.

§ صدأ للخزانات والأسطوانات و مجموعات الصمامات.

§ تؤدي إلى طبقة الزيت الموضوعة على أسطح مجموعة النظام.

للتخلص من الماء توجد عدة إجراءات منها:

§ صمام يدوي أو ذاتياً لتجفيف الهواء من الخزانات ومنقيات الهواء.

§ مضخة منع التجمد (ضخ مانع تجمد بالنظام) لخفض درجة تكثف الماء.

* يوجد نوعين من مجفف الهواء:

أ- بدون منظم ضغط ,

ب- ذو منظم ضغط.

مجفف الهواء بمنظم الضغط Air dryer with integral pressure regulator (2.4)

وظيفة الوحدة:

تنظيم الضغط الداخلي بالنظام (في حالة وصول الضغط إلى حد الفصل (cut-off) تعمل الوحدة على خروج الهواء للجو وفي حالة انخفاض ضغط النظام عن حد الوصل (cut-in) تسمح للهواء بالمرور مرة أخرى للنظام, كما تتحكم أيضا في الهواء المضغوط بالتحويل إلى حالة التجفيف عندما يكون الضغط تحت ضغط القطع (cut-off) ويعمل على تفعيل حالة الشحن لخزان التجفيف عندما يصل النظام إلى ضغط التوصيل .(cut-in)

وصلات المجفف ذو منظم الضغط:

1        مدخل للطاقة من ضاغط الهواء

21      مخرج رقم 1 للهواء لصمام الحماية الرباعي.

22      مخرج رقم 2 للهواء لخزان التجفيف.

3        مخرج للهواء للجو

طريقة عمل المجفف بمنظم الضغط:

أ- مرحلة التجفيف:

يمر الهواء من مدخل 1 إلى مخرج 21 الموصل لصمام الحماية الرباعي, و إلى مخرج 22 الموصل لخزان المجفف وذلك عن طريق المجفف.

ب- مرحلة تنظيف المجفف:

في حالة وصول الضغط إلى حد القطع (يغلق المسار إلى مخرج 21 عن طريق الصمام المركب على المخرج.  تؤدي الزيادة في ضغط الهواء إلى الضغط على غشاء منظم الضغط الذي يفتح الصمام المركب على الفتحة 3 وتؤدي إلى خروج الهواء من الضاغط للجو, وفي نفس الوقت يفتح صمام يسمح بمرور الهواء من خزان المجفف إلى المجفف في الاتجاه المعاكس مما يؤدي إلى طرد الماء المكثف على جدار المجفف للخارج عن طريق الفتحة 3. 

* يؤدي انخفاض الضغط بالنظام (cut-in) يرجع الغشاء بمنظم الضغط إلى وضعه الأصلي تحت تأثير نابض الإرجاع مم يسمح مرة أخرى بمرور الهواء إلى فتحة أمداد النظام بالهواء 21 وفتحة شحن خزان المجفف 22.

صمام الحماية الرباعي Four-circuit protection valve (4.3)

يستخدم صمام الحماية الرباعي في السيارات المجهزة بالدائرة الثنائية, ويستخدم لإمداد الهواء المضغوط للنظام, وحماية الضغط في:

§ دائرتي فرامل الخدمة.

§ دائرة فرامل التثبيت.

§ دائرة المقطورة.

§ دائرة التحميل الثانوية.

تركيب الصمام:

تحتوي الوحدة على أربع صمامات (صمام الحد من زيادة الضغط ذو نظام انسياب خلفي محدود). يمكن التحكم فيهم عن كأزواج متتالية أو كمجوعة في الحال.

عمل صمام الأزواج المتتالية:

يدخل الهواء إلى الوحدة من الفتحة 1 ينتقل الهواء إلى مخرج 21 و 22 عن طريق فتح صمامي الحد من الضغط II ,I. يمر الهواء إلى صمامي الحد من الضغط IV, III عن طريق صمامي أحادي الاتجاه. عند فتح صمامي الحد من الضغط  IV, III يمر الهواء إلى فتحة 24, 23.

عند تلف أحدى الدوائر المتصلة بالفتحات  21 أو 22ينخفض الضغط عند هذه الفتحة والفتحة الأخرى المتصلة معها  21) أو22) حتى نصل إلى ضغط الغلق لصمام الحد من الضغط, وتظل الدائرتين الأخيرتين دون تغيير بحماية الصمام أحادي الاتجاه.

