ELC / ECAS | Elektronikus szintszabályzás

Frissítve: 2020. nov. 16.

Az elektronikus szintszabályzás alappillére a légrugó (legalábbis a haszonjárművek esetén), így elsőnek a légrugó és a laprugó bemutatása valamint összehasonlítása, majd ezt követően a számítógéppel vezérelt rendszerről lesz szó. A cikkben elsősorban az autóbuszokon alkalmazott megoldások kerülnek bemutatásra, egyéb haszonjárművek ettől eltérhetnek.

Légrugó

A szerkezet egy speciális „lufi” (mind anyagválasztásra, mind kialakításra), mely a hídtest és a karosszéria között, az útburkolat által átadott, szimmetriatengelyével azonos irányú elmozdulásokat mérsékli. A hagyományosan (ezt megelőzően haszonjárműveken használt) laprugók lineáris karakterisztikájával szemben a légrugó progresszív rugó karakterisztika szerint viselkedik, lásd az alábbi diagramot.

A lineáris karakterisztika gyakorlati jelentése: a jármű lengéstani viselkedése (lengéskényelme) a terheléstől függően változik, így a rugózás szabályozhatósága nem megoldható – lásd laprugós kivitelek.

A rugózást csillapítani is kell, mely feladatot a laprugó esetén maga a rugóköteg látja el. A ki- illetve berugózáskor egymáson elmozduló lemezek a súrlódás révén csökkentik és „elnyelik” a lengést. Légrugó esetén viszont külön (általában hidraulikus) lengéscsillapítókat szerelnek fel.

A légrugó működési elve egyszerű: a „lufi” sűrített levegős töltésével és ürítésével reagál a jármű kvázi statikus (lassú utascsere) és dinamikus (kanyarban bedőlés) terhelésváltozásaira. Állandó térfogatúnak vehető, melyben a változó töltéssel érik el a kívánt állapotot.

Hajtott híd gyűrűs légrugóval. Ábra: mogi.bme.hu.

Előnye a laprugóhoz képest, hogy jóval egyszerűbb konstrukcióval lehet lengéstanilag ideális viselkedést elérni. A laprugózás esetén ezt csak további, kiegészítő segédrugókkal, változó méretű rugókkal, vagy himbarendszerrel lehetett megoldani.

A légrugókból manapság számtalan változat és kivitel létezik, két fő típusa:

gördülőmembrános;
gyűrűs.

Légrugó kivitelek. Ábra és fotó: mogi.bme.hu.

Terhelés tekintetében (is) vannak eltérések a kivitelek között, de az általános és bevett gyakorlat, hogy a kormányzott hidakra 2 darab, míg a szabadonfutó és a hajtott hidakra 4 darab kerül, ezzel biztosítva a megfelelő terheléseloszlást és lengéskényelmet. Egy légrugó statikus középterhelése átlagosan 2,5 tonna.

Négy légrugó és lengéscsillapító a ZF AV 133-as hídján. Ábra: ZF Friedrichshafen AG.

Légrugózás magasságállítás nélkül

A korai légrugós rendszerek esetében (pl. Ikarus 260/280, MB O305 (G), MAN SL200) a kialakítás mindössze a kényelmesebb lengésre volt kiélezve – az addig teret hódító laprugókkal szemben. A magasságállítás az ahhoz szükséges vezérlőáramkörök hiányában (a számítástechnika fejletlensége miatt) még nem jöhetett szóba.

Egy általános rendszerséma kéttengelyes autóbusz esetén. Ábra: mogi.bme.hu.

Így a légrugós kivitelű autóbuszok ekkoriban egyetlen, gyárilag beállított padlómagasságot voltak képesek tartani, melyet pusztán pneumatikus alkatrészekkel (tartály, áteresztő szelep, szintszabályzó szelep, négykörös védőszelep, etc.) oldottak meg. Ezt a szintet terheléstől függetlenül tartotta a rendszer; a terhelésváltozást (=szintállítást) mechanikus szintszabályzó szeleppel végzi a rendszer.

Egy E94-es mellső futóműve. Narancssárga karikában a szintállítás rudazata látható.

Légrugózás magasságállítással

A ’90-es évek közepén-végén az előző pontban ismertetett „hagyományos”, fix padlómagasságot tartó rendszer helyett bevezették a modernebb kivitelt, mely az ELC (Electronic Levelling Control) elnevezést kapta. A magasságállítást itt már elektronikusan, potméter által visszajelzett értékkel tudja korrigálni/állítani a rendszer.

Általános rendszerséma kéttengelyes autóbusz esetén. Ábra: mogi.bme.hu.

Ebben már az autóbusz karosszériáját lehet:

térdepeltetni (jobbra és/vagy balra);
süllyeszteni;
emelni.

A fenti funkciók abszolút megrendelő (autóbuszgyártó illetve leendő üzemeltető) specifikusak, így részletesebb ismertetése a terjedelem miatt nehézkes. Példának hoznám a BKV Zrt. használt Citaro-flottáját: a frankfurti eredetű példányok esetén megállóba beálláskor jobbra megdönti a karosszériát automatikusan az elektronika, majd ajtózárást követően visszaáll vízszintes, menetkész állapotba.

Két, kanyarban jelentősen bedőlő karosszéria, noha egyik jármű sem haladt a kép készítésekor gyorsan. Azonban a dinamikus átterhelődésekre kevésbé érzékeny rendszer kialakítások miatt ilyen jelenségek létrejöhetnek.

Kevésbé dőlt be a kanyarban ez a 7700A a nagyobb tömege (és sebessége) ellenére, mint a fenti kettő.

A süllyesztés funkciójának valamivel kevesebb gyakorlati hasznát látom, mint az emelésnek: utóbbi hasznos lehet rövid és jelentős emelkedőknél (ahol a terepszög nem elegendő), esetleg műhelybe (aknára) álláskor az aknaperemmel történő összeakadás elkerülése végett. Emelt állapotban sebességkorlátozással (max. 5-10 km/h) haladhat a busz a kardánkapcsolat kímélése miatt.

A B tengely szervizállásban van valamilyen szintezési hiba miatt ezen az MAN NG272-esen. Fotó: Aaron-Művek.

Ez a rendszer már jóval több elektronikus elemmel rendelkezik, s ebből adódóan bonyolultabb, mint a hagyományos, magasságállítás nélküli kivitel. Így meghibásodás (kommunikációs hiba, szenzorhiba, etc) esetén a vezérlés automatikusan emelt állapotra vált („szervizállás”), hogy az aknára/műhelybe állás ne legyen probléma.

Az elsők közötti ELC-vel felszerelt tesztautóbusz hazánkban az egykori bemutató Ikarus 405-ös volt, mely később a BME tulajdonába került. Erre a Knorr-Bremse szerelt fel egy kísérleti szintszabályzásos rendszert (egy korai elektronikus fékrendszerrel együtt) a kétezres évek elején, melyeken közösen végeztek méréseket az egyetemmel. Manapság a legismertebb ELC-rendszer beszállító a Knorr-Bremse.