(+86) -137 5851 1881
(+86) -137 5851 1881
Buồng phanh - chính xác hơn được gọi là buồng phanh - là bộ truyền động khí nén chuyển đổi áp suất khí nén thành lực cơ học cần thiết để tác động vào phanh của xe. Nói một cách dễ hiểu: khi người lái xe nhấn bàn đạp phanh, khí nén sẽ đi vào buồng, đẩy vào màng ngăn và di chuyển cần đẩy để tác dụng guốc hoặc má phanh. Nếu không có buồng phanh hoạt động bình thường, toàn bộ Hệ thống phanh tự động mất khả năng tạo ra lực dừng, bất kể mọi bộ phận khác hoạt động tốt như thế nào.
Đây không phải là một phần ngoại vi. Nó nằm ở cuối chuỗi cung cấp không khí và là liên kết cơ học cuối cùng giữa ý định của người lái và việc giảm tốc độ vật lý. Trên xe tải thương mại, xe đầu kéo và xe buýt hạng nặng, buồng phanh phải đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của liên bang theo quy định của FMCSA - cụ thể là 49 CFR Phần 393 - vì ngay cả một sự sụt giảm nhỏ trong hiệu suất hành trình buồng phanh cũng có thể kéo dài khoảng cách dừng thêm vài feet ở tốc độ đường cao tốc, một giới hạn giúp phân biệt tình huống suýt va chạm với va chạm.
Dành cho người vận hành đội xe, kỹ thuật viên bảo trì và kỹ sư an toàn phương tiện, hiểu cách hoạt động của buồng phanh, khi nào chúng hỏng và cách chúng tích hợp vào hệ sinh thái rộng lớn hơn của Hệ thống phanh tự động là kiến thức nền tảng - không phải là đọc kiến thức nền tảng tùy chọn.
Không phải tất cả các buồng phanh đều giống nhau. Loại được lắp đặt tùy thuộc vào vị trí trục, cấu trúc phanh của xe và liệu buồng có cần xử lý cả chức năng phanh chính và đỗ xe/khẩn cấp hay không.
Buồng phanh dịch vụ xử lý phanh bình thường hàng ngày. Chúng chứa một màng ngăn duy nhất và hoạt động hoàn toàn dựa vào áp suất không khí đi vào. Khi không khí đi vào, màng ngăn sẽ uốn cong và đẩy cần đẩy ra ngoài; khi không khí thoát ra, lò xo hồi vị sẽ kéo cần đẩy về phía sau. Các khoang này được tìm thấy trên trục lái trước và đôi khi là trục sau khi chức năng phanh lò xo kết hợp được xử lý riêng. Kích thước buồng dịch vụ điển hình nằm trong khoảng từ Loại 6 đến Loại 36, trong đó con số đề cập đến diện tích màng ngăn hiệu quả tính bằng inch vuông. Buồng loại 30, một trong những loại phổ biến nhất trên trục dẫn động, có Diện tích màng ngăn hiệu quả 30 inch vuông , ở áp suất không khí 100 psi sẽ tạo ra lực đẩy 3.000 pound.
Buồng phanh lò xo - thường được gọi là buồng phanh lò xo hoặc buồng phanh kết hợp - bổ sung thêm vỏ thứ hai phía sau buồng phanh. Phần phía sau này chứa một lò xo cuộn mạnh mẽ được nén bằng áp suất không khí. Khi áp suất không khí giảm xuống dưới khoảng 20–45 psi (ngưỡng chính xác phụ thuộc vào cài đặt bộ điều chỉnh van phanh lò xo và bộ điều tốc của xe), lò xo nhả ra và tác động phanh bằng cơ học. Thiết kế này có nghĩa là việc mất áp suất không khí - do đứt ống, hỏng máy nén hoặc cố tình tắt hệ thống - sẽ tự động kích hoạt phanh. Đây là một cơ chế an toàn được pháp luật yêu cầu trên tất cả các trục sau của xe thương mại có phanh hơi ở Hoa Kỳ.
