2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:38
hidastaja. Mikä se on, kaikki eivät ymmärrä vain nimestä. Englannista käännettynä tämä termi tarkoittaa kirjaimellisesti "hidastajaa". Sitä käytetään eri tieteen ja teollisuuden aloilla laitteisiin, yksiköihin tai aineisiin, jotka hidastavat minkä tahansa prosessin dynamiikkaa. Konetekniikan alalla hidastin on laite, joka asennetaan ajoneuvoihin niiden kulkunopeuden hidastamiseksi ilman osallistumista tai pääjarrujärjestelmien osittaista käyttöä.
Missä hidastin on hyödyllinen?
Tarve käyttää hidasteita johtuu siitä, että pääjarrujärjestelmän pitkäaikaisessa kuormituksessa sen luotettavuus ja tehokkuus heikkenevät merkittävästi, millä on kielteinen vaikutus turvallisuuteen. Tämä koskee pääsääntöisesti raskaita kuorma-autoja ja maantiejunia, jotka liikkuvat vuoristoteillä jatkuvassa nousussa ja laskussa.
Ajatellaanpa todellista tilannetta, joka auttaa ymmärtämään, mihin hidastin on tarkoitettu. Kun ajetaan alas rinnettä, kuljettajan on jatkuvasti jarrutettava ylläpitääkseentasainen vauhti. Tällainen kitkajarrujärjestelmän pitkittynyt kuormitus johtaa sen ylikuumenemiseen ja ennenaikaiseen kulumiseen. Ensimmäisessä tapauksessa kallisarvoista lentoaikaa kuluu jarrujen jäähtymiseen, toisessa auton korjaus- ja huoltokustannukset nousevat.
Tarpeeseen löytää lisää hidastuslähdettä vaikutti myös se, että rekkojen kantokyky ja nopeus kasvoivat joka vuosi. Esimerkiksi maantiejunan pysäyttäminen nopeudesta 80 km/h vaatii 4 kertaa enemmän jarrutusvoimaa kuin sen pysäyttäminen nopeudesta 40 km/h. On vaikea olla samaa mieltä siitä, että hidastin käsillä ja sen käytön osaaminen tekee kuljettajasta paljon itsevarmemman ja rauhallisemman.
hidastajan historiasta
Hidastimen keksintöhistorian merkittävin edustaja on saksalainen Voith. Yritys on yrittänyt soveltaa hidastimen ideaa viime vuosisadan toisesta neljänneksestä lähtien, ja se sai ensimmäisen kehitystilauksensa 50-luvun lopulla suurelta rautatieveturien valmistaj alta. Projektin onnistuneen loppuun saattamisen jälkeen vuonna 1961 Voith perusti oman divisioonan, joka on tähän päivään asti erikoistunut yksinomaan hidastimien valmistukseen.
Seitsemän vuotta myöhemmin Voith kehittää ensimmäiset hidastimet pyörillä varustettuihin ajoneuvoihin Setran perustajalle. Tällä tavoin Setra pyrki merkittävästi parantamaan linja-autoillaan matkustajaliikenteen turvallisuustasoa. Voithin uusi kehitys täytti odotukset ja alkoi saada suosiota muiden autonvalmistajien keskuudessa. Viime vuosisadan loppuun mennessä raskaiden ajoneuvojen kuljettajilla ei ollut vain yleinen käsitys kuorma-autojen ja linja-autojen hidastimesta, vaan he käyttivät laitetta aktiivisesti päivittäisessä työssään.
Moderaattorit
Hidastimet sisältävät sekä moottori- että pakojarrut. Termiä "hidastin" käytetään kuitenkin useammin yksittäisiin yksiköihin, jotka on asennettu moottorin tai vaihteiston vetoakseleille. Hidastintyyppejä on useita. Asennuspaikasta riippuen ne jaetaan ensisijaiseen ja toissijaiseen. Ensisijaiset sijaitsevat ennen tarkastuspistettä ja toissijaiset - sen jälkeen. Ensisijaisilla hidastimilla on yksi merkittävä haittapuoli. Vaihteenvaihdon hetkellä se ei ole vuorovaikutuksessa vaihteiston kanssa, ja pyörien jarrutusvoima katoaa. Toimintaperiaatteen mukaan hidastimet jaetaan hydrodynaamisiin ja sähködynaamisiin.
