폐허가 된 트럭 회사에서 부두 기사로 일하는 첫 주라고 상상해 보십시오. 모두가 반대편 해안으로 향하는 거대한 트랙터-트레일러 트럭 뒤에 마지막 화물 팔레트를 싣기 위해 이리저리 뛰어다니고 있습니다. 갑자기, 감독 중 한 명이 다른 운전자가 하역장으로 후진할 수 있도록 트럭 중 하나를 치우라고 말합니다. 그러한 차량을 운전할 방법을 알고 있다고 가정하면 감독관은 계속 가다가 멈춥니다. 왜냐하면 당신이 모르기 때문입니다.
윗사람을 기쁘게 하고 트럭 운전 면허증이 없다는 사실을 무시하려고 운전실에 올라타 문을 닫고 키를 돌립니다. 디젤 엔진이 작동하기 전에 정신을 마비시키는 부저와 대시보드의 깜박이는 불빛에 깜짝 놀라게 됩니다. 시동을 걸었지만 부저와 불빛이 계속 시선을 사로잡습니다.
이전에 스틱 시프트를 운전한 적이 있으므로 이를 처리했다고 생각합니다. 감각 과부하에도 불구하고 클러치를 누르고 낮은 기어라고 생각하는 것을 잡고 클러치를 풉니 다. 예상대로 몸을 앞으로 구부리는 대신 격렬한 굉음과 함께 엔진이 꺼지고 앞유리에 거의 던져질 뻔했습니다.
트럭을 잘못된 기어에 넣었다고 생각하고 엔진을 다시 시작하고 올바른 기어를 선택합니다. 그럼에도 불구하고 부저와 조명은 운전실 내부에 혼란을 야기합니다. 아마도 비상 브레이크가 아직 켜져 있을 수 있습니다. 일반적으로 자동차에서 볼 수 있는 브레이크 핸들이나 레버가 보이지 않기 때문에 클러치를 놓고 다시 한 번 시도해 보기로 결정했습니다.
당황스러울 정도로 똑같은 일이 일어납니다. 당신의 눈의 구석에서 당신은 하역장에서 당신에게 고함치는 같은 감독을 봅니다. 당황한 당신은 택시에서 뛰어내리고 어리둥절한 표정으로 손을 던집니다. 찡그린 상사가 당신을 향해 조깅을 합니다.
에어 브레이크의 세계에 오신 것을 환영합니다. 이 기사에서는 에어 브레이크와 그 구성 요소가 어떻게 작동하는지, 에어 브레이크 시스템을 유지 관리하는 방법과 트럭을 움직일 수 없는 이유를 배우게 됩니다. 다음으로, George Westinghouse가 어떻게 당신을 이런 상황에 이르게 했는지 봅시다.
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공기는 어디에나 있습니다. 유압유는 그렇지 않습니다. 기차, 버스 및 트랙터 트레일러는 에어 브레이크 시스템을 사용하므로 누출 시 고갈될 수 있는 자동차 브레이크 시스템의 유압유에 의존할 필요가 없습니다. 이러한 모든 유형의 운송은 무거운 여객 또는 화물 적재로 인해 무겁기 때문에 안전이 가장 중요합니다. 유압 브레이크에 의존하는 과속 기관차는 브레이크 시스템에서 갑자기 누출이 발생하면 치명적인 강철 총알로 변할 것입니다.
에어 브레이크 이전에 열차는 열차 책임자 또는 엔지니어의 신호에 따라 핸드 브레이크를 적용하기 위해 각 차량의 운전자 또는 브레이크맨이 필요한 원시 브레이크 시스템을 사용했습니다. 이 비효율적인 수동 시스템은 직접 에어 브레이크 시스템으로 대체되었습니다. , 공기 압축기를 사용하여 브레이크 파이프를 통해 각 자동차의 공기 탱크로 공기를 공급했습니다. 엔지니어가 이 브레이크를 밟았을 때 파이프에 공기가 가득 차서 브레이크를 밟았습니다.
