Van phân phối là một bộ phận thuộc hệ thống phanh, được đặt liền kề với bàn đạp phanh trên xe. Có tác dụng đóng mở các dòng khí nén được cấp từ bình chứa đến các bầu phanh trên xe khi đạp phanh và xả khí nén trong bầu khi nhả phanh.
Cấu tạo của van phân phối hai dòng trong hệ thống phanh khí nén:
Kết cấu của van phân phối hai dòng trong hệ thống phanh khí nén được chia làm ba phần chính: bàn đạp phanh, van điều khiển dòng khí phía trên và van điều khiển dòng khí phía dưới.
Cấu tạo van phân phối hai dòng trong hệ thống phanh khí nén. Bàn đạp phanh:
Bàn đạp phanh 22 được lắp ráp quay quanh tâm O. Con lăn 20 lắp trên bàn đạp và tiếp xúc với cốp ép 19. Phía còn lại qua tâm O là vít điều chỉnh 18 có tác dụng điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp và hạn chế vị trí góc của bàn đạp khi nhả phanh.
Khi đạp phanh, bàn đạp phanh giống như một đòn bẩy quay quanh tâm O. Con lăn 20 đẩy cốc ép 19 đi xuống và tác dụng vào các piston của van khí.
Van điều khiển dòng khí phía trên:
Van điều khiển dòng khí phía trên có vai trò đóng mở dòng khí dẫn đến cầu sau của xe. Cụm van bao gồm các bộ phận: nắp van phanh 17, piston trên 15, các lò xo hồi vị 2, 13, 14 và trục xuyên tâm.
Van điều khiển dòng khí phía dưới:
Van điều khiển dòng khí phía dưới có nhiệm vụ điều khiển đóng mở dòng khí dẫn đến cầu trước của xe. Các bộ phận của cụm van bao gồm: piston dưới 4 và các chi tiết có trong thân van dưới 16.
Nhờ có các lỗ hổng xuyên tâm bên trong piston. Các cụm van điều khiển có thể thực hiện được hai chức năng là đóng mở các đường khí nén khi phanh và xả khí khi nhả phanh.
Nguyên lí hoạt động của van phân phối hai dòng trong hệ thống phanh khí nén:
Khi không phanh:
Khi không phanh. Các piston không chịu lực tác dụng từ bàn đạp phanh. Lò xo 5 và 11 ép van trên 12 và van dưới 10 đóng cửa nạp. Khí nén từ bình chứa ở các cửa nạp P1 và P2 bị giữ lại. Không khí tại cửa ra B1 và B2 được thông với khí trời nhờ các lỗ hổng xuyên tâm trong piston. Bầu phanh lúc này ở trạng thái nhả phanh, bánh xe lăn trơn.
Cụm van phân phối ở trạng thái không phanh. Khi đạp phanh:
Khi đạp phanh, bàn đạp hoạt động như một đòn bẩy với điểm O là tâm quay. Con lăn 20 đè lên cốc ép 19 đi xuống, cốc ép tiếp tục đè lên miếng chặn ép lò xo 14 tỳ lên piston trên 15 đi xuống. Khi đế van trong của piston trên 15 tiếp xúc với mặt van 12, đường khí B1 thông với khí quyển bị đóng lại. Piston trên 15 tiếp tục đi xuống, ép mặt van 12 rời khỏi thân van trên và mở van khí nạp. Lúc này khí nén đang trực sẵn ở cửa P1 tràn vào, đi qua van và cửa ra B1 đến các bầu khí ở cầu sau của xe.
Cụm van phân phối ở trạng thái phanh. Piston trên 15 tiếp tục đẩy piston dưới 4 di chuyển xuống. Đóng đường thoát khí giữa cửa ra B2 và R. Tách mặt van 9 ra khỏi thân van và mở van khí nạp dưới giống như cách mở của van khí nạp phía trên. Khí nén từ cửa P2 tràn vào, đi qua van và cửa ra B2 đến các bầu phanh ở cầu xe phía trước.
