Cách Thức Hoạt Động Của Vòi Bơm Xăng: Cơ Chế Tự Động Ngắt Để Ngăn Tràn Xăng

Trang chủ > Tin tức > CÔNG NGHỆ

Cách Thức Hoạt Động Của Vòi Bơm Xăng: Cơ Chế Tự Động Ngắt Để Ngăn Tràn Xăng

08/10/2025 11:14

Vòi bơm xăng (hay còn gọi là vòi phun nhiên liệu) là một thiết bị quen thuộc tại các trạm xăng, giúp chúng ta đổ xăng vào xe mà không lo tràn ra ngoài. Thiết bị này sử dụng một cơ chế cơ học thông minh, dựa trên nguyên lý vật lý như hiệu ứng Venturi và sự thay đổi áp suất chân không, để tự động ngắt dòng chảy khi bình xăng đầy. Dưới đây là bài viết mô tả chi tiết về cách thức hoạt động của nó, dựa trên các phân tích kỹ thuật và hình ảnh minh họa từ video hoạt hình 3D. Bài viết sẽ giải thích từng bước, từ cấu tạo đến quá trình hoạt động, giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ đơn giản nhưng hiệu quả này.

1. Lịch Sử Và Giới Thiệu Về Vòi Bơm Xăng

Vòi bơm xăng tự động ngắt không phải là sản phẩm của công nghệ hiện đại với vi mạch điện tử, mà là một thiết bị cơ học cổ điển. Nó được phát minh từ những năm 1930, với bằng sáng chế đầu tiên thuộc về S.A. Gorman vào năm 1937. Cơ chế này dựa hoàn toàn vào lực học chất lỏng và áp suất, không cần điện năng hay cảm biến phức tạp. Mục đích chính là ngăn chặn việc xăng tràn ra ngoài, tránh lãng phí, ô nhiễm môi trường và nguy cơ cháy nổ.

Trong video chúng ta thấy cảnh một người đàn ông mặc vest đang đổ xăng vào xe hơi cổ điển tại trạm xăng. Video sử dụng cắt ngang để hiển thị nội bộ vòi bơm, với các bộ phận như lò xo, van, ống cảm biến và dòng chảy xăng được minh họa bằng màu vàng sáng. Quá trình bắt đầu từ việc cắm vòi vào bình xăng, bóp cò, đổ xăng, và cuối cùng tự ngắt với tiếng "click" đặc trưng.

2. Cấu Tạo Chính Của Vòi Bơm Xăng

Vòi bơm xăng gồm nhiều bộ phận cơ học kết nối chặt chẽ, nhưng các thành phần chính liên quan đến cơ chế tự động ngắt bao gồm:

Ống Phun (Spout): Phần kim loại dài cắm vào bình xăng, với một lỗ nhỏ gần đầu (gọi là lỗ cảm biến) để hút không khí.
Ống Cảm Biến (Sensing Tube): Một ống nhỏ chạy dọc từ lỗ cảm biến ở đầu vòi lên đến tay cầm. Ống này liên tục hút không khí trong quá trình đổ xăng, tạo sự cân bằng áp suất.
Ống Venturi (Venturi Tube): Một ống hẹp trong thân vòi, nơi dòng xăng chảy qua tạo ra áp suất thấp (chân không) theo nguyên lý Venturi – khi chất lỏng chảy qua phần hẹp, tốc độ tăng và áp suất giảm.
Màng Ngăn Linh Hoạt (Diaphragm): Một đĩa mỏng, linh hoạt bên trong tay cầm, hoạt động như cảm biến áp suất. Nó giữ nguyên vị trí khi có dòng không khí ổn định, nhưng sẽ bị kéo lệch khi áp suất thay đổi.
Van Chính (Main Valve): Van lớn kiểm soát dòng xăng, mở khi bóp cò và đóng ngay lập tức khi cơ chế ngắt kích hoạt.
Cơ Chế Kích Hoạt (Trip Mechanism): Bao gồm các cần gạt, bi thép nhỏ (steel balls) và van poppet. Các bi thép giữ van poppet ở vị trí mở; khi màng ngăn di chuyển, chúng bị đẩy ra, khiến van poppet đóng và kéo theo van chính đóng lại.
Cò Bóp (Trigger): Phần tay cầm mà người dùng bóp để mở van chính, thường có lò xo để tự động trở về vị trí đóng.

Từ hình ảnh trong video, chúng ta thấy cắt ngang vòi bơm với màu sắc phân biệt: lò xo màu cam, van màu xanh, dòng xăng màu vàng chảy qua ống Venturi hẹp.

3. Nguyên Lý Hoạt Động Cơ Bản

Khi bạn đổ xăng, quá trình diễn ra như sau:

Cắm Vòi Và Bóp Cò: Bạn cắm đầu vòi vào cổ bình xăng và bóp cò. Điều này mở van chính, cho phép xăng từ bơm (kết nối với bồn chứa ngầm dưới đất) chảy qua vòi với tốc độ cao. Video minh họa dòng xăng vàng chảy từ bồn chứa dưới đất lên qua ống dẫn, vào vòi và ra bình xăng.
Tạo Chân Không Bằng Hiệu Ứng Venturi: Khi xăng chảy qua ống Venturi (phần hẹp trong vòi), tốc độ tăng lên, tạo ra vùng áp suất thấp (chân không). Chân không này hút không khí từ lỗ cảm biến ở đầu vòi qua ống cảm biến. Không khí được hút liên tục, duy trì sự cân bằng áp suất bên trong vòi.
Dòng Chảy Ổn Định: Trong lúc bình xăng chưa đầy, lỗ cảm biến tiếp xúc với không khí (hoặc không khí lẫn hơi xăng). Không khí được hút vào, giữ màng ngăn ở vị trí phẳng, các bi thép khóa chặt van poppet, và van chính vẫn mở. Xăng tiếp tục chảy tự do.

Từ các khung hình video, chúng ta thấy dòng xăng chảy mượt mà, với không khí (minh họa bằng đường kẻ trắng) được hút vào ống cảm biến.

4. Cơ Chế Tự Động Ngắt Khi Bình Đầy

Đây là phần thú vị nhất, xảy ra chỉ trong tích tắc:

Bình Xăng Đầy Và Chặn Lỗ Cảm Biến: Khi mức xăng trong bình xe dâng cao và ngập lỗ cảm biến ở đầu vòi, không khí không còn được hút vào nữa. Thay vào đó, xăng lấp đầy lỗ, chặn dòng không khí.
Tạo Chân Không Mạnh: Không có không khí, áp suất trong ống cảm biến giảm đột ngột, tạo chân không mạnh hơn do hiệu ứng Venturi vẫn đang hoạt động. Chân không này kéo mạnh màng ngăn linh hoạt lệch khỏi vị trí ban đầu.
Kích Hoạt Cơ Chế Trip: Màng ngăn di chuyển đẩy cần gạt, làm các bi thép nhỏ (thường là 3-4 viên) lăn ra khỏi vị trí khóa. Van poppet (một van nhỏ giữ van chính mở) bị giải phóng và đóng lại dưới lực lò xo.
Đóng Van Chính: Van poppet đóng kéo theo van chính đóng sập, ngắt dòng xăng ngay lập tức. Bạn nghe tiếng "click" – đó là âm thanh của cơ chế cơ học kích hoạt. Toàn bộ quá trình diễn ra nhanh hơn phản xạ con người, ngăn xăng tràn ra.

Trong video, các khung hình cuối minh họa rõ: khi xăng ngập lỗ, chân không kéo màng ngăn, bi thép lăn ra, lò xo co lại, và dòng xăng dừng đột ngột.Nếu cơ chế hỏng (ví dụ ống cảm biến bị tắc), vòi có thể ngắt sớm hoặc không ngắt, dẫn đến tràn xăng. Tuy nhiên, thiết kế này rất đáng tin cậy và được sử dụng rộng rãi.

5. Lợi Ích Và Lưu Ý

Cơ chế này không chỉ tiết kiệm xăng mà còn đảm bảo an toàn, giảm nguy cơ cháy nổ do xăng tràn. Nó hoạt động mà không cần pin hay điện, chứng tỏ sức mạnh của kỹ thuật cơ học cổ điển. Tóm lại, vòi bơm xăng là minh chứng cho sự khéo léo của kỹ thuật, sử dụng áp suất và dòng chảy để "biết" khi nào bình đầy.