Phanh khí nén – Part 5: Hệ thống phanh khí Kép

Hệ thống phanh khí kép đã được sử dụng từ giữa những năm 1970.

Van chân (phân phối) kép chính là thành chính phần tạo nên hệ phanh kép. Nó thực sự là hai van được điều khiển hoạt động bởi một bàn đạp duy nhất. Điều này cho phép chia hệ thống phanh thành hai phần hoàn toàn độc lập. Mỗi phần có nguồn cung cấp, dẫn khí và cổng xả riêng.

Hai phần của van chân kép được đặt tên là sơ cấp và thứ cấp. Phần sơ cấp (Primary) nằm phía trên gần bàn đạp và nó thường được thiết lập để vận hành phanh trục truyền động (cầu chủ động, thường là sau). Phần thứ cấp (Secondary) thường hoạt động phanh trục dẫn hướng.

Khi người lái đạp phanh, cả hai phần của van chân kép sẽ được kích hoạt. Không khí từ bình sơ cấp được cấp cho phanh cầu sau và không khí từ bình thứ cấp được cấp cho phanh cầu trước.

Hầu hết các hệ thống kép sử dụng ba bình chứa, một bình chứa cung cấp (Supply) như trước đây và hai bình chứa phân phối (Sơ cấp – Primary và Thứ cấp – Secondary), mỗi bình chứa phân phối cho mỗi phần của hệ thống kép (cầu trước và cầu sau). Mỗi bình chứa phân phối được làm đầy thông qua van một chiều và có hai đồng hồ đo áp suất của bình chứa, một đồng hồ đo áp suất cho mỗi bình chứa phân phối.

Ngay cả trong trường hợp xảy ra sự cố toàn bộ ở một hoặc hệ thống khác, người lái vẫn có thể dừng xe có kiểm soát mà chỉ sử dụng van chân, mặc dù lực phanh tối đa sẽ bị giảm.

Một số hệ thống phanh kép có thiết bị cảnh báo áp suất khí thấp được kết nối với bình chứa cung cấp, trong khi những hệ thống khác có hai kết nối riêng biệt, một kết nối nằm trên mỗi bình chứa phân phối.

Các thành phần của hệ thống phanh khí kép

Bình chứa cung cấp, sơ cấp và thứ cấp

Không khí nén từ máy nén chứa một số chất gây ô nhiễm bao gồm hơi nước, sương mù dầu và các hạt cacbon. Hầu hết các chất gây ô nhiễm lắng đọng trong bình cung cấp. Các bình chứa sơ cấp và thứ cấp đã được bổ sung để tất cả các bộ phận của phanh khí, ngoại trừ van điều áp, đều được cung cấp không khí sạch hơn.

Van một chiều

Van một chiều cho phép không khí đi từ bình chứa cung cấp đến các bình chứa sơ cấp và thứ cấp. Như tên của nó, van một chiều cho phép không khí chỉ lưu thông theo một hướng. Điều này để phòng trong trường hợp có sự cố ở máy nén khí, đường xả máy nén hoặc bình chứa cung cấp, nguồn cung cấp không khí trong các bình chứa sơ cấp và thứ cấp sẽ không chảy ngược lại và bị mất.

Đồng hồ đo áp suất

Tất cả các xe được trang bị phanh hơi đều có ít nhất một đồng hồ đo áp suất không khí trên bảng điều khiển để chỉ ra áp suất không khí trong hệ thống bình chứa.

Thay vì có hai đồng hồ đo bình chứa riêng biệt, nhiều xe có một đồng hồ đo duy nhất với hai kim, cho biết áp suất trong bình chứa sơ cấp và thứ cấp. Ngoài ra, nhiều xe có thêm một đồng hồ đo để cho biết áp suất không khí đang được áp dụng khi đạp phanh.

Đồng hồ đo áp suất bình chứa được gắn trong bảng điều khiển để có thể theo dõi trạng thái của hệ thống phanh khí trong khi lái xe và trong quá trình kiểm tra trước chuyến đi.

Thiết bị cảnh báo áp suất khí thấp

Tất cả các xe được trang bị phanh hơi đều phải có thiết bị cảnh báo để chỉ ra nếu áp suất không khí trong hệ thống giảm xuống mức nguy hiểm. Điều này có thể xảy ra nếu có rò rỉ khí hoặc nếu bạn đạp phanh nhiều lần và sử dụng hết nguồn cung cấp khí nhanh hơn mức máy nén có thể bổ sung.

Thiết bị cảnh báo áp suất khí thấp phải bật khi áp suất khí giảm xuống dưới 60 p.s.i. (414 kPa).

Một số loại xe cũ hơn được trang bị thiết bị cảnh báo áp suất khí thấp gần đầu kính chắn gió để người lái xe nhìn thấy khi áp suất không khí giảm xuống dưới khoảng 60 p.i. Loại thiết bị cảnh báo này được gọi là wig-wag (cờ cảnh báo).

Một số wig-wag tự động rút lại khi áp suất không khí tăng lên trên mức cảnh báo 60 p.s.i; một số wig-wag cần được đẩy thủ công lên vị trí “khuất tầm nhìn” sau khi áp suất không khí đã tăng lên trên mức cảnh báo.

