RETARDER - GÓRSKI POMOCNIK - ARTYKUŁ BRANŻOWY

Ilustracja 1. Retarder pracujący we wspólnym obiegu z układem chłodzenia silnika.
Medium roboczym jest płyn chłodzący silnik pojazdu.
Źródło: VOITH

Aby usprawnić korzystanie z układu hamulcowego, a dokładnie – aby go odciążyć w krytycznych sytuacjach wprowadzono dodatkowy hamulec długotrwałego działania. Dzięki jego budowie możliwe jest jego funkcjonowanie na dłuższym odcinku drogi, bez obawy o przegrzanie czy uszkodzenie.

W przypadku długich okresów użytkowania hamulce cierne osiągają temperaturę do 1000°C. W wyniku tego efektywność ich hamowania spada, szybko mogą też pojawić się pęknięcia na tarczy hamulcowej oraz zużycie klocków hamulcowych.

Retarder jest w stanie przejąć do 90% wszystkich hamowań. Dzięki temu hamulce zasadnicze nie są przegrzane i pozostają gotowe do działania z pełną skutecznością, a kierowca może spokojnie skupić się na drodze. Wartością dodaną poza aspektem bezpieczeństwa jest ekologiczność, bowiem mniej pyłu z klocków dostaje się do środowiska. Wykorzystując zwalniacz, oszczędzamy klocki i tarcze, zmniejszając koszty eksploatacyjne.

Historia retardera, czyli hydraulicznego zwalniacza lub hamulca długotrwałego działania, zaczęła się w 1950 roku w Górach Skalistych w Stanach Zjednoczonych i nie dotyczyła transportu samochodowego, lecz kolejowego. Powstawał tam problem wyhamowania coraz dłuższych i cięższych składów kolejowych na zjazdach. Równolegle ze skonstruowaniem przez firmę Voith układów napędowych do lokomotyw powstał pierwszy kolejowy retarder hydrauliczny.

Składał się on z dwóch elementów – koła turbiny i statora, które były wyposażone w łopatki. Stator jest w tym układzie nieruchomy, natomiast koło turbiny jest sprzęgane z układem napędowym, dzięki czemu jest wprawiane w ruch obrotowy. Po uruchomieniu retardera, ciecz robocza (olej, płyn chłodzący) zostaje wtłoczona do przestrzeni między rotorem i statorem. Rotor rozpędza strugę cieczy, która zostaje wypchnięta i przeniesiona na nieruchome łopatki statora. W statorze wyhamowuje, zmienia kierunek i ponownie wpływa na łopatki rotora przy jego wewnętrznej średnicy, powodując tym samym jego wyhamowanie i tym samym generując opór na wale go napędzającym. Energia kinetyczna pojazdu zamieniana jest w ciepło, które zostaje odebrane przez układ chłodzenia pojazdu.

Można tutaj zastosować porównanie do działania sprzęgła hydrodynamicznego z tą różnicą, że jedna jego część jest na stałe unieruchomiona. Ciecz w tym przypadku zamiast przekazywać napęd powoduje jego hamowanie.

Inline i offline

Ze względu na sposób napędu retardery można podzielić na te napędzane bezpośrednio od wału napędowego (inline) oraz napędzane za pośrednictwem przekładni zębatych – zamontowane jako przystawka do skrzyni biegów (offline).

Działanie zwalniaczy jest obecnie zintegrowane z układami hamulcowymi pojazdu przez elektronikę pojazdu. Aktywacja zwalniacza następuje automatycznie za pomocą pedału hamulca nożnego lub przez dźwignię ręczną na kierownicy. Funkcja v-constant (tempomat zjazdowy) utrzymuje na zjeździe stałą prędkość pojazdu określoną przez kierowcę. Łącząc tę funkcję zwalniacza z tempomatem, otrzymujemy kombinację idealną.

W 2004 roku Voith wyprodukował pierwszy wodny retarder na świecie Aquatarder PWR (priminar water retarder) z przeznaczeniem do silników MAN i hamujący bezpośrednio wał silnika. Urządzenie jest montowane bezpośrednio na silniku i jest zasilane chłodziwem z obiegu chłodzenia silnika. Ciepło wytwarzane podczas hamowania jest odprowadzane bezpośrednio przez układ chłodzenia pojazdu do chłodnicy silnika bez konieczności stosowania dodatkowego wymiennika ciepła. Aquatarder PWR waży ok. 34 kg, a dzięki kompaktowej konstrukcji nie ogranicza przestrzeni montażowej wałów odbioru mocy lub elementów nadwozia pojazdu.

Retarder z funkcją napędu

Im większy pojazd, im trudniejszy teren, im większy załadunek tym większe problemy z zahamowaniem pojazdu. Tarcie występujące w układzie hamulcowym powoduje zużywanie okładzin ciernych i tarcz. Podobnie jest podczas ruszania. Sprzęgło ma bardzo ciężkie zadanie. Ze względu na zasadę działania retarder hydrodynamiczny stał się dobrą bazą do rozszerzenia jego możliwości o funkcję napędu. W retarderze VIAB dzięki kontrolowanemu napełnianiu możliwe stało się uzyskanie efektu rozruchu hydrodynamicznego i hamowania hydrodynamicznego.

Podczas rozruchu moc przekazywana jest na wał wejściowy przekładni poprzez obwód hydrodynamiczny z wirnikiem i kołem turbiny, a także przez sprzęgło jednokierunkowe. Konwencjonalne sprzęgło cierne jest ustawione jako sprzęgło blokujące równolegle do obwodu. Podczas hamowania koło turbiny jest blokowane hamulcem turbiny, a system staje się wysokowydajnym zwalniaczem pierwotnym, gdy sprzęgło cierne jest zamknięte. Charakterystykę urządzenia można bezstopniowo zmieniać, napełniając i opróżniając obieg hydrodynamiczny.

Ilustracja 2.
Retarder VIAB posiadający funkcję napędy hydrodynamicznego.

ARTYKUŁ POWSTAŁ WE WSPÓŁPRACY Z REDAKCJĄ: