Chúng ta đã làm quen khá nhiều về với hệ thống phanh ô tô, kể cả hệ thống phanh khí nén và hệ thống phanh thủy lực được áp dụng trên xe ô tô. Và chắc chắn chúng ta biết một điều là, đối với những xe có tải trọng lớn như xe container thì nhất thiết phải sử dụng phanh khí nén bởi sức mạnh tính hiệu quả của nó.
Vậy, hệ thống phanh khí nén trên xe container hoạt động như thế nào, tại sao xe container phải dùng phanh khí nén, và nó có những cơ chế an toàn như thế nào trong quá trình sử dụng. Hãy cùng trung tâm VATC thảo luận và tìm hiểu chúng ngay dưới bài viết này.
Phanh khí nén thường được áp dụng trên những dòng xe nào?
Với khả năng hoạt động cực kỳ an toàn, mạnh mẽ với lực hãm và tần suất cực lớn, những chiếc xe như xe khách, xe tải và xe container hiện nay đều được trang bị hệ thống phanh khí nén. Là một hệ thống phanh phổ biến được sử dụng trên các dòng xe tải hạng nặng như xe bus, xe tải, thậm chí còn áp dụng trên tàu lửa và xe tăng.
Vì container hay xe tải phải dùng phanh khí nén?
Ưu điểm của phanh khí nén so với phanh dầu
Điều thuận lợi đầu tiên của hệ thống phanh khí nén là sẽ loại bỏ được các hiện tượng rò rỉ, có thể bị chảy hết dầu phanh khỏi hệ thống phanh hãm đối với hệ thống phanh thủy lực, còn hệ thống phanh khí nén thì không bị như vậy.
Các loại xe tải hạng nặng cần yêu cầu về độ an toàn rất cao. Một xe container có thể tải đến cả chục tấn với động năng cực lớn, và thông thường xe cũng hoạt động ở tốc độ cao, nên sẽ cực kỳ nguy hiểm nếu như dầu phanh bị rò rỉ khi áp dụng hệ thống phanh dầu.
Với hệ thống phanh khí sẽ sử dụng khí nén trực tiếp, có nghĩa nó sẽ sử dụng một máy nén khí kết nối với trục cơ của máy được dẫn động gián tiếp qua dây curoa hoặc trực tiếp từ bánh răng, sau đó nó sẽ hút khí và nén vào bình áp suất. Khi lái xe container nhấn phanh, các đường ống khí được nạp đầy khí nén và ép các má phanh.
Sự ra đời của hệ thống phanh khí nén
Vào năm 1869, George Westinghouse – một kỹ sư nghiên cứu về tàu hỏa đã nhận thấy rằng hệ thống phanh của tàu hỏa lúc bấy giờ là không an toàn. Và ông đã chế tạo ra hệ thống phanh khí nén đầu tiên sử dụng van ba ngả. Hệ thống phanh của Westinghouse có nguyên lý hoạt động ngược hẳn lại so với hệ thống phanh khí nén trực tiếp.
Van ba ngả có ba cửa nối với ba đường khí khác nhau:
- Một cửa dành cho ống dẫn chính từ bình tích khí.
- Một cửa dẫn tới các xi lanh công tác của cơ cấu phanh.
- Cửa còn lại thông với các bình chứa phụ.
Hệ thống van 3 ngả thực hiện các chức năng sau:
– Nạp khí: Hệ thống phanh khí cần phải nạp đầy khí nén thì mới có thể nhả phanh. Có nghĩa, khi xe container không hoạt động, nó cũng luôn trong tình trạng sẵn sàng được phanh. Khi áp suất trong hệ thống này đạt tới mức thích hợp (khoảng 120psi) thì cơ cấu phanh mới hết tác dụng và xe sẵn sàng khởi hành.
>>> Xem thêm: Các tín hiệu điều khiển hộp ECM ô tô
– Hãm phanh: Khi tài xế đạp phanh làm cho áp suất trong hệ thống sẽ giảm xuống. Khi lượng khí nén trong hệ thống phanh giảm thì lúc này van 3 ngả cho phép khí hồi về các bình chứa để cơ cấu hãm thực hiện chức năng phanh.
