Hệ thống phanh khí nén là gì? Phanh khí nén là hệ thống phanh không thể thiếu trên các xe hạng nặng, đảm bảo an toàn, hiệu quả và tiết kiệm trong quá trình vận hành. Hãy cùng tìm hiểu tầm quan trọng của phanh khí nén trên ô tô, từ nguyên lý hoạt động, cấu tạo đến những ưu điểm nổi bật trong bài viết dưới đây cùng chúng tôi nhé !
Phanh khí nén là gì?
Phanh khí nén, còn được gọi là phanh khí, là hệ thống phanh sử dụng khí nén để tạo lực phanh, thay vì sử dụng chất lỏng như trong các hệ thống phanh thủy lực truyền thống. Khi người lái nhấn bàn đạp phanh, khí nén được giải phóng khỏi bình chứa và truyền đến các bộ phận phanh ở bánh xe, tạo ra ma sát và làm chậm hoặc dừng xe.
Lịch sử phát triển của phanh khí nén
Vào thế kỷ 19, ý tưởng về phanh khí nén đã được George Westinghouse phát triển vào giữa thế kỷ 19. Ông nhận ra tiềm năng của khí nén trong việc tạo ra lực phanh mạnh hơn và đáng tin cậy hơn so với hệ thống phanh cơ học thời bấy giờ.
Năm 1869, Westinghouse đã cấp bằng sáng chế cho hệ thống phanh khí nén đầu tiên của mình. Hệ thống này nhanh chóng được áp dụng trên tàu hỏa, cải thiện đáng kể tính an toàn và hiệu quả của hệ thống đường sắt.
Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, phanh khí nén dần trở nên phổ biến trên tàu hỏa, cải thiện đáng kể tính an toàn và hiệu quả của hệ thống đường sắt.
Đến giữa thế kỷ 20, phanh khí nén bắt đầu được áp dụng cho các phương tiện giao thông đường bộ, đặc biệt là xe tải và xe buýt. Nhờ khả năng tạo ra lực phanh lớn hơn và ổn định hơn phanh thủy lực, phanh khí nén đã trở thành một bộ phận không thể thiếu của các loại xe hạng nặng.
Ngày nay, phanh khí nén đã trở thành tiêu chuẩn trên hầu hết các loại xe hạng nặng và liên tục được cải tiến về công nghệ để nâng cao hiệu suất và độ an toàn.
Ứng dụng của phanh khí nén
Phanh khí nén được sử dụng rộng rãi trên các loại xe sau:
- Xe tải : Do tải trọng lớn và yêu cầu lực phanh cao nên xe tải thường được trang bị phanh khí nén để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
- Xe buýt : Tương tự như xe tải, xe buýt cũng cần lực phanh mạnh để đảm bảo an toàn cho hành khách.
- Máy kéo : Phanh khí nén giúp máy kéo kiểm soát tốt hơn các rơ moóc nặng và đảm bảo an toàn khi di chuyển đường dài.
- Xe chuyên dụng : Các loại xe chuyên dụng như xe cứu hỏa, xe cứu thương, xe bồn,… cũng thường được trang bị phanh khí nén để đáp ứng lực phanh và yêu cầu an toàn.
Ngoài ra, phanh khí nén còn được ứng dụng trong một số lĩnh vực công nghiệp khác như:
- Máy móc công nghiệp : Phanh khí nén được sử dụng để kiểm soát tốc độ và dừng nhiều loại máy móc công nghiệp.
- Hệ thống đường sắt : Phanh khí nén vẫn là một phần không thể thiếu trong hệ thống phanh của tàu hỏa.
Các loại phanh khí nén
Hiện nay trên thị trường có một số loại phanh khí nén phổ biến như sau:
Phanh khí nén thông thường
- Cấu trúc : Bao gồm các bộ phận chính như máy nén khí, bình khí, van điều khiển, buồng phanh và đường ống khí.
- Nguyên lý hoạt động : Khi người lái xe đạp phanh, van điều khiển mở ra, cho phép khí nén từ bình chứa đi vào buồng phanh. Khí nén đẩy piston trong buồng phanh, khiến má phanh ép vào tang trống hoặc đĩa, tạo ra lực phanh. Khi người lái xe nhả phanh, van điều khiển đóng lại, khí nén được giải phóng, má phanh được thả ra và bánh xe tiếp tục quay.
Phanh khí loại lò xo lưu trữ
- Cấu trúc : Tương tự như phanh khí nén thông thường, nhưng có thêm một bộ phận là lò xo để dự trữ năng lượng.
- Nguyên lý hoạt động : Khi xe không phanh, lò xo bị nén để lưu trữ năng lượng. Khi người lái xe đạp phanh, khí nén được giải phóng để hỗ trợ lò xo đẩy má phanh. Do đó, lực phanh tạo ra lớn hơn so với phanh khí thông thường.
Phanh khí nén hỗ trợ chân không
- Cấu trúc : Bao gồm các bộ phận chính giống như phanh khí nén thông thường, nhưng có thêm một bộ phận là bơm tăng áp chân không.
- Nguyên lý hoạt động : Bơm trợ lực chân không tạo ra lực hút, giúp giảm lực phanh của người lái. Khi người lái đạp phanh, van điều khiển mở ra, cho phép khí nén từ bình chứa đi vào buồng phanh. Đồng thời, bơm trợ lực chân không cũng hoạt động để hỗ trợ lực phanh.