Hydrodynaamiset hidastimet
Hydrodynaaminen hidastin löytyy useimmiten raskaista ajoneuvoista. Mikä se on ja miten se toimii, se on helpompi ymmärtää niille, jotka tuntevat automaattivaihteiston. Hydrodynaamisen hidastimen toiminta perustuu nestekytkennän periaatteeseen. Rakenteellisesti yksikkö koostuu kahdesta pyörästä, joissa potkurin lavat sijaitsevat yhteisessä kotelossa toistensa edessä. Yksi pyöristä on jäykästi kiinnitetty sisälle ja toinen, jokayhdistettynä ajoneuvon akseliin, pystyy pyörimään.
Kun hidastin kytketään päälle, terien välinen tila täyttyy nesteellä. Roottorin pyörimisen aikana esiintyvä keskipakovoima pyrkii siirtämään sitä ulospäin, kun taas staattorin juoksupyörä estää tämän prosessin ja sillä on vastavuoroinen hidastusvaikutus. Pois päältä -tilassa, kun moderaattorin kotelossa ei ole nestettä, terät pyörivät vapaasti eivätkä käytännössä ole vuorovaikutuksessa.
Useimmissa tapauksissa öljyä käytetään työnesteenä. Joissakin yksiköissä öljynsyöttö on itsenäinen, ja joissakin se liittyy vaihteiston voitelujärjestelmään. Hidastimen käytön aikana syntyy huomattava määrä lämpöä. Energian säilymislain mukaan hidastimen absorboima vetomomentti muunnetaan lämmöksi, mikä nostaa käyttönesteen lämpötilaa. Siksi hidastin on kytketty päämoottorin jäähdytysjärjestelmän piiriin tehokkaan lämmönsiirron varmistamiseksi.
Elektrodynaaminen hidastin. Mikä se on?
Elektrodynaaminen hidastin toimii samalla periaatteella. Mikä se on ja miten se selviää tehtävästään, voidaan ymmärtää viittaamalla sähködynamiikan lakeihin. Laitteessa on myös roottori ja staattori, joiden vuorovaikutuksen tuloksena syntyy jarrutusmomentti. Mutta nesteen roolia sähködynaamisissa hidastajissa hoitaa magneettikenttä. Hidastimen päällekytkennän jälkeen akusta tuleva virta syötetään sähköstaattorin käämeihin muodostaenmagneettikenttä, jossa roottori pyörii. Tuloksena olevat pyörrevirrat luovat vastakkaisia kenttiä kuin staattorin synnyttämät kentät, ja roottori saa hidastusmomentin.
Hydrodynaamisten hidastajien tapaan käytön aikana vapautuu huomattava määrä lämpöä. Tällaisten yksiköiden ylikuumeneminen johtaa tehokkuuden laskuun ja sen täydelliseen epäonnistumiseen. Nestejäähdytyksen käyttö elektrodynaamisissa hidastimissa on ilmeisistä syistä vaikeaa. Siksi laitteen suunnittelu sisältää useita elementtejä, jotka suojaavat ylikuumenemiselta. Roottorin pyörässä on siivet, jotka pyöritettäessä luovat ilmavirran, joka haihduttaa syntyneen lämmön. Lisäksi sähködynaamiset hidastimet on varustettu virranrajoitusjärjestelmällä ylikuumenemisen var alta.
Intarder ja Aquatarder
Yllä luetellut moderaattorityypit ovat perusmuotoja. Niiden pohj alta suunnittelijat luovat uudentyyppisiä hidasteita, joita voidaan pikemminkin kutsua parannetuiksi klassisiksi malleiksi. Esimerkiksi Euroopan markkinajohtaja osien ja voimansiirtoosien valmistuksessa ZF rakensi vaihteiston sisään hidastimen ja kutsui tätä yksikköä intarderiksi.
Saksalainen Voith puolestaan kokeilee hidastimen sijaintia ajoneuvossa ja käyttönesteen koostumusta. Yksi kehityksestä on aquatarder - hidastin, joka on asennettu moottorin eteen ja joka käyttää jäätymisenestoainetta työnesteenä. Sellainen hidastinjonka toimintaperiaate ei eroa muista hydrodynaamisista laitteista, se ei enää tarvitse pakkojäähdytystä, mikä yksinkertaistaa merkittävästi sen suunnittelua ja vähentää omapainoa.
