Réz és Ötvözetei: Az ECU-tól a Rúdig és Alkalmazásaik

A réz (Cuprum), vegyjele Cu, nevét Ciprus szigetéről kapta, amely már az ókorban fontos rézlelőhely volt. Ez a sokoldalú fém, számos egyedi tulajdonságának köszönhetően, kulcsszerepet játszik az iparban, az elektronikában és a modern járműtechnikában. Kémiailag tiszta formájában (kohóréz, katódréz) színe vörös.

A Réz Alapvető Tulajdonságai

A réz kiemelkedő villamos vezetőképességgel rendelkezik, ami az ezüst után a második legjobb vezetőanyag, azonban az ötvözők és szennyezők hatására ez jelentős mértékben csökken. Hőtágulása kétszerese az acél hőtágulásának. Lapon középpontos kockarácsú, nem mágnesezhető fém. Szakítószilárdsága Rm = 150-200 MPa, melynek értéke hidegalakítással növelhető 400-500 MPa értékre.

Hidegalakítás és Hőkezelés

A hidegalakítás hatására a réz szemcseszerkezete torzul, és fokozatosan egyre jobban ellenáll a külső alakító erőnek, az anyag keménysége, szakítószilárdsága nő. Az alakítási keményedést a kristályszerkezetben lejátszódó folyamatok okozzák. Egy keményedési határ elérése után a további képlékeny alakításnál elkerülhetetlen a repedések kialakulása és az anyag törése, ezért hőkezelést kell alkalmazni (pl. izzítás). A réz szilárdsága hidegalakítással növelhető és hevítéssel ismét csökkenthető.

Rézötvözetek és Alkalmazásuk

A rézötvözetek hővezető képessége a színrézénél jóval kisebb. Mivel az ötvözők jelentős része oxigénelvonó hatású, a rézötvözetek könnyebben hegeszthetők. Nehezíti azonban a hegeszthetőséget, hogy néhány ötvözőelem (pl. ólom) gőz formájában távozik hegesztés közben.

Anyagminőségek és Felhasználási Területek

Az E-Cu és SE-CU lemezek vezetőképessége jobb, míg az SF-Cu lemezek mechanikai tulajdonságai kedvezőbbek. SF-Cu lemezeket akkor alkalmaznak, ha a korrózióállóság a fontos és nagyobb tisztaságú ötvözetre van szükség. Az MSZ EN 1057:2006 szabvány alapján a SF-Cu és OF-Cu helyett a Cu-DHP vagy CW024A a jele a foszforral dezoxidált, négytisztaságú réznek (Cu + Ag min. 99,90% és 0,015% foszfor tartalom).

A réztermékeket zömében az elektromos iparban és az építőiparban alkalmazzák, de megjelennek a lakberendezésben, autóiparban és sok egyéb iparágban. Jellemzően két fajta vörösréz anyagról beszélhetünk:

• Cu-ETP (ECU-57): Kiváló villamosvezetőképessége miatt alkalmazzák, például áramvezető sínek, villamos érintkezők, kapcsolók, vezetékek és szikraforgácsoló elektródák gyártására.
• Cu-DHP (SF-Cu): Foszfortartalma miatt jobban forrasztható, elektromos vezetőképessége kisebb a Cu-ETP anyaghoz képest. Tetőfedésnél és fűtéscsövek anyagaként jelenik meg.

A vörösréz kiváló technológiai tulajdonságokkal rendelkezik. Hidegen és melegen kitűnően hengerelhető, sajtolható, hidegen húzható, hajlítható. Az ipar lemez, szalag, cső, rúd és huzal formában sok területen használja. Mechanikai tulajdonságai - hidegalakítással - széles határok között változtathatók.

