CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PHANH KHÍ NÉN

Phanh khí nén là hệ thống phanh an toàn và hiệu quả, được sử dụng rộng rãi trên các loại xe hạng nặng. Trong bài viết hôm nay, TINXE360 sẽ cung cấp cho bạn đọc chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phanh khí nén cũng như những thông tin quan trọng và hữu ích về hệ thống phanh khí nén. Hãy cùng theo dõi để hiểu rõ hơn về công nghệ này nhé!

Phanh khí nén là gì?

Phanh khí nén, được biết đến với tên gọi tiếng Anh là “air brake”, là một hệ thống phanh sử dụng áp suất khí nén để điều khiển hoạt động của phanh, đảm bảo an toàn trong quá trình di chuyển của xe. Hệ thống này được áp dụng rộng rãi trên các loại xe tải nặng có tải trọng lớn như xe tải, xe buýt, và xe đầu kéo.

Phanh khí nén hoạt động dựa trên việc tạo ra áp suất khí nén để kích hoạt cơ cấu phanh trên xe. Khi người lái bấm vào pedal phanh, hệ thống khí nén sẽ tạo ra áp suất, đẩy piston hoặc piston ra để áp dụng lực phanh lên bánh xe. Điều này giúp giảm tốc độ và dừng lại xe một cách an toàn và hiệu quả.

Xem thêm: TÌM HIỂU ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN

Với tính năng ổn định và khả năng làm việc hiệu quả trong các điều kiện đường khác nhau, phanh khí nén đã trở thành một phần quan trọng của hệ thống an toàn trên các loại xe tải nặng, giúp giảm nguy cơ tai nạn và bảo vệ an toàn cho người lái và hành khách.

Phân loại phanh khí nén

Có hai loại chính của hệ thống phanh khí nén, phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động:

1. Phanh khí nén 1 dòng: Hệ thống này chỉ sử dụng một mạch dẫn khí nén từ máy nén khí đến tất cả các xi lanh bánh xe. Mặc dù có cấu tạo đơn giản, nhưng loại phanh này không đảm bảo an toàn cao. Nếu một điểm nào đó trên mạch dẫn khí nén bị hỏng, toàn bộ hệ thống phanh sẽ không hoạt động.
2. Phanh khí nén 2 dòng: Hơn 90% phương tiện sử dụng hệ thống này. Hệ thống này có hai mạch dẫn khí nén độc lập, mỗi mạch dẫn khí nén đến một nửa các xi lanh bánh xe. Loại phanh này có độ an toàn cao hơn vì nếu một mạch dẫn khí nén bị hỏng, mạch dẫn khí nén còn lại vẫn hoạt động, giúp duy trì hiệu suất phanh của xe.

Sự phân loại này giúp người lái xe và các nhà sản xuất lựa chọn hệ thống phanh phù hợp với nhu cầu và mục đích sử dụng của phương tiện.

Xem thêm: SO SÁNH ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG PHANH HƠI VÀ PHANH DẦU

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phanh khí nén

1. Cấu tạo của phanh khí nén 

Máy nén khí bơm hơi

Máy nén khí thường được đặt phía trên động cơ và có chức năng nén không khí đến áp suất quy định (thường là từ 6 đến 9kg/cm2), sau đó cung cấp khí nén vào bình chứa để sẵn sàng cho việc sử dụng trong hệ thống phanh.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí là sử dụng một hoặc hai piston, được truyền động từ động cơ của ô tô và hoạt động liên tục. Trong quá trình nén khí, máy hút khí mới qua bộ lọc không khí và nén lại. Các van đao động nằm trong đầu xi lanh điều khiển luồng khí vào và ra. Hệ thống bôi trơn áp lực của động cơ được sử dụng để bôi trơn máy nén khí.

Bình chứa khí nén (Bình hơi)

Bình chứa khí nén là một phần quan trọng trong hệ thống phanh của xe, nơi chứa khí nén được tạo ra bởi máy nén khí. Bình chứa có nhiệm vụ cung cấp đủ khí nén để sử dụng trong trường hợp máy nén khí gặp sự cố. Thông thường, bình chứa khí nén được thiết kế để cung cấp đủ khí nén cho khoảng 5 lần đạp phanh trong tình huống khẩn cấp, nhằm đảm bảo an toàn khi hệ thống máy nén khí không hoạt động đúng cách. Điều này làm tăng tính tin cậy và an toàn của hệ thống phanh trên xe, giảm thiểu nguy cơ tai nạn giao thông do sự cố kỹ thuật.

