Qu'est-ce qu'une valve de frein pneumatique ?
Une valve de frein pneumatique est un dispositif qui ajuste la pression du système de freinage en utilisant l'air comprimé comme source d'énergie via des méthodes de contrôle mécaniques ou pneumatiques. Il ne s'agit pas d'une vanne unique mais d'un composant composite intégrant des fonctions telles que la régulation de pression, le contrôle de circuit et le retour de signal. Son rôle principal est de convertir les opérations de freinage du conducteur (telles que la force et la course d'appui sur la pédale de frein) en signaux de pression d'air correspondants, contrôlant ainsi les actions des actionneurs de frein.
En termes de champ d'application, les valves de frein pneumatiques sont principalement utilisées dans les véhicules lourds équipés d'entraînements pneumatiques, tels que les camions lourds, les bus urbains, les autocars longue distance et les semi-remorques. En effet, les véhicules lourds ont des exigences de freinage plus élevées et les systèmes pneumatiques peuvent fournir une force de freinage continue et puissante en stockant une grande quantité d'air comprimé. En outre, les valves de freinage pneumatiques sont également largement utilisées dans certains équipements industriels, tels que les grues à conteneurs portuaires, les chariots élévateurs d'usine et les camions-bennes miniers. Ces dispositifs fonctionnent souvent sous de lourdes charges et dans des conditions de démarrage et d'arrêt fréquentes, exigeant une grande stabilité et durabilité du système de freinage, et les valves de frein pneumatiques peuvent tout simplement répondre à ces besoins.
Dans les systèmes de freinage des véhicules lourds, l’une des raisons importantes pour lesquelles les systèmes de freinage pneumatiques sont plus largement utilisés que les systèmes hydrauliques réside dans les caractéristiques des valves de freinage pneumatiques. Les systèmes hydrauliques dépendent de l’huile hydraulique pour transmettre la pression. En cas de fuite d'un pipeline, les performances de freinage de l'ensemble du système chuteront fortement, et le recyclage et l'élimination de l'huile hydraulique posent également des problèmes environnementaux. En revanche, les systèmes pneumatiques utilisent l'air comme fluide, qui est largement disponible et gratuit. Même s'il y a une légère fuite, la pression du système peut être maintenue dans une certaine mesure grâce à l'alimentation en air continue du compresseur d'air, offrant ainsi une meilleure sécurité. Dans ce système, la valve de frein joue un rôle clé, comme un « interrupteur » et un « régulateur » précis, chargés de contrôler quand et avec quelle force les freins des roues fonctionnent.
Fonctions des valves de frein pneumatiques
La fonction d'un valve de frein pneumatique n'est pas une simple action de « freinage » mais un processus complexe impliquant la transmission du signal, la régulation de la pression, la garantie de sécurité et d'autres liens. Chaque fonction affecte directement les performances du système de freinage.
- Fournir de l'air comprimé et contrôler avec précision la pression : Lorsqu'un freinage est nécessaire, la fonction principale de la valve de frein pneumatique est de fournir l'air comprimé à haute pression (généralement avec une pression comprise entre 0,6 et 0,8 MPa) stocké dans le réservoir d'air vers la chambre de frein selon les besoins. Cependant, il ne s'agit pas d'une simple commande « marche-arrêt », mais ajuste précisément la pression d'air délivrée au récepteur de frein en fonction de la course et de la force de la pédale de frein. Par exemple, lorsqu'un camion rencontre une urgence sur l'autoroute et que le conducteur appuie sur la pédale de frein, la valve de frein ouvrira rapidement le canal d'admission d'air, permettant à une grande quantité d'air à haute pression de s'engouffrer dans la chambre de frein en peu de temps, rendant les mâchoires de frein tenir fermement contre le tambour de frein avec une force maximale pour obtenir une décélération rapide. Lors d'un freinage lent sur les routes urbaines, le conducteur appuie doucement sur la pédale et la valve de frein émettra de l'air avec une pression plus faible, rendant le processus de freinage fluide et doux pour éviter toute gêne pour les passagers.