Réz Rudak és Csövek

A rézből készült rudak kiváló elektromos és hővezető képességének köszönhetően a villamos iparban például vezetősínként, villamos érintkezőként, kollektor szegmensként építik be. Húzással készülnek, szabadon, illetve csévére tekercselve SE-Cu, E-Cu anyagminőségekben. Állapotuk lehet lágy, félkemény, kemény. Kiváló az elektromos-, és hővezető képességük, mechanikai tulajdonságaik és korrózióállóságuk. A rudak különböző profillal (kör, négyszög, hatszög, lapos rúd) készülnek a felhasználói igényeknek megfelelő összetételben (SE-Cu, E-Cu, SF-Cu).

A rézcsövek kialakítását a különböző célokra szabványok írják elő. Például a MSZ EN 1057:2006 szabvány a varrat nélküli, kör szelvényű rézcsövek kialakítását, anyagminőségét írja elő vízhez és gázhoz, valamint egészségügyi és fűtési alkalmazásra. A szabvány alapján a rézcsöveket különböző keménységgel, szálban vagy tekercsben hozzák forgalomba lágy (R220) rézcső, félkemény (R250) rézcső és kemény (R290) rézcső megjelöléssel.

Réz és Sárgaréz Termékek Árpéldái (Adott adatok alapján)

Példák húzott vörösréz és sárgaréz rudak, illetve csövek áraira (az adatok forrása és relevanciája a szövegben nem specifikált):

• Húzott vörösréz kör rúd, félkemény, 3000 mm hosszúságban, anyagminőség: E-Cu. 8.572,50 Ft/kg. (Több helyen is megismétlődő ár.)
• Húzott vörösréz kör rúd, félkemény, 4000 mm hosszúságban, anyagminőség: E-Cu. 8.572,50 Ft/kg.
• Sárgaréz cső. 8.178,80 Ft/kg.
• Húzott sárgaréz kör rúd, félkemény, 3000 mm hosszúságban, anyagminőség: CuZn39Pb3. 5.622,93 Ft/kg.
• Húzott sárgaréz lapos rúd, félkemény, 3000 mm hosszúságban, anyagminőség: CuZn39Pb3. 7.453,96 Ft/kg.
• Húzott sárgaréz hatszög rúd, félkemény, 3000 mm hosszúságban, anyagminőség: CuZn39Pb3. 6.864,35 Ft/kg.
• Sárgaréz szalag CuZn 37, fk, lemezvastagság: 1 mm, szélesség: 60 mm. 6.864,35 Ft/kg.

ECU és Réz a Járműtechnikában: Aktív Stabilizátor Rendszerek

Az autóiparban a réz nemcsak a hagyományos elektromos vezetékelésben jelenik meg, hanem a modern, elektronikusan vezérelt rendszerekben is kulcsszerepet kap. Egy példa erre az aktív stabilizátor rendszerek, amelyek a gépjármű ívmenetében, sávváltási manőver során a kocsiszekrény dőlésének szabályozott csökkentését célozzák. Ezt elsősorban kényelmi szempont indokolja, de legalább ilyen fontos a jármű sajátkormányzási tulajdonságainak kedvező alakítása is. Erre a legkézenfekvőbb megoldás a stabilizátor rúd merevségének a lehető legrövidebb reakcióidővel történő változtatása.

A Lexus Aktív Stabilizáló Rendszere

A Lexus aktív stabilizáló rendszer esetében a félbevágott stabilizátor rudakat egy kefe nélküli DC motor köti össze. Az egyik fél a villamosmotor forgórészéhez, a másik pedig a házhoz van erősítve. Természetesen közéjük egy nagy áttételű hullámhajtóművet szereltek.

Azt, hogy a két stabilizátor rúd mennyire forduljon el egymáshoz képest, az első és hátsó stabilizátor rudakhoz tartozó ECU (Electronic Control Unit - elektronikus vezérlőegység) határozza meg. Az ECU az elkormányzás szög, a jármű sebesség, a legyezési szögsebesség és a gyorsulás érzékelőinek jelei alapján hozza meg döntését.

