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A regolatore del gioco è un braccio meccanico che collega l'asta di spinta della camera del freno pneumatico all'albero a camme del freno. Quando vengono applicati i freni, l'aria compressa spinge l'asta di spinta verso l'esterno e il regolatore del gioco converte quella forza lineare in forza rotazionale sulla camma a S, che allarga le ganasce del freno contro il tamburo. Senza un regolatore del gioco correttamente funzionante, le ganasce del freno non possono entrare completamente in contatto con il tamburo, riducendo drasticamente la potenza di arresto.
Il termine "allentamento" si riferisce allo spazio o al gioco tra le ganasce del freno e il tamburo. Man mano che le guarnizioni dei freni si consumano nel tempo, tale spazio aumenta, il che significa che l'asta di spinta deve viaggiare più lontano prima che i freni si innestino effettivamente. Il compito del regolatore del gioco è quello di compensare l'usura e mantenere la corsa dell'asta di spinta entro un intervallo operativo sicuro, generalmente definito dalle normative FMCSA come nient'altro che una misurazione specifica a seconda del tipo e delle dimensioni della camera del freno.
I regolatori del gioco si trovano praticamente su tutti i veicoli commerciali medi e pesanti dotati di freni ad aria compressa: camion, rimorchi, autobus e alcune macchine edili di classe 6, 7 e 8. Sono montati su ciascuna estremità dell'asse frenante e funzionano insieme al gruppo freno della fondazione.
Esistono due tipi principali di regolatori del gioco utilizzati negli impianti frenanti ad aria compressa: manuali e automatici. Comprendere la differenza è fondamentale per la pianificazione della manutenzione e le ispezioni stradali.
I regolatori manuali del gioco richiedono una regolazione periodica da parte di un meccanico o di un tecnico qualificato. Hanno un bullone di regolazione a testa esagonale - tipicamente un raccordo da 9/16 pollici - che deve essere ruotato per ruotare l'ingranaggio a vite senza fine all'interno, che riposiziona il braccio di regolazione rispetto all'albero a camme e stringe il gioco tra freno e tamburo. I regolatori manuali devono essere controllati e regolati con la stessa frequenza giornaliera in condizioni di utilizzo intenso. Trascurare la regolazione manuale è uno dei motivi più comuni per cui i veicoli commerciali non superano le ispezioni dei freni.
I regolatori manuali del gioco si trovano ancora sui veicoli più vecchi e su alcune attrezzature specializzate. Dal 1994, la FMCSA richiede che tutti i rimorchi con freni ad aria compressa di nuova produzione utilizzino regolatori automatici del gioco e dal 1995 la stessa regola si applica ai camion e agli autobus. Tuttavia, i veicoli prodotti prima di tali date possono ancora funzionare legalmente con unità manuali se sottoposti a corretta manutenzione.
I regolatori automatici del gioco, comunemente abbreviati in ASA, si autoregolano ogni volta che vengono applicati i freni. Un meccanismo interno rileva quando la corsa dell'asta di spinta supera l'intervallo ottimale e ruota il regolatore per compensare. In teoria, un ASA correttamente funzionante dovrebbe mantenere sempre la corsa corretta dell'asta di spinta senza intervento umano. In pratica, gli ASA devono ancora essere ispezionati regolarmente perché possono gripparsi, usurarsi o funzionare male e un regolatore automatico bloccato non si autocorreggerà.
Un malinteso comune è che i regolatori automatici del gioco non richiedano alcuna manutenzione. Questo non è corretto. Se un ASA non riesce a mantenere la corsa dell'asta di spinta entro le specifiche, la causa sottostante è spesso l'usura delle guarnizioni dei freni o dei tamburi, condizioni che il regolatore non può risolvere da solo. La sostituzione del regolatore senza affrontare la causa principale comporterà solo ripetuti freni fuori regolazione.
| Caratteristica | Regolatore manuale del gioco | Regolatore automatico del gioco |
|---|---|---|
| Metodo di regolazione | Manuale, da tecnico | Autoregolazione ad ogni applicazione del freno |
| Frequenza di manutenzione | Controlli da giornalieri a settimanali | È ancora necessaria l'ispezione regolare |
| Richiesto dal | Solo apparecchiature legacy | 1994 (rimorchi), 1995 (camion/autobus) |
| Rischio di disadattamento | Alto se non mantenuto | Inferiore, ma ancora possibile se sequestrato |
| Applicazione tipica | Autocarri più vecchi, veicoli speciali | Tutti i moderni veicoli commerciali |
Per capire perché il regolatore del gioco è così importante, è utile tracciare come funzionano effettivamente i freni ad aria compressa dal pedale alla ruota.