Xem thêm: THỜI ĐIỂM THÍCH HỢP ĐỂ THAY DẦU PHANH XE Ô TÔ

Van điều khiển áp suất (phom xả hơi)

Van chia hơi ra bầu phanh

Van chia hơi đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phanh của xe tải với các nhiệm vụ sau:

• Phân phối khí nén đến bầu phanh: Van chia hơi giúp điều chỉnh và phân phối khí nén đến các bầu phanh trên các bánh xe của xe tải, giúp kiểm soát và điều khiển quá trình phanh.
• Đảm bảo áp suất trong các mạch hoạt động: Van này đảm bảo rằng áp suất trong các mạch phanh vẫn duy trì ổn định khi áp suất giảm ở một hoặc nhiều mạch phanh khác, đảm bảo hiệu suất phanh được duy trì đồng đều trên toàn bộ hệ thống.
• Ưu tiên nạp khí cho các mạch phanh chính: Van chia hơi cũng có khả năng ưu tiên nạp khí vào các mạch phanh chính, giúp tăng cường hiệu suất và đáng tin cậy trong quá trình phanh của xe tải.

Xem thêm: CÁCH TĂNG BỐ THẮNG XE TẢI ĐÚNG CÁCH

Van phanh chính (tổng phanh chân)

Van phanh chính đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phanh của xe tải với các nhiệm vụ chính sau:

• Quản lý quá trình nạp và xả khí nén, điều chỉnh áp suất nhỏ trong hệ thống phanh chính để đóng mở hơi cầu sau thông qua van chia hơi (cóc).
• Điều khiển van điều khiển rơ móoc, giúp xe tải có thể phanh một cách hiệu quả và an toàn.
• Cùng với van điều chỉnh, có thể điều chỉnh tỷ lệ áp suất để điều khiển áp suất phanh ở cầu trước, tuỳ thuộc vào tải trọng của xe.

Tay phanh lốc kê

Nhiệm vụ của lốc kê là:

• Tác động có định lượng lên phanh tay để đóng mở các xi lanh trữ lực lò xo trong hệ thống phanh khóa.
• Vị trí kiểm tra để kiểm soát tác động của phanh tay trong xe tải kéo.

Xem thêm: CẤU TẠO VÀ TÁC DỤNG CỦA LỐC KÊ XE TẢI

Bầu phanh

• Bầu phanh, là một phần của hệ thống phanh trên xe, có chức năng tạo lực đẩy lên đòn điều chỉnh khe hở má phanh thông qua một cần đẩy.
• Xi lanh màng là thành phần cung cấp lực căng cho phanh chính trên xe.
• Xi lanh trữ lực lò xo cung cấp lực căng cho phanh tay và phanh phụ. Đây được coi là một cơ cấu an toàn đặc biệt, đảm bảo hiệu suất phanh trong trường hợp hệ thống khí nén gặp sự cố hoặc rò rỉ. Điều này giải thích vì sao hệ thống phanh dẫn động khí nén được khuyến khích sử dụng khi lái xe trên đường đèo núi.

Đòn điều chỉnh khe hở ở má phanh (trục quả đào)

Tay đòn là một thành phần quan trọng được kết nối giữa cần đẩy và cơ cấu cam phanh của hệ thống phanh kiểu chữ S trên xe. Chức năng chính của tay đòn là điều chỉnh khe hở giữa guốc và tang phanh, giúp đảm bảo hiệu suất và an toàn khi phanh. Đây là một phần cần thiết trong hệ thống phanh của xe, đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho phanh hoạt động một cách hiệu quả và ổn định trên mọi điều kiện đường.

Xem thêm: TÁC DỤNG KHI BƠM MỠ CHO XE TẢI

Cam phanh kiểu chữ S (có tên gọi là Brake s-cam)

Để giúp tăng cường hiệu suất phanh của xe, bạn có thể ép các guốc phanh vào gần tang phanh. Hành động này giúp tạo ra một cảm giác phanh chắc chắn hơn và giảm quãng đường phanh. Để thực hiện điều này, bạn có thể điều chỉnh cơ học hoặc hệ thống phanh của xe sao cho guốc phanh được ép sát vào tang phanh một cách hiệu quả nhất. Tuy nhiên, cần phải chú ý đến việc điều chỉnh sao cho không gây ra mài mòn quá nhanh hoặc tạo ra cảm giác phanh quá cứng, ảnh hưởng đến sự an toàn khi lái xe. Đảm bảo rằng việc điều chỉnh được thực hiện một cách cẩn thận và thường xuyên kiểm tra trước khi tham gia giao thông.

Guốc phanh (có tên gọi là Brake shoes)

Vật liệu của phanh xe là kim loại được phủ thêm một lớp vỏ đặc biệt nhằm tạo ra hiệu ứng ma sắt với tang phanh. Điều này giúp tăng cường khả năng bám dính và hiệu suất phanh, đặc biệt là trong điều kiện đường ẩm hoặc trơn trượt. Đồng thời, lớp vỏ đặc biệt cũng giúp tăng độ bền và tuổi thọ cho hệ thống phanh của xe.

