Cơ sở lý thuyết hệ thống phanh có điều hòa lực phanh

-3- CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA HỆ THỐNG PHANH CÓ ĐIỀU HỊA LỰC PHANH Khi ơtơ phanh gấp hay phanh loại đường có hệ số bám  thấp đường trơn, đường đóng băng, tuyết thường dễ xảy tượng sớm bị hãm cứng bánh xe hãm cứng bánh xe cầu trước cầu sau thường xảy không đồng thời, nên: - Nếu bánh xe cầu trước bị hãm cứng trước ơtơ tính dẫn hướng Bởi vì, hướng chuyển động ơtơ định khơng phải góc quay bánh xe dẫn hướng mà hướng vectơ vận tốc trượt r - Nếu bánh xe cầu sau bị hãm cứng trước ôtô chịu lực ngang Y tác dụng chúng bị trượt ngang ơtơ quay vòng theo hướng tác dụng lực ngang chung quanh cầu trước Khi bánh xe bị hãm cứng hồn tồn cơng ma sát trống phanh với má phanh cản lăn tất lốp xe với mặt đường khơng cịn Như vậy, hệ số bám  bánh xe với mặt đường giảm nhiều đồng thời có trượt lết Chính trượt lết này, làm giảm dần hiệu phanh; tăng nhanh độ mòn lốp; tăng độ trượt dọc; ảnh hưởng xấu đến tính ổn định ngang tính dẫn hướng ơtơ Nhưng phanh với lực phanh lớn, trọng tâm ơtơ có xu hướng dịch chuyển phía trước quán tính, nên tăng tải trọng cho cầu trước giảm tải trọng cho cầu sau ta giả thiết bánh xe trước bánh xe sau chịu lực phanh nhau, bánh xe phía sau chịu tải nhỏ có xu hướng bị bó cứng sớm làm cho bánh xe sau bị trượt lết (H 2-1) trình bày dịch chuyển trọng tâm ôtô trình phanh Vì lý nêu trên, số hãng xe trang bị van điều hòa lực phanh để điều chỉnh momen phanh bánh xe trước sau cách tự động điều kiện phanh thay đổi nhằm tránh tượng sớm bó cứng bánh xe sau đồng thời tận dụng hết trọng lượng bám ôtô -4- (động cơ) (trọng tâm dịch chuyển phía trước ) (tải trọng tăng) (tải trọng giảm) H 2-1 Sự dịch chuyển trọng tâm ơtơ q trình phanh 2.2 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA QUÁ TRÌNH PHANH Chất lượng trình phanh bào gồm : Hiệu phanh tính ổn định hướng ơtơ phanh 2.2.1 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHANH Các tiêu dùng để đánh giá hiệu trình phanh bao gồm : gia tốc chậm dần phanh, thời gian phanh, quảng đường phanh, lực phanh lực phanh riêng 2.2.1.1 GIA TỐC CHẬM DẦN KHI PHANH (jp) Gia tốc chậm dần phanh tiêu quan trọng để đánh giá hiệu phanh Để xác định gia tốc chậm dần phanh ta viết phương trình cân lực phanh ơtơ trường hợp tổng quát sau : Ff ± Fg + Fw + Fm + Fp + Fms - Fj = (2.17) Fms-lực cản ma sát hệ thống truyền động Thực nghiệm cho thấy lực Ff, Fw, Fms cản lại chuyển động ơtơ có giá trị nhỏ so với lực phanh Fp Trong q trình phanh ơtơ lực phanh Fp chiếm khoảng 98% tổng lực có su hướng cản lại chuyển động ơtơ [1] Vì ta bỏ qua lực Ff, Fw, Fms phương trình (2.17) Và để thuận tiện phân tích yếu tố ảnh hưởng biện pháp nâng cao chất lượng trình phanh, xét trình phanh ôtô trường hợp không kéo remorque -5- (Fm = 0), ôtô phanh đường năm ngang (Fg = 0) Như phương trình cân lực phanh trường hợp viết sau : Fj = Fp Thay Fj.max = j (2.18) G j p max Fp.max = .G vào biểu thức (2.18) g Ta có :  j G j p max = .G g (2.19) Từ biểu thức (2.19) ta xác định gia tốc chậm dần cực đại phanh sau : j p max   g j (2.20) Để nâng cao hiệu phanh, nghĩa tăng gia tốc chậm dần phanh cần phải giảm hệ số j Do trường hợp phanh khẩn cấp người lái cần cắt ly hợp để tách động khỏi hệ thống truyền lực, lúc j giảm jp.max tăng lên hiệu phanh lớn Biểu thức (2.20) cho thấy gia tốc chậm dần phanh tỷ lệ thuận với hệ số bám () lốp xe mặt đường Với loại đường nhựa tốt hệ số bám lớn max = 0,7  0,8, coi j  gia tốc chậm dần cực đại ơtơ phanh khẩn cấp đạt : jmax =  m/s2 (coi g = 10 m/s2) [1] Thực tế, q trình ơtơ vận hành, thường phanh với gia tốc chậm dần nhỏ nhiều so với gia tốc chậm dần mà hệ thống phanh đạt 2.2.1.2 THỜI GIAN PHANH (tp) Thời gian phanh tiêu dùng để đánh giá hiệu trình phanh Thời gian phanh nhỏ hiệu phanh lớn Trong trường hợp tổng quát ta có : dt  dv jp (2.21) j dv  j      dv  (v1  v2 ) j  g  g v2 p v2 v1 v (2.22) Trong trường hợp phanh khẩn cấp, vận tốc cuối trình phanh v2 = Ta có : -6dt  dv  j  dv j p  g v1 t p   dv j p max (2.23) j j dv  v1 (2.24)  g  g v1  Trong : v1-vận tốc xe thời điểm bắt đầu phanh v2-vận tốc xe cuối trình phanh Biểu thức (2.24) cho thấy, thời gian phanh nhỏ tỷ lệ thuận với hệ số (j) vận tốc bắt đầu phanh (v1), tỷ lệ nghịch với hệ số bám () gia tốc trọng trường (g) Như vậy, thời gian phanh nhỏ cần phải giảm (j), người lái cần cắt ly hợp phanh để giảm thời gian phanh Thời gian phanh tính theo cơng thức (2.22) (2.24) thời gian phanh mang tính chất lý thuyết, nghĩa thời gian tính điều kiện lý tưởng, phanh áp suất chất lỏng (hoặc khí nén) đạt giá trị cực đại thời điểm bắt đầu phanh không kể đến thời gian phản ứng lái xe Thực tế, thời gian phanh bao gồm khoảng thời gian sau :  Thời gian phản xạ người lái (t1) : khoảng thời gian tính từ thời điểm lái xe định phanh đến lúc tác dụng lên bàn đạp phanh, thời gian phụ thuộc vào phản xạ người lái, thường nằm khoảng : t1 = 0,3  0,8 s [1]  Thời gian chậm tác dụng hệ thống phanh (t2) : khoảng thời gian tính từ lúc người lái tác dụng lên bàn đạp phanh đến lúc má phanh ép sát vào trống phanh thời gian (t2) phụ thuộc vào kiểu dẫn động phanh t2 = 0,03 s Đối với dẫn động phanh thủy lực t2 = 0,3 s Đối với dẫn động phanh khí nén [1]  Thời gian phát triển lực phanh (t3) : khoảng thời gian tính từ thời điểm lực phanh bắt đầu có tác dụng hãm bánh xe đến thời điểm lực phanh đạt đến giá trị định Trong nhiều tài liệu giáo khoa, để dễ hiểu, thời điểm cuối giai đoạn phát triển lực phanh quy ước thời điểm lực phanh đạt giá trị cực đại  Thời gian phanh (t4) : thời gian xác định theo công thức (2.24) Trong thời gian này, lực phanh (Fp) gia tốc chậm dần (jp) trì giá trị cực đại -7-  Thời gian nhả phanh (t5) : khoảng thời gian tính từ thời điểm người điều khiển thơi tác dụng lên bàn đạp phanh đến lực phanh loại bỏ (Fp = 0) Khi ơtơ dừng hồn tồn thời gian t5 khơng ảnh hưởng đến quãng đường phanh nhỏ Như vậy, thời gian phanh thực tế trình phanh kể từ người điều khiển định phanh xe xe dừng