1869년 George Westinghouse라는 엔지니어는 비교적 새로운 철도 산업에서 안전의 중요성을 깨닫고 최초의 트리플 밸브를 발명했습니다. 철도 차량용 에어 브레이크 시스템. Westinghouse의 시스템은 직접 에어 브레이크 시스템과 반대 방향으로 작동했습니다. 삼중 밸브 시스템은 세 가지 기능을 수행하므로 그 이름이 붙었습니다. 그 기능들을 살펴보겠습니다.
우리 자동차의 유압유처럼 힘이나 유도 공기를 사용하여 브레이크를 적용하는 대신 트리플 밸브 시스템은 공급 탱크를 채우고 공기 압력을 사용하여 브레이크를 해제합니다. 즉, 삼중 밸브 시스템의 브레이크는 시스템 전체에 공기가 펌핑될 때까지 완전히 결합된 상태를 유지합니다. 이러한 유형의 시스템에 공기가 완전히 손실된 경우 브레이크가 작동하여 열차를 정지시킬 수 있다는 점을 고려하면 매우 독창적입니다. 고속도로를 축소할 때 브레이크 페달을 밟을 때를 생각해 보십시오. 자동차의 브레이크액이 누출되면 브레이크가 작동하지 않습니다.
트리플 밸브 시스템은 오늘날 기차, 버스 및 트랙터 트레일러의 에어 브레이크 시스템에서 작동하는 기본 개념입니다. 다음 섹션에서는 기어를 전환하고 도로 주행 차량의 에어 브레이크가 어떻게 작동하는지 알아보겠습니다.
가출열차는 피할 수 있었다1988년 6월 27일 프랑스 파리 리옹역에서 통근열차가 정지열차와 충돌해 56명이 숨지고 32명이 다쳤다[출처:AP, 내셔널 지오그래픽]. 일련의 실수로 열차가 제동 능력이 크게 저하된 후 재난이 발생했습니다. 승객이 하차할 때 부주의하게 비상 브레이크를 당긴 후, 운전자는 시스템에 공기 잠금 장치가 있다고 생각하여 브레이크 밸브를 잠갔습니다. 그가 시스템에서 공기를 빼낸 후 기차는 자유롭게 굴러갔지만 충전 시스템이 있는 나머지 차량은 충분한 제동력이 없었습니다. 공황 상태에서 운전자는 전자 비상 제동 장치를 작동시키지 않았고 열차는 역에서 정지해 있는 열차와 충돌했습니다. 승객 대피를 돕기 위해 충돌까지 머물던 정지 열차의 용감한 운전자가 없었다면 사망자는 훨씬 더 많았을 것입니다 [출처:AP, 내셔널 지오그래픽]
도로 차량의 에어 브레이크에 대해 알아보기 전에 자동차 브레이크가 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 차를 운전해 본 사람은 브레이크 페달을 바닥으로 밟으면 차가 느려지고 결국 멈추는 것을 압니다. 그러나 세계에서 어떻게 우리의 발이 고속으로 도로를 달리는 1,361kg(3,000파운드) 자동차를 멈출 수 있습니까?
먼저 다양한 유형의 브레이크에 대해 논의한 다음 다양한 구성 요소를 살펴보겠습니다. 기차, 트랙터-트레일러 트럭, 버스 및 자동차를 포함한 모든 회전 차량에는 두 가지 유형의 시스템 중 하나가 포함되어 있습니다. 유압 브레이크 , 경량 트럭 및 승용차에서 볼 수 있는 브레이크를 작동하기 위해 유압유 또는 오일을 사용합니다. 다음 섹션에서 자세히 설명할 에어 브레이크는 공기를 사용하여 브레이크를 작동합니다. 차이점을 살펴보겠습니다.