Lò xo bên trong buồng phanh lò xo ở dưới Lực tải trước 1.800 đến 2.400 pound . Đây không phải là loại lò xo có thể tháo rời một cách ngẫu nhiên - việc xử lý buồng phanh lò xo lồng không đúng cách đã gây ra thương tích nghiêm trọng. Hầu hết các nhà sản xuất đều dán cảnh báo trực tiếp lên vỏ và các hướng dẫn của OSHA đặc biệt cấm cố gắng tháo rời buồng phanh lò xo mà không có quy trình và bu-lông lồng thích hợp.
| tính năng | Buồng phanh dịch vụ | Buồng phanh lò xo |
|---|---|---|
| Phương pháp kích hoạt | Áp suất không khí trong | Áp suất không khí thoát ra (áp dụng lò xo) |
| Chức năng không an toàn | không có | Có - áp dụng khi mất không khí |
| Chức năng phanh đỗ xe | Không | Có |
| Vị trí trục chung | Trục lái phía trước | Trục dẫn động phía sau/rơ moóc |
| Lực tải trước lò xo | không áp dụng | 1.800–2.400 lb |
| Rủi ro an toàn tháo gỡ | Thấp | Cực kỳ - cần có bu lông lồng |
Buồng phanh không hoạt động độc lập. Nó là một nút trong một thiết kế được thiết kế cẩn thận Hệ thống phanh tự động bao gồm máy nén khí, máy sấy không khí, bình chứa, bộ điều tốc, van chân (van bàn đạp), van rơle, van điều biến ABS, bộ điều chỉnh độ chùng, guốc phanh hoặc kẹp đĩa và phần cứng ở đầu bánh xe. Mỗi thành phần phải hoạt động theo thông số kỹ thuật để hệ thống có thể cung cấp các điểm dừng an toàn, có thể lặp lại.
Luồng tín hiệu trong hệ thống phanh hơi điển hình hoạt động như sau:
Buồng phanh là bộ tạo lực vật lý ở bước 5. Nếu nó tạo ra lực ít hơn so với thiết kế — do màng ngăn bị mòn, hành trình cần đẩy quá mức hoặc ăn mòn bên trong — thì mọi bộ phận trước đó đều hoạt động chính xác trong khi công suất phanh thực tế giảm xuống. Đây là lý do tại sao tình trạng buồng là một điểm kiểm tra độc lập, không chỉ là hệ quả giả định của áp suất không khí tốt.
Trong tất cả các phép đo được thực hiện trong quá trình kiểm tra phanh, hành trình của cần đẩy là phép đo phản ánh trực tiếp nhất liệu buồng phanh có thực sự truyền lực phanh tới bánh xe hay không. Hành trình được đo bằng khoảng cách cần đẩy di chuyển từ vị trí nghỉ đến vị trí được áp dụng hoàn toàn khi áp suất không khí được áp dụng ở một giá trị cụ thể - thường là 90 psi để kiểm tra ứng dụng dịch vụ tiêu chuẩn.
Tiêu chí không hoạt động của FMCSA theo Liên minh An toàn Phương tiện Thương mại (CVSA) chỉ định hành trình tối đa cho phép theo loại buồng. Vượt quá các giới hạn này là tình trạng ngừng hoạt động tự động:
Khi cần đẩy di chuyển vượt quá phạm vi hành trình hiệu quả, nó sẽ di chuyển vào vùng mà góc giữa cần đẩy và tay điều chỉnh độ chùng trở nên bất lợi. Hình dạng này tạo ra lợi thế cơ học giảm dần, có nghĩa là mô-men phanh thực tế được tạo ra ở bánh xe giảm đáng kể mặc dù áp suất không khí xuất hiện bình thường trên đồng hồ đo. Một phương tiện có thể có 100 psi trong bình và khả năng phanh vẫn bị suy giảm nghiêm trọng nếu hành trình buồng nằm ngoài thông số kỹ thuật.
Nguyên nhân chính dẫn đến hành trình phanh quá mức là do má phanh bị mòn (làm tăng khe hở giữa má phanh và tang trống), bộ điều chỉnh độ chùng tự động bị hỏng và không bù chính xác hoặc bộ điều chỉnh độ chùng thủ công không được điều chỉnh lại sau khi bảo dưỡng phanh. Trong mọi trường hợp, bản thân buồng phanh có thể hoạt động hoàn hảo - vấn đề về hành trình bắt nguồn từ phía trước trong liên kết cơ học hoặc ở bề mặt ma sát.
