Tìm hiểu về phanh khí nén

Tàu hỏa, xe buýt và các xe đầu kéo đều lựa chọn phanh khí nén mà không sử dụngphanh thuỷ lực bởi vì dầu phanh có thể bị chảy hết khỏi hệ thống nếu có rò rỉ, còn khínén thì không bị như vậy! Mặt khác, các phương tiện nêu trên thuộc nhóm vận tải hạngnặng (cả người và hàng hóa) nên yêu cầu về độ an toàn là tối quan trọng. Một đoàntàu cao tốc sử dụng phanh thủy lực sẽ trở thành một đoàn tàu tử thần lao đi với tốc độcủa một viên đạn nếu chẳng may...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tìm hiểu về phanh khí nénTìmhiểuvềphanhkhínénĐối với phanh khí nén, điều tài tình nhất là nếu toàn bộ khí bị rò r ỉ hết ra ngoàithì cơ cấu phanh dừng sẽ được kích hoạt tự động và hãm cả đoàn tàu lại. Trongkhi đó, nếu phanh thuỷ lực bị rò rỉ hết dầu phanh thì sẽ thực sự là một thảmhọa.George Westinghouse và lịch sử phát triển của phanh khí nénTàu hỏa, xe buýt và các xe đầu kéo đều lựa chọn phanh khí nén mà không s ử d ụngphanh thuỷ lực bởi vì dầu phanh có thể bị chảy hết khỏi hệ thống n ếu có rò r ỉ, còn khínén thì không bị như vậy! Mặt khác, các phương tiện nêu trên thu ộc nhóm v ận t ải h ạngnặng (cả người và hàng hóa) nên yêu cầu về độ an toàn là t ối quan tr ọng. M ột đoàntàu cao tốc sử dụng phanh thủy lực sẽ trở thành một đoàn tàu t ử th ần lao đi v ới t ốc đ ộcủa 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 ơcần có người điều khiển ở mỗi toa (người gác phanh) để kéo phanh tay khi có hi ệulệnh của lái tàu. Kiểu phanh thủ công thiểu hiệu quả này sau đó b ị thay th ế b ằng h ệthống phanh khí nén trực tiếp, tức là sử dụng một máy nén cung c ấp khí nén thông quamột ống dẫn vào bình chứa khí của mỗi toa. Khi lái tàu nhấn phanh, các đ ường ốngđược 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 ầmquan 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 ởkhách chạy trên đường ray. Phanh của Westinghouse có nguyên lý ho ạt đ ộng ng ượchẳn 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 ốitới ba đường khí khác nhau: một cửa dành cho ống dẫn chính t ừ bình tích khí, m ột c ửadẫn tới các xi-lanh công tác của cơ cấu phanh và cửa còn l ại thông v ới các bình ch ứaphụ.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 khônghoạt động, nó luôn trong tình trạng được phanh. Ch ỉ khi áp suất trong h ệ th ống đ ạt t ớimức 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 khilượng 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 ápsuất 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 ưphanh thủy lực ngày nay, Westinghouse sử dụng một bình ch ứa luôn đ ược cung c ấpđầy khí nén ở áp suất công tác để nhả phanh. Nói cách khác, ch ế đ ộ phanh trong h ệthống “van ba ngả” luôn được duy trì hoàn toàn cho đ ến khi có m ột l ượng khí nén b ịđẩy 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 ơcấu phanh dừng sẽ được kích hoạt một cách tự động và hãm cả đoàn tàu lại. Trong khiđó, 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 phanhkhí nén hiện đại đang được sử dụng rộng rãi trên tàu h ỏa, xe buýt và đ ầu kéo. V ậyphanh 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 buýtCấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của phanh khí nén trên các xe t ải và xe buýthiện nay cũng hoàn toàn giống như trên tàu h ỏa v ới nguyên lý “van ba ng ả”, khí nénchứa 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 ếđộ nhả phân cấp – cho phép điều khiển mức độ nhả phanh t ừng ph ần t ỷ l ệ theo t ừngcấp 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 xebuýt:- Máy nén khí (air compressor): nén và bơm khí tới các bình chứa để sẵn sàng s ửdụng.- Van điều áp của máy nén khí (air compressor governor): điều khiển thời điểm bơmkhí 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 ảhơi nước lẫn trong khí nén.- Tổng van phanh (foot valve): khi nhận tác động từ chân phanh sẽ đi ều khiển nhả khínén từ các bình chứa.- Bầu phanh (brake chambers): thường là một bình hình trụ có nhiệm v ụ t ạo l ực đ ẩylên đòn điều chỉnh khe hở má phanh thông qua m ột c ần đ ẩy để quay c ơ c ấu camphanh xe.- Cần đẩy (push rod): một thanh nối bằng thép hoạt động tương tự như một pit-tôngnối giữa bầu phanh với đòn điều chỉnh khe hở má phanh.- Đòn điều chỉnh khe hở má p ...