airbrakecompressorPhanh tang trống cam chữ S là loại phanh tang trống được dùng trên hầu hết xe tải hạng nặng, xe buýt và rơ moóc, hoạt động bằng cách biến áp lực khí nén thành lực banh cơ học. Khi đạp bàn đạp phanh, khí nén nạp vào bầu phanh, cần đẩy của bầu phanh vươn ra và xoay cần điều chỉnh khe hở, cần này xoắn trục cam chữ S, và đầu hình chữ S ở cuối trục banh hai guốc phanh ép vào mặt trong tang trống đang quay. Ma sát giữa má phanh và tang trống chính là thứ làm giảm tốc độ bánh xe.
Tên gọi bắt nguồn từ hình dáng của cam: đầu trục cam được tạo hình giống chữ S. Khi xoay, biên dạng mở rộng dần của chữ S đẩy các con lăn ở đầu guốc phanh ra ngoài. Đây là thiết kế đơn giản, bền bỉ và chi phí bảo dưỡng thấp, nên đã thống trị hệ thống phanh xe thương mại suốt nhiều thập kỷ. Hiểu rõ cơ chế này giúp việc chẩn đoán hiện tượng phanh bó, mòn không đều và lỗi điều chỉnh dễ dàng hơn nhiều.
Các bộ phận của phanh tang trống cam chữ S
Phanh nền (foundation brake) là thuật ngữ chỉ toàn bộ cụm chi tiết tại bánh xe thực sự tạo ra ma sát dừng xe, nằm sau van và đường ống dẫn khí. Trên cầu xe dùng cam chữ S, cụm phanh bắt bu lông vào mâm cố định (backing plate) và gồm các bộ phận chính sau.
| Bộ phận | Chức năng |
|---|---|
| Bầu phanh | Biến áp lực khí nén thành lực đẩy cần thẳng; ở cầu sau còn chứa bộ phanh lò xo phục vụ phanh đỗ và phanh khẩn cấp |
| Cần điều chỉnh khe hở | Đòn bẩy biến hành trình cần đẩy thành chuyển động xoay của trục cam và thiết lập khe hở giữa guốc phanh với tang trống |
| Trục cam chữ S | Trục quay có đầu hình chữ S banh guốc phanh ra |
| Bạc lót và ống trục cam | Đỡ và định vị trục cam; bạc lót mòn gây rơ và mòn má phanh không đều |
| Guốc phanh và má phanh | Guốc thép cong mang vật liệu ma sát tiếp xúc với tang trống |
| Con lăn cam | Con lăn ở đầu guốc phanh lăn trên biên dạng cam chữ S để giảm ma sát và hao mòn |
| Lò xo hồi vị | Kéo guốc phanh tách khỏi tang trống khi nhả khí |
| Chốt neo | Điểm tựa xoay ở đầu guốc phanh đối diện với cam |
| Tang trống phanh | Bề mặt quay bằng gang mà má phanh ép vào; mòn dần từ trong ra ngoài |
Lực truyền từ bàn đạp đến tang trống như thế nào
Hãy theo dõi chuỗi sự kiện từng bước một. Bắt đầu từ bàn chân người lái và kết thúc bằng nhiệt sinh ra tại tang trống.
- Khí nén đến bầu phanh. Đạp van bàn đạp đẩy khí qua van rơ le đến khoang công tác của bầu phanh. Áp suất hệ thống nạp đầy thường vào khoảng 120 psi.
- Cần đẩy vươn ra. Áp suất khí tác động lên màng bầu phanh và đẩy cần đẩy ra ngoài. Quãng đường di chuyển gọi là hành trình cần đẩy, và đây là thông số quan trọng nhất cần đo trên loại phanh này.
- Cần điều chỉnh khe hở xoay. Cần đẩy được chốt khớp cầu vào tay cần điều chỉnh khe hở. Khi cần đẩy vươn ra, tay cần xoay và làm quay trục cam có then hoa.
- Cam chữ S banh guốc phanh. Đầu cam chữ S quay đẩy các con lăn ra xa nhau, banh cả hai má phanh ép vào tang trống.