Khi thiết bị cảnh báo áp suất khí thấp kích hoạt, hãy dừng xe và tìm nguyên nhân gây mất khí. Áp suất không khí còn lại trong hệ thống (khoảng 60 p.i.) sẽ đủ để dừng xe nếu bạn hành động kịp thời.

Van xả nhanh

Trong sơ đồ trước, khi người lái nhả phanh, tất cả không khí chứa trong các đường dẫn khí và trong các khoang khí được thông qua cổng xả van chân. Do khoảng cách mà không khí thải phải di chuyển, nên có thể có một khoảng thời gian trễ đáng kể để nhả phanh. Và do đó, van xả nhanh ra đời và phát huy tác dụng của nó.

Một van xả nhanh cho phép phanh nhả nhanh và hoàn toàn, bằng cách cho phép không khí có áp thoát ra gần bầu phanh. Trong sơ đồ này, một van xả nhanh được đặt gần các bầu phanh trước giữa van chân và các bầu khí.

Khi phanh được áp dụng, không khí từ van chân sẽ chảy qua van xả nhanh đến các khoang theo phương thức bình thường. Khi người lái nhả van chân, chỉ không khí ở đường nối giữa van chân và van xả nhanh được thoát ra ở cổng xả của van chân. Thể tích không khí lớn hơn chứa trong các bầu khí được thông ra ở cửa xả của van xả nhanh.

Lưu ý sự khác biệt về luồng khí phun ra ở van chân và ở van xả nhanh – có luồng khí xả lớn hơn nhiều ở van xả nhanh.

Van xả nhanh có thể được tìm thấy ở một số vị trí trong hệ thống phanh khí, bao gồm phanh trước, phanh sau, phanh đỗ lò xo và bất kỳ nơi nào khác cần xả khí nhanh.

Van chuyển tiếp

Van chuyển tiếp được lắp đặt giữa bình khí và các bầu phanh sau.

Van chuyển tiếp được sử dụng để giảm thời gian trễ khi phanh được áp dụng và khi chúng được nhả ra. Chúng là van khí điều khiển từ xa phản hồi tín hiệu điều khiển từ van chân. Chúng thường được gắn trên một thanh khung gần với các bầu khí mà chúng sẽ tác động.

Các van chuyển tiếp được cung cấp không khí trực tiếp từ các bình chứa sơ cấp hoặc thứ cấp thông qua một đường khí có đường kính lớn (như đường cung cấp trong sơ đồ) để có một lượng không khí lớn cung cấp nhanh chóng đến các bầu khí. Lúc này van chân sẽ có nhiệm vụ điều tiết dòng khí điều khiển van chuyển tiếp.

Khi đạp phanh, dòng khí được điều tiết bởi van chân sẽ điều khiển mở van chuyển tiếp, khí nén từ bình chứa sẽ cung cấp cho các bầu phanh để thực hiện phanh. Khi người lái nhả van chân, chỉ không khí trong đường điều khiển được thoát ra ở cổng xả van chân. Thể tích không khí chứa trong các bầu khí được thông qua một cổng xả được tích hợp trong van chuyển tiếp.

Van chuyển tiếp được thiết kế để xử lý các yêu cầu về thể tích của hai hoặc bốn buồng khí. Mặc dù chúng chủ yếu được tìm thấy trên hệ thống phanh cầu sau, nhưng đôi khi van chuyển tiếp được tìm thấy trên hệ thống phanh cầu trước hoặc bất cứ nơi nào cần tác động và xả khí nhanh chóng.

Hệ thống phanh kép khi lỗi hệ sơ cấp

Biểu đồ này chỉ ra trường hợp xấu nhất là sự cố đứt đường dẫn khí gây mất toàn bộ áp suất trong bình chứa sơ cấp.

Áp suất không khí trong bình chứa thứ cấp đã được bảo vệ bởi van một chiều. Hệ thống cảnh báo áp suất thấp phải kích hoạt khi áp suất trong bất kỳ bình chứa nào giảm xuống dưới 60 p.s.i. (414 kPa) để cảnh báo người lái xe về sự cố. Trong nhiều hệ thống, cảnh báo sẽ xuất hiện ở áp suất trên 60 p.s.i.

Khi bạn đạp phanh, bạn sẽ có thể dừng xe có kiểm soát, nhưng chỉ có phanh cầu trước được áp dụng, và do đó khoảng cách dừng sẽ dài hơn do lực phanh sẽ bị giảm.

Tương tự, nếu lỗi xảy ra ở hệ thống thứ cấp, phanh ở trục sau sẽ được duy trì, nhưng phanh trục dẫn hướng sẽ không hoạt động.

Máy nén sẽ tiếp tục bơm không khí, nhưng tất cả lượng khí nén này sẽ đi theo con đường có ít lực cản nhất và được thông hơi khi đường ống bị đứt. Nếu hệ thống cảnh báo áp suất khí thấp kích hoạt bất kỳ lúc nào, hãy dừng xe ngay lập tức và không đi tiếp cho đến khi sửa chữa xong.