- Fournir une « sensation de pédale de frein » pour l'interaction homme-machine : La « sensation de la pédale de frein » est une base importante permettant aux conducteurs de juger de l'effet de freinage, et cette sensation est principalement formée en s'appuyant sur le mécanisme de rétroaction de la valve de frein pneumatique. Le ressort d'équilibrage et la structure du piston à l'intérieur de la valve de frein réagiront à la pression de la chambre de frein sur la pédale de frein, formant une résistance à la pédale. L'ampleur de la résistance de la pédale est proportionnelle à la pression de freinage, c'est-à-dire que plus la force de freinage est élevée, plus la résistance renvoyée par la pédale est forte. Ce retour d'information permet au conducteur de percevoir intuitivement l'intensité de freinage actuelle, ajustant ainsi la force de pédale en fonction des conditions routières réelles. Par exemple, lors d'un freinage sur une route glissante, le conducteur sent, grâce au retour de la pédale, que les freins sont sur le point de se bloquer, il relâchera rapidement la pédale, puis l'appuiera doucement pour éviter une perte de contrôle du véhicule. Sur route sèche, le conducteur peut appliquer une force suffisante en fonction de la sensation de la pédale pour raccourcir la distance de freinage.
- Protection à double circuit pour la redondance de sécurité : Pour les véhicules adoptant des systèmes de freinage à double circuit (la plupart des véhicules lourds l'adoptent désormais), la valve de freinage pneumatique à double circuit est le composant essentiel pour obtenir une redondance de sécurité. Le système à double circuit divise le dispositif de freinage du véhicule en deux circuits indépendants. Par exemple, le frein de la roue avant est un circuit, le frein de la roue arrière est un autre circuit, ou la roue avant gauche et la roue arrière droite forment un circuit, et la roue avant droite et la roue arrière gauche forment un autre circuit. La valve de frein comporte deux canaux d'air indépendants et des mécanismes de commande à l'intérieur, contrôlant respectivement ces deux circuits. Lorsqu'un des circuits fuit en raison d'une rupture de canalisation, de joints desserrés, etc., la valve de frein coupe immédiatement le passage d'air de ce circuit, tout en garantissant que l'autre circuit peut toujours fonctionner normalement, permettant au véhicule de maintenir une certaine capacité de freinage. Prenons l'exemple d'un autocar longue distance. Si le circuit de frein de la roue avant gauche fuit soudainement pendant la conduite, la valve de frein à double circuit fermera le passage d'air de la roue avant gauche et les circuits de freinage de la roue avant droite et des roues arrière peuvent toujours fonctionner. Même si le conducteur aura l'impression que la course de la pédale de frein s'allonge et que la force de freinage diminue, il peut toujours contrôler le véhicule pour qu'il s'arrête lentement, évitant ainsi un accident grave causé par une défaillance complète des freins.
Types, conception et principes de fonctionnement des vannes de frein pneumatiques
Il existe différents types de valves de freinage pneumatiques, et leurs conceptions et principes de fonctionnement varient en fonction du type, mais l'essentiel est centré sur l'objectif de « contrôler avec précision la pression de l'air ».
Classification par nombre de circuits de contrôle
- Valve de frein à circuit unique : Ce type de valve de frein a une structure relativement simple, avec une seule entrée d'air, une sortie d'air et un ensemble de mécanismes de commande, et ne peut contrôler qu'un seul circuit de freinage. Il est généralement installé sur des véhicules qui ne remorquent pas de remorques et qui ont des exigences de freinage relativement simples, tels que les camions légers et les petits véhicules d'ingénierie (tels que les chargeuses et les rouleaux compresseurs). Par exemple, les petits camions poubelles des villes, en raison de leur faible charge, de leur vitesse de conduite lente et de l'absence de remorques, peuvent répondre aux besoins de freinage de base avec une valve de frein à circuit unique, tout en réduisant les coûts de fabrication et les difficultés de maintenance. Le processus de fonctionnement de la valve de frein à circuit unique est relativement simple : lorsque la pédale est enfoncée, la soupape d'admission s'ouvre et l'air comprimé pénètre dans la chambre de frein depuis le réservoir d'air ; lorsque la pédale est relâchée, la soupape d'échappement s'ouvre et l'air présent dans la chambre de frein est évacué, relâchant ainsi le frein.
- Valve de frein à double circuit : La valve de frein à double circuit est la configuration courante pour les véhicules lourds et les semi-remorques. Il dispose de deux entrées d'air indépendantes (connectées respectivement à deux réservoirs d'air), de deux sorties d'air (connectées respectivement à deux circuits de freinage) et de deux ensembles de mécanismes de commande liés. Sa plus grande caractéristique est qu'il contrôle deux circuits simultanément via une seule pédale de frein, et que le contrôle des deux circuits est interdépendant mais indépendant l'un de l'autre.