Adott feszültség érték kivezérlésekor a stabilizátorrúd-felek elfordulnak egymáshoz képest, így a stabilizátor rúd hosszanti tengelye körül nyomaték keletkezik. Ennek a nyomatéknak köszönhetően aztán a felépítményen aktív stabilizáló nyomaték ébred. A rendszer az AVS (Adaptive Variable Suspension System = adaptív lengéscsillapítás) rendszerrel együtt működik, beavatkozása során „SPORT” üzemmódba állítja azt. A Lexus rendszerével hasonló menetdinamikai tulajdonságokat érhetünk el, befolyásolhatjuk a sajátkormányzási tulajdonságokat, és a stabilizátor rudak változtatható merevségének köszönhetően, egyenes menetben a stabilizátor rúd-feleket akár el is választhatjuk egymástól. Minden Lexus GS450h és LS600H modellben szériafelszereltségként jelenik meg a rendszer, kivéve az oroszországi piacon, ahol ez extraként választható.

A Lexus Aktív Stabilizáló Rendszerének Elemei

1. Központi irányító egység: Az első és hátsó tengelyekhez tartozik. Az első tengely központi irányító egysége a jobb oldali ködlámpa mellett kapott helyet a lökhárítóban.
2. ECU-k: Az első és hátsó tengely aktuátoraihoz külön ECU tartozik. A hátsó ECU és a DC-DC konverter a pótkerék tároló helyét elfoglalja, így ezeket a modelleket kerekekbe beépített vészkerékkel (run flat tire) szerelik.
3. Akkumulátorok: A jármű csomagterében két akkumulátort találunk: a pót járműakkumulátort (S65D26L(S) min. 48 Ah) és az aktív stabilizátorok tápellátásáért felelős akkumulátort (S46A24L(S) min. 25 Ah). Az S46A24L(S) típusú akkumulátor a DC-DC konverteren keresztül töltődik.
4. Akkumulátor töltés-ellenőrző és hőmérséklet érzékelő: Az egy házba épített szenzorok az akkumulátor negatív pólusára csatlakoznak. A Hall IC-s töltés szenzor érzékeli, hogy az akkumulátor éppen töltés alatt áll-e, vagy teljesítményt ad le. Az aktuális információt elküldi a hátsó tengely ECU-jának, amely alapján az irányító egység kiszámítja az akku töltöttségi fokát. A termisztoros hőmérsékletszenzor jelei alapján a hátsó tengelyhez tartozó ECU a hőmérsékletszenzor ellenállását változtatja, védve ezzel az akkumulátort.
5. Aktuátorok: Kefe nélküli DC motorból és hullámhajtóműből állnak. A motor tápfeszültség ellátásáért a DC-DC konverter a felelős, amely egy feszültség erősítő segítségével 12 V-ról a (maximum) 26 V-ra felerősített feszültségjellel hajtja a motort.
6. Hullámhajtómű (harmonic drive): Nagy áttételt valósít meg, kis tömege, mérete és kevés alkatrészszáma mellett. Három fő alkatrésze a hullámgenerátor, a hullámkerék és a gyűrűkerék. A hullámgenerátor forgatásakor a hullámkerék fogait sorba belepréseli a gyűrűkerék fogai közé. Mivel a hullámkerék fogszáma kettővel kisebb, mint a gyűrűkeréké, a hullámgenerátor egyszeri körbefordulásának eredményeképpen a hullámkerék 2 fognyit elfordul. A hajtás kimenete a hullámkerék. A mechanizmus ellentétes értelmű forgást hoz létre. A harmonikus hajtással a gyakorlatban 1:200 maximális áttételt szokás megvalósítani. A mechanizmus korlátja a kimenő nyomaték nagysága, amely rendkívüli igénybevételt jelent a hullámkerék anyagának.

