Ano ang Ginagawa ng Proportioning Valve? Paano Ito Gumagana, Bakit Ito Mahalaga, at Pag-sign ng Pagkabigo

Malakas ang preno ng isang delivery van na may kaunting kargada habang may sasakyan na pumapasok sa lane nito sa isang basang rotonda. Ang ilong ay sumisid, ang mga gulong sa likuran ay nawawalan ng pagkakahawak, at ang likod na dulo ay nagsisimulang umindayog nang malapad. Ang swinging motion na iyon ay tiyak na ang pagkabigo na ang brake proportioning valve ay idinisenyo upang huminto.

Ang proportioning valve ay isang maliit na hydraulic component, ngunit ito ang nagpapasya kung gaano karaming braking force ang maaaring gamitin ng rear axle. Kapag ito ay hindi maganda ang pagkakatugma o sirang, ang isang sasakyan na dapat huminto sa isang tuwid na linya ay maaaring umikot, dumulas patagilid, o masyadong matagal bago huminto.

Ano Talaga ang Ginagawa ng Proportioning Valve

Ang isang proportioning valve ay nakaupo sa pagitan ng master cylinder at ng rear brake circuit. Sa karamihan ng mga kotse at light truck, ito ay naka-thread sa master cylinder outlet, naka-mount sa frame, o binuo sa isang combination valve na naglalaman din ng pressure-differential switch para sa brake warning light.

Ang balbula ay hindi isang simpleng on-off switch. Ito ay isang pressure-sensitive hydraulic limiter na may sinadyang split point na binuo sa pagkakalibrate nito. Ang trabaho nito ay maaaring ibuod sa isang panuntunan:

Sa panahon ng banayad at katamtamang pagpepreno, pinapayagan ng balbula ang buong haydroliko na presyon na maabot ang mga preno sa likuran. Kapag tumaas ang presyon ng linya lampas sa cut-in point nito, pinipigilan ng balbula ang karagdagang daloy upang ang presyur ng preno sa likuran ay tumataas nang mas mabagal kaysa sa presyur ng preno sa harap.

Sa simpleng wika ng engineering, ang rear circuit ay "na-clipped" sa itaas ng isang set na input pressure. Sa ibaba ng cut-in point, ang balbula ay kumikilos tulad ng isang tuwid na tubo. Sa itaas ng cut-in point, ang balbula ay nagsisimulang bumaba ng isang porsyento ng papasok na presyon. Samakatuwid, ang metalikang kuwintas ng preno sa likuran ay sadyang nagiging mahina kaysa sa metalikang kuwintas ng preno sa harap sa panahon ng matitigas na paghinto.

Ang function na ito ay madalas na nalilito sa brake boosting, anti-lock modulation, o electronic stability control. Ang mga sistemang iyon ay kumikilos sa mga preno pagkatapos magsimulang kumilos nang mapanganib ang isang gulong. Gumagana ang proportioning valve bago ang puntong iyon, sa pamamagitan ng paghubog sa hydraulic pressure curve upang ang rear lock-up ay mas maliit ang posibilidad na mangyari sa unang lugar.

Bakit Kailangan ng Sasakyan ng Pressure Limit sa Mga Preno sa Likod nito

Ang pagpepreno ay hindi lamang isang bagay ng pag-clamping nang mas mahirap sa isang umiikot na gulong. Ang kakayahan ng isang gulong na magpadala ng lakas ng pagpepreno ay depende sa kung gaano karaming patayong timbang ang idiniin pababa dito. Sa anumang malakas na paghinto, binabago ng paglipat ng timbang ang equation na iyon sa isang dramatikong paraan.

Isaalang-alang ang isang sasakyan na humihina nang husto para makitang lumubog ang ilong. Ang suspensyon sa harap ay nag-compress, ang hulihan na suspensyon ay nag-aalis, at ang malaking bahagi ng bigat ng sasakyan ay gumagalaw patungo sa front axle. Bilang resulta, ang mga gulong sa likuran ay may mas kaunting grip na magagamit, habang ang mga gulong sa harap ay may mas maraming grip na magagamit.

