Xe Tải Dùng Bao Nhiêu Khí Khi Phanh?

Một lần đạp phanh mạnh, đầy đủ trên tổ hợp đầu kéo-rơ moóc năm trục điển hình tiêu thụ khoảng 1 đến 3 feet khối khí tự do và làm tụt áp suất bình chứa khoảng 10 đến 15 psi. Các lần đạp phanh thông thường khi lái xe — 10 đến 25 psi tại bàn đạp — tốn ít hơn nhiều, thường bằng một phần ba mức trên hoặc thấp hơn. Vì hệ thống nạp đầy nằm ở mức gần 120 psi và dung tích bình chứa lớn hơn nhiều lần so với bản thân các bầu phanh, các bình chứa vẫn giữ đủ khí cho vài lần đạp phanh đầy đủ nữa dù máy nén ngừng hoàn toàn việc cấp khí.

Điều gì thực sự tiêu tốn khí trong một lần đạp phanh

Phanh hơi là hệ thống khí nén: đạp bàn đạp sẽ nạp khí vào phía dịch vụ của mọi bầu phanh, cộng với toàn bộ đường ống dẫn khí giữa các van relay và các bầu phanh đó. Thể tích được nạp phụ thuộc vào quãng đường mỗi cần đẩy di chuyển trước khi má phanh chạm vào tang trống — không phụ thuộc vào lực đạp mạnh hay nhẹ. Áp suất quyết định lực và khối lượng khí tiêu thụ; hành trình quyết định thể tích.

Thể tích dịch chuyển gần đúng mỗi bầu phanh, dựa trên diện tích màng hiệu dụng và hành trình thực tế khi vận hành:

Mười bầu phanh trên đầu kéo ba trục và rơ moóc hai trục có thể tổng cộng 400 đến 550 inch khối thể tích bầu phanh, và đường ống dẫn khí có thể cộng thêm 30 đến 60% trên một tổ hợp dài. Nạp đầy ở mức, chẳng hạn, 60 psi đồng hồ thì bạn đang di chuyển khoảng 1,5 đến 2,5 feet khối khí tự do. Ở lần đạp nhẹ 15 psi, cùng hành trình vẫn xảy ra, nhưng khối lượng khí lấy từ bình chứa nhỏ hơn nhiều.

Đây là lý do việc chỉnh phanh biểu hiện như một vấn đề về khí. Các bầu phanh chạy hành trình dài trên bộ điều chỉnh khe hở vượt quá giới hạn chỉnh lại sẽ dịch chuyển nhiều thể tích hơn ở mỗi lần đạp, khiến máy nén phải làm việc vất vả hơn khi xuống dốc núi so với mức cần thiết. Việc chỉnh phanh là vấn đề về nguồn cấp khí trước khi nó là vấn đề về quãng đường dừng xe.

Vì sao một lần đạp phanh đầy đủ chỉ làm tụt đồng hồ 10-15 psi

Tại Hoa Kỳ, FMVSS 121 yêu cầu tổng dung tích bình chứa dịch vụ và bình cấp phải ít nhất gấp mười hai lần tổng dung tích tất cả bầu phanh dịch vụ. Tỷ lệ đó chính là lý do phanh hơi cho phép bạn dừng xe nhiều lần liên tiếp.

Thử tính toán trên một hệ thống lý tưởng tỷ lệ 12:1 nạp đầy ở 120 psi, tức khoảng 135 psi tuyệt đối. Mở các bầu phanh nối với bình chứa và cùng lượng khí đó giờ nạp đầy mười ba phần thay vì mười hai. Áp suất tuyệt đối ổn định ở mức gần 125 psi, tương đương khoảng 110 psi trên đồng hồ — tức tụt khoảng 10 psi cho một lần đạp đầy đủ. Hệ thống thực tế mất nhiều hơn một chút do thể tích đường ống, nhiệt độ và nguồn cấp rơ moóc, nên 10 đến 15 psi là con số thực tế ngoài hiện trường.

Theo dõi tiếp con số đó, bạn có thể thấy bao nhiêu lần đạp phanh còn dự trữ nếu máy nén ngừng cấp khí:

Ở mức khoảng 60 psi, đèn cảnh báo và còi báo khí thấp sẽ bật, và khi áp suất tiếp tục giảm xuống dải 20 đến 45 psi thì phanh lò xo sẽ tự động siết lại. Những lần đạp dự trữ đó tồn tại để giúp bạn dừng xe an toàn bên lề đường, không phải để đi tiếp đến lối ra kế tiếp.