Il regolatore del gioco è essenzialmente la leva in questo sistema. Come ogni leva, la sua efficacia dipende dalla lunghezza del braccio e dall'angolo con cui viene applicata la forza. La geometria ottimale si verifica quando il braccio di regolazione del gioco è a circa 90 gradi rispetto all'asta di spinta nel punto di applicazione completa del freno. Quando i freni non sono regolati, questo angolo devia, riducendo il vantaggio meccanico e l'efficienza della frenata.
La lunghezza del braccio di un regolatore del gioco è misurata in pollici ed è stampata o fusa sul corpo del regolatore. Le lunghezze comuni sono 5-1/2 pollici e 6 pollici. La lunghezza del braccio deve corrispondere alla dimensione della camera del freno e alle specifiche del produttore dell'asse: mescolare lunghezze del braccio errate è un grave errore di sicurezza che influisce sulla coppia frenante.
Le normative federali previste da 49 CFR Parte 393 e gli standard di ispezione dei freni CVSA definiscono le lunghezze massime consentite della corsa dell'asta di spinta per ciascuna dimensione della camera. Il superamento di questi limiti significa che i freni non sono regolati e il veicolo viene messo fuori servizio.
Di seguito sono riportati esempi di limiti di corsa massimi per i tipi più comuni di camera del freno:
| Tipo di camera | Corsa massima (standard) | Corsa massima (corsa lunga) |
|---|---|---|
| Digitare 12 | 44 mm (1-3/4 pollici) | 2 pollici (51 mm) |
| Digitare 16 | 44 mm (1-3/4 pollici) | 2 pollici (51 mm) |
| Digitare 20 | 44 mm (1-3/4 pollici) | 2 pollici (51 mm) |
| Digitare 24 | 44 mm (1-3/4 pollici) | 2 pollici (51 mm) |
| Digitare 30 | 2 pollici (51 mm) | 2-1/2 pollici (64 mm) |
| Digitare 36 | 2-1/4 pollici (57 mm) | 3 pollici (76 mm) |
Un freno che supera anche di 1/4 di pollice il limite massimo della corsa può ridurre la forza frenante del 20% o più. In un veicolo combinato da 80.000 libbre a pieno carico, tale riduzione della coppia frenante può aggiungere decine di piedi alla distanza di arresto, abbastanza da causare una collisione catastrofica a velocità autostradale.
Gli ispettori misurano la corsa dell'asta di spinta contrassegnandola a riposo, applicando circa 90 psi di pressione dell'aria ai freni e misurando la distanza di spostamento dell'asta di spinta. Questo test è rapido e semplice, motivo per cui è una delle prime cose che un ispettore CVSA controlla durante un'ispezione di Livello I.
Un regolatore del gioco difettoso o fuori regolazione non sempre si annuncia in modo drammatico. In molti casi, il veicolo si ferma comunque, ma non in modo altrettanto efficace o uniforme. Ecco gli indicatori più affidabili che qualcosa non va.
Se il pedale del freno richiede una pressione maggiore del solito o il veicolo impiega molto più tempo a rispondere, le aste potrebbero spostarsi troppo prima che le ganasce entrino in contatto con il tamburo. Questo è un sintomo diretto di regolatori del gioco che sono troppo allentati.
Se un regolatore del gioco è regolato correttamente e quello sull'estremità opposta dell'asse non lo è, la forza frenante sarà disuguale. Il lato con maggiore forza frenante rallenterà più velocemente, facendo tirare il veicolo in quella direzione. Ciò è particolarmente pericoloso in condizioni di bagnato o scivolose e può causare situazioni di coltello a serramanico sui veicoli combinati.
