Mục lục
Phanh khí nén là loại phanh chuyên được sử dụng cho các dòng xe tải, xe đầu kéo semi-mooc với kích thước lớn.
Loại phanh được ứng dụng thực tế lần đầu tiên vào tháng 3 năm 1872 trên một đầu máy xe lửa bởi nhà phát minh George Westinghouse tuy nhiên vào khoản đầu thế kỉ 20 thì loại phanh này mới bắt đầu trở nên phổ biến và ứng dụng hầu hết trên các loại xe tải và xe hạng nặng
Theo các nhà nghiên cứu các dòng xe sử dụng phanh khí nén hiếm khi xảy ra hiện tượng mất phanh hoàn toàn. Bởi trong trường hợp xe mất phanh chuyển động cầu bánh xe sẽ bị khóa cứng hoàn toàn
Phanh chỉ cần một lực tác động nhẹ từ người lái xe, dễ dàng điều khiển và không cần đến hệ thống bổ trực lực phanh. Loại phanh này mang loại hiệu quả cực kì cao đối với các dòng xe có tải trọng trung bình trở lên, những loại xe có lực gia tốc và quán tính lơn khi di chuyển nhanh.
Cùng Ô Tô Hoàng Long tìm hiểu sâu hơn về loại phanh khí nén này trong phần tiếp sau đây của bài viết.
Hệ thống phanh khí nén là gì? khái niệm phanh khí nén
Phanh khí nén hoặc hệ thống phanh khí nén là một loại phanh ma sát sử dụng cho các phương tiện trong đó áp suất khí nén được sử dụng để tác dụng lực lên má phanh để dừng xe.
Một phanh trong đó sử dụng không khí như một chất lỏng làm việc được gọi là phanh khí nén. Hệ thống được kích hoạt để áp dụng hiện tượng này được gọi là hệ thống phanh khí nén.
Phanh khí nén được sử dụng trong xe hạng nặng, trong đó cần có lực phanh lớn để dừng xe chẳng hạn như xe tải , xe buýt , xe khách, xe đầu kéo…
Trong Hệ thống phanh khí nén, khí nén được sử dụng để vận hành má phanh về phía trống để giảm tốc độ hoặc dừng xe.
Nó bao gồm một máy nén hút không khí từ bên ngoài qua một bộ phận lọc. Khí nén được lưu trữ trong một bể chứa có van không tải đặt hoặc kiểm soát áp suất của khí nén trong bể chứa.
Từ bình chứa, khí nén gửi đến van phanh được điều khiển bởi người lái khi hành động đạp chân phanh được thực hiện. Lượng mở hoặc đóng van phanh điều khiển lực phanh tác động lên má phanh về phía trống.
Áp dụng phanh làm giảm áp suất trong bể chứa và không khí nén được lấp đầy trong bể chứa thông qua van xả. Ống vòi hoặc ống phân phối được sử dụng để đưa khí nén từ máy nén đến má phanh.
Đối với những chiếc xe có tải trọng và quán tính lớn quãng đường để dừng hẳn xe cũng sẽ dài hơn các loại xe khác. Một chiếc xe container, xe tải hạng nặng ở tốc độ 60 km/h cần 81 mét để phanh dừng hoàn toàn, trong khi xe con chỉ mất 32 m. Do đó, tài xế lái xe tải hạng nặng cần phải tập trung khi tham gia giao thông, tính toán tốc độ và khoảng cách phanh khi dừng xe tại các khu vực giao thông đông đúc để đảm bảo an toàn.
Các xe đầu kéo container ngày nay như sản phẩm đầu kéo Hyundai HD1000 đều được áp dụng hệ thống phanh khí nén 2 dòng để tăng hiệu quả phanh và đặc biệt là cải thiện độ an toàn khi vận hành.
Xem thêm: Momen Xoắn Là Gì? Khi Chọn Mua Xe Tải, Xe Đầu Kéo Nên Chọn Xe Có Momen Xoắn Ra Sao?
Sơ đồ hệ thống phanh khí nén
Tổng quan về cơ cấu phanh khí nén bào gồm: bàn đạp, máy nén khí, bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suất, van điều khiển, đồng hò báo áp suất và bầu phanh của bánh xe.
Cấu tạo hệ thống phanh khí nén đơn giản nhất gồm:
- Máy nén khí.
- Một van phanh.
- loạt buồng phanh ở bánh xe.
- Đồng hồ đo áp suất và van an toàn.
- Một bể chứa không khí (bình hơi).
- Tất cả đều được kết nối bằng ống.
Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh khí nén
Máy nến khí được lắp đặt phía trên động cơ sẽ nạp áp suất khí từ 0.6 – 0.8 Mpa vào trong bình chứa khí nén, mỗi bình chứ khí nén sẽ đủ cho 9 lần đạp phanh. Các sẽ kích thước tải trọng lớn sẽ được trang bị 2 bình chứa khí nén.
Khi xe được khởi động, máy nén khí cũng hoạt động theo bắt đầu cung cấp khí nén cho đầy đủ cho hệ thống phanh. Nếu bình khí nén không được nạp đủ khí bánh xe sẽ khóa chặt cho đến khí nhận được đủ hơi lò xo xong bộ phận hãm sẽ bắt đầu nhả phanh.
Trong trương hợp người lái đạp phanh, làm cho pittong điều khiển chuyển động đẩy van khí nén cho khí nén cho khí nén được chuyển đến bầu phanh bánh xe từ bình chứa, khí nén sẽ ép chặt má phanh vào tang trống tạo nên ma sát, giảm tốc độ bánh xe.