hẳn tính sau : t = t1 + t + t + t (2.25) [1] 2.2.1.3 QUÃNG ĐƯỜNG PHANH (Sp) Quãng đường phanh (Sp) đoạn đường mà ôtô tiếp tục di chuyển tính từ thời điểm bắt đầu phanh đến thời điểm trình phanh kết thúc Quãng đường phanh tiêu quan trọng để đánh giá hiệu phanh ôtô Đây tiêu mà người điều khiển xe thường quan tâm nhận thức cách trực quan điều giúp người điều khiển sử lý tốt tình phanh ôtô đường Trong trường hợp phanh khẩn cấp : j p max  dv  g  dt j (2.26) Nhân hai vế phường trình với dSp ta có : dv  g dS p  dS p dt j v.dv  (2.27)  g dS p j S p  j j v dv  v1  v 22  (2.28) v .g  g v1 Khi phanh đến lúc ôtô dừng hẳn (v2 = 0) ta có : S p  j v1  g (2.29) Biểu thức (2.29) cho thấy quảng đường phanh nhỏ phụ thuộc vào vận tốc chuyển động ôtô lúc bắt đầu phanh (theo hàm bậc hai), phụ thuộc vào hệ số bám () hệ số quán tính quay (j) Để giảm quãng đường phanh cần giảm hệ số (j) cách cắt ly hợp phanh -8- Đồ thị hình (H 2-12) cho thấy thay đổi quãng đường phanh nhỏ theo (v1) () Vận tốc ban đầu lớn quãng đường phanh lớn Hệ số bám lớn quãng đường phanh nhỏ 2.2.1.4 LỰC PHANH VÀ LỰC PHANH RIÊNG (p) Khi kiểm tra hệ thống phanh bệ thử H 2-12 Đồ thị phụ người ta thường dùng tiêu lực phanh lực thuộc quãng đường phanh riêng để đánh giá hiệu hệ thống phanh Lực phanh (Fp) xác định theo biểu phanh nhỏ vào v1  thức (2.13) Lực phanh riêng (p) – gọi hiệu suất phanh tỷ số lực phanh trọng lượng xe : p  Fp (2.30) G Lực phanh riêng đạt cực đại phanh với lực phanh cực đại p.max  F p max G   G G  (2.31) Để đánh giá hiệu trình phanh ta cần dùng bốn tiêu nói Trong tiêu tiêu qng đường phanh đặc trưng nhất, tiêu cho phép người điều khiển hình dung vị trí xe dừng lại thực trình phanh để tránh trướng ngại vật đường xe vận hành đường -9- 2.2.2 TÍNH ỔN ĐỊNH HƯỚNG CỦA ƠTƠ KHI PHANH Trong thực tế, cuối q trình phanh trục dọc ơtơ bị lệch góc  so với hướng chuyển động ban đầu trục X (H 2-13) Nguyên nhân tổng lực phanh sinh bánh xe bên phải khác với tổng lực phanh sinh bánh xe bên trái tạo momen quay vòng Mq quanh trục thẳng đứng Z qua trọng tâm ơtơ Nếu góc lệch  q lớn ảnh hưởng đến an toàn chuyển động đường Như vậy, tính ổn định hướng ơtơ phanh khả ôtô giữ quỹ đạo chuyển động ý muốn người điều khiển trình phanh Giả sử ôtô chuyển động theo hướng trục X, sau phanh trục dọc ơtơ bị lệch góc  so với hướng H 2-13 Sơ đồ lực tác dụng lên ôtô phanh mà ôtô bị quay góc  trục X Trong phanh bánh xe bên phải có lực Fp.ph1 trục trước Fp.ph2 trục sau, cịn bánh xe bên trái có lực phanh Fp.tr1 trục trước FP.tr2 trục sau Tổng lực phanh bánh xe bên phải : Fp.ph = Fp.ph1 + Fp.ph2 (2.32) Tổng lực phanh bánh xe bên trái : Fp.tr = Fp.tr1 + Fp.tr2 (2.33) Giả sử tổng lực phanh bên phải Fp.ph lớn tổng lực phanh bên trái Fp.tr, ơtơ quay theo chiều mũi tên hình vẽ quanh trọng tâm ơtơ Momen quay vòng Mq xác định theo biểu thức : M q  F p ph B B B  F p.tr  F p ph  F p.tr  2 (2.34) Do ma sát bánh xe mặt đường xuất momen quay vịng Mq bánh xe trục trước có phản lực Ry1 tác dụng từ mặt