So sánh các loại phanh khí nén
Nhìn chung, phanh khí nén có những đặc điểm sau:
TIÊU CHUẨN | PHANH KHÍ THÔNG THƯỜNG | PHANH KHÍ GIỮ LÒ XO | PHANH KHÍ HỖ TRỢ HÚT CHÂN KHÔNG |
Lực phanh | Trung bình | To lớn | To lớn |
Độ tin cậy | Cao | Cao | Cao |
Chi phí | Ngắn | Trung bình | Cao |
Độ phức tạp | Đơn giản | Phức tạp hơn | Phức tạp nhất |
Ứng dụng | Xe tải nhỏ, xe buýt nhỏ | Xe tải trung bình, xe buýt lớn | Xe tải lớn, máy kéo |
Ưu điểm và nhược điểm của phanh khí nén
Sau khi tìm hiểu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí nén. Bạn sẽ tìm hiểu thêm về ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng hệ thống phanh này.
Ưu điểm
- Phanh khí nén có máy nén hoạt động liên tục để cung cấp nguồn khí nén liên tục. Do đó, ngay cả khi có rò rỉ khí nén nhỏ, hoạt động của hệ thống phanh vẫn đảm bảo an toàn cho xe.
- Các mối nối ống khí của hệ thống phanh khí dễ tháo rời hơn so với hệ thống phanh thủy lực.
- Hệ thống phanh khí nén được thiết kế với một bình chứa đảm bảo xe có thể dừng lại an toàn ngay cả khi có rò rỉ khí.
Độ an toàn của phanh khí nén vượt trội hơn các hệ thống phanh khác.
Nhược điểm
- Hệ thống phanh khí nén có cấu trúc phức tạp và nhiều bộ phận nên chi phí lắp đặt và bảo dưỡng luôn cao hơn các loại phanh khác.
- Việc sử dụng phanh khí nén liên tục có thể gây ra hiện tượng quá nhiệt hoặc mất ma sát. Ngoài ra, hệ thống phanh khí nén nhạy hơn mức cần thiết cũng có thể khiến bánh xe trượt trên mặt đường, đặc biệt là với xe hạng nặng.
- Khi lái xe trong điều kiện thời tiết xấu, mặt đường trơn trượt, phanh gấp hoặc phanh quá mức cũng dễ dẫn đến nguy cơ trượt ngang.
- Hệ thống phanh khí nén này thường xuyên phải chịu áp suất khí nén cao và ma sát nên dễ bị hư hỏng hơn.
Hướng dẫn lắp đặt phanh khí nén
Công cụ và thiết bị cần thiết
Trước khi lắp phanh khí nén, bạn cần chuẩn bị các dụng cụ và thiết bị sau:
- Bộ phanh khí nén hoàn chỉnh (máy nén khí, bình khí, van điều khiển, buồng phanh…)
- Bộ dụng cụ sửa chữa cơ bản (cờ lê, kìm, tua vít…)
- Đồng hồ đo áp suất
- Đường ống khí nén
- Keo chuyên nghiệp
- Chất bôi trơn
- Nước xà phòng (để kiểm tra rò rỉ)
Hướng dẫn chi tiết cách lắp phanh khí nén cho ô tô
Bước 1: Chuẩn bị
Đọc kỹ hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất. Đảm bảo xe được đỗ trên bề mặt bằng phẳng và động cơ đã tắt. Tháo hệ thống phanh cũ (nếu có).
Bước 2: Lắp máy nén khí
Lắp máy nén khí vào vị trí thích hợp trên động cơ, thường là gần trục khuỷu. Nối dây đai truyền động từ động cơ vào máy nén khí. Nối ống dẫn khí nén từ máy nén khí vào bình khí.
Bước 3: Lắp bình gas
Lắp bình khí ở vị trí an toàn và chắc chắn trên khung xe. Kết nối ống khí nén từ bình khí với van điều khiển.
Bước 4: Lắp van điều khiển
Lắp van điều khiển ở vị trí dễ vận hành và quan sát. Kết nối đường ống khí nén từ van điều khiển đến buồng phanh.
Bước 5: Lắp buồng phanh
Lắp kẹp phanh vào vị trí thích hợp cho từng bánh xe. Kết nối cần phanh từ kẹp phanh với cơ cấu phanh bánh xe. Điều chỉnh khoảng hở giữa má phanh và tang trống/đĩa phanh theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
Bước 6: Kết nối hệ thống điện
Kết nối dây từ van điều khiển với nguồn điện của xe. Kết nối dây từ cảm biến áp suất và vị trí (nếu được trang bị) với bộ điều khiển điện tử.
Bước 7: Kiểm tra rò rỉ
Nạp khí nén vào hệ thống. Lau sạch các mối nối và đường ống dẫn khí bằng nước xà phòng. Nếu xuất hiện bọt khí, có rò rỉ, hãy siết chặt các mối nối hoặc thay thế các bộ phận bị hỏng.
Bước 8: Điều chỉnh áp suất và thử phanh
Điều chỉnh áp suất không khí trong hệ thống theo khuyến nghị của nhà sản xuất. Kiểm tra phanh ở tốc độ thấp để kiểm tra hoạt động của hệ thống. Nếu phanh hoạt động không ổn định hoặc phát ra tiếng động lạ, hãy kiểm tra và điều chỉnh lại.
Lưu ý : Việc lắp đặt phanh khí nén không đúng cách có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng về an toàn. Do đó, nếu bạn không có đủ kiến thức và kinh nghiệm, hãy mang xe đến trung tâm dịch vụ uy tín để được hỗ trợ.
Trên đây là thông tin giúp bạn hiểu rõ hệ thống phanh khí nén là gì rồi phải không. Như vậy, phanh khí nén là hệ thống phanh quan trọng với những ưu điểm vượt trội về lực phanh mạnh mẽ, ổn định và an toàn, phanh khí nén đã trở thành tiêu chuẩn trong ngành giao thông vận tải hiện đại. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu suất và độ bền của hệ thống phanh, người dùng cần chú ý bảo dưỡng thường xuyên và sử dụng đúng cách.