Xem thêm: TÌM HIỂU CẤU TẠO CỦA HỆ THỐNG TREO XE TẢI

Lò xo hỗi vị (có tên gọi là Return spring)

Lò xo cứng được kết nối với guốc phanh tại các bánh xe nhằm giữ cho guốc phanh ở vị trí không phanh trong trường hợp không có áp lực từ hệ thống phanh hoặc khi không có sự hoạt động của cơ cấu phanh. Điều này đảm bảo rằng xe không di chuyển một cách không kiểm soát khi không sử dụng phanh. Lò xo cứng giúp tạo ra một lực cản cố định, đảm bảo an toàn cho xe và hành khách khi đang di chuyển trên đường.

Các bộ phận khác

• Xi lanh bánh xe chịu trách nhiệm truyền lực từ khí nén tới má phanh, tạo ra lực phanh cần thiết cho xe.
• Má phanh được thiết kế để tạo ra ma sát với đĩa phanh hoặc tang phanh, giúp giảm tốc độ hoặc dừng xe một cách an toàn.
• Đồng hồ báo áp suất có nhiệm vụ thông báo về áp suất khí nén trong hệ thống phanh, giúp người lái kiểm soát và giữ cho hệ thống hoạt động ổn định.
• Van an toàn được sử dụng để xả khí nén dư ra khỏi hệ thống phanh khi áp suất khí nén vượt quá mức quy định, đảm bảo an toàn cho hệ thống và người vận hành.
• Bộ lọc khí nén có nhiệm vụ loại bỏ bụi bẩn và tạp chất từ khí nén trước khi nó được đưa vào hệ thống phanh, giữ cho hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

Xem thêm: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TUỔI THỌ CỦA DẦU NHỚT ĐỘNG CƠ

2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí nén

Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh hơi trên xe tải thường được chia thành hai trạng thái cơ bản: Trạng thái phanh xe (khi người lái đạp phanh) và trạng thái dừng phanh (khi người lái rời chân khỏi bàn đạp). Đây là hai trạng thái chính mà hệ thống phanh hoạt động để đảm bảo an toàn và kiểm soát khi xe đang di chuyển.

Trạng thái phanh xe

Khi người lái đạp phanh khí nén, lực được tạo ra trên ty đẩy sẽ đẩy piston nén lò xo. Đồng thời, van khí nén mở ra, cho phép khí nén từ bình chứa được phân phối đều đến các bầu phanh khí nén của bánh xe. Khí nén trong bầu phanh sẽ tác động lên cam, đẩy hai guốc phanh ép chặt má phanh vào tang trống. Lực ma sát giữa má phanh và tăng bua sẽ giảm tốc độ quay của tăng bua và moay ơ bánh xe, giúp xe giảm tốc độ hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái. Điều này đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống phanh khí nén trên xe.

Xem thêm: NGUYÊN NHÂN GÂY RA TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM DẦU HỘP SỐ XE Ô TÔ

Trạng thái thôi phanh xe

Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh, lò xo của piston điều khiển sẽ đẩy piston trở về vị trí ban đầu, đồng thời van khí nén sẽ đóng kín đường dẫn khí từ bình chứa. Quá trình này dẫn đến việc khí nén trong bầu phanh bị xả hết ra ngoài. Lò xo bầu phanh được hồi vị, đẩy cần đẩy và trục cam về vị trí không phanh. Lò xo guốc phanh kéo hai guốc phanh rời khỏi tăng bua, giúp bánh xe có thể tăng tốc độ quay trở lại trạng thái bình thường. Điều này giúp đảm bảo an toàn và hiệu suất khi hệ thống phanh không còn được kích hoạt bởi người lái.

Tổng kết 

Trên đây là bài viết tìm hiểu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phanh khí nén, những thông tin quan trọng và hữu ích về hệ thống phanh khí nén. Việc kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh khí nén định kỳ là điều rất quan trọng để đảm bảo hoạt động tốt và an toàn của xe. Như đã trình bày, hệ thống phanh khí nén là một phần không thể thiếu trong việc kiểm soát và giảm tốc độ của xe. Để đảm bảo rằng hệ thống này luôn hoạt động hiệu quả, người lái cần thường xuyên kiểm tra các thành phần của hệ thống, bao gồm xi lanh bánh xe, má phanh, đồng hồ báo áp suất, van an toàn và bộ lọc khí nén.

Xem thêm: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC LỖI XE TẢI BỊ TẮT MÁY ĐỘT NGỘT