Kung ang sistema ng preno ay nagpadala ng magkaparehong presyon sa bawat gulong, ang mga preno sa likuran ay unang magla-lock dahil mas maaga silang mauubusan ng pagkakahawak ng gulong kaysa sa harap. Itinatama ng proportioning valve ang imbalance na iyon sa pamamagitan ng pagtanggi na magpadala ng labis na presyon sa rear circuit.

Ano ang Mangyayari Kapag Naka-lock ang Mga Gulong sa Likod Bago ang Harap

Ang isang gulong na naka-lock at dumudulas ay halos walang lateral o directional grip. Iyon ay may malubhang kahihinatnan sa isang straight-line na emergency stop:

Ang hulihan ng sasakyan ay maaaring masira ang traksyon at umikot sa paligid ng front axle, na nagiging sanhi ng pag-ikot o parang jackknife na indayog.
Ang steering input ay nagiging hindi gaanong epektibo dahil ang rear axle ay hindi na nagpapatatag sa landas ng sasakyan.
Tumataas ang distansya ng paghinto dahil ang naka-lock na sliding na gulong ay gumagawa ng mas kaunting lakas ng pagpepreno kaysa sa gulong na umiikot pa malapit sa limitasyon ng pagkakahawak nito.
Ang init at flat-spotting ay nakakasira sa mga gulong sa likuran, lalo na kapag ang isang sasakyan ay madalas na pinapatakbo na walang laman o mahina ang kargada.

Ang parehong prinsipyo ay nalalapat sa isang van, isang pickup truck, isang magaan na commercial chassis, o isang pampasaherong sasakyan na humihila ng trailer. Kung mas nagbabago ang load ng rear axle sa pagitan ng kargado at walang laman na mga kondisyon, nagiging mas mahalaga ang isang wastong na-calibrate na proportioning valve.

Paano Gumagawa ang Valve ng Two-Stage Pressure Curve

Sa loob ng proportioning valve ay may spring-loaded na piston o poppet arrangement. Sa mahinang pagpepreno, ang hydraulic fluid ay tumatagal sa pinakamadaling daanan sa pamamagitan ng balbula. Ang panloob na piston ay nananatili sa upuan nito, at ang presyon ng labasan ay halos eksaktong tumutugma sa presyon ng pumapasok.

Kapag ang driver ay nagpreno nang mas malakas, ang tumataas na hydraulic pressure ay tumutulak laban sa panloob na piston ng balbula. Sa isang preset na presyon, ang puwersa mula sa fluid ay nagtagumpay sa calibration spring, ang piston ay gumagalaw, at ang fluid passage ay bahagyang sarado. Mula sa sandaling iyon, ang kontroladong dami ng karagdagang pressure lang ang nakakaabot sa mga rear brakes—kadalasan sa pagitan ng humigit-kumulang 30 at 50 porsiyento ng sobrang input pressure.

Ang graph ng gawi na iyon ay hindi isang tuwid na proporsyonal na linya sa buong paglalakbay ng pedal. Ito ay isang dalawang-slope na kurba na may liko na kilala bilang punto ng tuhod o split point. Pinipili ng mga inhinyero ang puntong iyon at ang pangalawang slope upang tumugma sa pamamahagi ng timbang ng sasakyan, paglalakbay ng suspensyon, wheelbase, at uri ng preno sa likuran.