- Valve de frein à double circuit commandée par levier : Il utilise deux leviers articulés à l'intérieur pour entraîner respectivement les pistons des deux circuits. Lorsque la pédale de frein est enfoncée, la force de la pédale agit simultanément sur les deux leviers via le mécanisme de transmission, provoquant l'ouverture simultanée des soupapes d'admission des deux circuits, et la pression de sortie est proportionnelle à la force de la pédale. Étant donné que les deux leviers sont articulés indépendamment, lorsqu'un circuit tombe en panne (comme une anomalie de pression causée par le blocage de la chambre à air), le levier de ce circuit cessera de bouger, tandis que le levier de l'autre circuit peut toujours fonctionner normalement sous la force de la pédale, assurant ainsi la fonction de freinage de l'autre circuit. Cette structure possède une forte indépendance et est souvent utilisée dans des véhicules ayant des exigences extrêmement élevées en matière de sécurité de freinage, tels que les camions de transport de marchandises dangereuses.
- Valve de frein à double circuit à tige de poussée commune : Il utilise une tige de poussée commune pour entraîner deux pistons connectés en série, et les deux pistons contrôlent respectivement les deux circuits. Lorsque la pédale est enfoncée, la tige de poussée pousse d'abord le premier piston pour ouvrir la soupape d'admission du premier circuit. Au fur et à mesure que la course de la pédale augmente, la tige de poussée continue de pousser le deuxième piston pour ouvrir la soupape d'admission du deuxième circuit. Les pressions des deux circuits s’influenceront mutuellement. Lorsque la pression du premier circuit est anormale, elle sera transmise au deuxième circuit par l’intermédiaire du piston, et vice versa. Cette structure a une meilleure synchronisation et peut assurer des pressions de freinage plus équilibrées dans les deux circuits, et est largement utilisée dans les camions de marchandises et les bus ordinaires.
Conception typique et principe de fonctionnement
En prenant comme exemple la valve de frein à double circuit à tige de poussée la plus courante, ses composants principaux comprennent :
- Chambre haute et Chambre basse : Correspondant respectivement à deux circuits de freinage, chaque chambre possède un piston, un ressort de rappel, une soupape d'admission et une soupape d'échappement.
- Tige de poussée et ressort d'équilibrage : La tige de poussée est reliée à la pédale de frein, et le ressort d'équilibrage est situé en haut de la tige de poussée, utilisé pour transmettre la force de la pédale et fournir un retour d'information.
- Entrées et sorties d'air : Chaque chambre possède une entrée d'air indépendante (reliée au réservoir d'air) et une sortie d'air (reliée à la chambre de frein), et il y a également un orifice d'échappement commun (menant à l'atmosphère).
Son processus de travail peut être divisé en les étapes suivantes :
- Étape de préparation des freins : Lorsque la pédale de frein n'est pas enfoncée, les ressorts de rappel des chambres supérieure et inférieure poussent les pistons vers le haut, les soupapes d'admission sont fermées, les soupapes d'échappement sont ouvertes et la chambre de frein est reliée à l'atmosphère par l'orifice d'échappement, de sorte que le frein est dans un état desserré.
- Étape d'application des freins : Le conducteur appuie sur la pédale de frein, la tige de poussée descend, comprime le spiral et pousse le piston de la chambre supérieure pour descendre. Le piston de la chambre supérieure ferme d'abord la soupape d'échappement, puis ouvre la soupape d'admission. L'air comprimé contenu dans le réservoir d'air pénètre dans la chambre supérieure par l'entrée d'air, puis s'écoule dans la chambre de frein du premier circuit par la sortie d'air, générant un effet de freinage. À mesure que la pédale continue de descendre, la tige de poussée pousse le piston de la chambre inférieure pour répéter la même action, et la chambre de frein du deuxième circuit commence également à fonctionner. A ce moment, la pression de la chambre de frein va réagir sur le spiral à travers le piston, provoquant une résistance sur la pédale, formant une « sensation de pédale ».
- Étape de maintien des freins : Lorsque la position de la pédale reste inchangée, les pistons des chambres supérieure et inférieure sont dans un état d'équilibre des forces (la force de la pédale est égale à la force de réaction de la pression de la chambre de frein), la soupape d'admission et la soupape d'échappement sont fermées et la pression de freinage reste stable.
- Étape de desserrage des freins : Le conducteur relâche la pédale de frein, la tige de poussée se déplace vers le haut sous l'action du ressort d'équilibrage et du ressort de rappel, le piston monte, la soupape d'admission se ferme, la soupape d'échappement s'ouvre, l'air comprimé dans la chambre de frein est évacué par l'orifice d'échappement et l'effet de freinage est éliminé.