유압 시스템에서 유체는 일반적으로 마스터 실린더라고 하는 저장소에 저장됩니다. . 브레이크 페달을 밟으면 유체가 브레이크 호스나 라인을 통해 각 휠에 장착된 피스톤으로 펌핑됩니다. 이 브레이크 피스톤은 두 개의 브레이크 슈를 밀어냅니다. , 팽창하여 브레이크 드럼 내부에서 마찰을 일으킵니다. , 또는 브레이크 패드 , 브레이크 로터를 고정합니다. . 다음은 유압식 디스크 브레이크 시스템의 구성 요소입니다.
[출처:브레이크]
다음은 일부 부품이 디스크 브레이크에 어떻게 맞는지 살펴보겠습니다.
디스크 브레이크 이전에는 자동차가 드럼 브레이크에 의존했습니다. 주요 메커니즘은 동일했지만 드럼 브레이크는 로터가 아닌 허브에 장착된 드럼 내부에 설정된 브레이크 슈를 사용했습니다. 디스크 브레이크는 더 쉽게 냉각되고 더 많은 표면적이 있기 때문에 제동력이 증가합니다. 또한 브레이크 패드가 마모되어 제동 능력이 저하되면서 형성되는 브레이크 먼지는 드럼 브레이크보다 디스크 브레이크가 더 쉽게 배출됩니다. 디스크 브레이크 및 드럼 브레이크에 대한 자세한 내용은 디스크 브레이크 작동 방식 및 드럼 브레이크 작동 방식을 참조하십시오.
이제 기차와 자동차 브레이크의 기본 사항을 이해했으므로 대형 굴착 장치와 버스에 대해 이야기해 보겠습니다.
재단 브레이크는 트럭과 버스에서 볼 수 있는 가장 일반적인 에어 브레이크 시스템이며 철도 차량에서와 같은 방식으로 작동합니다. 삼중 밸브 원리를 사용하여 공기가 브레이크 파이프 또는 공기 라인 내부에 축적되어 브레이크가 해제됩니다. 에어 브레이크가 장착된 거의 모든 도로 주행 차량에는 단계적 해제 시스템이 있습니다. 여기서 부분적인 압력 증가는 브레이크의 비례 해제를 나타냅니다.
다음 구성 요소는 트럭이나 버스의 기초 에어 브레이크 시스템 전용입니다.
유휴 상태에서(브레이크에서 발을 떼고 차량의 공기 시스템이 충전됨) 공기 압력이 다이어프램을 초과하거나 S-캠이 닫힌 위치에 있으므로 브레이크 시스템이 해제됩니다. 브레이크 페달을 밟자 마자 공기 압력이 감소하여 S-캠이 회전하고 브레이크 슈가 드럼에 닿게 됩니다. 컴프레서가 리저버 탱크를 다시 채우고 페달을 뒤로 젖히면 공기 압력이 다시 원래 상태로 증가합니다.
긴급 에어 브레이크 표준 에어 브레이크 시스템을 보완하고 대시의 버튼을 당겨 활성화할 수 있습니다(소개에서 본 표시등이 있는 부분 근처). 에어 브레이크가 장착된 차량을 운전하려면 먼저 비상 브레이크 버튼을 눌러 시스템에 공기를 채워야 합니다. 비상 시스템에 압력이 가해지는 한 비상 브레이크는 해제된 상태를 유지합니다. 시스템에 누출이 있는 경우 비상 브레이크를 걸 수 있을 정도로 압력이 감소할 수 있습니다. 또한 대형 트럭에는 종종 배기 브레이크가 장착되어 있습니다. 제동 과정을 보조하지만 이것은 에어 브레이크 시스템이 아닌 엔진에 의존합니다.
우리는 에어 브레이크가 어떻게 작동하는지 배웠습니다. 이제 다음 섹션에서 브레이크 고장을 방지할 수 있는 유지 관리 방법을 살펴보겠습니다.