Màng ngăn bên trong buồng phanh là một bộ phận cao su đúc phải uốn cong hàng nghìn lần trong suốt thời gian sử dụng mà vẫn duy trì độ kín khí. Nó hoạt động trong môi trường nóng, ẩm, ozon, hóa chất trên đường và chu trình cơ học liên tục. Có nhiều dạng lỗi và mỗi dạng tạo ra một mẫu triệu chứng dễ nhận biết.
Cao su dễ bị tấn công bởi tầng ozone, đặc biệt ở môi trường gần các thiết bị điện hoặc khu vực trên cao có nồng độ ozone cao. Ozone phá vỡ chuỗi polymer trong cao su, gây ra vết nứt bề mặt và cuối cùng lan truyền qua màng ngăn. Sự nứt tầng ozone ở giai đoạn đầu trông giống như vết nứt trên bề mặt mịn; vết nứt nâng cao dẫn đến rò rỉ lỗ kim gây ra tiếng rít liên tục ngay cả khi đã nhả phanh. Một chiếc xe bị rò rỉ hơn 4 psi mỗi phút trong quá trình kiểm tra tĩnh khi đỗ xe, tắt động cơ có thể có hiện tượng rò rỉ màng ngăn hoặc van ở đâu đó trong mạch điện.
Mép ngoài của màng ngăn được giữ giữa vỏ phía trước và phía sau của buồng bằng một vòng kẹp. Nếu vòng bị ăn mòn hoặc nếu bu lông vỏ bị lỏng - một vấn đề đã biết ở các khoang tiếp xúc với muối đường nặng - thì màng ngăn có thể bị bong ra một phần khỏi rãnh kẹp. Điều này tạo ra một đường rò rỉ lớn chứ không phải là lỗ kim và áp suất phanh giảm nhanh chóng. Trong trường hợp nghiêm trọng, cần đẩy có thể rút hoàn toàn khỏi bộ điều chỉnh độ chùng, dẫn đến mất hoàn toàn khả năng phanh ở bánh xe đó.
Một máy sấy không khí hoạt động bình thường sẽ ngăn nước ở dạng lỏng lọt vào hệ thống phanh. Khi máy sấy bị hỏng hoặc chất hút ẩm của nó bị bão hòa, nước sẽ xâm nhập vào đường cung cấp và tích tụ ở những điểm thấp nhất của hệ thống - bao gồm cả vỏ buồng phanh. Nước đọng bên trong buồng sẽ ăn mòn vỏ, làm hỏng màng ngăn và ở vùng khí hậu lạnh có thể đóng băng cần đẩy ở đúng vị trí. Cần đẩy bị đóng băng có nghĩa là phanh bị kẹt - gây ra hiện tượng kéo và cháy phanh - hoặc bị kẹt khi nhả phanh, loại bỏ hoàn toàn phanh ở đầu trục đó. Hệ thống phanh tự động độ tin cậy phụ thuộc nhiều vào việc bảo trì máy sấy khí như một biện pháp phòng ngừa ô nhiễm buồng.
Buồng phanh thay thế phải phù hợp với thông số kỹ thuật ban đầu về loại buồng phanh, hành trình và cấu hình lắp đặt. Việc lắp đặt buồng có kích thước nhỏ sẽ làm giảm lực phát ra tối đa; Việc lắp đặt một khoang quá khổ trên một trục không được thiết kế dành cho nó có thể gây quá tải cho bộ điều chỉnh độ chùng và các bộ phận của cam s, dẫn đến mòn sớm hoặc hỏng cấu trúc của phần cứng phanh nền.