وعند تلف أحدى الدوائر المتصلة بالفتحات  23 أو 24ينخفض الضغط عند هذه الفتحة والفتحة الأخرى المتصلة معها  23) أو24) حتى نصل إلى ضغط الغلق لصمام الحد من الضغط, كما تنخفض الدائرتين الأخيرتين عند فتح الصمام أحادي الاتجاه إلى أن نصل إلى ضغط الغلق لصمام الحد من الضغط.

حساس ضغط الهواء Air pressure sensor (10.1)

هذا الحساس يقوم بإغلاق دائرة كهربائية تؤدي إلى إضاءة لمبة تحذير (9.1) أو عمل إنذار صوتي في حالة أن ضغط النظام أنخفض تحت حد معين, وقد يتصل عداد ثنائي للضغط موجود بالتابلوة لبيان مقدار الضغط (11.2).

طريقة عمل النظام:

في حالة أن الضغط في المستوى الطبيعي, يؤثر ضغط الهواء على غشاء الحساس ضد نابض فيقوم بدفع نقاط التلامس فتفتح الدائرة الكهربائية. في حالة انخفاض الضغط يتغلب النابض على قوة ضغط الهواء على الغشاء فيدفع نقاط التلامس لتقفل الدائرة فتضئ اللمبة أو يصدر صوت تحذير.

اتصال حساس ضغط الهواء:

يتصل حساس ضغط الهواء من ناحية بضغط الهواء في الدائرة المتصلة بالمخرج 23, 22, 21 في صمام الحماية الرباعي.

خزانات الهواء Air tank (5.1)

تتصل خزانات الهواء بفتحات الخروج للصمام الحماية الرباعي. وظيفتها الاحتفاظ بالهواء في حالة ضغط (ضغط حد الفصل, cut-off).

اتصال الخزانات بالدائرة:

§ الخزان V1: (يمد الدائرة الخلفية بالهواء المضغوط), يتصل الخزان من ناحية بالفتحة 21 بصمام الحماية الرباعي, ويتصل بالناحية الأخرى بفتحة 11 بصمام دعسة القدم 13.4 و كذلك بفتحة 1 بصمام الإحساس بالحمل (ذو المرحل) 26.7.

§ الخزان V2: (يمد الدائرة الأمامية بالهواء المضغوط), يتصل الخزان من ناحية بالفتحة 22 بصمام الحماية الرباعي, ويتصل بالناحية الأخرى بفتحة 12 بصمام دعسة القدم 13.4.

§ الخزان :V3 (يمد دائرة فرامل تثبيت القاطرة وصمام التحكم بالمقطورة بالهواء المضغوط), يتصل الخزان من ناحية بالفتحة 23 بصمام الحماية الرباعي, ويتصل بالناحية الأخرى بفتحة1 بصمام أحادي الاتجاه8.1 المتصل بفرامل تثبيت القاطرة وكذلك يتصل بفتحة 11 بصمام التحكم بالمقطورة 18.5.

§ الخزان V5: (يمد المقطورة بالهواء المضغوط), يتصل بفتحة 21 بصمام التحكم بالمقطورة 18.5.

صمام تصريف مياه الخزان Drain valve 6.1

يستخدم للتخلص من الماء المكثف بخزانات الهواء المضغوط. عند استخدامه مع نظام الفرامل بمجفف ا لهواء فإنه يعمل كتأكيد على استأصل الماء من الخزانات. (كما يستخدم بالجهاز لتفريغ الدائرة لإجراء التجارب).

طريقة العمل:

بجذب الحلقة أفقياً في أي اتجاه يؤدي إلى خروج الماء مع الهواء من الخزان.

المجموعة ب (فرامل الخدمةService Brake ):

صمام دعسة الفرامل Service-brake valve 13.4

يعمل الصمام على التحكم في دائرتين هوائيتين للفرامل منفصلتين بالقاطرة, كذلك يتحكم في فرامل الخدمة للمقطورة عن طريق صمام التحكم بالمقطورة 18.5.

توصيلات الصمام:

§ يتصل الصمام بالخزان V1 عن طريق فتحة الدخول .11

§ يتصل الصمام بالخزان V2 عن طريق فتحة الدخول .12

§ يتصل الصمام بدائرة الخدمة الخلفية عن طريق فتحة الصمام 21 , يتصل هواء التحكم بالفتحة4 بصمام حساس الحمل 26.7. كما يتصل بالفتحة 41 بصمام التحكم بالمقطورة 18.5.

