Tìm hiểu về phanh khí nén

Chia sẻ: Vũ Thanh Bình | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

246
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tàu hỏa, xe buýt và các xe đầu kéo đều lựa chọn phanh khí nén mà không sử dụng phanh thuỷ lực bởi vì dầu phanh có thể bị chảy hết khỏi hệ thống nếu có rò rỉ, còn khí nén thì không bị như vậy! Mặt khác, các phương tiện nêu trên thuộc nhóm vận tải hạng nặng (cả người và hàng hóa) nên yêu cầu về độ an toàn là tối quan trọng. Một đoàn tàu cao tốc sử dụng phanh thủy lực sẽ trở thành một đoàn tàu tử thần lao đi với tốc độ của một viên đạn nếu chẳng may...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tìm hiểu về phanh khí nén

Tìm hiểu về phanh khí nén Đối với phanh khí nén, điều tài tình nhất là nếu toàn bộ khí bị rò r ỉ hết ra ngoài thì cơ cấu phanh dừng sẽ được kích hoạt tự động và hãm cả đoàn tàu lại. Trong khi đó, nếu phanh thuỷ lực bị rò rỉ hết dầu phanh thì sẽ thực sự là một thảm họa. George Westinghouse và lịch sử phát triển của phanh khí nén Tàu hỏa, xe buýt và các xe đầu kéo đều lựa chọn phanh khí nén mà không s ử d ụng phanh thuỷ lực bởi vì dầu phanh có thể bị chảy hết khỏi hệ thống n ếu có rò r ỉ, còn khí nén thì không bị như vậy! Mặt khác, các phương tiện nêu trên thu ộc nhóm v ận t ải h ạng nặng (cả người và hàng hóa) nên yêu cầu về độ an toàn là t ối quan tr ọng. M ột đoàn tàu cao tốc sử dụng phanh thủy lực sẽ trở thành một đoàn tàu t ử th ần lao đi v ới t ốc đ ộ của một viên đạn nếu chẳng may dầu phanh bị rò rỉ.
Trước khi phanh khí nén ra đời, các đoàn tàu hỏa sử dụng m ột h ệ th ống phanh thô s ơ cần có người điều khiển ở mỗi toa (người gác phanh) để kéo phanh tay khi có hi ệu lệnh của lái tàu. Kiểu phanh thủ công thiểu hiệu quả này sau đó b ị thay th ế b ằng h ệ thống phanh khí nén trực tiếp, tức là sử dụng một máy nén cung c ấp khí nén thông qua một ống dẫn vào bình chứa khí của mỗi toa. Khi lái tàu nhấn phanh, các đ ường ống được điền đầy khí nén để ép cứng các má phanh. Vào năm 1869, một kỹ sư tên là George Westinghouse - ng ười th ực s ự nh ận ra t ầm quan trọng của tính an toàn đối với ngành công nghi ệp đ ường s ắt non tr ẻ lúc b ấy gi ờ - đã sáng chế ra hệ thống phanh khí nén sử dụng van ba ng ả đ ầu tiên, dùng cho xe ch ở khách chạy trên đường ray. Phanh của Westinghouse có nguyên lý ho ạt đ ộng ng ược hẳn so với kiểu phanh khí nén trực tiếp. Van ba ng ả, nh ư tên g ọi c ủa nó, có ba c ửa n ối tới ba đường khí khác nhau: một cửa dành cho ống dẫn chính t ừ bình tích khí, m ột c ửa dẫn tới các xi-lanh công tác của cơ cấu phanh và cửa còn l ại thông v ới các bình ch ứa phụ. Và như vây, một hệ thống “van ba ngả” sẽ thực hiện các chức năng sau:
1. Nạp khí: Hệ thống cần được nạp đầy khí nén thì mới có thể nhả phanh. Nghĩa là, khi xe không hoạt động, nó luôn trong tình trạng được phanh. Ch ỉ khi áp suất trong h ệ th ống đ ạt t ới mức thích hợp thì cơ cấu phanh dừng mới thôi tác dụng, xe sắn sàng hoạt đ ộng. 2. Tác dụng phanh: Khi người điều khiển đạp phanh thì áp suất trong hệ th ống s ẽ giảm xu ống. Còn khi lượng khí trọng hệ thống giảm thì van ba ngả sẽ cho phép khí hồi về các bình ch ứa, đồng thời cơ cấu phanh thực hiện chức năng phanh. 