Mọi thứ khác tiêu tốn khí

Phanh dịch vụ thường không phải là nguồn tiêu thụ lớn nhất trên một xe tải đang hoạt động. Tùy theo cấu hình, cùng bình chứa đó còn cấp cho:

• Xả khí máy sấy — mỗi lần bộ điều áp ngắt sẽ xả thể tích xả ra khí quyển, nên càng nhiều chu kỳ càng lãng phí nhiều khí
• Hệ thống treo khí — các van cân bằng liên tục xả và nạp lại trên địa hình gồ ghề và tại mỗi bến bốc dỡ
• Ghế và cabin treo khí, còi hơi và bộ tác động HVAC
• Khí sang số hộp số trên hộp chia và hộp phụ
• Tải phụ trợ — điều khiển PTO, mâm kéo trượt, cửa xả, nâng trục phụ, ly hợp quạt tác động khí
• Rò rỉ, thường vượt qua tất cả các mục trên cộng lại trên một tổ hợp cũ

Do nhu cầu chia sẻ này, bố trí bình chứa giữ một bình cấp (ướt) đứng trước các bình dịch vụ sơ cấp và thứ cấp, cùng với van bảo vệ để sự cố thiết bị phụ không làm cạn mạch phanh.

Nguồn cấp khí và chu kỳ làm việc của máy nén

Máy nén xe hạng nặng thường có công suất trong khoảng 12 đến 30 CFM ở tốc độ động cơ theo điều áp, dù cũng tồn tại các loại nhỏ hơn và lớn hơn nhiều. Bộ điều áp nạp tải cho máy nén ở khoảng 100 đến 110 psi và ngắt tải ở khoảng 120 đến 135 psi, nên máy nén chỉ bơm vào bình chứa trong một phần thời gian.

Chỉ số hữu ích là chu kỳ làm việc: tỷ lệ phần trăm thời gian chạy mà máy nén thực sự đang tạo khí. Một hệ thống kín, cấu hình đúng thường ở dưới khoảng 25% một cách thoải mái. Chu kỳ làm việc kéo dài trên mức đó là nguyên nhân điển hình gây nhiệt độ xả cao, tích tụ carbon trong đường xả, và dầu lẫn vào máy sấy và bình chứa. Lắp máy nén lớn hơn để khắc phục chỉ là chữa triệu chứng.

Cách biết xe của bạn có dùng quá nhiều khí không

Hai phép đo phân biệt mức tiêu thụ bình thường với lỗi. Đầu tiên là rò rỉ. Với động cơ tắt, xe được chèn bánh và áp suất khoảng 90 psi, theo dõi đồng hồ trong một phút:

Phép đo thứ hai là tốc độ nạp khí. Với động cơ chạy ga nhanh, áp suất phải tăng từ khoảng 85 lên 100 psi trong khoảng 45 giây trên một hệ thống kép khỏe mạnh; FMVSS 121 quy định yêu cầu nghiêm ngặt hơn là 25 giây ở tốc độ động cơ tối đa theo điều áp. Nạp chậm với mức rò rỉ chấp nhận được cho thấy vấn đề ở máy nén, van xả tải hoặc đường xả bị hạn chế. Nạp nhanh với rò rỉ quá mức cho thấy vấn đề ở đường ống, và cách khắc phục là cô lập mạch rò rỉ từng mạch một thay vì thay linh kiện theo phỏng đoán.

Quy tắc chung: nếu máy nén đóng ngắt nhiều hơn vài lần trên mỗi dặm đường trường ổn định, bạn đang có rò rỉ hoặc thiết bị phụ bị kẹt — không phải vấn đề tiêu thụ khí do phanh gây ra.

Lời khuyên thực tế cho tài xế và đội xe

Dùng phanh động cơ hoặc phanh chậm dần để kiểm soát tốc độ trên dốc, và dành phanh dịch vụ cho các lần đạp có tính toán, dứt khoát thay vì rà phanh nhẹ liên tục. Giữ bộ điều chỉnh khe hở đúng thông số để mỗi lần đạp chỉ dịch chuyển đúng thể tích đã được thiết kế. Xả bình chứa theo lịch để bình chứa giữ khí chứ không phải nước. Và coi bất kỳ thay đổi nào trong nhịp đóng ngắt — khoảng thời gian bạn kỳ vọng giữa các lần bộ điều áp đóng lại — là dấu hiệu sớm đáng để kiểm tra trước khi còi báo khí thấp phải tự đưa ra quyết định thay bạn.