Durante un'ispezione visiva con i freni applicati, è possibile osservare ciascuna asta di comando. Se sembra essere completamente esteso o quasi completamente esteso, il regolatore del gioco non mantiene lo spazio adeguato tra le ganasce e il tamburo. Alla corsa massima, il diaframma all'interno della camera spinge contro la parete della camera anziché applicare forza, il che è meccanicamente inefficiente e pericoloso.
Il problema opposto, ovvero un registro troppo stretto, mantiene le ganasce del freno in parziale contatto con il tamburo anche quando i freni vengono rilasciati. Questo crea un attrito costante, generando calore. Temperature del tamburo superiori a 204 °C (400 °F) indicano resistenza dei freni e possono causare sbiadimento dei freni, vetrificazione del rivestimento o persino incendi in casi estremi. È possibile identificare la resistenza toccando l'area del mozzo della ruota dopo la guida (con attenzione: potrebbe essere estremamente caldo) o annusando il materiale di attrito bruciato.
Se tu o la tua officina avete regolato manualmente un dispositivo di regolazione automatico del gioco e questo torna immediatamente fuori dalle specifiche, questo è un segno che l'ASA stesso è difettoso - in genere un meccanismo interno della frizione usurato o grippato - o che le guarnizioni dei freni sono usurate oltre i limiti utilizzabili. La semplice regolazione ripetuta dello stesso regolatore automatico senza indagare sulla causa principale è inefficace e costituisce una violazione delle linee guida del produttore. Meritor, Haldex e altri produttori dichiarano esplicitamente che un ASA che richiede ripetute regolazioni manuali deve essere sostituito, non regolato nuovamente.
Le procedure di ispezione differiscono leggermente a seconda che il regolatore sia manuale o automatico, ma i passaggi principali si applicano a entrambi.
Se si dispone di un regolatore del gioco manuale che non rientra nelle specifiche, la procedura di regolazione è la seguente:
Non tentare mai di regolare manualmente un regolatore automatico del gioco per compensare una corsa eccessiva dell'asta di spinta: ciò disabilita la funzione di autoregolazione e maschera un problema di fondo. La procedura corretta consiste nel diagnosticare il motivo per cui l'ASA non mantiene l'adeguamento e affrontarne direttamente la causa.
Comprendere le cause del fallimento o dell’uscita dall’aggiustamento degli aggiustatori flessibili aiuta sia nella prevenzione che nella diagnosi.
Questo è il motivo più comune per cui i freni non sono più regolati. Man mano che il materiale del rivestimento si consuma, lo spazio tra il pattino e il tamburo aumenta, richiedendo una maggiore corsa dell'asta di spinta. Un regolatore manuale che non viene sottoposto a regolare manutenzione continuerà a spostarsi sempre più fuori dalle specifiche. Anche un regolatore automatico prima o poi esaurirà la sua gamma di regolazione se le guarnizioni non vengono sostituite in tempo. La maggior parte dei produttori di guarnizioni dei freni consiglia l'ispezione a intervalli di 50.000 miglia per i veicoli autostradali o ad ogni servizio di manutenzione preventiva programmato.
I regolatori automatici del gioco contengono ingranaggi interni, nottolini e un meccanismo di frizione unidirezionale. Questi componenti dipendono dal grasso per funzionare correttamente. Quando il grasso si rompe o viene lavato via, cosa comune nei veicoli regolarmente esposti al lavaggio ad alta pressione, il meccanismo interno si blocca e il regolatore perde la capacità di auto-regolazione. Gli intervalli di ingrassaggio variano a seconda del produttore, ma in genere sono ogni 25.000 miglia o ogni 3 mesi, a seconda di quale evento si verifica per primo.
Il perno con testa collega l'asta di spinta al braccio di regolazione del gioco. Nel corso del tempo, il perno e il relativo foro si usurano, creando inclinazioni nella connessione. Questa pendenza non viene assorbita dal regolatore, ma si aggiunge direttamente alla lunghezza della corsa effettiva. Un perno con testa usurato può aggiungere fino a 1/4 di pollice alla corsa apparente, il che potrebbe spingere un freno altrimenti conforme in un territorio fuori servizio.
