Podręcznik

2.7. Systemy CTIS kolejnych generacji w podwoziach zrobotyzowanych

Dostrzeżenie przez użytkowników wozów bojowych korzyści z upuszczania powietrza z kół podwozia spowodowało, że podobnie ja przy systemie CPK, system CTIS ewaluował i był dalej rozwijany. Wolność gospodarcza w USA inaczej skonstruowana niż w krajach podległych ZSSR spowodowała, że pojawiło się kilka firm, które zaczęły proponować (a wcześniej patentować) wynalazki, które uczyniły z systemu CTIS system bardzo niezawodny i oferowany nawet w pojazdach produkowanych w byłym Związku Radzieckim i jego dawnych aliantach. Cała sprawa sprowadzała się do tego, że nie tylko wprowadzono tzw. drążone półosie, co już pojawiło się w podwoziach pojazdów, wyposażonych w nowszy system CPK eliminując tym samym dwuczęściowe ramię (patrz rysunek 57), ale pojawiły się kolejne urządzenia mechatroniczne - tzw. sterowane sprężonym powietrzem zawory koła (ang. wheel valve). 
Zawory koła umożliwiały m.in. odpowietrzenie całego toru pneumatycznego „przed” kołem podwozia, co zwiększało trwałość uszczelnień obrotowych, czyli najważniejszych uszczelnień systemów CTIS oraz CPK. (Czytelnik zapewne domyślił się już dawno, że wprowadzanie/upuszczanie powietrza do/od obracającego się koła podwozia musiało pociągnąć za sobą wykorzystanie tzw. uszczelnień obrotowych obracających się wałów, półosi, itp.). Wykorzystanie w podwoziu zrobotyzowanym pojazdu wspomnianych zaworów koła (nie należy mylić ich z nazwą, która odnosi się do tzw. wentyli koła), w połączeniu z drążonymi półosiami powodowało, że tylko specjalista lub uważny obserwator mógł zauważyć, że danym pojazd jest w system CTIS wyposażony. Miało to oczywiście i aspekt praktyczny na polu działań wojskowych – coś, co nie jest widoczne, trudniej jest uszkodzić. Rysunek 70 ilustruje koło podwozia zrobotyzowanego, które wyposażone jest w system CTIS nowej generacji.    

Rysunek 70: Zawór koła systemu CTIS w pojeździe wojskowym Hawkei

Umieszczenie zaworu koła systemu CTIS na jego obręczy, jak na rysunku 70, możliwe było dzięki kolejnej innowacji systemu oprócz wykorzystania już wcześniej drążonych półosi. Mianowicie opracowano obręcze kół z dzielonymi częściami, skręcanymi wieloma śrubami (patrz rysunek), pomiędzy którymi znajduje się uszczelniony przed wyciekami kanał dla przepływu medium od półosi napędowej do/z koła podwozia. Dalej, odpowiednio wytrzymała konstrukcja korpusu zaworu koła powoduje, że normalne warunki użytkowania podwozia, co oznacza warunki poligonowe, nie powoduje uszkodzenia zaworu koła CTIS. Czytelnik na pewno zwróci uwagę, że z pewnej odległości urządzenia mechatroniczne takiego systemu CTIS są niewidoczne dla przeciwnika lub ewentualnego sabotażysty. Postać zaworu koła systemu CTIS dla podwozia wojskowego o dużej d.m.c. ilustruje rysunek 71.   

