Giải thích về phanh chậm dần hộp số và trục truyền động

Phanh chậm dần hộp số hoặc trục truyền động là thiết bị phanh phụ, không hao mòn, giúp xe tải hạng nặng giảm tốc bằng cách hấp thụ năng lượng của hệ truyền động và chuyển hóa thành nhiệt, nhờ đó phanh chính luôn mát. Phanh chậm dần thủy lực (dầu) được lắp trên hoặc bên trong hộp số; phanh chậm dần trục truyền động thường là loại điện từ dòng điện xoáy kẹp vào trục các đăng giữa hộp số và cầu chủ động. Cả hai đều chỉ tác động qua các bánh chủ động, được điều khiển bằng cần gạt tay, cần điều khiển trên vô lăng, hoặc phần đầu của hành trình bàn đạp phanh, và không loại nào có thể giữ xe đứng yên khi đỗ: chúng không tạo lực phanh ở tốc độ bằng 0. Trên xe dùng phanh khí nén, chúng hoạt động song song với phanh khí nén chính, không bao giờ thay thế nó.

Phanh chậm dần thực sự làm gì

Mọi xe tải xuống dốc đều phải tiêu tán cùng một lượng năng lượng. Vấn đề chỉ là năng lượng đó đi đâu. Với bàn đạp phanh chân, nó biến thành nhiệt trong tang trống hoặc đĩa phanh và má phanh phải chịu hao mòn vì điều đó. Phanh chậm dần chặn năng lượng này từ trước — tại đầu ra hộp số hoặc trục truyền động — và đưa nó vào nước làm mát động cơ hoặc ra không khí, để phanh chính luôn mát và sẵn sàng cho cú dừng thực sự quan trọng.

Đối với một đội xe, đây là điểm mấu chốt thực tế: phanh chậm dần không thay thế phanh chính, mà bảo vệ chúng. Trên những đoạn đèo dài, đây chính là sự khác biệt giữa việc xuống đến chân đèo với bộ phanh còn nguyên vẹn và xuống đến nơi với má phanh bị chai cứng, mất tác dụng. Nếu bạn đang xử lý vấn đề phanh bị chai (fade) trên một chiếc xe thường xuyên chạy đèo dốc, việc kiểm tra phanh chậm dần không hoạt động là điều nên làm sớm.

Phanh chậm dần thủy lực (hộp số)

Phanh chậm dần thủy lực gồm một rotor và một stator trong vỏ kín. Khi bạn kích hoạt chế độ giảm tốc, dầu được đưa vào giữa hai bộ phận này. Rotor hất dầu vào các cánh cố định của stator, dầu tạo lực cản, và lực cản đó được cảm nhận như mô-men phanh. Năng lượng biến thành nhiệt trong dầu, dầu đi qua bộ trao đổi nhiệt vào hệ thống làm mát động cơ rồi thoát ra qua két nước.

Có hai vị trí lắp đặt phổ biến. Phanh chậm dần sơ cấp (phía đầu vào) quay theo tốc độ động cơ hoặc bộ biến mô và vẫn hiệu quả ở số thấp, tốc độ xe thấp. Phanh chậm dần thứ cấp (phía đầu ra) quay theo tốc độ trục các đăng, mạnh nhất ở tốc độ cao trên đường trường và giảm dần khi xe chậm lại. Nhiều hộp số tự động dùng cho xe chuyên dụng và xe buýt có tích hợp sẵn phanh chậm dần đầu ra; các đầu kéo hạng nặng châu Âu thường dùng loại intarder chia sẻ chung mạch dầu với hộp số.

Lực phanh được chia theo cấp: chọn cấp cao hơn sẽ đưa nhiều dầu hơn vào và tăng mô-men. Vì nhiệt sinh ra đi vào nước làm mát, bộ điều khiển sẽ tự giảm công suất phanh chậm dần khi nhiệt độ nước làm mát tăng — một chiếc xe có két nước yếu, bộ làm mát khí nạp bị tắc, hoặc khớp nối quạt làm việc chậm chạp sẽ mất công suất phanh chậm dần đúng lúc cần nhất.

Phanh chậm dần trục truyền động (dòng điện xoáy)

Phanh chậm dần điện từ đặt trên trục các đăng. Các đĩa rotor quay giữa các cuộn nam châm điện cố định; kích hoạt cuộn dây tạo ra dòng điện xoáy trong rotor, và lực cản từ trường làm chậm trục lại. Nhiệt truyền trực tiếp ra không khí qua các cánh tản nhiệt của rotor, nên không có tải nhiệt lên nước làm mát — nhưng có tải điện lớn, nên máy phát điện và ắc-quy phải ở trạng thái tốt.

Chúng đơn giản, có thể lắp thêm dễ dàng, và phổ biến trên xe buýt, xe chở rác, và các xe không dễ lắp bộ phanh chậm dần gắn tại hộp số. Nhược điểm của chúng là hiện tượng tích nhiệt: một khi rotor nóng đỏ sau một đoạn đèo dài, công suất sẽ giảm cho đến khi nguội trở lại. Chúng cũng làm tăng khối lượng hệ truyền động, nên độ cân bằng trục và tình trạng gối đỡ trung tâm cần được lưu ý.

So sánh phanh chậm dần, phanh động cơ và phanh xả

Trong thực tế, các thiết bị này được kết hợp theo lớp, chứ không phải chọn một trong số đó. Một chiến lược phanh tích hợp sẽ kích hoạt phanh xả trước, sau đó đến phanh động cơ kiểu xả nén, rồi mới đến phanh chậm dần, tất cả từ một cần điều khiển hoặc từ chế độ giữ tốc độ khi xuống dốc. Để so sánh đầy đủ hơn giữa ba loại phanh này, xem bài so sánh Jake brake, phanh xả và phanh chậm dần của chúng tôi.