3. Nhả phanh: Sau khi thực hiện tác dụng phanh thì một lượng khí nén sẽ bị xả ra ngoài, sau đó áp suất trong hệ thống được tăng để nhả phanh. Thay vì dùng lực cơ học hay áp suất khí nén trực tiếp để tác dụng phanh gi ống nh ư phanh thủy lực ngày nay, Westinghouse sử dụng một bình ch ứa luôn đ ược cung c ấp đầy khí nén ở áp suất công tác để nhả phanh. Nói cách khác, ch ế đ ộ phanh trong h ệ thống “van ba ngả” luôn được duy trì hoàn toàn cho đ ến khi có m ột l ượng khí nén b ị đẩy ra ngoài không khí. Điều tài tình nhất ở đây là giả sử toàn bộ khí nén b ị rò r ỉ hết ra ngoài thì m ặc nhiên c ơ cấu phanh dừng sẽ được kích hoạt một cách tự động và hãm cả đoàn tàu lại. Trong khi đó, nếu phanh thuỷ lực bị rò rỉ hết dầu phanh thì sẽ thực sự là một thảm h ọa. Ý tưởng của Westinghouse chính là những nguyên lý c ơ b ản cho các h ệ th ống phanh khí nén hiện đại đang được sử dụng rộng rãi trên tàu h ỏa, xe buýt và đ ầu kéo. V ậy phanh khí nén trên các phương tiện đường bộ hiện nay hoạt đ ộng nh ư th ế nào? Hệ thống phanh trên xe tải và xe buýt Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của phanh khí nén trên các xe t ải và xe buýt hiện nay cũng hoàn toàn giống như trên tàu h ỏa v ới nguyên lý “van ba ng ả”, khí nén chứa sẵn trong các đường ống, cách nhả phanh… Hầu như tất cả các phương tiện đường bộ sử dụng phanh khí nén hi ện nay đều có ch ế độ nhả phân cấp – cho phép điều khiển mức độ nhả phanh t ừng ph ần t ỷ l ệ theo t ừng cấp độ gia tăng của áp suất. Sau đây là cấu tạo của một hệ thống phanh kiểu khí nén đi ển hình trên xe t ải và xe buýt: - Máy nén khí (air compressor): nén và bơm khí tới các bình chứa để sẵn sàng s ử dụng.
- Van điều áp của máy nén khí (air compressor governor): điều khiển thời điểm bơm khí của máy nén vào các bình chứa để đảm bảo thể tích khí đủ tiêu chu ẩn. - Các bình chứa (air reservoir tanks): chứa khí nén cho toàn hệ thống. - Các van xả hơi nước (drain valves): nằm phía dưới thân các bình chứa, dùng đ ể x ả hơi nước lẫn trong khí nén. - Tổng van phanh (foot valve): khi nhận tác động từ chân phanh sẽ đi ều khiển nhả khí nén từ các bình chứa. - Bầu phanh (brake chambers): thường là một bình hình trụ có nhiệm v ụ t ạo l ực đ ẩy lên đòn điều chỉnh khe hở má phanh thông qua m ột c ần đ ẩy để quay c ơ c ấu cam phanh xe. - Cần đẩy (push rod): một thanh nối bằng thép hoạt động tương tự như một pit-tông nối giữa bầu phanh với đòn điều chỉnh khe hở má phanh. - Đòn điều chỉnh khe hở má phanh (slack adjusters): một tay đòn nối cần đẩy với cơ cấu cam kiểu chữ S để điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và tang phanh. - Cam kiểu chữ S (brake s-cam): cơ cấu cam kiểu chữ S ép các guốc phanh vào sát tang phanh để phanh xe. - Guốc phanh (brake shoes): các kim loại được phủ một lớp vỏ đặc biệt nhằm tạo ra ma sát với tang phanh. - Lò xo hồi vị (return spring): một lò xo cứng được nối với các guốc phanh ở mõi bánh xe nhằm giữ các guốc ở vị trí không phanh khi không b ị ép b ởi c ơ cấu cam.
Hỗ trợ phanh khẩn cấp (phanh dừng) cũng là một ph ần không thể thi ếu c ủa m ột h ệ thống phanh khí nén tiêu chuẩn và có thể được kích hoạt bằng cách kéo m ột nút trên bàng điều khiển trung tâm, gần với đèn báo sự cố kiểm tra phanh. Tr ước khi v ận hành một chiếc xe dùng phanh khí nén, lái xe phải ấn nút phanh kh ẩn cấp đ ể n ạp khí nén cho hệ thống. Ngay khi đường dẫn phanh khẩn cấp đạt đủ áp suất, phanh sẽ nhả. Nếu hệ th ống có rò rỉ, áp suất sẽ giảm một cách vừa đủ để kích hoạt lại phanh khẩn c ấp. Thêm vào đó, các xe tải hạng nặng thường được trang bị thêm phanh cổ xả động cơ nh ằm b ổ trợ cho quá trình phanh. Tuy nhiên, kiểu phanh ph ụ này n ằm ở đ ộng c ơ nên không đ ược xem như một phần của hệ thống phanh khí nén. Bảo dường phòng ngừa Tất nhiên không nên chờ xe hỏng bạn mới quan tâm đến vi ệc chăm sóc cho nó. H ơn thế nữa, phanh khí nén thường có mặt trên các ph ương ti ện vận t ải ng ười và hàng hóa hạng nặng, cho nên chỉ một sai sót, lơ đễnh nhỏ có thể gây h ậu qu ả khôn l ường. Sau đây là một vài lời khuyên nhỏ dành cho bạn: Duy trì áp suất tối thiểu của khí nén trong hệ th ống là 85 psi đ ối v ới xe buýt và 100 psi đối với xe tải (1 psi = 6,894 kPa). Kiểm tra thời gian áp suất tăng t ừ 85 psi lên 100 psi