Biztonsági Mód és Diagnosztika

Az aktuátor egység belsejében található a motort „reteszelő” relé, amely a rendszer meghibásodása esetén aktívvá válik, azaz nem engedi a két stabilizátorrúd-felet elfordulni egymáshoz képest. Mindezt egyszerűen úgy éri el, hogy a DC motor kivezetéseit rövidre zárja, a motor elforgatása szinte „lehetetlenné” válik.

A rendszermemória tárolja az üzem közben fellépő hibákat DTC (Data Trouble Code) formájában. A vezetőt a műszerfalon elhelyezett visszajelző lámpa és a „multifunkciós kijelzőn” megjelenő „CHECK ACT.STABI.” felirat figyelmezteti arra, hogy meghibásodás állt elő a rendszerben.

Gyári Toyota rendszerteszterrel egyszerűen kiolvashatók a hibakódok. Alternatív megoldásként a DLC3-as (Data Link Connector) csatlakozó 4-es (CG) és 14-es (TC) pinjeinek rövidre zárásával a multifunkciós kijelzőn leolvasható a hibakód. A DTC-k törléséhez a 4-es (CG) és a 12-es (TS) pinek rövidre zárásával, majd egy speciális procedúra (adaptív lengéscsillapítás állító gomb „NORM”-ból „SPORT” állásba kétszer, fékpedál benyomása, majd a procedúra háromszori ismétlése 5 másodperc alatt) követésével végezhető el. Sikeres törlés esetén a kijelzőn eltűnik a felirat és a rendszerhiba visszajelző lámpa elalszik.

A soros rendszerteszterekkel kiolvasható élő adatblokk 18 paramétert tartalmaz, többek között jármű sebességét, keréksebességeket, motorfordulatszámot, elkormányzási szöget, legyezési szögsebességet, oldal- és hosszirányú gyorsulást, stabilizátorrúd-felek elfordulási szögét és nyomatékát, valamint feszültségértékeket. A műszerfal multifunkciós kijelzőjén összefoglalt üzenetek jelenhetnek meg.

Réz és ECU a Haszonjárművek Fékrendszereiben

A haszonjárművek, azaz autóbuszok (M kategória), teherautók (N kategória) és pótkocsik (O kategória) sűrített levegővel működtetett fékrendszerei is erősen támaszkodnak az elektronikus vezérlésre és az anyagtechnológiára, beleértve a réz felhasználását a vezetékekben és érzékelőkben. A nagy tömegük miatt a hatékony fékezést sűrített levegővel lehet megvalósítani.

Fékrendszerek Típusai és Működésük

Hasonlóan a személygépkocsikhoz, az üzemi fékrendszer a biztonság miatt kétkörös kell legyen. Fékezés közben a vezető egyik kezével sem engedheti el a kormányt, ezért az üzemi féket pedállal működteti. A biztonsági fék lehet a kétkörös üzemi fék épen maradó köre, vagy a rögzítő fék is, amennyiben az fokozatosan működtethető. A rögzítő fék kézi karral, de újabban már elektromos kapcsolóval is aktiválható.

Pótkocsis szerelvények fékezéséhez szükséges szerelvényeket egyrészt a vontatóra, másrészt a pótkocsira szerelik fel. A működtetéshez szükséges energiaellátását a vontatóra szerelt sűrített levegő előkészítő egység biztosítja. Az összgördülő tömeg függvényében kötelező a tartós lassító fék, illetve a blokkolásgátló alkalmazása is. Az utóbbi tizenöt évben gyártott haszonjárművek már elektronikus fékrendszerrel készültek.

A légfék rendszerek üzemi nyomása az elmúlt évtizedekben fokozatosan növekedett a kezdeti 5,6 bar-ról 7,35 bar, 8,2 bar, 10 bar, 12,5 bar-ra. Ezt tette szükségessé a gépjármű szerelvények tömege, és a gazdaságosabb energia ellátás lehetősége.