Applications des vannes de freinage pneumatiques dans différents domaines
Les valves de frein pneumatiques ont un large éventail de scénarios d'application, et leurs exigences de performance et leurs caractéristiques de fonctionnement varient selon les domaines, mais l'essentiel est de garantir le fonctionnement sûr de l'équipement. Le tableau suivant résume les principaux détails de leurs applications :
| Champ d'application | Équipement typique | Exigences de performances | Principales caractéristiques de travail |
| Domaine automobile | Camions de fret lourds | -Maintenir des performances stables lors de freinages fréquents (par exemple, longue descente). - Contrôlez avec précision la pression de freinage de chaque roue pour éviter la surchauffe et l'éclatement des pneus. - Synchronisez avec le système de freinage de la remorque pour éviter les problèmes de coordination. | - Doit supporter des charges lourdes (des dizaines de tonnes) et des freinages intenses. - Assure un freinage coordonné entre le tracteur et la remorque pour éviter toute poussée ou tout balancement de la queue. |
| | Bus urbains | - Réponse rapide aux opérations du conducteur pour une « entrée et sortie en douceur » pendant le démarrage et l'arrêt. - Sortie de pression stable pour un freinage en douceur afin d'éviter l'inconfort des passagers. - Sortie haute pression rapide pour un freinage d'urgence. | - Les cycles marche-arrêt fréquents nécessitent un réglage flexible de la pression. - Équilibre l'efficacité du freinage et le confort des passagers. |
| | Camions à benne basculante d'ingénierie | - Forte résistance anti-pollution et aux vibrations pour les environnements sévères (routes cahoteuses, poussière). - Maintien stable de la pression pendant le déchargement de la cargaison pour empêcher le mouvement du véhicule. | - Equipé de filtres d'entrée d'air à haute efficacité pour résister à la poussière. - Connexions haute résistance pour éviter le desserrage sous vibration. |
| Domaine de l'équipement industriel | Grues portuaires | - Prévoir un couple de freinage suffisant pour les charges lourdes (dizaines de tonnes) afin de maintenir les épandeurs à l'arrêt. - Freinage instantané pour un positionnement précis des conteneurs. - Coordonner avec des dispositifs coupe-vent pour un freinage continu dans des conditions venteuses. | - Contrôle le freinage du déplacement de la grue, le mouvement du chariot et le levage de l'épandeur. - Assure la stabilité lors du transfert et du positionnement du conteneur. |
| | Chariots élévateurs d'usine | - Vitesse de réponse élevée pour un freinage flexible et précis dans les espaces étroits. - Commutation rapide entre l'entrée et l'échappement d'air pour un "freinage en demi-pas" afin d'éviter la chute des marchandises. | - Freinage ponctuel fréquent pour réglage de position dans des zones confinées. - Équilibre la force de freinage pour éviter d'endommager la cargaison. |
| | Équipement de manutention au sol pour les aéroports | - Conception antidéflagrante pour éviter les explosions de carburant à proximité des avions. - Précision de contrôle ultra élevée (pression de freinage précise à 0,01 MPa) pour un mouvement lent et sûr. | - Assure un fonctionnement sûr autour des avions pour éviter les collisions. - Répond aux normes de sécurité strictes pour les équipements liés à l'aviation. |
Relation entre les valves de frein pneumatiques et les autres composants de frein
Les valves de freinage pneumatiques n’existent pas isolément. Ils forment un tout organique avec d’autres composants du système de freinage qui coopèrent et interagissent les uns avec les autres. Tout problème avec un composant affectera les performances de l’ensemble du système.
Relation avec le réservoir aérien
Le réservoir d'air est la « banque de stockage d'énergie » du système de freinage pneumatique. Sa fonction principale est de stocker l'air comprimé généré par le compresseur d'air et de fournir une source d'air stable pour la valve de freinage pneumatique. Le volume et la pression du réservoir d'air affectent directement l'effet de fonctionnement de la valve de frein : si le volume est trop petit, il ne peut pas stocker suffisamment d'air, ce qui entraînera une chute rapide de la pression lors d'un freinage continu, entraînant une pression de sortie insuffisante de la valve de frein ; une pression instable (telle qu'une fluctuation de pression causée par une panne du compresseur d'air) fera fluctuer la pression de sortie de la valve de frein, ce qui rendra le freinage fort et faible. Par exemple, si le réservoir d'air d'un camion lourd fuit à cause de la rouille, la pression de stockage de l'air sera toujours maintenue à 0,4 MPa (inférieure à la norme 0,6 MPa). Même si le robinet de frein est complètement ouvert, la pression délivrée au récepteur de frein ne peut pas répondre aux exigences, ce qui entraîne que la distance de freinage du véhicule est presque doublée par rapport à la situation normale. De plus, le fond du réservoir d'air est généralement équipé d'un robinet de vidange. Si l'eau condensée n'est pas évacuée régulièrement, l'eau pénétrera dans la valve de frein avec l'air comprimé, provoquant de la rouille et un blocage des pièces internes et affectant la flexibilité du commutateur de valve.