Upang gawing mas madaling larawan ang pag-uugali, kumuha ng balbula na may cut-in sa 300 psi at pangalawang ratio ng presyon na 40 porsiyento:

Halimbawang relasyon sa presyon para sa isang proportioning valve na may 300 psi cut-in point at isang 40% pangalawang slope. Ang tunay na pagkakalibrate ay nag-iiba ayon sa sasakyan.
Master Cylinder Input (psi)	Rear Circuit Output (psi)	Estado ng balbula
100	100	Buong daloy
200	200	Buong daloy
300	300	Cut-in point
400	340	Limitado ang presyon
500	380	Limitado ang presyon
600	420	Limitado ang presyon
800	500	Limitado ang presyon

Ang mga eksaktong numero ay naiiba mula sa isang pamilya ng sasakyan sa isa pa dahil ang mga rear drum brake, rear disc brakes, at heavy-duty na rear axle ay lahat ay nangangailangan ng magkakaibang mga profile ng presyon. Ang hindi nagbabago ay ang lohika: sa itaas ng tuhod, ang presyur sa likuran ay dapat tumaas sa mas banayad na bilis kaysa sa presyur sa harap upang ang mga gulong sa likuran ay hindi kailanman makakatanggap ng higit na metalikang kuwintas kaysa sa pisikal na magagamit nila.

Bakit Hindi Ginagawa ng ABS ang Proportioning Valve na Obsolete

Sinusubaybayan ng mga anti-lock braking system ang bilis ng gulong at pinapalabas ang presyur ng preno kapag nagsimulang mag-lock ang isang gulong. Iyan ay katulad sa trabaho ng proportioning valve, ngunit ang dalawang bahagi ay gumagana sa ganap na magkaibang mga punto sa proseso ng pagpepreno.

Ang ABS ay tumutugon sa isang gulong na nawala na sa pagkakahawak. Pinipigilan ng proportioning valve ang mga gulong sa likuran na maabot ang mapanganib na antas sa unang lugar sa ilalim ng karamihan sa mga normal at katamtamang panic stop. Kapag nag-activate ang ABS, mahalaga pa rin ang proportioning valve dahil tinutukoy nito ang hydraulic baseline kung saan dapat gumana ang ABS modulator.

Ang isang sasakyan na may mabigat na pedal ng preno, malagkit na preno sa likuran, o isang hindi wastong pagkaka-calibrate na balbula ay pipilitin ang sistema ng ABS na gumana nang mas mahirap kaysa sa inaasahan. Ang resulta ay mas mahabang paghinto ng mga distansya, mas maraming ingay at pedal pulsation, at hindi kinakailangang pagsusuot sa ABS pump at modulator valves. Ang isang maayos na gumaganang proportioning valve ay nagpapanatili sa haydroliko na pundasyon na balanse upang ang mga electronic system ay kailangan lamang pangasiwaan ang huling ilang porsyento ng pagkadulas ng gulong.

Paano Lumalabas ang Parehong Lohika sa Mga Sasakyang Komersyal na Naka-air Brake

Karamihan sa mga resulta ng paghahanap tungkol sa mga proportioning valve ay nagmumula sa mundo ng pampasaherong sasakyan dahil ginagamit ng mga hydraulic brake circuit ang eksaktong pangalan ng bahagi na iyon. Ang mga technician na nagtatrabaho sa mga mabibigat na trak at bus ay nakikita ang parehong problema-rear axle lock-up kapag ang isang sasakyan ay bahagyang nakargahan-ngunit ang solusyon sa isang full pneumatic braking system ay inengineered gamit ang iba't ibang hardware, tulad ng mga load-sensing control valve at relay valve.

Ang isang relay valve sa isang air brake system ay tumatanggap ng isang maliit na pilot pressure mula sa foot brake valve at ginagamit ito upang ilabas ang naka-compress na hangin mula sa isang reservoir nang direkta sa mga silid ng preno. Hindi nito binabawasan ang presyon nang eksakto sa parehong paraan tulad ng hydraulic proportioning valve, ngunit nagsasagawa ito ng parehong uri ng pagbabalanse para sa mabigat na layout ng sasakyan: pinapaikli nito ang oras ng pagtugon, hinuhubog ang pressure build-up sa rear axle, at kailangang itugma sa configuration ng axle at hanay ng load ng sasakyan.