- Ma sát giảm tốc bánh xe. Má phanh ép vào tang trống biến động năng thành nhiệt. Khi nhả khí, lò xo hồi vị kéo guốc phanh lùi lại và tang trống quay tự do trở lại.
Vì phanh được tác động bằng khí nén và nhả bằng lò xo, nên bất cứ điều gì làm giảm áp suất khí đều làm giảm lực phanh. Đây ngược với chức năng phanh đỗ: phanh lò xo tác động khi mất khí, thường trong khoảng 20-45 psi, giúp giữ xe an toàn nếu hệ thống bị xả hết khí. Ở phía phanh công tác, nếu hệ thống đang bị mất áp suất, lực phanh sẽ suy giảm trực tiếp.
Cần điều chỉnh khe hở: đòn bẩy và khe hở
Cần điều chỉnh khe hở đảm nhận hai nhiệm vụ. Thứ nhất, nó là một đòn bẩy: cần dài hơn nhân lực từ bầu phanh thành mô-men xoắn trục cam lớn hơn, vì vậy chiều dài cần điều chỉnh phải phù hợp với kích cỡ phanh và không bao giờ được thay bằng cần có chiều dài khác. Thứ hai, nó thiết lập khe hở làm việc. Khi má phanh mòn dần, guốc phanh phải di chuyển xa hơn mới chạm tang trống, làm tăng hành trình cần đẩy. Nếu không kiểm soát, hành trình sẽ vượt quá khoảng di chuyển hữu ích của bầu phanh và phanh mất hiệu quả.
Cần điều chỉnh thủ công so với tự động
Cần điều chỉnh khe hở thủ công có bu lông điều chỉnh mà thợ máy vặn để bù khe hở. Chúng đơn giản nhưng cần điều chỉnh theo lịch trình, và một cần thủ công bị bỏ quên là nguyên nhân kinh điển gây hành trình dài và mất cân bằng phanh. Cần điều chỉnh tự động (ASA) tự bù khe hở trong quá trình phanh bình thường. ASA là tiêu chuẩn trên xe hiện đại, nhưng không có nghĩa là miễn bảo dưỡng: một ASA hỏng ngừng tự điều chỉnh vẫn sẽ cho thấy hành trình dài, và không thể sửa ASA sai lệch chỉ bằng cách vặn như cần thủ công. Hãy kiểm tra hành trình thực tế; đừng mặc định cần tự động đang hoạt động tốt.
Vị trí hao mòn trên phanh cam chữ S
Mọi điểm ma sát và điểm xoay trong cụm phanh đều mòn, và chúng mòn cùng nhau. Biết được sơ đồ hao mòn giúp bạn biết cần kiểm tra gì trong mỗi lần bảo dưỡng phanh.
| Điểm mòn | Biểu hiện | Tại sao quan trọng |
|---|---|---|
| Má phanh | Vật liệu ma sát mỏng dần, nứt, bóng bề mặt, dính dầu mỡ | Má mỏng hoặc dính bẩn làm giảm lực phanh; độ dày tối thiểu là giới hạn bắt buộc |
| Tang trống phanh | Xước, nứt do nhiệt, ố xanh, thành mỏng, méo | Tang trống mòn làm tăng khe hở và có thể nứt vỡ; có đường kính tối đa đúc sẵn trên tang trống |
| Đầu cam chữ S | Điểm phẳng và rỗ trên biên dạng chữ S | Đầu cam mòn làm giảm hành trình guốc phanh và gây mòn má phanh không đều |
| Bạc lót trục cam | Độ rơ hướng kính của trục cam | Độ rơ khiến cam lệch, gây mòn vát và tác động phanh không ổn định |
| Con lăn cam | Điểm phẳng, kẹt cứng | Con lăn kẹt cứng cọ xát biên dạng cam và đẩy nhanh hao mòn |
| Chốt neo | Mòn và kẹt cứng tại điểm xoay | Chốt kẹt khiến guốc phanh không tự căn giữa, gây tiếp xúc không đều |
| Lò xo hồi vị | Lò xo giãn hoặc gãy | Lò xo yếu khiến guốc phanh cọ vào tang trống, sinh nhiệt và mòn sớm |
Vì các bộ phận này chịu cùng chu kỳ làm việc, cách làm đúng là thay má phanh, kiểm tra hoặc thay tang trống, bảo dưỡng bạc lót và con lăn cam, và lắp phụ kiện mới theo bộ thay vì chỉ thay một chi tiết mòn còn để nguyên các chi tiết khác. Linh kiện hệ thống phanh chuẩn OE của VADEN bao phủ toàn bộ phụ kiện hao mòn trong cụm này để việc đại tu đưa xe về đúng dung sai nguyên bản.