Các thông số kỹ thuật chính cần phù hợp khi thay thế buồng phanh:
Buồng hành trình dài - được đánh dấu bằng sọc sơn màu vàng hoặc ký hiệu "LS" trong hầu hết các dòng sản phẩm của nhà sản xuất - được thiết kế cho các hệ thống phanh đĩa hoặc các ứng dụng trong đó tổng hành trình cơ học lớn hơn thiết lập phanh tang trống tiêu chuẩn. Việc kết hợp buồng hành trình dài với bộ điều chỉnh độ chùng hành trình ngắn được hiệu chỉnh cho hành trình tiêu chuẩn sẽ làm lệch hình dạng ứng dụng và có thể ngăn phanh nhả hoàn toàn, một tình trạng gần như không thể phát hiện được nếu không kiểm tra kỹ lưỡng đường sau khi lắp đặt.
hiện đại Hệ thống phanh tự động trên các phương tiện thương mại hạng nặng ngày càng tích hợp bộ điều khiển điện tử để điều chỉnh tín hiệu khí nén đến từng buồng phanh. Phổ biến nhất là ABS - Hệ thống chống bó cứng phanh - sử dụng cảm biến tốc độ bánh xe để phát hiện tình trạng bó cứng sắp xảy ra và ra lệnh cho van điều chế ABS thực hiện chu trình cung cấp không khí cho khoang bị ảnh hưởng.
Buồng phanh phải có khả năng ứng phó với những hiện tượng đạp xe nhanh này. Buồng có lò xo hồi vị cứng hoặc chậm, cần đẩy bị kẹt một phần hoặc màng ngăn bị hỏng sẽ gây ra độ trễ phản ứng trong chu trình ABS. Vì bộ điều biến ABS hoạt động ở tốc độ lên đến 10 Hz (10 lần mỗi giây) trong quá trình dừng nỗ lực tối đa trên bề mặt trơn, ngay cả độ trễ cơ học nhỏ trong phản ứng buồng làm giảm khả năng duy trì điều khiển hướng của hệ thống.
Ngoài ABS, hệ thống Kiểm soát ổn định điện tử (ESC) trên xe tải hiện đại còn áp dụng có chọn lọc các buồng phanh riêng lẻ để chống lại hiện tượng lắc lư của rơ-moóc, xu hướng lật xe hoặc các điều kiện lái thiếu lái/quá lái được phát hiện bởi cảm biến con quay hồi chuyển của xe. Trong những trường hợp này, buồng phanh phải tác động chính xác và nhả ra sạch sẽ mà không bị trễ cơ học. Một buồng có lực cản - trong đó cần đẩy không rút lại hoàn toàn khi thoát khí - tạo ra mô-men phanh ký sinh mà thuật toán ESC không tính đến, tạo ra hành vi không thể đoán trước của xe trong quá trình can thiệp ổn định.
Khi chẩn đoán lỗi ABS hoặc ESC, mã lỗi điện tử chỉ ra lỗi cảm biến tốc độ bánh xe hoặc phản ứng bất thường của trục phải luôn bao gồm việc kiểm tra vật lý các buồng phanh trên trục được gắn cờ. Cảm biến điện tử phát hiện triệu chứng; nguyên nhân cơ học thường nằm ở buồng phanh, bộ điều chỉnh độ chùng hoặc phanh cơ.
Không có khoảng thời gian thay thế chung cho buồng phanh vì tuổi thọ sử dụng phụ thuộc nhiều vào môi trường, tần suất sử dụng, độ sạch của hệ thống không khí và chất lượng của bộ phận ban đầu. Tuy nhiên, các chương trình bảo trì chỉ dựa vào khoảng thời gian — thay vì kiểm tra dựa trên tình trạng — luôn hoạt động kém hiệu quả so với các chương trình bao gồm kiểm tra vật lý trực tiếp tại mỗi dịch vụ PM.
Việc kiểm tra kỹ lưỡng buồng phanh ở mỗi lần bảo dưỡng phòng ngừa phải bao gồm:
Các đội xe hoạt động ở các bang phía bắc có lượng muối đường lớn nên cân nhắc việc tăng tần suất kiểm tra trong những tháng mùa đông và các mùa chuyển tiếp, khi hiện tượng ăn mòn do muối tăng tốc lên đến đỉnh điểm. Dữ liệu từ các chương trình kiểm tra bên đường của CVSA luôn cho thấy rằng lỗi hệ thống phanh - bao gồm các vấn đề liên quan đến buồng phanh - chiếm khoảng 44% tổng số lỗi vi phạm của xe không được sử dụng , khiến nó trở thành loại khiếm khuyết cơ học lớn nhất với biên độ đáng kể.