Fékezési Módok

• Normál üzemi fékezés: Akkor valósul meg, amikor a vezető kellő időben észleli az akadályt, illetve zavaró körülményt és idejében lassít.
• Pánik fékezés: Akkor válik szükségessé, amikor váratlanul bukkan fel az akadály, vagy alakul ki valamilyen veszély helyzet. A vezető hirtelen és nagy erővel tapos a fékpedálra. Ekkor a fékkamrákba kivezérelt nyomás meghaladja a 3 bar-t.
• Tartós lejtmeneti fékezés: Akkor szükséges, amikor hosszú lejtőn kell a gépkocsi, illetve a pótkocsis szerelvény sebességét állandó értéken tartani. Ez a motorfékkel, kipufogófékkel, vagy különböző retarder változatokkal valósítható meg. Ilyenkor a súrlódásos fék nem kopik és nem melegszik.

A teljes pótkocsis szerelvény energia ellátását a vontatóra szerelt kompresszor biztosítja.

ECE13 Előírások és Fékrendszerek

Az ECE13 előírás első szakaszában tisztáz bizonyos alapfogalmat, definíciókat. Csoportokba foglalja a különféle működésű fékrendszereket. A következő szakasz a fékrendszerek jóváhagyásával és a jóváhagyási jellel foglalkozik. A fékbetétek és a fékkarokba beépített automatikus utánállítók tudnivalóira is kitér. Az ötödik pontban az üzemi-, a másodlagos- és a rögzítő fék követelményeit foglalja össze és kitér a rendszeresen végrehajtandó ellenőrzésekre, a görgős fékpadi mérésekre. Ebben a szakaszban olvashatunk a fény és hangjelzésekről is, mely külön kitér az elektronikus fékrendszerek specialitásaira is. A függelékek sok fontos információt tartalmaznak a gyakorlatban végrehajtandó mérésekre vonatkozóan, például a fékmérések tudnivalóit, a veszélyes árukat szállító járművekre vonatkozó előírásokat, az álló helyzetben végrehajtható mérést és a fékkésedelmi idő meghatározását, az energiatárolók kapacitására vonatkozó méréseket, a rugóerő tárolós rögzítő fékekről szóló tudnivalókat, valamint a járműszerelvények fékezés közbeni stabilitására és a kompatibilitásra vonatkozó információkat. Itt találhatók a vontató járművek és a pótkocsik adhéziós diagramjai. Továbbá részletezi a mérési módszereket is. A 13-as melléklet a blokkolásgátló rendszerek speciális követelményeit és az ezzel kapcsolatos mérési módszereket tartalmazza.

Sűrített Levegő Rásegítős Hidraulikus Fékrendszer

A könnyű és a középnehéz haszonjárműveknél gyakran alkalmaznak sűrített levegő rásegítős hidraulikus fékrendszert. A sűrített levegő energiája a pedálerőhöz a rásegítést biztosítja. A hidraulikus fék alkalmazása pedig a kis késedelmi idő miatt előnyös.

Egy sűrített levegős rásegítő egységben a nagyobb átmérőjű felső rész a sűrített levegős rásegítő munkahenger, alatta a kisebb átmérőjű pedig a nyomáskivezérlő szelep. A két rész mechanikus rudazattal van egymással összekötve. Ez teszi lehetővé, hogy amikor nincs sűrített levegő, a pedálerő közvetlenül hasson a hidraulikus főfékhengerre. A vezető is érzi a fékpedálon a kivezérelt nyomást, mert az a rudazaton keresztül visszahat. Az alsó szeleprendszer végzi a pótkocsi sűrített levegővel történő fékezésének a vezérlését.

A fenti ábrán látható sűrített levegős fékrásegítő része egykörös. A jelenlegi fék előírások szerint az új gépkocsikat már két körös rásegítővel kell ellátni. Ennek az előírásnak azonban nincs visszamenőleges hatálya. Ezt a fékrendszert az angol nyelvterületen „air over hydraulic”-nak szokták nevezni, ami jól kifejezi a lényegét.