Kiểm tra và điều chỉnh phanh cam chữ S
Hành trình cần đẩy là phép kiểm tra chính. Với phanh được tác động hoàn toàn ở áp suất bình thường, đo quãng đường cần đẩy di chuyển từ trạng thái nhả đến trạng thái tác động. Hành trình quá mức trên bất kỳ bánh xe nào là một trong những lỗi phổ biến nhất khiến xe bị đình chỉ lưu hành khi kiểm tra dọc đường, và chỉ một phanh vượt giới hạn cũng đủ khiến xe bị dừng khai thác. Giới hạn hành trình cụ thể phụ thuộc vào loại và kích cỡ bầu phanh, nên luôn tuân theo thông số ghi trên bầu phanh thay vì một con số chung.
Quy trình kiểm tra cơ bản
- Kiểm tra điều chỉnh. Đo hành trình cần đẩy trên mỗi bánh xe với hệ thống nạp đầy, khoảng 120 psi, và đạp phanh mạnh.
- Tìm mất cân bằng. Hành trình phải tương đương giữa hai bên trên cùng một cầu; nếu lệch xe sẽ bị lệch lái và bên phanh chặt hơn bị quá tải.
- Kiểm tra má phanh và tang trống. Xác nhận độ dày má phanh trên mức tối thiểu, không dính bẩn, tang trống trong giới hạn đường kính và không nứt.
- Kiểm tra trục cam. Nắm trục cam và cảm nhận độ rơ hướng kính báo hiệu bạc lót mòn; tìm dấu hiệu mòn trên biên dạng chữ S.
- Xác nhận phụ kiện. Kiểm tra lò xo hồi vị, con lăn, chốt neo còn nguyên vẹn và không kẹt cứng.
- Xác nhận hành trình bầu phanh. Quan sát cần đẩy và cần điều chỉnh khe hở di chuyển tự do không bị kẹt.
Nếu bạn muốn hiểu toàn cảnh các bộ phận tại bánh xe này khớp với hệ thống khí nén như thế nào, từ máy nén đến bầu phanh, hãy xem tổng quan về cách hệ thống phanh hơi hoạt động. Phanh tang trống cam chữ S là nơi toàn bộ khí nén tích trữ cuối cùng biến thành lực dừng xe, nên tình trạng của nó là mắt xích cuối cùng và quan trọng nhất trong chuỗi.
Vì sao thiết kế cam chữ S vẫn tồn tại
Phanh cam chữ S không phải loại phanh nền duy nhất, nhưng vẫn phổ biến nhất vì chi phí thấp, dễ bảo dưỡng ngay bên đường, và chịu được bụi bẩn, nước, nhiệt độ cao. Nhược điểm chính so với phanh đĩa hơi là hiện tượng giảm hiệu quả (fade) khi dùng lặp lại liên tục và nhiều chi tiết chuyển động cần giữ điều chỉnh đúng. Tuy vậy, với hầu hết công việc vận tải đường dài và chuyên dụng, một phanh cam chữ S được bảo dưỡng đúng cách vẫn dừng được xe tải nặng một cách đáng tin cậy, và việc bảo dưỡng nó khá đơn giản một khi bạn hiểu được đường truyền lực từ bầu phanh đến tang trống.
Cần linh kiện, không chỉ câu trả lời?
Máy nén phanh khí và bộ dụng cụ sửa chữa chuẩn OE, được sản xuất và kiểm tra theo tiêu chuẩn xe thương mại.
Mua linh kiện VADENXuất bản bởi VADEN Original. Các liên kết sản phẩm trỏ đến danh mục chính thức của nhà sản xuất. Thông số kỹ thuật mang tính tổng quát — luôn xác nhận các con số theo sổ tay bảo dưỡng của xe bạn.