Relation avec la chambre de frein
Le vase de frein est « l'actionneur » du système de freinage. Il convertit l'énergie pneumatique produite par la valve de frein pneumatique en énergie mécanique pour pousser les mâchoires de frein ou les plaquettes de frein à agir. Les spécifications et l'état de la chambre de frein sont étroitement liés à l'efficacité de fonctionnement et à l'effet de freinage de la valve de frein.
En termes de spécifications, des vases de frein de différents volumes doivent être associés à des valves de frein pneumatiques avec des débits de sortie différents. Par exemple, les vases de frein arrière des gros camions ont un volume important (généralement 30 à 50 litres), ce qui oblige le robinet de frein à produire une grande quantité d'air comprimé en peu de temps pour établir rapidement une pression de freinage suffisante ; tandis que les chambres de frein des petits chariots élévateurs ont un petit volume (environ 5 à 10 litres). S'il est équipé d'une valve de freinage à grand débit, la pression de freinage peut augmenter trop rapidement, entraînant un impact de freinage. Par conséquent, la correspondance des spécifications de la valve de frein et du vase de frein est une condition préalable pour assurer le travail coordonné du système de freinage. Lors de la conception, les constructeurs automobiles sélectionneront avec précision le modèle de valve de frein correspondant en fonction des paramètres du récepteur de frein.
L'état de la chambre de frein affecte également directement le mécanisme de rétroaction de la valve de frein. Lorsque le diaphragme de la chambre de frein vieillit et est endommagé, une fuite d'air se produit, ce qui fait que la pression interne de la chambre de frein n'atteint pas la valeur de pression délivrée par la valve de frein. À ce stade, le spiral à l'intérieur de la valve de frein ne peut pas obtenir une force de réaction suffisante, ce qui donnera au conducteur l'impression que la pédale est « molle », et même si la pédale est enfoncée sur une course importante, une force de freinage suffisante ne peut pas être obtenue. Par exemple, le diaphragme du récepteur de frein arrière d'un bus présente de petites fissures dues à une utilisation à long terme. Lors du freinage, une partie de l'air comprimé s'échappe des fissures. Bien que la pression de sortie de la valve de frein soit normale, la pression réelle du récepteur de frein ne représente que 70 % de la valeur normale, ce qui entraîne une augmentation significative de la distance de freinage du véhicule. De plus, si la course de la tige de poussée du récepteur de frein dépasse la plage standard (généralement la course maximale ne dépasse pas 30 mm), l'écart entre le sabot de frein et le tambour de frein sera trop grand et la valve de frein devra produire de l'air à pression plus élevée pour obtenir un freinage efficace. Cela augmente non seulement la charge du compresseur d'air, mais peut également amener la valve de frein à rester dans un état de charge élevée pendant une longue période, raccourcissant ainsi sa durée de vie.
Relation avec le pipeline de freins
La canalisation de frein est le « vaisseau sanguin » reliant la valve de frein pneumatique aux autres composants, responsables de la transmission de l'air comprimé. Le diamètre intérieur, la longueur et le degré de courbure du pipeline affecteront la résistance au flux d'air, affectant ainsi la vitesse de réponse du robinet de frein. Les canalisations avec un diamètre intérieur trop petit ou une longueur trop longue entraîneront un flux d'air lent. Lorsque le conducteur freine brusquement, l'air à haute pression émis par la valve de frein met plus de temps à atteindre la chambre de frein, ce qui entraîne un retard de freinage. Par exemple, certains véhicules modifiés étendent arbitrairement la conduite de frein, augmentant ainsi la longueur de la conduite de plus de 5 mètres. En cas d'urgence, le temps de réponse des freins est augmenté de 0,3 seconde par rapport à l'état d'origine, ce qui peut provoquer une collision du véhicule avec des obstacles devant.