L'utilizzo di un regolatore del gioco con la lunghezza del braccio errata per la camera del freno e le specifiche dell'asse è un errore di installazione più comune di quanto la maggior parte delle flotte creda. Un braccio troppo lungo crea un vantaggio meccanico eccessivo e può applicare eccessivamente i freni, mentre un braccio troppo corto riduce la coppia frenante. Abbinare sempre il regolatore sostitutivo alle specifiche OEM per quella posizione dell'asse.
Danni fisici causati da detriti stradali, colpi di marciapiede o installazione impropria possono piegare il braccio di regolazione o rompere l'alloggiamento. Un braccio piegato modifica la lunghezza effettiva e la geometria del registro, compromettendo la coppia frenante. Qualsiasi regolatore con crepe o piegature visibili deve essere sostituito immediatamente: non è un componente che può essere raddrizzato o saldato e rimesso in servizio.
I regolatori di tensione sono componenti soggetti ad usura con una durata utile limitata. La maggior parte dei produttori suggerisce la sostituzione tra 300.000 e 500.000 miglia in condizioni normali, sebbene le applicazioni per impieghi gravosi possano richiedere una sostituzione anticipata. Ecco le condizioni che garantiscono la sostituzione immediata:
Quando si sostituisce un regolatore del gioco, sostituire sempre contemporaneamente il perno con testa e la boccola se mostrano segni di usura. Il riutilizzo di un perno con testa usurato con un nuovo regolatore introduce lo stesso errore di misurazione della corsa appena corretto.
Dopo l'installazione, ingrassare il regolatore attraverso il raccordo zerk fino a quando il grasso fresco non fuoriesce dalla guarnizione, applicare i freni più volte per consentire all'ASA di indicizzarsi e impostarsi, quindi misurare nuovamente la corsa dell'asta di spinta per confermare la corretta regolazione prima di rimettere in servizio il veicolo.
I freni fuori regolazione, più comunemente causati da problemi del regolatore del gioco, rappresentano una delle principali violazioni di fuori servizio riscontrate durante le ispezioni stradali CVSA. Nelle ispezioni annuali della Brake Safety Week della CVSA, i freni non regolati rappresentano costantemente una quota significativa di tutte le violazioni relative ai freni. In una recente ispezione CVSA, circa il 12-14% di tutti i veicoli commerciali ispezionati sono stati messi fuori servizio per difetti ai freni, con problemi legati al gioco del regolatore tra le cause principali.
Una violazione del fuori servizio per la regolazione dei freni mette immediatamente il veicolo fuori strada e può comportare multe, squalifica del conducente e punteggi SMS negativi nel sistema di misurazione della sicurezza della FMCSA. Gli operatori con punteggi elevati di freno SMS vengono contrassegnati per interventi prioritari, che possono innescare audit e revisioni di conformità.
Al di là delle sanzioni normative, le conseguenze sulla sicurezza derivanti dalla mancata regolazione dei freni sono gravi. Gli studi condotti dalla FMCSA e dall'NHTSA hanno costantemente dimostrato che i veicoli commerciali con difetti ai freni sono significativamente sovrarappresentati nei dati sugli incidenti mortali. Un veicolo combinato carico che viaggia a 65 mph ha bisogno di circa 400 piedi per fermarsi in condizioni normali: i difetti dei freni possono estendere tale distanza del 25% o più.
I conducenti hanno l'obbligo legale ai sensi della norma 49 CFR Parte 396 di condurre ispezioni prima e dopo il viaggio che includono un controllo di base dei freni. Anche se in genere non ci si aspetta che i conducenti misurino con precisione la corsa dell'asta di spinta, dovrebbero essere in grado di riconoscere segni evidenti di resistenza dei freni, trazione o sensibilità anomala del pedale e segnalarli prima di utilizzare il veicolo.
Diversi termini correlati compaiono spesso accanto al regolatore del margine nelle discussioni sulla manutenzione. Ecco un rapido riferimento per mantenerli dritti.