A pedálszeleppel kivezérelt fékező nyomás fékkörönként egy-egy fékkamrába kerül. Ennek rudazatával az egy körös főfékhenger dugattyújára fejti ki a működtető erőt, amely létrehozza a hidraulikus fékező nyomást. Ennek a fékrendszernek az a hátránya, hogy amennyiben nincs sűrített levegő, a gépkocsi nem fékezhető. Az ilyen fékrendszereknél a blokkolásgátló a sűrített levegős működtető részen fejti ki hatását. Amennyiben ABS/ASR szabályozást akarnak megvalósítani, nem elegendő a futóművenkénti két fékkör. Az ASR beavatkozáshoz a bal és a jobb hátsó kerekekhez külön fékköröket kell kialakítani.

Sűrített Levegő Ellátó és Tároló Rendszerek

A haszonjárművek sűrített levegő ellátását a kompresszor végzi. Leggyakrabban a dugattyús kompresszorokat alkalmazzák, de találkozhatunk a különböző járművekben támolygó tárcsás és csavarkompresszorokkal is. Ez utóbbiak ugyan drágább kivitelűek, de kisebb a zajkibocsátásuk.

Kompresszor Hajtások és Vezérlések

Régebbi kiviteleknél a belsőégésű motor ékszíjjakkal hajtja a légsűrítőt. Ezeknek a forgattyús tengely végződése DIN 031 szabvány szerinti kúpos, amelyre az ékszíjtárcsa felszerelhető és megfelelő kötés jön létre. A kompresszor rögzítése olyan kell legyen, hogy lehetőséget adjon az ékszíj feszítésére.

A korszerű haszonjárműveknél, ahol nagyobb a sűrített levegő igény, nagyobb teljesítményű kompresszort alkalmaznak. Ezeket már fogaskerék hajtással látják el. Ezek rögzítése a motorblokkhoz egy csatlakozó perem segítségével történik. Ilyenek szoktak lenni a legújabb, úgynevezett „motorra integrált” változatok is. Ezeknél a motorblokk és a légsűrítő csatlakozásánál a kenőolaj és gyakran a hűtővíz átvezető nyílásokat is kialakítják. Így szükségtelenné válnak a csövek, de ez a konstrukció azzal a hátránnyal jár, hogy az erre a célra kifejlesztett változat csak arra a motorblokkra szerelhető fel, amelyikre tervezték.

Az eddigiekben ismertetett ékszíjas, illetve fogaskerék hajtású kompresszorok folyamatosan működnek addig, amíg a belsőégésű motor forog. Nyomásszabályozó gondoskodik arról, hogy az üzemi nyomás elérésekor a sűrített levegő a szabadba áramoljon. Ez a szabályozás egyszerű és ezért olcsó is, de nem mondható gazdaságosnak az energia felhasználás szempontjából.

Az újabb kompresszoroknál a hajtó nyomatékot a belső égésű motor egy olajlemezes tengelykapcsolón keresztül adja át. Így a kompresszor már csak akkor forog, amikor tölti a sűrített levegő hálózatot. A tengelykapcsoló működtetése a típustól függően olajnyomással, vagy elektromágnessel, de sűrített levegővel is történhet. A kompresszor be- és kikapcsolását a tengelykapcsoló működtetésével elektronika vezérli úgy, hogy figyelembe veszi a pillanatnyi sűrített levegő igényt. Ennek a kompresszor változatnak az előnye, hogy így kisebb a motor tüzelőanyag fogyasztása és az olajfelhordás is. Az újabb haszonjárműveknél a kompresszort működtető tengelykapcsolót az elektronikus sűrített levegő előkészítő egység, az EAC elektronikája vezérli. Ennél figyelembe veszi a sűrített levegő felhasználást, a légtartályok pillanatnyi nyomását és a légszárító patron regenerációját. Az EAC elektronika a CAN hálózaton keresztül a gépkocsi többi elektronikus rendszerével, (például a motor és a sebességváltó elektronika) is adatátviteli kapcsolatban áll.