Hệ thống khí nén liên quan như thế nào

Bộ điều khiển phanh chậm dần trên nhiều xe tải hoạt động bằng khí nén, được cấp từ mạch phụ nằm sau van bảo vệ áp suất. Đây là thiết kế có chủ đích: nếu áp suất cấp giảm, van bảo vệ sẽ cô lập mạch phụ để mạch phanh chính và phanh phụ giữ lại lượng khí còn lại. Một hệ thống khỏe mạnh sẽ cho bộ điều áp hoạt động trong khoảng 100–110 psi đóng đến 120–135 psi ngắt, và một xe được nạp đầy khí thường ở khoảng 120 psi; đèn cảnh báo khí thấp phải bật ở khoảng 60 psi. Vì vậy, một máy nén khí yếu hoặc một chỗ rò rỉ kéo áp suất vận hành xuống dưới dải bình thường có thể làm mất phanh chậm dần trước khi tài xế nhận ra bất kỳ vấn đề nào khác.

Phanh chậm dần cũng liên kết với ABS. Vì phanh chậm dần chỉ tác động qua bánh chủ động, mô-men phanh chậm dần tối đa trên mặt đường ướt, đóng băng, hoặc sỏi đá có thể làm trượt cầu chủ động và gây gập đầu kéo (jackknife). Các hệ thống được thiết kế tốt sẽ ngắt công suất phanh chậm dần ngay khi bộ điều khiển ABS phát hiện bánh chủ động trượt. Đừng vô hiệu hóa logic đó, và đừng phụ thuộc vào phanh chậm dần khi độ bám đường kém.

Phanh chậm dần là thiết bị giảm tốc độ, không phải thiết bị dừng xe và không bao giờ là thiết bị đỗ xe. Mô-men phanh giảm theo tốc độ trục và bằng 0 khi xe dừng hẳn — phanh lò xo, được kích hoạt bằng cách xả khí, mới là thứ giữ xe đứng yên.

Sử dụng phanh chậm dần đúng cách khi xuống đèo

1. Chọn số phù hợp cho việc xuống đèo trước khi vào đoạn dốc, khi vòng tua động cơ vẫn còn để bạn tận dụng. Phanh chậm dần không thể cứu một chiếc xe đã vượt tốc độ cho phép khi đang ở số quá cao.
2. Đặt phanh chậm dần ở cấp giữ được tốc độ mục tiêu mà không cần nhả bàn đạp phanh chân. Nếu xe vẫn tăng tốc ở cấp cao nhất, bạn đang ở số quá cao.
3. Dùng phanh chính để hãm bớt tốc độ dư mà phanh chậm dần không xử lý được — đạp chắc chắn xuống tốc độ mục tiêu, rồi nhả ra để phanh nguội lại.
4. Theo dõi nhiệt độ nước làm mát với các bộ thủy lực. Nếu nhiệt độ tăng gần đến giới hạn trên của dải bình thường, giảm bớt một cấp và chuyển thêm tải sang việc chọn số.
5. Tắt phanh chậm dần, hoặc dự đoán nó sẽ tự động bị ngắt, trên mặt đường ướt, đóng băng, hoặc trơn trượt.

Các lỗi thường gặp và nguyên nhân

• Phanh chậm dần yếu hoặc không hoạt động, không có đèn báo lỗi: mức dầu thấp ở bộ thủy lực, van tỷ lệ bị kẹt, hoặc mất nguồn khí nén đến van điều khiển.
• Phanh chậm dần ngừng hoạt động sau một phút: giảm công suất do nhiệt. Nghi ngờ khả năng làm mát — lõi két nước bị tắc, khớp nối quạt hỏng, có khí trong nước làm mát, hoặc bộ trao đổi nhiệt bị bẩn.
• Mất nước làm mát kèm nhiễm dầu, hoặc nước làm mát có dầu: rò rỉ bên trong bộ trao đổi nhiệt của phanh chậm dần thủy lực. Ngừng sử dụng và cho kiểm tra ngay.
• Rung hệ truyền động xuất hiện sau khi sửa phanh chậm dần: mất cân bằng rotor hoặc trục, gối đỡ trung tâm bị mòn, hoặc lắp sai pha trên hệ thống dòng điện xoáy.
• Đèn mờ hoặc sạc yếu khi phanh chậm dần hoạt động: đây là tải bình thường trên bộ điện từ, nhưng quá mức nếu ắc-quy hoặc máy phát đã yếu.
• Mã lỗi hiện ra nhưng phanh chậm dần không phản hồi: hầu hết các bộ này nằm trên đường truyền dữ liệu của xe — đọc mã lỗi trước khi kết luận phần cứng hỏng.

Phanh chậm dần có thay đổi việc kiểm tra phanh của bạn không?

Không. Phanh phụ không được tính điểm khi kiểm tra dọc đường: hành trình cần đẩy, độ dày má phanh, và tốc độ rò khí được đánh giá như nhau dù xe có trang bị phanh chậm dần hay không. Phanh chậm dần giúp má phanh bền hơn; nó không làm cho một bộ phanh chỉnh sai trở nên hợp lệ. Hãy giữ phanh chính luôn đúng thông số kỹ thuật, và lấy giới hạn mô-men, áp suất, nhiệt độ cho một bộ cụ thể từ sổ tay bảo dưỡng hiện hành của nhà sản xuất xe.