đường theo phương ngang bánh xe trục sau có phản lực Ry2 tác dụng - 10 - Phương trình chuyển động ơtơ trọng tâm xe viết sau : I z   M q  R y1 a  R y b (2.35) Khi ôtô bị xoay góc  momen quay vịng Mq lớn nhiều so với momen lực Ry1 Ry2 sinh ra, để đơn giản cho tính tốn bỏ qua lực Ry1 Ry2, phương trình (2.35) viết lại sau : Iz  Mq Hay :  Mq Iz (2.36) (2.37) Trong : Iz-momen qn tính ơtơ quanh trục Z qua trọng tâm xe Lấy tích phân hai lần phương trình (2.37) ta :  Mq I z t2  C (2.38) Ở : t-thời gian phanh Để tìm giá trị C ta sử dụng điều kiện ban đầu t =  = thay vào phương trình (2.38) ta có C = 0, Như biểu thức cuối để xác định góc lệch  momen Mq gây :  Mq 2.I z t2 (2.39) Biểu thức (2.39) cho thấy góc lệch  tỷ lệ thuận với momen quay vịng Mq, với bình phương thời gian phanh t tỷ lệ nghịch với momen qn tính Iz ơtơ quanh trục Z qua trọng tâm Theo yêu cầu nhà máy chế tạo, sữa chữa kiểm tra hệ thống phanh lực phanh bánh xe trục phải nhằm đảm bảo ổn định hướng phanh Độ chênh lệch tối đa lực phanh bánh xe trục không vượt 15% so với giá trị lực phanh cực đại bánh xe trục [1] Giả sử bánh xe phía bên phải có lực phanh lớn Fp.phmax theo điều kiện bám bánh xe với mặt đường, lực phanh thấp cho phép bánh xe phía bên trái : Fp.trmin = 0,85Fp.phmax (2.40) - 11 - Lúc momen quay vịng cực đại Mq tính sau : M q max  F p ph max  F p.tr  B  F p ph max  0,85 F p ph max  B (2.41) Từ ta có : M q max  0,075 BF p ph max (2.42) Thay Mq.max từ công thức (2.42) vào công thức (2.39) ta có cơng thức tính góc lệch cực đại cho phép max sau :  max  0,075 BF p ph max 2I z t2 (2.43) Ở : Fp.phmax lực phanh cực đại phía bên phải theo điều kiện bám F p ph max  G  max (2.44) Thay Fp.phmax công thức (2.44) vào cơng thức (2.43) ta có cơng thức tính góc lệch lớn cho phép sau :  max  0,019 BGt 2 max Iz (2.45) Trường hợp tổng lực phanh bánh xe bên trái lớn tổng lực phanh sinh bánh xe bên phải ơtơ bị lệch sang trái momen quay vịng có chiều ngược lại hình (H 2-13) q trình tính tốn góc lệch  cho trường hợp tương tự trường hợp Theo quy định góc lệch lớn cho phép max khơng vượt q 80 q trình phanh [1] - 12 - 2.2.3 CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA Q TRÌNH PHANH Điều kiện để có chất lượng trình phanh lớn: 1) Tạo lực phanh lớn để đạt hiệu phanh cao 2) Đảm bảo lực phanh bánh xe trục để tính ổn định phanh cao Có nhiều biện pháp nhằm thỏa mãn phần hai điều kiện kể mức độ khác nhau:  Mặt đường, lốp xe có hệ số bám lớn  Bố trí cấu phanh tất bánh xe  Điều hòa lực phanh  Trang bị hệ thống phanh chống trượt lê 2.3 SỰ PHÂN BỐ LỰC PHANH VÀ ĐIỀU KIỆN ĐẢM BẢO SỰ PHANH TỐI ƯU Hình (H 2-14) trình bày lực tác dụng lên ôtô phanh mặt phẳng nằm ngang H 2-14 Lực tác dụng lên ôtô phanh Lực phanh Fp1 Fp2 đặt điểm tiếp xúc bánh xe với mặt đường ngược chiều với chuyển động ơtơ Lực qn tính Fj đặt trọng tâm T chiều với chiều chuyển động ôtô Như phân tích phần (2.2) để nâng cao hiệu trình phanh, phanh người điều khiển thường cắt ly hợp Do ta bỏ qua hệ số quán