Kenés és Hűtés

A kompresszor egymáson elmozduló alkatrészei, például a henger és a dugattyú, a csapágyak igénylik a kenőolajat. A kompresszor működéséhez szükséges friss kenőolaj a belsőégésű motor olajcsatornájától csövön keresztül, egy bizonyos nyomással érkezik. A kenőolaj a kompresszorba általában egy olajozó szelepen keresztül adagonként jut be. A kompresszor forgattyús tengelyén kialakított excenter fordulatonként nyitja az olajozó szelepet és egy bizonyos mennyiségű olaj beáramlik. Egy másik vastagabb csövön visszaáramlik a kompresszorból a motor olajterébe. Így kap kenőolajat a kompresszor forgattyús mechanizmusa és a levegő sűrítésekor képződő hő egy részét is elvezeti így az olaj.

A kenőolaj egy része a hengerfalról és a dugattyúgyűrűk mozgása miatt bekövetkező „szivattyúzás” miatt elkerülhetetlenül bele kerül a sűrített levegőbe. Ezt a hányadot nevezik „olajfelhordás”-nak. Ha ez nagyobb a megengedettnél, szennyezi a környezetet és hátrányosan érinti a légszárító patron működését. A kompresszor üzemi hőmérsékletén is elkezdődik az egyre vastagodó olajkoksz lerakódása. Ez a kompresszorhoz közeli csövekben és szerelvényekben jelenik meg és leszűkíti az áramlási keresztmetszetet.

Kompresszor Típusok és Innovációk

Az igényesebb gyártók kompresszor családokat fejlesztettek ki. Így például a Knorr-Bremsénél alkalmazott három féle dugattyú átmérővel (Ø80, Ø86 és Ø92 mm) egy és két hengeres kivitelben kielégíthetők a szokásos haszonjárművek sűrített levegő igényei. A haszonjárművekhez a kompresszorokat egységes modulokból gyártja a Wabco is és a különböző típusváltozatokat egy betűs jelöléssel különbözteti meg egymástól. A „H” jelű kompresszor a sorozat legegyszerűbb tagja. A dugattyú átmérője a nagyobb lökettérfogatú típusváltozatoknál egyre nagyobb. A felső határa elérheti a 100 mm-t. Így aztán már 2500 1/perc fordulatszámon is kellően nagy a szállítóteljesítménye. A „D” változatnak például az előnye az, hogy több fokozatban történik a beszívott levegő sűrítése. Az első fokozat után elérik a 4 - 4,5 bar -t, majd a következőben a 12 - 15 bar nyomást. A két nyomásfokozat között egy kicsit hűl a levegő. Így nagyobb lehet a szállított mennyiség. A csökkentett hőmérsékletű változatnál például két hűtőkört is kialakítanak. Ezzel jelentősen mérséklődik a sűrített levegőben az olajkoksz képződési hajlam.

Ha a légsűrítőt a belsőégésű motor hajtja, az történhet pneumatikus működtetésű tengelykapcsolón keresztül is. Ezeknél a járműveknél a kompresszort függetlenné kell tenni a belsőégésű motortól, mert amikor elektromos hajtással közlekednek, akkor is szükség van a sűrített levegőre a fékezéshez és a légrugókhoz. Ezért villanymotorral hajtott kompresszorokat alkalmaznak. Ezeknél a motor fordulatszámát gyakran elektronika szabályozza, mely azzal az előnnyel jár, hogy a gépkocsi sűrített levegő igényéhez igazodhat a kompresszor működése. Amikor az üzemi nyomásra a rendszer feltöltődött, le lehet állítani a légsűrítőt, ami két jelentős előnyt jelent. A pillanatnyi fordulatszámot az elektronikus vezérlés fokozatmentesen állítja be 0 - 2500 min-1 között. Így a különböző haszonjárművek valamennyi üzemállapotában is mindig a legoptimálisabb sűrített levegő szállítás valósulhat meg. A konstrukciót kompakt és robusztus a kivitel jellemzi. A megrendelő igényének megfelelően, szinte valamennyi járműtípushoz illeszthető.