Mối nguy hiểm do lò xo bên trong buồng phanh lò xo gây ra không phải là lý thuyết. Các sự cố được ghi nhận về thương tích và tử vong do các bộ phận được tháo rời không đúng cách bắt nguồn từ việc áp dụng công nghệ phanh lò xo sớm nhất. Lò xo tích trữ năng lượng tương đương với một tác động cơ học đáng kể và nếu được giải phóng đột ngột - như xảy ra khi vỏ bị cắt hoặc vòng kẹp bị hỏng dưới tải trọng của lò xo - thì năng lượng được giải phóng sẽ phóng ra các bộ phận trong buồng với lực gây chết người.
Quy trình đúng khi thay thế buồng phanh lò xo:
Nhiều khu vực pháp lý quy định việc xử lý buồng phanh lò xo như các bộ phận cơ khí nguy hiểm. Việc ném buồng phanh lò xo không có lồng vào thùng đựng phế liệu thông thường sẽ gây nguy hiểm cho bất kỳ ai xử lý phế liệu ở hạ lưu. Chịu trách nhiệm Hệ thống phanh tự động dịch vụ bao gồm việc xử lý thích hợp chứ không chỉ là lắp đặt đúng cách.
Phanh đĩa dẫn động bằng khí nén đã được sử dụng rộng rãi trên các phương tiện thương mại trong hai thập kỷ qua, nhờ khả năng chống phai màu vượt trội trong các ứng dụng nặng lặp đi lặp lại - kiểu phanh mà một chiếc xe tải có tải thực hiện khi xuống dốc. Vai trò của buồng phanh trong hệ thống phanh đĩa hơi khác so với vai trò của nó trong hệ thống phanh tang trống và sự khác biệt này ảnh hưởng đến thông số kỹ thuật và cách lắp đặt buồng phanh.
Trong thiết lập phanh tang trống, cần đẩy buồng kết nối với bộ điều chỉnh độ chùng, làm quay trục s-cam. Cam quay sẽ trải guốc phanh ra ngoài so với bề mặt bên trong của tang trống. Lợi thế cơ học được tạo ra bởi hình dạng hình học của bộ điều chỉnh độ chùng đến s-cam khuếch đại lực đẩy của buồng thành lực tác động đế đáng kể. Buồng Loại 30 ở áp suất 100 psi cung cấp lực đẩy 3.000 pound, hoạt động thông qua tỷ lệ điều chỉnh độ chùng 5,5 trên 1 điển hình và hình học s-cam, có thể tạo ra hơn Lực tiếp xúc giữa guốc và trống 15.000 pound trên mỗi bánh xe trong các hệ thống được bảo trì tốt.
Trong hệ thống phanh đĩa hơi, cần đẩy buồng vận hành một bộ truyền động cơ học (thường là cơ cấu đòn bẩy hoặc nêm) bên trong vỏ thước cặp để dẫn động má phanh vào rôto. Buồng phanh đĩa thường sử dụng thiết kế hành trình dài vì yêu cầu hành trình của bộ truyền động khác với cấu hình tang trống. Việc không có cơ cấu s-cam có nghĩa là việc khuếch đại lực đến từ lợi thế cơ học bên trong của thước cặp chứ không phải từ bộ điều chỉnh độ chùng bên ngoài, nhưng thông số lực đầu ra của buồng vẫn phải phù hợp với yêu cầu đầu vào thiết kế của thước cặp. Các khoang không khớp trên hệ thống phanh đĩa gây ra lực kẹp không đủ hoặc quá tải của thước cặp - điều này không được chấp nhận ở mức độ an toàn quan trọng. Hệ thống phanh tự động .
Kinh nghiệm trong việc bảo trì đội máy cho thấy một loạt lỗi chẩn đoán định kỳ dẫn đến bỏ sót lỗi hoặc thay thế buồng không cần thiết. Việc nhận ra những mô hình này sẽ cải thiện cả kết quả an toàn và hiệu quả chi tiêu các bộ phận.