trong không quá 2 phút, tại 600 – 900 vòng/phút. Duy trì áp su ất m ở van đi ều áp c ủa máy nén khí trong khoảng 120 – 135 psi. Áp suất đóng van th ấp h ơn áp su ất m ở van khoảng 20 – 25 psi. Bạn cũng nên chú ý nước có thể bị lẫn trong khí nén do trong không khí luôn có m ột lượng hơi nước nhất định. Hơi nước không được phép có mặt trong đ ường ống d ẫn khí, đặc biệt đối với các phương tiện hoạt động trong khí h ậu l ạnh, n ước có th ể đóng băng trong đường ống làm xe bị phanh cứng. Có nhi ều giải pháp hi ệu qu ả kh ắc ph ục tình trạng này, trong đó có việc thường xuyên để ý t ời các van x ả h ơi n ước n ằm ở d ưới các bình chứa khí. Các đầu nối ống dẫn khí đôi khi cũng gặp sự cố. Gioăng cao su b ị mòn có th ể làm rò khí. Tuy máy nén khí có thể khắc phục một lượng rò rỉ nhỏ nhưng nh ư v ậy s ẽ giảm tuổi thọ của máy nén khi đi nhiều lần. Tất nhiên, như chúng ta đã bi ết, v ới phanh khí nén thì rò khí không phải là vấn đề gì quá tồi t ệ nh ưng cũng đ ủ đ ể khi ến b ạn g ặp r ắc rối khi đang vận hành xe, nhất là khi bạn đang ở trong đ ịa hình r ừng núi ch ẳng h ạn. Phanh quá nhạy cũng có thể gây tai nạn, đặc biệt khi b ạn m ới làm quen v ới m ột chi ếc xe tải hay xe buýt mới. Phanh khí nén được thiết kế cho các xe có t ải tr ọng l ớn. B ởi vậy nếu bạn nhìn thấy các vết phanh kép lớn trên đường thì đó ph ần l ớn là “tác ph ẩm” của các xe tải hạng nặng bị phanh cứng cầu sau. Nếu b ạn lái xe trong tr ời m ưa hay trên đường trơn trượt thì phanh gấp hay “nhồi” phanh quá nhi ều l ần s ẽ r ất d ễ b ị tr ượt ngang, đặc biệt dễ xảy ra đối với các xe đầu kéo hay bị gập xe. Thực tế là các xe hiện đại sử dụng phanh khí nén đều được thi ết kế ki ểu phanh “hai dòng”, tức là có hai dòng dẫn khí nén độc lập, ch ủ yếu là đ ể có m ột dòng d ẫn d ự phòng trong trường hợp “dòng” kia bị hỏng. Ngoài ra, khái ni ệm “hai dòng” trên xe r ơ- moóc hay sơ-mi rơ-moóc còn được hiểu theo nghĩa: từ tổng van phanh đi ra s ẽ có hai dòng khí nén độc lập, một dòng để phanh đầu kéo, còn m ột dòng đ ể phanh moóc kéo. Thiết kế như vậy, ngoài duy trì khả năng phanh độc lập còn giúp cho phanh ở đ ầu kéo luôn tác dụng sau phanh của moóc kéo một chút (khoảng th ời gian r ất nh ỏ tính b ằng giây), nâng cao đáng kể hiệu quả và an toàn phanh đ ối với các xe siêu tr ường, siêu
trọng. Kết hợp với việc các phương tiện đó hầu như đều được trang bị mặc định ABS và các hệ thống bổ trợ tương tự, giúp cho việc điều khiển những chiếc xe đó đ ỡ căng thẳng hơn rất nhiều so với trước đây. Như vậy, chúng ta có thể nói rằng, kiểu phanh khí nén nhìn chung là hi ệu qu ả và đáng tin cậy. Tuy nhiên, chúng ta khó có thể hy vọng tính hi ệu qu ả và đ ộ tin cậy đó là nh ư nhau trên mọi loại xe, của mọi nhà sản xuất, ở mọi quốc gia. Và còn có m ột th ực t ế khác là thiết kế phanh khí nén luôn cồng kềnh và đòi h ỏi khá nhi ều thao tác trong s ử dụng nên không được đánh giá cao về tính tiện d ụng Cuối cùng, chúng ta phải thừa nhận với nhau rằng cho dù có hi ện đ ại và ti ện d ụng đ ến mấy, bất kỳ một cỗ máy nào cũng không thể thiếu bàn tay đi ều khi ển c ủa con ng ười. Bởi vậy, mong bạn hãy luôn lái xe cẩn thận, tôn trọng luật lệ và c ư x ử l ịch s ự v ới những người cùng tham gia giao thông trên đường.