Đáp án:

 

Giải thích các bước giải:

 Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh khí nén

Hệ thống phanh khí nén hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng áp suất khí nén để truyền động lực đến cơ cấu phanh, từ đó giảm tốc hoặc dừng phương tiện. Các bước hoạt động cơ bản như sau:

-Nén khí: Máy nén khí (compressor) nén không khí và lưu trữ trong các bình chứa khí nén (air tanks) để sử dụng khi cần thiết.

-Điều khiển áp suất: Bộ điều khiển (foot brake valve) điều chỉnh lượng khí nén đi đến cơ cấu phanh dựa trên lực đạp phanh của tài xế. Khi tài xế nhấn bàn đạp phanh, van điều khiển sẽ mở, cho phép khí nén truyền qua các ống dẫn.

-Truyền lực: Khí nén đi qua các van, ống dẫn đến các buồng phanh (brake chambers), nơi nó tác động lên màng phanh (diaphragm) hoặc piston. Lực tác động này được chuyển đổi thành lực cơ học.

-Phanh bánh xe: Lực cơ học làm di chuyển cơ cấu phanh như tang trống (drum brakes) hoặc má phanh (disc brakes), tạo ma sát với bánh xe để giảm tốc độ

-Giải phóng phanh: Khi tài xế nhả bàn đạp phanh, khí nén trong buồng phanh được xả ra qua van xả, các cơ cấu phanh trở về trạng thái ban đầu.

Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén

-Độ tin cậy cao: Hệ thống phanh khí nén vẫn hoạt động ngay cả khi có rò rỉ khí nhỏ nhờ cơ chế tự bù áp suất.

-Lực phanh mạnh: Khí nén có khả năng truyền lực lớn, phù hợp cho các phương tiện nặng như xe tải, xe buýt.

-Hệ thống an toàn bổ sung: Có phanh khẩn cấp và phanh đỗ tích hợp (spring brakes) hoạt động khi mất áp suất khí, đảm bảo phương tiện không trôi khi đỗ.

-Khả năng mở rộng: Hệ thống dễ dàng tích hợp với các công nghệ hiện đại như ABS (hệ thống chống bó cứng phanh) hoặc EBS (hệ thống phanh điện tử).

Hạn chế của hệ thống phanh khí nén

-Chi phí cao: Hệ thống này phức tạp hơn phanh thủy lực, đòi hỏi chi phí đầu tư, bảo dưỡng và sửa chữa cao hơn.

-Thời gian đáp ứng lâu hơn: So với hệ thống phanh thủy lực, phanh khí nén có thể có độ trễ nhất định do thời gian cần để nén và truyền khí.

-Tiếng ồn: Hệ thống phanh khí nén tạo ra tiếng ồn đặc trưng, đặc biệt khi xả khí.

-Rủi ro rò rỉ khí: Nếu rò rỉ khí nghiêm trọng mà không được phát hiện, hệ thống phanh có thể mất hiệu lực.

So sánh hệ thống phanh khí nén và thủy lực:

-Ứng dụng: Phanh khí nén phù hợp xe tải, xe buýt; phanh thủy lực dùng cho xe nhẹ.

-Độ tin cậy: Khí nén tự bù áp suất, thủy lực dễ mất hiệu lực khi rò rỉ dầu.

-Lực phanh: Khí nén tạo lực mạnh hơn, thích hợp tải trọng lớn.

-Chi phí: Khí nén đắt và bảo trì phức tạp, thủy lực rẻ hơn.

-Phản ứng: Thủy lực nhanh hơn, khí nén có độ trễ.

-Tiếng ồn: Khí nén ồn hơn, thủy lực êm.

Phanh khí nén ưu việt hơn ở tải trọng lớn nhưng phức tạp và tốn kém hơn.