Nếu hành trình quá mức dẫn đến việc thay thế buồng mà không kiểm tra bộ điều chỉnh độ chùng tự động xem có bị mòn bên trong hay hỏng ly hợp một chiều hay không, buồng mới sẽ có hành trình quá mức tương tự trong vòng vài ngày hoặc vài tuần. Bộ điều chỉnh độ chùng, chứ không phải buồng, có nhiều khả năng là nguyên nhân gốc rễ gây ra sự cố đột quỵ khi màng ngăn buồng kiểm tra độ kín khí.
Kỹ thuật viên kiểm tra áp suất phanh tại khớp nối tay cầm và tuyên bố phanh "ổn" không phải là kiểm tra hiệu suất buồng phanh. Áp suất không khí xác nhận phía cung cấp hoạt động; nó không nói gì về việc liệu màng ngăn có chuyển đổi áp suất đó thành hành trình cần đẩy thích hợp hay hành trình có nằm trong thông số kỹ thuật hay không. Đo hành trình vật lý bằng thước kẻ hoặc chỉ báo hành trình là cách kiểm tra hợp lệ duy nhất.
Nếu một chiếc xe bị chệch sang một bên trong khi phanh, việc kiểm tra theo bản năng thường là các bộ phận ở cuối bánh xe - thước cặp, miếng đệm, tang trống. Tuy nhiên, buồng phanh có màng ngăn bị hỏng một phần hoặc cần đẩy bị kẹt giữa hành trình sẽ tạo ra hiện tượng kéo giống hệt nhau mà không có bằng chứng trực quan rõ ràng nào về phía đầu bánh xe. Phép đo hành trình trên tất cả các khoang trên một trục nhất định, so sánh từ bên này sang bên kia, thường cho thấy lực tác dụng không đối xứng giải thích cho lực kéo.
Buồng phanh được gắn trên giá đỡ bị ăn mòn có thể dịch chuyển khi phanh, làm thay đổi góc điều chỉnh cần đẩy sang độ chùng và khiến chốt kẹp của chạc bị bó hoặc mòn sớm. Tính toàn vẹn của giá đỡ không phải là mối quan tâm thứ yếu — nó ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng của toàn bộ cơ cấu ứng dụng phanh. Việc thay thế buồng trên giá đỡ bị hỏng mà không xử lý giá đỡ sẽ tạo ra sự cố tái diễn.
Tại Hoa Kỳ, buồng phanh sử dụng trên xe cơ giới thương mại phải đáp ứng Tiêu chuẩn An toàn Phương tiện Cơ giới Liên bang (FMVSS) số 121, quy định về hệ thống phanh hơi. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về hiệu suất - khoảng cách dừng, thời gian tác động, khả năng duy trì tĩnh - thay vì các thông số kỹ thuật ở cấp độ bộ phận, nhưng buồng phanh phải có khả năng hỗ trợ tuân thủ ở cấp độ hệ thống.
Phần 393.47 của FMCSA chỉ định các giới hạn điều chỉnh phanh (giới hạn hành trình thực tế) chi phối trực tiếp hành trình buồng phanh khi sử dụng. Việc vi phạm các giới hạn này trong quá trình kiểm tra bên đường sẽ dẫn đến việc bị ngừng hoạt động ngay lập tức. Trong Cuộc kiểm tra đường quốc tế CVSA năm 2023, 22,9% xe thương mại được kiểm tra đã ngừng hoạt động , với các vi phạm liên quan đến phanh là loại cơ khí lớn nhất.
Buồng thay thế cũng phải có chứng nhận phù hợp. Tại các thị trường Bắc Mỹ, buồng đo từ các nhà sản xuất có uy tín mang dấu tuân thủ SAE J1469, cho biết buồng đo đáp ứng các tiêu chuẩn về kích thước và hiệu suất được chấp nhận trong toàn ngành. Việc sử dụng buồng giả mạo hoặc không được chứng nhận — một vấn đề đã được ghi nhận trong chuỗi cung ứng linh kiện — đưa các ngưỡng lỗi không xác định vào một bộ phận quan trọng về an toàn. Sự khác biệt về chi phí giữa phòng được chứng nhận và phòng có vấn đề có thể là $15 đến $40 mỗi đơn vị ; sự khác biệt về trách nhiệm pháp lý trong trường hợp phanh bị hỏng sẽ lớn hơn rất nhiều.
