Retarder - co to jest? Zwalniacz - opóźniacz

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:18

Opóźniacz. Co to jest, nie wszyscy rozumieją tylko z nazwy. W tłumaczeniu z angielskiego termin ten dosłownie oznacza „opóźniacz”. Stosowany jest w różnych dziedzinach nauki i przemysłu do urządzeń, jednostek lub substancji, które spowalniają dynamikę dowolnego procesu. W dziedzinie inżynierii mechanicznej retarder to urządzenie, które jest instalowane w pojazdach w celu zmniejszenia prędkości ich ruchu bez udziału lub częściowego wykorzystania głównych układów hamulcowych.

Gdzie zwalniacz się przydaje?

Konieczność stosowania retarderów wynika z faktu, że w warunkach długotrwałego obciążenia głównego układu hamulcowego, niezawodność i skuteczność tego ostatniego ulegają znacznemu obniżeniu, co ma negatywny wpływ na bezpieczeństwo. Z reguły dotyczy to ciężkich ciężarówek i pociągów drogowych, które poruszają się w warunkach ciągłych wzlotów i upadków na górskich drogach.

Rozważmy prawdziwą sytuację, która pomoże zrozumieć, do czego służy zwalniacz. Podczas zjeżdżania ze zbocza kierowca musi stale hamować, aby utrzymać się w ruchustała prędkość. Tak długotrwałe obciążenie ciernego układu hamulcowego prowadzi do jego przegrzania i przedwczesnego zużycia. W pierwszym przypadku cenny czas lotu przeznacza się na schłodzenie hamulców, w drugim zwiększa się koszt naprawy i konserwacji auta.

Na potrzebę znalezienia dodatkowego źródła spowolnienia wpłynął również fakt, że z roku na rok zwiększała się ładowność i prędkość samochodów ciężarowych. Na przykład, aby zatrzymać pociąg drogowy z prędkości 80 km/h, potrzeba 4 razy więcej siły hamowania niż zatrzymanie go z prędkości 40 km/h. Trudno się nie zgodzić, że posiadanie retardera pod ręką i umiejętność jego obsługi sprawia, że kierowca czuje się znacznie pewniej i spokojniej.

Z historii retardera

Najważniejszym przedstawicielem w historii wynalazku retardera jest niemiecka firma Voith. Próby zastosowania idei retardera firma podejmowała już od drugiej ćwierci ubiegłego wieku, a pierwsze zamówienie na rozwój otrzymała pod koniec lat 50. od dużego producenta lokomotyw kolejowych. Po pomyślnym zakończeniu projektu w 1961 roku firma Voith stworzyła osobny oddział, który do dziś specjalizuje się wyłącznie w produkcji opóźniaczy.

Siedem lat później firma Voith opracowuje pierwsze zwalniacze do pojazdów kołowych dla założyciela firmy Setra. W ten sposób Setra starała się znacznie poprawić poziom bezpieczeństwa transportu pasażerskiego swoimi autobusami. Nowe rozwiązanie firmy Voith spełniło oczekiwania i zaczęło zdobywać popularność wśród innych producentów samochodów. Pod koniec ubiegłego wieku kierowcy pojazdów ciężkich mieli nie tylko ogólne pojęcie, czym jest zwalniacz w ciężarówkach i autobusach, ale także aktywnie wykorzystywali urządzenie w swojej codziennej pracy.

Różnorodność moderatorów

Retardery obejmują zarówno hamowanie silnikiem, jak i wydech. Jednak określenie „retarder” jest częściej stosowane do poszczególnych jednostek, które są montowane na wałach napędowych silnika lub skrzyni biegów. Istnieje kilka rodzajów zwalniaczy. W zależności od miejsca instalacji dzielą się na pierwotne i wtórne. Podstawowe znajdują się przed punktem kontrolnym, a drugorzędne - po. Opóźniacze pierwotne mają jedną istotną wadę. W momencie zmiany biegu nie oddziałuje na skrzynię biegów, a siła hamowania na kołach zanika. Zgodnie z zasadą działania opóźniacze dzielą się na hydrodynamiczne i elektrodynamiczne.