Khi người lái nhả chân phanh lò xo piston điều khiển và van khí nén được hồi vị, đường dẫn bình chứa được đóng kín, khí nén từ bầu phanh được xả ra ngoài không khí. Hệ thống lo xo bầu phanh được hồi vị kéo má phanh khỏi tang trống giúp xe được di chuyển bình thường trở lại
Ngoài ra phanh cổ xả còn được bổ sung trên các loại xe có tải trọng lớn, hệ thống phanh này được kích hoạt khi xe di chuyển với tốc độ 20km/h. Van điều chỉnh khí thải được đặt trong ống xả khi xảy ra trường hợp khẩn cấp van tự động đóng lại làm tăng áp suất ống xả gây tác động ngược trở lại piston truyền động làm giảm tốc độ xe.
Cách hoạt động của phanh khí nén cơ bản:
- Các máy nén khí hoạt động bởi không khí lực lượng cơ ở áp suất 9-10 kscm (mét khối kg tiêu chuẩn) thông qua các thiết bị tách nước và dầu để chứa không khí.
- Áp suất không khí trong bình chứa được đo bởi một máy đo áp suất.
- Bình chứa đủ khí nén cho nhiều hoạt động phanh . Từ bình chứa không khí được cung cấp cho van phanh.
- Miễn là bàn đạp phanh không bị đè xuống, van phanh sẽ chặn luồng khí đi vào buồng phanh và không có tác dụng phanh nào xảy ra.
- Khi bàn đạp phanh bị xuống, các van phanh thay đổi vị trí của nó và khí nén được đưa vào buồng phanh bánh xe.
- Trong các buồng, không khí tác động lên các màng chắn linh hoạt, di chuyển chúng đẩy các thanh được nối với các đòn bẩy của các bánh răng phanh .
- Các cam quay và ép má phanh vào trống do đó hãm các bánh xe.
- Khi bàn đạp phanh được giải phóng, việc cung cấp khí nén bị cắt khỏi buồng phanh.
- Áp suất trong buồng giảm xuống, má phanh được trả về vị trí ban đầu và bánh xe chạy tự do.
- Các van phanh được trang bị với một cơ chế đảm bảo rằng các lực phanh trên những má phanh là tỷ lệ thuận với lực lượng áp dụng cho các bàn đạp.
- Bên cạnh đó, van còn tạo ra một phản ứng tương đối với chuyển động của bàn đạp để người lái có thể cảm nhận được mức độ của ứng dụng phanh.
Xem thêm: Tiêu Chuẩn Khí Thải Euro 4 Là Gì? Các Xe Hiện Tại Phải Có Tiêu Chuẩn Như Thế Nào Để Được Lưu Thông?
Phanh khí nén 2 dòng
Để đảm bảo an toàn, xe container, xe tải hay xe buýt được trang bị hệ thống phanh khí nén, tương tự trên tàu hỏa.
Những mẫu xe ngày nay sử dụng phanh khí nén đều là hệ thống phanh kép (phanh khí nén hai dòng). Có nghĩa là có hai hệ thống dẫn khí nén độc lập, nếu dòng thứ nhất không hoạt động thì sẽ còn dòng thứ 2 để dự phòng trong trường hợp hư hỏng bất ngờ.
So sánh phanh khí nén và phanh thủy lực
Ưu điểm phanh khí nén
Cơ bản nhất, so với phanh thủy lực thì hệ thống phanh khí nén an toàn hơn rất nhiều. Nếu khí nén bị rò rỉ cơ cấu phanh cũng sẽ tự hãm lại ( giống trường hợp chưa đủ khí ). Trong khi đó rò rỉ dầu thủy lực sẽ lại phanh mất tác dụng hoàn toàn
Trong trường hợp xấu nhất tài xế vẫn có thể sử dụng hệ thống phanh khẩn cấp (hệ thống phanh trước khi vận hành xe) phanh sẽ nhả khi được nạp đủ khí nén, Nếu gặp sự cố áp suất sẽ tự động giảm vừa đủ để có thể kích hoạt được phanh khẩn cấp.
Về bản chất, phanh khí nén là hệ thống phanh có hiệu suất tốt và độ an toàn hàng đầu trong tất cả các loại phanh trên xe hơi. Tuy nhiên, sự hiệu quả và độ tin cậy trên mỗi loại xe, mỗi nhà sản xuất không giống nhau.
Xem thêm: Tải Trọng Là Gì? Phân Biệt Tải Trọng Và Trọng Tải
Nhược điểm phanh khí nén
Nhược điểm chính là hệ thống phanh nhiều chi tiết cồng kềnh hơn phanh thủy lực và không nhạy như phanh điện.
Rủi ro thường xảy ra khi tải xế rà phanh liên tục làm nóng phanh, khiến phanh mất dần ma sát gây ra hiện tượng mất phanh. Phần lớn, vấn đề này chỉ xảy ra trong trường hợp xe di chuyển đường đèo dốc dài, liên tục.
Phanh quá nhạy cũng có thể gây tai nạn, phanh khí nén được thiết kế cho các xe có tải trọng lớn, các xe tải nặng hoặc container bị phanh cứng cầu sau thường để lại vết phanh kép lớn và trượt dài trên đường.
Khi lái xe trong trời mưa hay trên đường trơn trượt, nếu người lái phanh gấp hay nhồi phanh quá nhiều lần sẽ rất dễ làm xe bị trượt ngang hoặc gập thân xe, đặc biệt là đối với các xe container.