tính quay j lực qn tính tính theo cơng thức sau : - 23 - Nguyên lý hoạt động: Khi áp suất xylanh cịn thấp piston (2) đẩy sang phải nhờ lực căng lò xo (4) Flx, van P mở, dầu từ xylanh qua khe hở phớt cao su xylanh piston đến xylanh phía sau Ở trạng thái van P chưa làm việc Lúc áp suất dẫn động phanh phía trước áp suất dẫn động phanh phía sau Đường đặc tính điều hịa hợp với trục hồnh góc 45o (H 3-4) Từ xylanh P2 Flx Pd ch P1 Đến cấu phanh sau H 3-4 Van P trạng thái chưa làm việc (van mở) Vỏ; Piston; Phớt cao su; Lò xo; Đế van Khi áp suất xy lanh tăng lên đạt đến áp suất điều chỉnh (Pd ch) hình (H 3-4) Do piston có diện tích chịu áp suất dầu phía đầu bên phải lớn diện tích chịu áp suất dầu đầu bên trái Nên lực tạo áp suất dầu tác dụng lên piston đầu bên phải (F2) lớn lực tạo áp suất dầu tác dụng lên piston - 24 - đầu bên trái (F1) cộng với lực lò xo (Flx) lúc piston dịch chuyển sang trái, van P đóng cắt việc cung cấp dầu cho cấu phanh phía sau Tại thời điểm piston tiếp xúc với phớt cao su làm đóng cửa dầu dẫn đến cấu phanh phía sau áp suất hai phía phớt cao su hình (H 3-5) Khi đạp phanh sâu nữa, áp suất dầu xylanh tiếp tục tăng lên, áp suất phía trái piston van điều hòa tăng lên, lực dầu tác dụng lên phía trái piston F’1 Lúc tổng lực (Flx + F’1) lớn lực F2 hình (H 3-6) Flx F’1 F2 H 3-6 Trạng thái làm việc van P đạp phanh sâu nên piston bị đẩy sang phải tách khỏi phớt cao su xylanh để mở thông đường dầu cung cấp dầu cho cấu phanh sau Khi áp suất dầu cấu phanh sau tăng lên Đồng thời lực tác dụng lên piston phía đầu bên phải lúc lại lớn lực tác dụng lên piston phía đầu bên trái, piston lại bị đẩy sang trái tiếp xúc với phớt cao su đóng kín đường dầu dẫn đến cấu phanh sau Quá trình lặp lặp lại liên tục tạo trạng thái cấp dầu nhấp nháy để đảm bảo tỷ P2/P1 gần - 25 - với đường đặc tính lý tưởng Đường đặc tính van điều hịa đơn trình bày hình (H 3-4) Khi thơi tác dụng lên bàn đạp phanh, áp suất xylanh giảm, phớt cao su (3) dịch chuyển sang trái chênh lệch áp suất Dầu phanh từ cấu phanh phía sau đẩy phớt cao su cúp xuống trở xylanh Nó triệt tiêu chênh lệch áp suất hai phía piston (phía xylanh phía xylanh bánh xe) Trạng thái làm việc van trình bày hình (H 3-7) H 3-7 Van P trạng thái nhả phanh - 26 - 3.3 VAN ĐIỀU HÒA KÉP Với hệ thống phanh dẫn động thủy lực phân chia chéo thường sử dụng van điều hòa kép Van điều hòa kép thiết kế giống hai van điều hòa đơn lắp ghép song song vỏ van Một van điều khiển áp suất bánh sau bên phải van điều khiển áp suất bánh sau bên trái Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh sử dụng van điều hịa kép trình bày hình (H 3-8) H 3-8 Sơ đồ dẫn động phanh sử dụng van điều hòa kép Bàn đạp; Bộ trợ lực; Xylanh chính; Các đường ống dẫn dầu; Van điều hòa kép; Cơ cấu phanh trước; Cơ cấu phanh sau H 3-9 Kết cấu van điều hòa kép Vỏ van; Phớt cao su; Piston; Vòng tựa; Lò xo Hình (H 3-9) trình bày kết cấu van điều hòa kép Chuyển động hai piston (3) điều khiển lị xo (5) thơng qua vịng