ブレーキチャンバースプリング: その仕組み、故障の兆候、および安全な交換

ブレーキ チャンバー スプリングは安全装置であり、ベンチ上で再構築できる摩耗部品ではありません。この 1 点で、購入やメンテナンスに関するほとんどの疑問が解決します。スプリング ブレーキ チャンバー内のスプリングが弱くなったり腐食したりした場合は、チャンバー アセンブリ全体を交換する必要があります。クランプ バンドを開けてスプリングを交換する必要はありません。

スプリングは、システム内に空気圧がないときに、駐車中のトラック、バス、またはトレーラーを静止させるエネルギーを蓄えます。パーキングブレーキが解除されるたびに圧縮され、シフト中ずっと圧縮されたままとなるため、腐食、熱、疲労が通常の圧縮スプリングよりもはるかに重要になります。

以下では、スプリングの機能、どのように故障するか、交換を正当化する症状、注文書に記入する価値のある仕様について説明します。

ブレーキチャンバースプリングがチャンバー内でどのような役割を果たしているか

その唯一の仕事は、空気圧がなくなったときにブレーキをかけることです。ブレーキ チャンバー スプリングは、スプリング ブレーキ チャンバーのパーキング セクションにある大きな圧縮スプリングで、パーキング ブレーキを解除し続ける空気圧に対抗します。これはリターン スプリングでもトリム コンポーネントでもありません。エア システムのエア漏れやラインの故障の場合に、荷物を積んだ車両を勾配上で静止させておく部品です。

エアブレーキ車両は 2 つの機能を 1 つのハウジングに組み合わせています。サービスセクションでは、圧縮空気を使用してダイヤフラムを押し、走行中にブレーキをかけます。スプリング セクションはその逆を行います。保存されたスプリング力がデフォルト状態であり、空気圧がブレーキをオフに保持します。この反転が、スプリングにほぼ継続的に負荷がかかる理由です。

スプリングによるパーキングブレーキのかかり方と解除方法

空気圧によってパーキング ブレーキが解除され、ばねの力だけがパーキング ブレーキに適用されるため、以下のすべての動作はその 1 つの設計上の選択に従います。

1. 充電 - コンプレッサーはシステム圧力を約 100 ～ 120 psi まで上昇させます。空気がスプリングチャンバーに入り、ピストンを押してスプリングを圧縮します。
2. 運転中 - スプリングは設置高さで圧縮された状態を維持し、多くの場合、作業日中ずっと続きます。車両に最も大きな荷重がかかるのは、駐車中ではなく、走行中です。
3. パーキング - パークバルブがスプリングチャンバーを排気し、スプリングが伸びてプッシュロッドを押し出してブレーキをかけます。
4. 緊急用途 - システム圧力が保護しきい値 (バルブとチャンバーに応じて通常 40 ～ 45 psi の範囲) を下回ると、スプリングが自動的にブレーキをかけます。
5. 手動ケージ — ケージボルトが機械的にスプリングを圧縮するため、空気なしでも車両を移動できます。これは修理ではなく一時的なサービス ツールであり、車両がサービスに戻る前に解除する必要があります。

ブレーキチャンバースプリングが故障する理由

湿気と腐食により、ほとんどのブレーキ チャンバー スプリングは、設計上の荷重がかかるずっと前に終了します。スプリングは油で汚れた濡れたハウジング内にある高応力部品であり、ワイヤーの表面が故障の始まりとなります。

• 結露と水の浸入: 空気システムは湿気を運び、チャンバーの最下点に集まり、ワイヤーに穴をあけます。
• コンプレッサーオイルのキャリーオーバー: オイルはゴム部品を汚染し、コーティングを軟化させたり、剥離させたりする可能性があります。
• 継続的な荷重: 設置された高さを数か月間維持すると、残留変形と荷重損失が促進されます。
• 疲労サイクリング: すべてのパーク アンド リリース サイクルは、設置高さから自由長に向かうフル ストロークです。
• ダイヤフラムまたはシールの故障: ダイヤフラムが分割されているため、水、砂、油が直接スプリングに到達します。
• オーバーストロークと機械的損傷: プッシュロッドのオーバートラベル、曲がったケージボルト、または歪んだハウジングはすべて応力パターンを変化させます。
• 熱: 激しい停止を繰り返すと、ブレーキの熱がチャンバー内に浸み込みます。

ワイヤ表面のピットは応力集中です。周期的な荷重がかかると、そこから亀裂が始まり、バネが荷重を失うか破損するまで成長します。たわんだスプリングも、必ずしも壊れているように見えるわけではありません。単に車両の保持が停止し、ドライバーが駐車ブレーキが坂道を這うようになったと報告します。

安全上の注意: 圧縮されたスプリング ブレーキ スプリングは、重大な傷害や死亡を引き起こすのに十分なエネルギーを蓄えます。スプリングブレーキチャンバーのクランプバンドを絶対に緩めたり、スプリングを取り外さないでください。チャンバーを密閉アセンブリとして交換します。

ブレーキチャンバースプリングの故障を示す症状

駐車ブレーキが勾配を維持できない場合、解除が遅い場合、またはチャンバーに空気が保持できない場合は、診断でそうでないことが判明するまで、スプリング チャンバーの故障として扱ってください。

• 制御を適用した場合、坂道ではパーキングブレーキが保持されません。
• 始動後の解放が遅いか不完全で、車両が数秒間引きずられる。
• チャンバーでの音漏れ、またはパーキングブレーキを解除したときにのみ発生する圧力低下。
• プッシュロッドのストロークが調整限界を超えている、またはプッシュロッドが戻らない。
• 錆びた汚れ、ハウジングのひび割れ、クランプバンドの歪み。
• ケージボルトが固定されたままになりません。これは通常、スプリングのプリロードが失われたことを意味します。
• 同じホイールエンドでダイヤフラムの故障が繰り返される場合は、スプリング側から汚れが発生している兆候です。