Nie bez kozery można stwierdzić, że zawory koła o działaniu takim, jak zilustrowany na rysunku 71 wheel valve firmy CM Automotive, uczyniły krok milowy w rozwoju centralnych systemów pompowania kół. (Już wiemy, że pod tym pojęciem kryje się nie tylko pompowanie kół typu pierwsze CPK, ale też regulacja oraz dostosowywanie wartości ciśnienia medium w kołach podwozi zrobotyzowanych CTIS). Stało się tak, ponieważ osiągnięto to co najważniejsze, czyli sterowanie pompowaniem oraz upuszczaniem powietrza z kół podwozia jednocześnie sprawiając, że w czasie ruchu tego podwozia cały układ CTIS jest odciążony ciśnieniowo. Oznaczało to, że wszelkie uszczelnienia medium, które musiały być użyte w systemie CTIS zwiększyły znacznie swoją trwałość, porównywalną z pozostałymi elementami podwozia. Zatem serwis lub przegląd elementów systemu CTIS mógł być objęty identycznym harmonogramem napraw i serwisu, jak pozostałe elementy pojazdu wojskowego.
Niepozorność zaworu koła z rysunku 71 kryje w sobie zaawansowane sterowanie funkcjami tegoż zaworu przy użyciu tego samego medium, które zasila opony kół podwozia zrobotyzowanego, tylko medium o innym ciśnieniu lub podciśnieniu. Zawór koła jest jakby „wcięty” w przewód pneumatyczny między sprężarką a kołem. 
 Widoczne na rysunku 71 cztery otwory w korpusie zaworu koła służą do zamontowania na stałe wheel valve na obręczy koła. Z prawej strony korpusu znajduje się wlot zaworu (ang. Hub) do wkręcenia odpowiedniej złączki pneumatycznej celem doprowadzenia medium z układu CTIS (z wykorzystaniem półosi z drążonym otworem lub kanału w obręczy koła), a konkretnie medium ze sterownika pneumatycznego z zespołem elektrozaworów, sterowanego elektrycznie sygnałami ze pulpitu operatora. (Urządzenia te zostaną zilustrowane w dalszej części tekstu). Z lewej strony korpusu znajduje się wylot zaworu do wkręcenia odpowiedniej złączki pneumatycznej celem doprowadzenia medium z zaworu koła do koła podwozia (ang. Tire). Ponieważ, jak wspomniano, zawór koła sterowany jest poprzez sprężone powietrze, to przy takich układach niezbędny stał się tzw. odpowietrznik, widoczny na rysunku 71. W celu awaryjnego pompowania kół każdy zawór koła wyposażony jest w przyłącze, do którego montuje się króciec, stanowiący konwencjonalny zawór – wentyl, stosowany przy kołach podwozi.
Działanie zaworu koła, zilustrowanego na rysunku 71 można opisać w następujący skrótowy sposób: pojawienie się odpowiednio wysokiej wartości ciśnienia powietrza na wlocie do zaworu koła (prawa strzałka) otwiera przelot i medium pojawia się na wylocie zaworu (lewa strzałka) i dalej, zostaje doprowadzone do opony koła podwozia. Odpowietrzenie wlotu do zaworu, czyli de facto odcięcie medium kończy pompowanie koła do danej wartości ciśnienia i zamyka również i zawór koła, który przechodzi w tryb zaworu zwrotnego. Na skutek tego medium z koła nie wypływa. Ponieważ cały tor pneumatyczny, między zaworem koła a „resztą” systemu CTIS został odpowietrzony, to uszczelnienia ciśnieniowe nie są już narażone na działanie medium, które w innym przypadku skracałoby ich żywotność. Napompowane koło podwozia się obraca i wykonuje swoją pracę. Wydanie polecenia – „upuść powietrze z koła!!!” powoduje „pojawienie się” na wejściu zaworu koła (prawa strzałka) podciśnienia medium o odpowiedniej wartości. To z kolei wywołuje przestawienie zaworu koła na tryb otwarcia zaworu w przeciwnym niż wcześniej kierunku. Ten tryb zaworu wywołuje wypływ powietrza z koła, czyli upuszczanie medium do odpowiedniej, kontrolowanej wartości albo automatycznie, albo pod kontrolą kierowcy. Zanik podciśnienia przestawia oczywiście zawór koła na tryb: zawór zwrotny o wiadomym już skutku.
Należy zaznaczyć, że powyższe dwie operacje, znamienne dla wszystkich systemów CTIS mogą być realizowane zarówno w spoczynku podwozia jak i podczas jego ruchu po podłożu. Można się domyślić, że trwałość uszczelnień systemu CTIS będzie większa przy używaniu tegoż podczas postoju podwozia, ponieważ na uszczelnienia działa tylko ciśnienie nie zaś i siły niszczące w postaci tarcia powierzchniowego. Jednak nie wprowadza się ograniczeń lub zaleceń odnośnie powyższego, gdyż zarówno pompowanie jak i upuszczanie powietrza z kół nie trwa wiecznie. 
Czytelnik zapewne na podstawie powyższego opisu działania zaworu koła z rysunku 71 zauważył, że opracowane wheel valves wymagały specyficznego układu sterowania pneumatycznego. (Dokładniej o tym powiemy dalej). Ponieważ nawet w podwoziach pojazdów wojskowych chodziło zawsze o optymalne zagospodarowanie przestrzeni (co oczywiste, chodziło o odpowiednią broń i amunicję), nowsze systemy CTIS z wheel valves były montowane w pojazdach dużych, gdzie jest sporo przestrzeni, zaś w mniejszych typu HUMVEE, które również posiadały wiercone półosie napędowe, zastosowano sterowanie system CTIS prostsze. Widać to na rysunku 72. 

Rysunek 72: Ręczne rozdzielanie medium na koła podwozia

Neutralne położenie dźwigni sterującej (jak na rysunku 72) oznacza,  że dopływ powietrza ze sprężarki do kół jest odcięty. (Sprężane nieustannie poprzez ciągłą pracę sprężarki powietrze w przewodzie ciśnieniowym „za sprężarką” jest upuszczane z wykorzystaniem tzw. zaworu bezpieczeństwa). Zaznaczmy, że widoczna na rysunku dźwignia sterująca jest osadzona na obrotowym trzpieniu, który de facto jest wyprowadzony z korpusu zaworu rozdzielającego wielodrogowego pneumatycznego (który zamontowany jest bezpośrednio za widoczną płytą czołową panelu sterującego) i który to trzpień obracając się steruje bezpośrednio funkcjami zaworu. Obrót dźwigni sterującej (trzpienia) o 900 zgodnie lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara powoduje odpowiednio dopływ powietrza do kół przedniej lub tylnej osi podwozia, zaś obrót dźwigni sterującej o 1800 powoduje zasilenie w powietrze wszystkich opon podwozia.