§ يتصل الصمام بدائرة الخدمة الأمامية عن طريق فتحة الصمام 22, يتصل هواء بأسطوانة العجل الأمامية (أسطوانة ذات غشاء) 20.2.  كما يتصل بالفتحة 42 بصمام التحكم بالمقطورة 18.5.

§ يتصل الصمام بفتحة 3 للفرامل الخلفية لتصريف الهواء للجو في حالة رفع القدم من الدعسة.

§ يتصل الصمام بفتحة 3 للفرامل الأمامية لتصريف الهواء للجو في حالة رفع القدم من الدعسة.

§ يتصل الخزان بفتحة 4 من هواء الفرامل الخلفية للتحكم في الفرامل الأمامية.

طريقة العمل:

· عند عدم الضغط على الدعسة لا يسمح للهواء بالمرور من فتحات الدخول 12, 11 إلى فتحات الخروج 22, 21.

· في حالة الضغط على الدعسة يمر الهواء إلى فتحة الخروج 22, 21.

· في حالة تلف أحدى الدائرتين تظل الدائرة السليمة تعمل ولكن تحتاج إلى حوالي 30%   قوة دعسة أكبر من حالة عدم تلف أي من الدائرتين.

· في حالة رفع القدم من الدعسة يمر الهواء إلى الجو عن طريق صمام .3

صمام حساس الحمل Load-sensing valve 26.7

في نظام فرامل الخدمة يعمل حساس الحمل المشغل ميكانيكياً لتنظيم الضغط الفرامل ليكون دالة في تحميل السيارة. في حالة أن السيارة بها حمولة كاملة يكون الضغط المنقول للفرامل عالي وفي حالة أن السيارة محملة جزئياً أو غير محملة يكون هناك بعض من

الضغط فقط يؤثر على اسطوانة العجل.

طريقة العمل:

في حالة زيادة حمل السيارة, فإن جسم السيارة المتصل بها حساس الحمل يهبط حسب ذلك الحمل. وفي هذه الحالة فإن ذراع التأثير المتصل بمحور السيارة يندفع إلى أعلى.

في حالة تحميل كامل للسيارة يكون الضغط الداخل مساوياً للضغط الخارج لأسطوانة العجل.

في حالة السيارة غير المحملة فإن الضغط المنقول يكون في حدود 5:1 من ضغط الدخول.

في حالة كسر ذراع التأثير يدفع نابض بالداخل الصمام ليسمح بضغط الخروج يكون في حدود 2:1 في كل مرة يتم التأثير على الفرامل, ولا يؤخذ في الحسبان حمولة السيارة.

وصلات حساس الحمل:

§ يتصل حساس الحمل من فتحة 1 بخزان الهواء V1 عبر مرحل للضغط.

§ كما يتصل من فتحة 4 بضغط التحكم للهواء من صمام دعسة الفرامل.

§ وهناك فتحة توصيل 3 للجو الخارجي للمساعدة في سرعة حل الفرملة.  

أسطوانة فرامل العجل ذات الغشاءDiaphragm actuator   20.2

تعمل اسطوانة فرامل العجل ذات الغشاء على تحويل ضغط الهواء إلى قوة ميكانيكية لفرملة السيارة.

طريقة العمل:

عندما يضغط السائق على فرامل الخدمة يندفع الهواء إلى اسطوانة العجل من خلال الفتحة 1 ويضغط عل الغشاء. يدفع الغشاء ذراع الدفع للفرامل للضغط على خابور فرامل العجل مما يدفع الأحذية للخارج لتؤثر على الدارة.

في حالة رفع القدم يدفع الخابور ذراع أسطوانة العجل للخلف ضد الغشاء, وتعود الأسطوانة للحالة الأولى.

وصلات الاسطوانة Cylinder connection :

تتصل الأسطوانة من خلال فتحة 1 بالهواء القادم من صمام دعسة الفرامل للدائرة الأمامية للفرامل.

أسطوانة فرامل العجل المزدوجة
Comb-brake cylinder 22.1

تعد فرامل العجل المزدوجة جزء من نظام فرامل الخدمة وجزء من فرامل التثبيت, وتقوم بعمل الفرامل للنظامين.

تركيبة الاسطوانة:

يركب مشغل الغشاء و فرامل النابض على التوالي في مجمع الاسطوانة.

طريقة العمل:

- في حالة السير (حالة عدم الفرملة)

يدفع الهواء الداخل من الفتحة 12 القادم من صمام فرامل التثبيت النابض للخلف, هذا يؤدي إلى حل فرامل التثبيت ويسمح للسيارة بالسير بدون تأثير فرامل التثبيت.