L'étanchéité du pipeline est encore plus importante. Si le joint du pipeline est desserré ou si la paroi du tuyau est endommagée, cela provoquera une fuite d'air comprimé pendant la transmission, rendant la pression de l'air atteignant la chambre de frein inférieure à la pression de sortie par la valve de frein. La valve de frein détectera la perte de pression via le mécanisme de rétroaction interne et tentera de compenser en augmentant l'admission d'air, ce qui fera que la valve d'admission de la valve de frein restera ouverte pendant une longue période, aggravant l'usure de la valve. Dans le même temps, la poussière, l'humidité et d'autres impuretés entrant par le point de fuite s'écouleront dans la valve de frein avec l'air, polluant le corps de la valve et provoquant un blocage de la valve ou un vieillissement accéléré des joints.
Relation avec le compresseur d'air
Le compresseur d'air est la « source d'énergie » du système de freinage pneumatique, chargé de fournir de l'air comprimé au réservoir d'air et à la valve de frein. L'efficacité de la production de gaz et la stabilité de la pression du compresseur d'air affectent directement l'état de fonctionnement de la valve de frein. Lorsque le compresseur d'air tombe en panne (par exemple, usure des segments de piston, fuite de la vanne d'air), entraînant une réduction de l'efficacité de la production de gaz, la pression du réservoir d'air continuera à être faible. Même si le robinet de frein est complètement ouvert, il ne peut pas obtenir une alimentation en air suffisante et la pression de sortie diminuera naturellement. Par exemple, le compresseur d'air d'un camion lourd n'a pas été entretenu depuis longtemps et son efficacité de production de gaz tombe à 60 % de la valeur normale. La pression du réservoir d'air ne peut jamais atteindre la valeur standard de 0,6 MPa, et la pression maximale délivrée par la valve de frein au récepteur de frein ne peut atteindre que 0,4 MPa. Le véhicule ne peut pas freiner efficacement lorsqu’il est entièrement chargé.
De plus, la qualité de l’air comprimé produit par le compresseur d’air est également essentielle. Si le filtre du compresseur d'air tombe en panne, l'air non filtré contient beaucoup de poussière et d'humidité, qui pénètrent dans la valve de frein avec l'air, provoquant l'usure et la rouille de la valve. Dans le même temps, la température de l'air sortant du compresseur d'air est trop élevée (supérieure à 80 ℃), ce qui accélérera le vieillissement des joints à l'intérieur de la valve de frein et réduira sa durée de vie. Par conséquent, un entretien régulier du compresseur d'air (comme le remplacement du filtre et la vérification du système de refroidissement) peut non seulement garantir ses propres performances, mais également jouer un rôle important dans le maintien du fonctionnement normal de la valve de frein.
Défauts courants et solutions des vannes de frein pneumatiques
Lors d'une utilisation à long terme, les valves de frein pneumatiques peuvent présenter divers défauts en raison des conditions de travail, des conditions de maintenance et d'autres facteurs. Le dépannage et la résolution rapides de ces défauts sont essentiels pour garantir la sécurité du système de freinage.
Fuite d'air du robinet de frein
Les fuites d'air de la valve de frein sont l'un des défauts les plus courants, se manifestant principalement par une fuite d'air continue de l'entrée d'air, de la sortie d'air ou de l'orifice d'échappement de la valve de frein à l'état de non-fonctionnement, entraînant une chute rapide de la pression du réservoir d'air.
- Causes de panne :
- Vieillissement, usure ou endommagement des joints : les joints toriques, les plaques de soupape et autres joints à l'intérieur de la soupape de frein fonctionnent pendant une longue période sous de l'air à haute pression et des changements de température, ce qui vieillira et durcira progressivement, perdant ainsi leurs performances d'étanchéité ; si l’air contient des impuretés, cela va également accélérer l’usure des joints.
- Mauvais ajustement entre la soupape et le siège de soupape : La plaque de soupape de la soupape d'admission ou de la soupape d'échappement est usée ou déformée en raison d'impuretés, ce qui entraîne un espace entre la soupape et le siège de soupape, qui ne peut pas être complètement scellé.
- Fissures du corps de la vanne : des vibrations à long terme ou une mauvaise installation peuvent provoquer de petites fissures dans le corps de la vanne et des fuites d'air comprimé par les fissures.
- Solutions :
- Remplacer les joints : Démonter le robinet de frein, retirer les joints vieillissants ou endommagés et les remplacer par des neufs du même modèle. Avant l'installation, soufflez l'intérieur du corps de la vanne avec de l'air comprimé propre pour garantir l'absence d'impuretés.
- Meuler le siège de soupape et la plaque de soupape : si la plaque de soupape et le siège de soupape ne sont pas très usés, utilisez du sable de meulage pour les broyer afin de les rendre à nouveau bien ajustés ; si l'usure est importante, la nouvelle plaque de soupape et le nouveau siège de soupape doivent être remplacés.