A Knorr-Bremse kifejlesztett hibrid járművekhez egy olyan sűrített levegő ellátó egységet, melynek működése független a belső égésű motortól. Villanymotor hajtja a száraz kompresszort. Ez azt jelenti, hogy kenőolajmentes kivitelű. Kerámiából készült alkatrészeket és zsír kenésű zárt csapágyakat alkalmaznak. Ezzel megszűnt az olajfelhordás, tehát jelentősen meghosszabbodott a légszárító patron élettartama.

Figyelembe kell venni, hogy a haszonjárművek sűrített levegő igénye az elmúlt években folyamatosan növekszik. Ennek az oka az, hogy a fékrendszeren és a futóművek rugózásán kívül a vezetőfülke is légrugókon nyugszik és a vezetőülésbe is légrugót szerelnek. A tengelykapcsoló, a sebességváltó, a differenciálzár-, a retarder működtetése is sűrített levegővel történik. Autóbuszoknál az ajtó nyitáshoz, csukásához, turista buszoknál pedig a „letérdepeltetéshez” is sűrített levegőt használnak. Ha azt szeretnénk, hogy a légszárító patron is rendben regenerálódhasson, nagyobb lökettérfogatú, két-, vagy többhengerű kompresszort kell felszerelni. Emiatt egyre nagyobb igény van a fogaskerék hajtásra és a peremes csatlakozásra.

A kompresszor hűtése történhet léghűtéssel, vagy a motor hűtőfolyadék rendszeréhez csatlakozó folyadék hűtéssel. Erre azért van szükség, mert a beszívott levegőt a kompresszor az adiabatikus állapotváltozásnak megfelelően sűríti, ami jelentős felmelegedéssel jár. Amikor a felmelegedett sűrített levegő kilép a kompresszorból, gondoskodni kell a lehűtéséről. Ha például a sűrítés 12,5 bar-ra történik, a felmelegedés elérheti a 370-500 ˚C közötti értéket. Ezt befolyásolja a belépő levegő, illetve a hűtőfolyadék hőmérséklete. A sűrített levegő hűtésére azért is fontos, mert a jelenleg alkalmazott poliamidból készült csövek nem viselik el ezt a hőmérsékletet. A hűtés történhet hőcserélővel, vagy megfelelő hosszúságú acél csőszakasz beszerelésével. Az így bekövetkező hűlés csökkenti a sűrített levegő magával ragadott kenőolaj cseppekből a koksz képződési hajlamot. Ez egyébként a csövekben és a kompresszorhoz közeli szerelvényekben rakódik le és dugulást is okozhat. A hőcserélő után következő szerelvények egyrészt beállítják az üzemi nyomást, másrészt kivonják nedvességet, a különféle szennyező anyagokat és a kenőolajat, majd egymástól szétválasztják az egyes részrendszereket.

A belső égésű motor tüzelőanyag fogyasztásának csökkentéséhez az is hozzájárul, ha energiatakarékos kompresszort alkalmaznak. Erre látunk két példát a Knorr-Bremse termékei közül. Az egy hengeres változatnál egy segéd teret alakítanak ki a hengerfejben. Ezt egy sűrített levegővel működtetett szeleppel összenyitják a hengertérrel, amikor már elérték az üzemi nyomást. A két hengeres változatnál pedig összenyitják a két kompresszió teret, így a beszívott levegő egy része az egyik hengerből a másikba át tud áramolni. Mindkét változatnál, amikor a kompresszor nem tölti a hálózatot kisebb lesz a sűrítési végnyomás. Újabban olyan két fokozatú kompresszorokat is gyártanak, amelyek további energiatakarékosságot tesznek lehetővé.

tags: #ecu #rez #kor #rud