ブレーキチャンバースプリングを購入する際に指定するもの

パフォーマンスを決定する寸法は、ベンチ上ではなく、負荷がかかった状態で測定されます。自由長だけではブレーキチャンバースプリングについてはほとんどわかりません。

購入リスクとして 2 つ挙げる価値があります。 1 つ目は、自由長と線径のみが指定され、設置荷重の数値が示されていないスプリングです。完全にフィットしても車両を保持できない可能性があります。 2つ目は、湿気の多い室内のためではなく、外観のために選択されたコーティングで、数冬以内に穴あきとして現れます。

材料、熱処理、検証

ワイヤーのグレード、熱処理、ショットピーニングは、単一の寸法よりもばねの寿命に大きく影響します。ブレーキチャンバースプリングには通常、オイルテンパーワイヤーまたはシリコンクロム合金ワイヤーが使用されており、チャンバーに組み込む前に成形、応力緩和、ショットピーニング、コーティングが施されます。

熱処理は硬度と靱性のバランスを調整し、ショットピーニングはワイヤーの表面を圧縮して亀裂が後で始まるようにし、リン酸塩またはエポキシコーティングは結露を防ぐ時間を稼ぎます。これらのステップは完成したチャンバーでは目に見えないため、唯一の本当の証拠は材料証明書、ピーニング記録、バッチごとの疲労試験レポートなどの文書化です。

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IATF/TS16949 または同等の自動車品質システムに取り組んでいるバイヤーの場合は、最初の故障後ではなく、見積書とともにプロセス ルートと検証データを要求してください。独自の疲労試験、塩水噴霧試験、荷重試験を実施するばねメーカーはバッチレベルの結果を示すことができ、これは価格以外の点でサプライヤーを比較する実用的な方法でもあります。このプロセスでは冶金がどのように変化するかについて説明します。 ブレーキスプリング熱処理 .

スプリングの寿命を延ばす設置とメンテナンスの実践

スプリングの早期故障のほとんどは、スプリング自体ではなく、エア システムの衛生状態や設置の詳細に原因があります。

1. 新しいチャンバーを取り付ける前に、空気タンクを空にし、システムを乾燥させます。湿った空気が供給されるチャンバーは初日から腐食します。
2. チャンバーがオーバーストロークすると設計範囲を超えてスプリングに負荷がかかるため、プッシュロッドの長さとクレビスの調整を確認してください。
3. プッシュロッドの形状が正しい状態を保つように、新しい取り付け金具を指定されたトルクで取り付けます。
4. 取り付け後にリリース圧力を確認します。ブレーキは通常のシステム圧力で抵抗なく完全に解放されるはずです。
5. エアドライヤの整備と乾燥剤の交換を予定どおり行い、コンプレッサーオイルのキャリーオーバーが発生した場合は修理します。
6. 車両が運行に戻る前にケージボルトを取り外してください。永久的なロックとして扱わないでください。
7. チャンバーのタイプと取り付け日を記録して、同じホイールエンドでの繰り返しの故障に気付きます。

よくある質問

スプリングブレーキ室内のスプリングは単独で交換できますか?

いいえ、チャンバーは密閉されたアセンブリであり、圧縮されたスプリングには、クランプ バンドを開いた人を傷つけたり死亡させたりするのに十分なエネルギーが蓄えられています。チャンバー全体を交換します。

ブレーキチャンバーのスプリングはどれくらい持続する必要がありますか?

寿命は水分、サイクル数、コーティングの品質によって左右されるため、一定の間隔はありません。乾燥した、よく維持されたシステムでは、チャンバーは多くの場合数年間持続します。エアドライヤーが故障した場合、腐食により数か月以内に停止する可能性があります。

スプリングの故障とダイアフラムの故障をどのように見分ければよいでしょうか?

ダイヤフラムの故障は通常、空気漏れや常用ブレーキが完全にかからないという形で現れます。スプリングの問題は、パーキング ブレーキが保持されない、または解除が遅いという症状として現れます。両方が表示されるか、同じホイールエンドが 2 回故障する場合は、チャンバーを交換してください。

スプリングが重いと駐車性能が強くなりますか？

いいえ、スプリングはチャンバーのタイプとその有効面積に合わせて調整されており、スプリングが硬いとリリース圧力とストロークが変化し、引きずりの原因となる可能性があります。より強力なスプリングではなく、タイプ 20、24、または 30 などの元のチャンバー タイプを指定します。

スプリングブレーキが解除後に引きずる原因は何ですか?

通常は、システム圧力が低い、チャンバーへの制限されたライン、シールが膨張している、または腐食やたるみによって速度が低下したスプリングが考えられます。部品を交換する前にチャンバーのリリース圧力を確認してください。

ブレーキ チャンバー スプリングは、エア ブレーキ車両の部品表に占める割合は小さく、安全ケースに占める割合は大きくなります。ご購入の際は、設置荷重、定格許容差、ワイヤーグレード、ピーニングおよびコーティングを指定し、バッチテストデータを要求してください。メンテナンスを行うときは、システムに水が入らないようにし、チャンバーを密閉ユニットとして交換してください。この組み合わせにより、数冬使用した後も駐車ブレーキが勾配を維持し続けることができます。

ブレーキ チャンバー アセンブリまたは修理キット用のスプリングを調達している場合は、全製品を確認できます。 ブレーキスプリングの範囲 満たさなければならない負荷、サイクル、腐食の要件と一緒に図面を送ってください。