Opóźniacze hydrodynamiczne

Najczęściej w ciężkich pojazdach można znaleźć zwalniacz hydrodynamiczny. Co to jest i jak działa, łatwiej będzie zrozumieć osobom, które znają automatyczne urządzenie skrzyni biegów. Działanie zwalniacza hydrodynamicznego opiera się na zasadzie sprzęgła hydraulicznego. Strukturalnie jednostka składa się z dwóch kół z łopatami śmigła umieszczonymi we wspólnej obudowie przed sobą. Jedno z kół jest sztywno zamocowane wewnątrz, a drugie, któresprzężona z wałem pojazdu ma możliwość obracania się.

Gdy zwalniacz jest włączony, przestrzeń między ostrzami jest wypełniona płynem. Siła odśrodkowa występująca podczas obrotu wirnika ma tendencję do przemieszczania go na zewnątrz, podczas gdy wirnik stojana zapobiega temu procesowi i ma wzajemny efekt spowalniający. W stanie wyłączonym, gdy w obudowie moderatora nie ma cieczy, ostrza obracają się swobodnie i praktycznie nie wchodzą w interakcje.

W większości przypadków jako płyn roboczy używany jest olej. W niektórych jednostkach zasilanie olejem jest autonomiczne, a w innych jest powiązane z układem smarowania przekładni. Podczas pracy zwalniacza wytwarzana jest znaczna ilość ciepła. Zgodnie z zasadą zachowania energii moment trakcyjny pochłonięty przez zwalniacz zamieniany jest na ciepło, które zwiększa temperaturę płynu roboczego. Dlatego w celu efektywnego przekazywania ciepła zwalniacz jest podłączony do obwodu głównego układu chłodzenia silnika.

Zwalniacz elektrodynamiczny. Co to jest?

Na podobnej zasadzie działa zwalniacz elektrodynamiczny. Co to jest i jak radzi sobie ze swoim zadaniem można zrozumieć odwołując się do praw elektrodynamiki. Urządzenie posiada również wirnik i stojan, a moment hamowania powstaje w wyniku ich wzajemnego oddziaływania. Ale rolę cieczy w moderatorach elektrodynamicznych odgrywa pole magnetyczne. Po włączeniu zwalniacza prąd z akumulatora podawany jest na uzwojenia elektryczne stojana tworzące siępole magnetyczne, w którym obraca się wirnik. Powstające prądy wirowe tworzą pola przeciwne do tych generowanych przez stojan, a wirnik uzyskuje moment zwalniający.

Podobnie jak w przypadku moderatorów hydrodynamicznych, podczas pracy uwalniana jest znaczna ilość ciepła. Przegrzanie w takich jednostkach prowadzi do spadku wydajności i jej całkowitej awarii. Zastosowanie chłodzenia cieczą w opóźniaczach elektrodynamicznych jest z oczywistych względów trudne. Dlatego konstrukcja urządzenia zawiera szereg elementów, które pełnią funkcję ochrony przed przegrzaniem. Na kole wirnika znajdują się łopatki, które podczas obracania tworzą przepływ powietrza, który rozprasza wytworzone ciepło. Również zwalniacze elektrodynamiczne są wyposażone w system ograniczania prądu w przypadku przegrzania.

Intarder i Aquatarder

Wymienione powyżej typy moderatorów są podstawowe. Na ich podstawie projektanci tworzą nowe typy opóźniaczy, które raczej można nazwać ulepszonymi modelami klasycznymi. Na przykład ZF, lider europejskiego rynku w produkcji części i części przekładni, zbudował retarder wewnątrz skrzyni biegów i nazwał tę jednostkę intarderem.

Z kolei niemiecki Voith eksperymentuje z lokalizacją zwalniacza w pojeździe i składem płynu roboczego. Jednym z rozwiązań jest akwatarder - retarder, który jest instalowany przed silnikiem i wykorzystuje płyn niezamarzający jako płyn roboczy. Taki opóźniaczktórego zasada działania nie różni się od żadnego innego urządzenia hydrodynamicznego, nie wymaga już wymuszonego chłodzenia, co znacznie upraszcza jego konstrukcję i zmniejsza masę własną.