- في حالة استخدام فرامل الخدمة

يدخل الهواء من القادم من صمام حساس التحميل إلى الفتحة 11 فيدفع الغشاء للإمام ويؤثر على الفرملة في حالة رفع القدم يدفع النابض الغشاء للخلف ويحل الفرملة.

- في حالة استخدام فرامل التثبيت

في حالة استخدام فرامل التثبيت يخرج الهواء من اسطوانة العجل من الفتحة 12 للهواء الجوي مما يدفع نابض التثبيت الذراع للإمام مما يؤثر على خابور الفرامل لتفعيل فرامل التثبيت.

* في حالة تسرب الهواء من دائرة فرامل التثبيت (يكون هناك عدم القدرة لحل فرامل التثبيت عن طريق الهواء المضغوط), يتم ذلك ميكانيكاّ عن طريق مسمار حل فرامل التثبيت الموجود بالجزء الخلفي من الاسطوانة.

* لا يسمح النظام للأسطوانة أن تعمل اسطوانة الخدمة أثناء عمل فرامل التثبيت. هذا يؤدي إلى زيادة قوة الفرملة عن الحد المسموح من الاسطوانة.

وصلات الأسطوانة:  

· تتصل الاسطوانة بصمام حساس الحمل عن طريق الفتحة 11 , فرامل الخدمة.

· كما تتصل الاسطوانة بصمام فرامل التثبيت خلال الفتحة 12, فرامل التثبيت.

المجموعة جـ (فرامل التثبيت Parking brake):

صمام تثبيت السيارة مع التحكم في المقطورة Parking-brake valve 14.2

يتحكم الصمام في نظام تثبيت السيارة لإبقاء السيارة ثابتة في حالة الوقوف على طريق منحدر أو عدم وجود السائق بها. فنظام فرامل التثبيت بالنابض يتم تفريغ الهواء من الاسطوانة في حالة تفعيل الفرامل, ويتم استخدام الهواء المضغوط في حالة عدم استخدام الفرملة. ويتحكم صمام فرامل التثبيت بفرامل الخدمة للمقطورة عن طريق صمام التحكم في المقطورة.

طريقة عمل الصمام:

هناك نوعين من الصمام حسب التطبيقات:

1.صمام ذو وضعين تشغيل.

أ- دائرة تحكم واحدة

ب- دائرتين تحكم ( مع 3/2 صمام تحكم في الاتجاه)

2.صمام ذو ثلاث أوضاع تشغيل.

1- الصمام ذو وضعين تشغيل

§ وضع السير (لا يوجد فرملة): صمام تثبيت بالنابض يكون به هواء مضغوط.

§ وضع عمل فرملة التثبيت: صمام تثبيت بالنابض يكون مفرغ من الهواء.

2- الصمام ذو ثلاث أوضاع تشغيل

§ وضع السير (لا يوجد فرملة) Driving:

صمام تثبيت بالنابض وخط صمام التحكم في المقطورة يكون به هواء مضغوط.

§ وضع عمل فرملة التثبيت Parking:

صمام تثبيت بالنابض مفرغ  وخط صمام التحكم في المقطورة يكون مفرغ.

§ وضع الاختبار Test:

صمام تثبيت بالنابض مفرغ وخط صمام التحكم في المقطورة يكون به هواء مضغوط.

وصلات الصمام:

§ وصلة من الخزان V3 عن طريق صمام أحادي الاتجاه (لا رجوعي)  8.1 متصل بالفتحة 1

§ وصلة خروج 22 متصلة بصمام التحكم في المقطورة 18.5

§ وصلة 3 متصلة بالجو.

§ وصلة خروج 21 متصلة بمرحل 16.1 عن طريق فتحة 4 بالمرحل.

o يتصل المرحل عن طريق الفتحة 1 من خط الهواء من الخزان V3 بعد الصمام أحادي الاتجاه

o يتصل المرحل بفتحة 3 الجو

o يتصل المرحل من خلال فتحة 2  بصمام تثبيت القاطرة فتحة 21 وكذلك على التوازي مع حساس الضغط 10.1 مع مبين لمبة استخدام فرملة التثبيت 9.1.

صمام مرحل Relay valve 16.1

يعمل صمام المرحل على زيادة الضغط وتفريغه في أسطوانة الفرامل بمعدل سريع, بحيث يسرع رد فعل فرامل الخدمة و/أو فرامل التثبيت.

