Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện.
Hệ thống phanh khí nén sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người điều khiển không cần mất nhiều lực tác động lên phanh mà chỉ cần đủ lực thắng lò xo ở tổng van khí nén để cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí nén ở các bộ phận làm việc. Nhờ thế mà phanh điều khiển nhẹ nhàng hơn. Phanh khí nén thường sử dụng trên xe có tải trọng trung bình và lớn.
a) b)
c)
Hình 2.9. Sơ đồ dẫn động phanh khí nén
1. Máy nén khí; 2. Bộ điều chỉnh áp suất; 3. Đồng hồ đo áp; 4,5. Bình khí nén; 6. Bầu phanh; 7. Cam banh; 8. Van điều khiển; 9. Bàn đạp phanh;
10. Ống mềm; 11. Guốc phanh
Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén là lực tác động lên bàn đạp nhỏ có khả năng cơ khí hóa quá trình điều khển ô tô và có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí v.v…
Nhược điểm là số lượng các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước chung lớn, giá thành cao, độ nhạy nhỏ. Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén cơ bản (hình 2.9) gồm các phần chính: nguồn cung cấp khí nén, van phân phối khí, bầu phanh và đường ống dẫn khí.
- Phần cung cấp khí nén có chức năng chính là hút không khí từ bên ngoài khí quyển, nén không khí tới áp suất cần thiết (0,7÷0,9 Mpa), đảm bảo cung cấp đủ lượng khí cho hệ thống làm việc. Độ bền và độ tin cậy của dẫn động phanh khí nén phụ thuộc vào chất lượng khí nén, do vậy khí nén cần đảm bảo khô, sạch, có áp suất ở mức an toàn khi làm việc.
- Van phân phối: cơ cấu gắn liền với bàn đạp để điều khiển (cụm điều khiển) đóng mở các dòng khí nén từ các bình chứa đến các bầu phanh bánh xe khi phanh và thải khí trong các bầu phanh. Ngoài ra van phân phối cũng là cơ cấu tạo cảm giác giúp người lái nhận biết mức độ làm việc của các cơ cấu
phanh.
- Bầu phanh: thực chất là một bộ xi lanh piston khí nén, đóng vai trò cơ cấu chấp hành của hệ thống điều khiển. Bầu phanh có nhiệm vụ chuyển áp suất khí nén thành lực cơ học tác động lên cam thực hiện quá trình phanh bánh xe.
Nguyên lý hoạt động: Khi đạp chân phanh 9, nắp van của van điều khiển 8 sẽ thay đổi vị trí bầu phanh 6 và cắt đứt đường thông với khí trời và bắt đầu nối thông với bình chứa khí nén để không khí nén đi vào các hộp phanh, đẩy màng của bầu phanh áp vào cán làm quay đòn và cam, banh đầu guốc phanh để hãm tang trống. Nếu nhả chân khỏi bàn đạp sẽ cắt đường không khí nén tới các bầu phanh và nối các bầu phanh với khí trời, áp suất khí trong bầu phanh giảm xuống và các guốc phanh trượt về vị trí ban đầu nhờ các lò xo hồi vị, qua đó các bánh xe có thể hoạt động bình thường.