Para sa isang technician na lumilipat sa pagitan ng mga klase ng sasakyan, ang paraan ng pag-troubleshoot ay mas kapaki-pakinabang kaysa sa pangalan ng bahagi. Kung ila-lock ng isang lightly loaded na truck ang rear axle nito sa isang hard stop, susuriin ng inspektor kung tama ang pagkaka-install ng brake valve sa axle na iyon, kung ang pushrod stroke ay naayos, at kung ang pressure na inihatid sa rear chamber ay sumusunod sa nilalayong katangian. Isang praktikal na background sa mga pamilya ng pneumatic brake valve tumutulong na linawin kung saan hindi sumasang-ayon ang hydraulic at air system sa isa't isa.

Kapag nag-order ang mga maintenance team ng mga kapalit na unit para sa mga naka-air-brake na komersyal na sasakyan, ang mga kumpletong relay valve kit ay kadalasang ginagamit sa halip na muling buuin ang mga cartridge sa sasakyan, dahil ang housing, calibration, at mounting hardware ay pinipili nang magkasama para sa isang partikular na layout ng axle.

Complete Relay Valve Kit for Pneumatic Brake Systems

Kumpletong Relay Valve Kit para sa Pneumatic Brake System Bini-bundle ng kit na ito ang housing, calibration, at mounting na mga bahagi para sa mga naka-air-brake na komersyal na sasakyan, na nag-aalok ng handang i-install na kapalit na nakaayon sa mga partikular na layout ng axle at nakakatulong na maiwasan ang mga hindi pagkakatugma ng pagkakalibrate. Tingnan ang Produkto →

Ang parehong pamantayan ng pagtutugma ng balbula sa sasakyan ay nalalapat hindi alintana kung ang circuit ay puno ng brake fluid o naka-compress na hangin. Ang isang maling pagkakalibrate ay hindi lamang isang isyu sa pagganap; ito ay isang panganib sa kaligtasan na lalabas sa pinakamasama posibleng sandali.

Mga Sintomas ng Pagkabigo ng isang Proportioning Valve

Ang isang proportioning valve ay karaniwang nabigo sa isa sa tatlong paraan: ito ay natigil sa ganap na bukas na posisyon, ito ay ganap na hinaharangan ang likurang circuit, o ito ay tumagas ng likido lampas sa mga seal nito. Ang bawat failure mode ay lumilikha ng natatanging reklamo sa pagmamaneho.

Ang mga gulong sa likuran ay nakakandado sa panahon ng matinding pagpepreno. Kapag nakabukas ang balbula, hindi nito nililimitahan ang rear pressure sa itaas ng cut-in point. Ang rear axle ay tumatanggap ng masyadong maraming brake torque, at ang likod ng sasakyan ay maaaring dumulas o humakbang sa basa o tuyo na simento.
Halos hindi tumugon ang mga preno sa likuran. Kung pinipigilan ng mga debris o kaagnasan ang panloob na piston na nakasara, hindi maabot ng presyon ang likurang circuit. Ang mga ilong ng sasakyan ay pasulong sa ilalim ng pagpepreno, pag-akyat ng mga distansyang humihinto, at ang mga tambol sa likuran o mga disc ay nananatiling kapansin-pansing mas malamig kaysa sa mga nasa harap pagkatapos ng matinding paghinto.
Tumutulo ang likido mula sa katawan ng balbula o mga kasukasuan nito. Ang isang tumutulo na balbula ay nagpapababa ng antas ng likido, lumilikha ng malambot na pedal sa paglipas ng panahon, at nag-iiwan ng nakikitang kaagnasan sa paligid ng swaged seam ng isang kumbinasyong balbula.
Ang brake warning lamp ay nananatili o paulit-ulit na bumabagsak. Maraming kumbinasyong balbula ang naglalaman ng pressure-differential switch na nakakakita ng pagkakaiba sa pagitan ng harap at likod na mga circuit. Maaaring panatilihin ng naka-stuck na proportioning valve ang switch na iyon na naka-off-center kahit na matapos na maayos ang orihinal na pagtagas o pagkabigo ng wheel cylinder.
Ang paghila ng preno na lumilitaw lamang sa ilalim ng matigas na pagpepreno. Ang ilang mga proportioning valve ay pinagsama sa isang rear height-sensing o load-sensing link sa mga light commercial application. Kung ang link na iyon ay nadiskonekta o kinakalawang, ang balbula ay maaaring humawak ng maling pagkakalibrate at mapahila ang sasakyan patungo sa isang gilid.