- Remplacez le corps de valve : si le corps de valve est fissuré et ne peut pas être réparé, une nouvelle valve de frein doit être remplacée et une attention particulière doit être portée à la correspondance du modèle de corps de valve avec le véhicule.
Mauvais retour de la pédale de frein
Un mauvais retour de la pédale de frein se manifeste par le fait que la pédale ne peut pas revenir rapidement à sa position initiale après que le conducteur l'a relâchée, ou qu'un effet de freinage partiel (traînée de freinage) persiste après le retour.
- Causes de panne :
- Défaillance du ressort de rappel : le ressort de rappel à l'intérieur de la valve de frein est soumis à une force pendant une longue période et son élasticité s'affaiblit ou se brise progressivement, incapable de repousser le piston et la tige de poussée.
- Bourrage du piston : Les impuretés (telles que la poussière, l'huile) pénétrant dans le robinet de frein ou la rouille due à l'humidité réduisent l'espace entre le piston et le bloc-cylindres et bloquent le mouvement du piston.
- Blocage du mécanisme de transmission de la pédale : La tige de traction, la goupille et d'autres composants reliant la pédale de frein et la valve de frein sont bloqués en raison d'une mauvaise lubrification ou de la rouille, affectant le retour de la pédale.
- Solutions :
- Remplacer le ressort de rappel : Démonter le robinet de frein, vérifier l'état du ressort de rappel. Si l'élasticité est affaiblie ou cassée, remplacez-la par un nouveau ressort, en vous assurant que les spécifications du ressort (longueur, diamètre du fil) sont conformes à celles d'origine.
- Nettoyez et lubrifiez le piston : retirez le piston du bloc-cylindres, éliminez les impuretés et la rouille sur la surface, polissez-le avec du papier de verre fin, appliquez de la graisse spéciale, puis réinstallez-le dans le bloc-cylindres pour garantir que le piston peut se déplacer avec souplesse.
- Révisez le mécanisme de transmission : vérifiez la tige de traction de la pédale, la goupille et les autres composants, ajoutez de la graisse pour éliminer le blocage ; si les composants sont très usés, ils doivent être remplacés à temps.
Pression de freinage insuffisante
Une pression de freinage insuffisante se manifeste lorsque le conducteur sent que la résistance de la pédale est faible et que la course est grande lorsqu'il appuie sur la pédale de frein, que la pression du récepteur de frein ne peut pas atteindre la valeur standard et que l'effet de freinage est médiocre.
- Causes de panne :
- Blocked air inlet: The air inlet filter of the brake valve is blocked by dust, resulting in reduced air flow into the brake valve.
- Ouverture de soupape insuffisante : l'élasticité du ressort d'équilibrage est affaiblie ou la tige de poussée est mal réglée, ce qui empêche la soupape d'admission de s'ouvrir complètement, ce qui entraîne une prise d'air insuffisante.
- Flux croisés du circuit d'air : Une mauvaise étanchéité des pistons des chambres supérieure et inférieure de la valve de freinage double circuit entraîne une communication de l'air des deux circuits et un décalage des pressions.
- Fuite externe : Une fuite des conduites de frein, des récepteurs de frein et d'autres composants provoque une perte de pression excessive lors de la transmission de la pression de sortie par la valve de frein.
- Solutions :
- Nettoyer l'entrée d'air : retirez le filtre d'entrée d'air, soufflez la poussière sur le filtre avec de l'air comprimé ; si le filtre est endommagé, remplacez-le par un neuf.
- Régler ou remplacer le spiral : Vérifier l'élasticité du spiral. Si l'élasticité est affaiblie, remplacez-le par un nouveau ressort ; en même temps, ajustez la longueur de la tige de poussée pour garantir que la soupape d'admission peut être complètement ouverte.
- Réparation de l'étanchéité du piston : Démonter le robinet de frein double circuit, vérifier l'étanchéité des pistons des chambres supérieure et inférieure. Si les joints sont vieillis ou usés, remplacez-les par des neufs ; si la surface du piston est usée, le piston doit être remplacé.
- Vérifiez les fuites externes : vérifiez l'étanchéité des canalisations de frein, des récepteurs de frein et des autres composants en appliquant de l'eau savonneuse, resserrez les joints desserrés et remplacez les canalisations ou les chambres à air endommagées.
Pression de freinage excessive ou traînée de freinage
Une pression de freinage excessive se manifeste par une force de freinage excessive lorsque la pédale de frein est légèrement enfoncée, voire par un blocage du frein ; La traînée de freinage se manifeste lorsque l'effet de freinage n'est pas complètement relâché après le relâchement de la pédale et que la résistance à la conduite du véhicule augmente.