Ở trên cửa ra B1 được thiết kế hai lỗ thông với mặt dưới của piston trên 15 và piston dưới 4. Khi khí nén đi qua cửa ra B1, một phần khí nén sẽ đi qua hai lỗ trên. Phần khí nén đi qua lỗ nhỏ phía trên sẽ có xu hướng đẩy piston trên 15 đi lên, tạo cảm giác nặng khi đạp phanh cho người lái. Còn phần khí nén đi qua lỗ nhỏ phía dưới có tác dụng hỗ trợ lực cho piston 4 đi xuống mở cụm van nạp phía dưới nhanh hơn.
Khi nhả phanh:
Khi nhả phanh, bàn đạp phanh không còn được tác dụng lực. Cốc ép 19 di chuyển lên về vị trí ban đầu nhờ tác dụng của các lò xo hồi vị. Piston 15 và piston 4 di chuyển lên trên, đóng van khí nén và mở cửa đường thông với khí quyển (R). Khí nén ở các bầu phanh được xả ra ngoài. Kết thúc quá trình phanh xe.
Cụm van phân phối ở trạng thái nhả phanh. Khi rà phanh:
Khi rà phanh, người lái đạp và giữ phanh ở một vị trí trên hành trình bàn đạp. Khi bàn đạp giữ nguyên vị trí. Van khí nạp không mở rộng thêm nhưng áp suất sau van vẫn tăng vì quán tính của dòng khí. Dẫn đến áp suất ở hai lỗ nhỏ tăng theo đẩy piston 15 đi lên, đóng mặt van 12 với đế van ngoài đồng thời ngắt đường khí nén cấp cho cửa ra B1.
Cụm van phân phối ở trạng thái rà phanh. Đường cấp khí nén bị ngắt nên áp suất sau van 12 không tăng thêm, tạo điều kiện cho piston dưới 4 đi lên và đóng mặt van 9 với đế van ngoài, đồng thời ngắt đường khí nén cấp cho cửa ra B2, áp suất sau van 9 không tăng thêm giống như van 12.
Các van trong trạng thái rà phanh đều ở trong trạng thái đóng kín. Áp suất khí nén sau van khí được duy trì ổn định giúp cho cơ cấu phanh phanh ở mức độ tương ứng với vị trí bàn đạp phanh.
Khi có một trong hai dòng phanh bị hỏng:
Giả sử khi dòng phanh trước bị hỏng, đường khí P2 bị mất áp suất. Lúc này cụm van trên vẫn có thể hoạt động bình thường. Piston trên 15 di chuyển xuống đóng cửa đường xả khí R và mở van khí nạp trên 12 cung cấp khí cho cầu sau của xe. Piston 4 tiếp tục bị đẩy đi xuống và mở cửa van khí nạp dưới 9. Hai dòng khí được ngăn cách bởi các phớt làm kín trên thân piston 4 nên vẫn đảm bảo áp suất cho đường khí P1 không bị ảnh hưởng bởi đường khí P2.
Trường hợp dòng phanh trước bị mất áp suất. Ngược lại, khi đường khí P1 bị hỏng. Người lái đạp phanh, piston trên 15 vẫn di chuyển xuống cùng với piston 4 đóng cửa đường xả khí R và mở cửa hai van khí 12 và 9. Trên piston 4 có các phớt làm kín nên áp suất trên đường khí P2 trong trường hợp này không bị ảnh hưởng gì và cụm van dưới vẫn có thể hoạt động bình thường. Tuy vậy, vì đường khí trên P1 bị hỏng dẫn tới áp suất sau van trên 12 cũng bị mất theo và không còn dòng khí nén hỗ trợ lực ở các lỗ nhỏ sau van. Vì thế lực bàn đạp lúc này phải lớn hơn bình thường.