무슨 소리야?트럭과 버스에서 왜 재미있는 삐걱거리는 소리와 쉿하는 소리가 나는지 궁금한 적이 있습니까? 삐걱 거리는 소리는 제동 후 빠져 나가는 공기이며 ppsss 소리는 자동 바이패스 안전 밸브입니다. 작업 시 기압이 올바른 수준으로 유지되도록 합니다. 에어 브레이크 시스템의 주요 장점은 공기를 사용하여 작동할 수 있다는 것이므로 압축기는 계속해서 작동을 시작하여 압축 공기로 저장소를 다시 채웁니다. 압축기에서 공기가 너무 많이 생성되면 밸브가 열리고 큰 소리가 납니다.
미국의 모든 주에는 에어 브레이크가 장착된 차량 작동에 대한 특정 지침이 있습니다. 상용 운전 면허증을 취득하기 위한 시험은 그러한 차량을 유지하기 위한 단계와 마찬가지로 까다롭습니다. 다음은 도로로 나가기 전에 취해야 할 몇 가지 단계입니다.
또한 응축된 공기의 부산물인 에어 브레이크 시스템에 물이 있는지 확인해야 합니다. 에어 브레이크 라인은 물을 좋아하지 않습니다. 특히 얼음이 공기가 브레이크 메커니즘에 도달하는 것을 막아 휠이 잠길 수 있는 추운 기후에서는 더욱 그렇습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 많은 현대식 시스템에는 각 공기 탱크에 자동 배수 밸브가 설치되어 있습니다.
에어 커플러도 문제를 일으킬 수 있습니다. 마모된 고무 씰은 공기가 빠져나가게 합니다. 압축기는 작은 누출을 극복할 수 있지만 압축기를 너무 세게 실행하면 고장이 발생할 수 있습니다. 다시 말하지만, 우리가 배웠듯이 공기 손실이 반드시 나쁜 것은 아니지만, 그것은 당신이 갇힌 것을 의미할 것입니다. 트럭 운전사의 경우 산길 한가운데서 좌초되는 것은 아마도 일정에 없을 것입니다.
에어 브레이크의 또 다른 부산물인 브레이크 감도는 특히 경험이 부족한 운전자에게 사고로 이어질 수 있습니다. 에어 브레이크 시스템은 무거운 하중을 운반하는 차량에서 작동하도록 설계되었습니다. 고속도로의 이중 스키드 마크가 모두 어디에서 오는지 궁금해 한 적이 있습니까? 그것은 뒷바퀴를 잠그는 가벼우거나 빈 트레일러의 제품입니다. 트럭 운전사에게 가장 무서운 것은 잭나이핑일 것입니다. It’s never good when the back end of the trailer creeps up alongside the cab. Trucks traveling in rain and snow can easily jackknife if too much brake is applied.
Most modern vehicles with air brakes use a dual system . In essence, such equipped vehicles have two systems in case one should fail. Anti-lock brakes can now be found in tractor-trailer rigs and work much the same way as ABS systems found in passenger cars.
Fundamentally speaking, air brakes are efficient and reliable. However, don’t hold your breath if you’re hoping to find them in your car any time soon. Air-brakes systems occupy too much space and attention to be considered practical in cars. Just look at a Peterbilt truck as it saunters down the interstate. Have you seen the big tanks tucked behind the fuel tanks? Try finding a place for those under the hood of a Honda Civic.
If you’d like to learn more about air brakes and read some related HowStuffWorks articles, explore the links on the next page.
Poor maintenance leads to runaway truckOn April 25, 1996, a 1988 Mack cement truck collided with a small Subaru sedan in Plymouth Meeting, Pa. As the driver of the cement truck approached an intersection at the end of a downhill off ramp, his brakes failed and the truck barreled into the intersection, striking the Subaru and killing its driver. The National Transportation Safety Board investigated the incident and found several problems with the truck, notably reversed brake lines and a secondary system failure. Those two issues left the truck with only an estimated 17 percent to 21 percent of its total braking capability. Unfortunately, the driver had no idea he had a brake failure. Poor maintenance resulted in a senseless death that could have been avoided. [source:NTSB]
Now let's put the parts together to see how air brakes work as a whole. This diagram provides both a closeup view and an example of where the brakes are located in your vehicle.
Originally Published:Jun 2, 2008