Pag-diagnose ng Proportioning Valve Bago Ito Palitan

Ang proportioning valve ay bihirang ang unang bahagi na dapat sisihin para sa isang reklamo sa preno. Ang kontaminasyon ng brake fluid, nasamsam na mga cylinder ng gulong, sobrang inayos na sapatos sa likuran, at pagod na suspensyon ay nagdudulot ng mga katulad na sintomas. Ang pinakamatalinong diagnostic sequence ay gumagalaw mula sa mga simpleng pagsusuri hanggang sa mga pagsubok sa presyon.

I-verify na ang mga rear brakes mismo ay nasa mabuting kondisyon. Serbisyuhan ang mga drum o disc, palitan ang pagod na friction material, at kumpirmahin na malayang gumagalaw ang rear wheel cylinders o calipers.
Suriin ang pagsasaayos ng rear brake shoes. Kung sila ay nag-drag o hindi wastong inaayos, sila ay lilikha ng isang maling impresyon ng isang proportioning valve failure.
Magsagawa ng kontroladong low-speed stop sa isang walang laman, tuyo na lote. Kung ang hulihan ay nagla-lock lamang kapag ang pedal ay natamaan nang husto, ang fault ay malamang sa pressure-limiting side ng system kaysa sa friction parts.
Gumamit ng pressure gauge. Mag-install ng gauge sa rear bleeder port, ilapat ang brake pedal, at ikumpara ang reading sa master cylinder pressure. Ang isang malusog na balbula ay nagpapanatili ng rear pressure sa ibaba ng input pagkatapos ng cut-in point; ang naka-stuck-open valve ay naghahatid ng input pressure sa lahat ng paraan.
Siyasatin ang katawan ng balbula para sa mga streak ng likido, kaagnasan, at mga durog na linya ng preno. Sa mga combination valve, kumpirmahin na ang pressure-differential switch ay muling nakasentro pagkatapos ng anumang nakaraang hydraulic repair.
Palitan ang balbula ng isang unit na naka-calibrate para sa parehong hanay ng pag-load ng rear axle, pagkatapos ay dumugo ang lahat ng apat na sulok gamit ang tinukoy na bleed sequence ng manufacturer.

Ang mga pagbabasa ng presyon ay dapat palaging kolektahin gamit ang isang fully charged na sistema ng preno at isang katulong na humahawak sa pedal sa isang matatag na puwersa. Ang mga snap reading na kinuha gamit ang mabilis na pedal pump ay maaaring makaligaw dahil ang proportioning valve ay nangangailangan ng stable na input pressure upang maabot ang cut-in point nito nang malinis.

Kapag gumagana ang lahat, ginagawa ng proportioning valve ang trabaho nito nang hindi nakikita. Ang driver ay pinindot lamang ang pedal, ang sasakyan ay lumulubog pasulong, at ang lahat ng apat na gulong ay nakikibahagi sa paghinto ng trabaho nang walang dramatiko. Gayunpaman, sa sandaling mabigo ang balbula, kahit na ang isang malusog na sistema ng preno ay nagiging mapanganib sa isang panic stop.

Iyon ang dahilan kung bakit itinuturing ng mga inhinyero ng preno ang proportioning calibration bilang mahalagang bahagi ng disenyo ng sasakyan sa halip na isang accessory. Gumamit man ang sasakyan ng hydraulic valve sa isang pickup truck o isang maingat na katugmang relay valve na itinakda sa isang naka-air braked commercial chassis, ang layunin ay palaging pareho: panatilihing matatag ang rear axle habang hinahayaan ang mga front brake na gawin ang mabibigat na trabaho.