وصلات صمام المرحل:

§ فتحتي خروج للطاقة 2 كل فتحة متصلة بعجلة من العجلات.

§ فتحة دخول للطاقة 1 من خزان الهواء.

§ فتحة تحكم 4 من صمام الفرامل (الخدمة, التثبيت).

§ فتحة 3 بها مخمد للصوت لمنع دخول الرطوبة والغبار وتقلل من الصوت.

طريقة العمل:

عندما لا يكون هناك ضغط في خط التحكم لا يكون هناك ضغط في خط الفرامل.

في حالة أن هناك ضغط في خط التحكم يؤدي إلى مرور الهواء من فتحة الدخول 1 إلى فتحة الخروج 2.

في حالة قطع ضغط الهواء عن خط التحكم يمر الهواء من اسطوانة العجل عبر فتحة 2 إلى فتحة 3 للجو.

المجموعة د (فرامل المقطورة Trailer brake):

صمام التحكم في المقطورة Trailer-control valve 18.5

يركب صمام التحكم في المقطورة بالقاطرة للتحكم في فرامل الخدمة للمقطورة ويمدها بالهواء المضغوط. يصمم صمام التحكم في المقطورة بحيث يكون صمام مرحل به ثلاث غرف تحكم للزيادة ضغط وتفريغ خط الفرامل. ويعمل الصمام المركب بفتحتي 41 , 42 مع زيادة الضغط (فرامل الخدمة) ويعمل الصمام المركب على الفتحة 43 مع انخفاض الضغط (فرامل التثبيت). ويدخل الهواء من فتحة الدخول 1 ويخرج من فتحة الخروج 2.

وصلات صمام التحكم:

§ فتحة 11 تصل الهواء المضغوط من الخزان V3.

§ فتحة تحكم 41 تصل من صمام فرامل الخدمة (الدائرة الخلفية) فتحة 21.

§ فتحة تحكم 42 تصل من صمام فرامل الخدمة (الدائرة الأمامية) فتحة 22.

§ فتحة تحكم 43 تصل من صمام فرامل التثبيت فتحة 22.

§ فتحة خروج للجو 3.

§ فتحة خروج 21 متصلة برأس التوصيل للمقطورة مع صمام غلق 35.2. (مصدر للهواء مزدوج).

§ فتحة خروج 22 متصلة برأس التوصيل للمقطورة ذات صمام غلق 35.3 (فرملة مزدوجة).

طريقة العمل:

- في حالة عدم استخدام الفرامل يمر الهواء من فتحة 21 لشحن خزان المقطورة.

- في حالة استخدام فرملة الخدمة يعمل ضغط الهواء بفتحة التحكم 41 على تفعيل الصمام فيمر الهواء من فتحة 11 إلى فتحة 22 إلى فرامل المقطورة.

- في حالة استخدام فرملة التثبيت عند انخفاض ضغط الهواء بفتحة التحكم 43 يتم تفعيل الصمام فيمر الهوا من فتحة 22 إلى الهواء الخارجي عن طريق فتحة الجو 3.  

رأس التوصيل للمقطورة Coupling head 35.2

أ- رأس أمداد الهواء لرأس التوصيل, عند تركيبها يمر الهواء بها من القاطرة للمقطورة (اللون الأحمر) ويوجد بالرأس صمام غلق وظيفته منع خروج الهواء في حالة انفصال المقطورة.

ب- رأس التوصيل لفرامل المقطورة ولا يوجد بها صمام غلق تقوم رأس التوصيل بتوصيل خط فرامل المقطورة بخط فرامل القاطرة (اللون الأصفر). ولا يوجد بها صمام غلق.

صمام كبح المقطورة 18.5

يقوم صمام كبح المقطورة بتوصيل الهواء للخزان و فرملة المقطورة.

وصلات الصمام:

§ فتحة الدخول 1 تتصل بصمام كبح المقطورة برأس التوصيل للمقطورة 35.2

§ فتحة الدخول والخروج 2-1 تتصل بخزان الهواء رقم 5.1

§ فتحة التحكم 4 تتصل برأس التوصيل للمقطورة 35.3 

§ فتحة خروج 2 تتصل بأسطوانة فرامل العجل ذات الغشاء 20.2 وكذلك تتصل بصمام توصيل 18.6 الفتحة 1

صمام توصيل 18.6

يصل الهواء من نقطة الدخول 1 إلى نقطة الخروج 2 لدائرة الفرامل الأمامية ذات الغشاء 20.2.