- Causes de panne :
- Bourrage ou mauvaise fermeture de la soupape d'échappement : la soupape d'échappement est bloquée par des impuretés ou la plaque de soupape est usée, ce qui empêche l'ouverture complète du canal d'échappement et l'air dans la chambre de frein ne peut pas être évacué à temps, ce qui entraîne une pression continue.
- Ressort d'équilibrage trop dur : Le spiral a une élasticité excessive, ce qui entraîne une pression excessive de la valve de frein sous le même coup de pédale.
- Longueur de tige de poussée sur-ajustée : la longueur de la tige de poussée est réglée trop longue, ce qui entraîne l'ouverture anticipée de la soupape d'admission et sa fermeture retardée, ce qui entraîne une pression excessive dans le récepteur de frein.
- Solutions :
- Réviser la soupape d'échappement : démonter la soupape de frein, éliminer les impuretés sur la soupape d'échappement, meuler la plaque de soupape et le siège de soupape pour garantir que le canal d'échappement n'est pas obstrué ; si la plaque de soupape est endommagée, remplacez-la par une neuve.
- Remplacez le spiral : si le spiral est trop dur, un nouveau ressort répondant aux spécifications doit être remplacé pour que la pression de sortie de la valve de frein corresponde à la course de la pédale.
- Ajustez la longueur de la tige de poussée : réajustez la longueur de la tige de poussée conformément aux réglementations du constructeur du véhicule pour garantir que la soupape d'admission peut s'ouvrir et se fermer avec la course de pédale correcte.
Comparaison Entre les valves de frein pneumatiques et Valves de frein hydrauliques
Dans les systèmes de freinage, les valves de frein pneumatiques et les valves de frein hydrauliques sont deux composants de commande courants. Ils présentent des différences significatives dans les principes de fonctionnement, les scénarios d'application, etc. Comprendre ces différences permet de mieux comprendre les caractéristiques des valves de frein pneumatiques.
| Caractéristique | Valves de frein pneumatiques | Valves de frein hydrauliques |
| Support de travail | Air comprimé | Huile hydraulique |
| Compressibilité du milieu | L'air est compressible, ce qui entraîne un certain retard dans la transmission de la pression | Huile hydraulique is almost incompressible, enabling rapid and accurate pressure transmission |
| Temps de réponse au freinage | Plus long (0,3 à 0,5 seconde pour les camions lourds) | Plus court (dans les 0,1 seconde pour les voitures particulières) |
| Effet tampon | A un certain rôle tampon lors du freinage, réduisant ainsi l'impact | Less buffering effect |
| Scénarios d'application | Véhicules lourds (camions, bus, semi-remorques) et équipements industriels (grues portuaires, chariots élévateurs, bennes minières) avec des besoins de force de freinage importants et des environnements de travail difficiles | Petites voitures particulières, camions légers avec des besoins de freinage relativement faibles et des exigences élevées en matière de vitesse de réponse et de confort |
| Capacité de force de freinage | Convient aux besoins de force de freinage importants, peut fournir de l'air à haute pression continue à travers des réservoirs d'air pour des charges lourdes (des dizaines de tonnes) | Convient aux besoins de force de freinage faibles à moyens |
| Adaptabilité environnementale | Forte tolérance à la pollution pétrolière et à la poussière, fonctionne de manière stable dans des environnements difficiles comme les mines et les chantiers de construction | Sensible à la pollution, moins adaptable aux environnements difficiles |
| Coût d'entretien | Relativement faible ; Le milieu d'air n'a pas besoin d'être remplacé, seulement un nettoyage régulier du filtre et des contrôles d'étanchéité ; mais plus de joints de pipeline signifient une probabilité de fuite plus élevée nécessitant des contrôles fréquents | Relativement élevé ; l'huile hydraulique doit être remplacée régulièrement (tous les 2 ans ou 40 000 kilomètres) ; les joints vieillissent facilement à cause de la corrosion de l'huile et doivent être remplacés régulièrement ; sensible à la pollution, ce qui accélère l'usure |
| Sécurité et redondance | Redondance à double circuit facile à mettre en œuvre ; les fuites sont généralement progressives, ce qui permet aux conducteurs de détecter les défauts à l'avance grâce aux changements de sensation de pédale | La conception à double circuit offre une redondance, mais les fuites peuvent être soudaines et graves ; les fuites d'huile hydraulique polluent l'environnement ; les systèmes modernes ont des dispositifs d'alarme de pression |