– Nhả phanh: Sau khi thực hiện phanh sẽ có một lượng khí nén xả ra ngoài để làm tăng áp suất trong hệ thống nhằm nhả phanh.
Thay vì sử dụng một lực cơ học hay áp suất nén khí trực tiếp để phanh như phanh thủy lực trên xe hiện nay. Westinghouse đã sử dụng một bình chứa luôn có đầy khí nén ở áp suất quy định để nhả phanh.
Có thể nói, với chế độ phanh của hệ thống phanh khí nén van 3 ngả sẽ luôn duy trì được sự hoàn toàn cho đến khi có một lượng khí nén bị đẩy ra ngoài không khí.
*** Điểm an toàn nổi bật ở đây là: Nếu như toàn bộ khí nén trong hệ thống bị rò rỉ hết thì mặc nhiên cơ cấu phanh sẽ được kích hoạt tự động nên hiện tượng MẤT PHANH dường như là không xảy ra. Còn đối với phanh thủy lực, khi dầu bị rò rỉ hết ra ngoài thì thực sự rất nguy hiểm và gây hiện tượng mất phanh.
Hệ thống phanh khẩn cấp trên xe container
Hệ thống phanh khẩn cấp hay còn được gọi là phanh dừng là một phần không thể thiếu trên hệ thống phanh khí nén tiêu chuẩn. Nó được điều khiển bằng cách kéo một nút ngay trên bảng điều khiển trung tâm.
Trước khi vận hành xe dùng hệ thống phanh khí nén, tài xế bắt buộc phải ấn nút phanh khẩn cấp để nạp đầy khí nén cho hệ thống. Khi nào đường dẫn phanh khẩn cấp đạt đủ áp suất thì lúc này phanh mới nhả. Nếu trên hệ thống phanh khí nén này có rò rỉ, áp suất nén sẽ giảm để kích hoạt lại phanh khẩn cấp.
Ngoài ra, với các xe tải hạng nặng còn được trang bị thêm phanh cổ xả động cơ hay còn gọi là phanh động cơ (Exhaust Brake) nhằm bổ trợ cho quá trình phanh. Hệ thống Exhaust Brake này chỉ kích hoạt khi xe di chuyển với vận tốc đạt trên 20 km/h.
Hệ thống hỗ trợ phanh Exhaust Brake này được sử dụng trên các xe tải loại lớn dùng động cơ diesel, với 1 van gắn trong ống xả của động cơ.
Nguyên lý hoạt động của phanh động cơ là khi đóng van này lại sẽ làm cho khí thải của động cơ bị ngăn lại, làm áp suất trong ống xả tăng lên, đồng thời làm cho quá trình đẩy khí trong buồng đốt ra của piston sẽ bị cản trở bởi áp suất cao trong đường ống xả, khiến cho tốc độ động cơ giảm đi đáng kể.
>>> Xem thêm: Cơ chế hoạt động của túi khí ô tô
Do nguyên lý lực quán tính, nên thông thường những chiếc container có khối lượng lớn (ngay cả khi chạy không tải) phải mất một quãng đường dài để có thể dừng lại hoàn toàn.
Lời kết: Đối với các dòng xe như container thì bắt buộc phải sử dụng hệ thống phanh khí nén, và với những cơ cấu và giải pháp an toàn thì việc mất phanh là rất khó xảy ra.
Chúc các bạn có những kiến thức thực sự bổ ích với bài viết này của Trung tâm huấn luyện kỹ thuật ô tô Việt Nam VATC. Đừng quên ghé thăm trang web của VATC thường xuyên để cập nhật những kiến thức về ô tô nhé các bạn!.
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam VATC
Địa chỉ: số 50 đường 12, P.Tam Bình, Q.Thủ Đức, TP.HCM
Điện thoại: 0945.71.17.17
Email: info@oto.edu.vn