tựa (4) Hoạt động van - 27 - điều hòa kép giống van điều hòa đơn Nhưng so với van điều hịa đơn van điều hịa kép có ưu điểm trường hợp ngun nhân mạch dầu bị áp suất, lúc van điều hịa kép có piston chống lại lực đẩy lò xo Kết áp suất dẫn động phanh phía sau tăng lên Hình (H 3-10) trình bày đường đặc tính van điều hòa kép Trên xe bốn bánh chủ động (FWD) thường trang bị loại van điều hòa kép P2 Pd ch P’d ch P1 H 3-10 Đường đặc tính van điều hịa kép Khi hệ thống phanh hoạt động bình thường Khi mạch dầu bị áp suất 3.4 VAN NHÁNH VÀ VAN ĐIỀU HÒA (P&BV) Chức van giống van giới thiệu trang trước Kết cấu van gần giống van P Tuy nhiên kết cấu van có thêm piston thứ hai Nó đảm bảo áp suất đến cấu phanh sau lớn mạch dầu dẫn động cấu phanh trước bị áp suất - 28 -  Sơ đồ dẫn động phanh P&BV sử dụng hệ thống phanh thủy lực phân chia trước, sau Hình (H 3-11) giới thiệu sơ đồ dẫn động phanh có sử dụng P&BV H 3-11 Sơ đồ dẫn động phanh có sử dụng P&BV Hình (H-12) giới thiệu kết cấu P&BV 7 H 3-12 Các chi tiết tháo rời P&BV Vỏ van; Đệm kín; Piston thứ hai: Đế van; Piston thứ nhất; Lò xo; Phớt cao su - 29 -  Hoạt động van P&BV  Khi mạch dầu phía trước bình thường Trên hình (H 3-13) trình bày mặt cắt van B&BV Lò xo (6) đẩy piston thứ hai (3) sang phải đẩy piston thứ (5) sang trái Áp suất dầu dẫn động cấu phanh sau tạo lực đẩy piston thứ hai (3) sang bên trái, áp suất dầu dẫn động phanh trước lại đẩy piston sang phải Tất lực kể tạo cân cho piston thứ hai (3), piston thứ (5) đẩy sang trái H 3-13 Mặt cắt van P&BV Khi áp suất xylanh cịn thấp, dầu chảy qua khe hở piston thứ (5) phớt cao su (7) để đến cấu phanh sau Lúc áp suất cấu phanh sau không điều khiển Khi áp suất xylanh tăng lên đạt đến áp suất điều chỉnh điều hòa Piston thứ (5) dịch chuyển sang phải tiếp xúc với phớt cao su (7) đóng kín cửa dầu cắt đường dầu dẫn đến cấu phanh sau Khi áp suất xylanh tiếp tục tăng lên đạt đến giá trị piston thứ (5) lại bị đẩy sang trái để mở thông cửa dầu cấp dầu cho cấu phanh phía sau Như áp suất phanh phía sau điều khiển tính phanh ổn định lặp lặp lại bước hai bước ba  Khi mạch dầu phía trước bị hỏng Giả sử mạch dầu phía trước bị áp suất nguyên nhân Lúc áp suất dẫn động phanh sau đẩy piston thứ hai (3) sang trái đẩy piston thứ (5) sang trái đồng thời mở cửa dầu, dầu từ xylanh truyền đến cấu phanh sau áp suất dẫn động phanh sau trường hợp không điều khiển - 30 - Nói chung P&BV hoạt động van P thông thường Tuy nhiên, trường hợp áp suất mạch dầu phía trước bị nguyên nhân lúc có cấu phanh phía sau làm việc Khi áp suất dẫn động phanh sau không điều khiển, nghĩa tăng tự theo lực tác dụng người điều khiển 3.5 VAN ĐIỀU HÒA THEO TẢI TRỌNG (LSPV) Các van điều hòa giới thiệu phần trước có khả điều chỉnh áp suất dầu cấu phanh sau theo áp suất sau xylanh chính, tải trọng bánh xe sau thay đổi lớn áp suất dầu cấu phanh sau không thay đổi theo Van điều hòa theo tải trọng thiết kế để điều chỉnh áp suất cấu phanh phía sau theo áp suất sau xylanh theo thay đổi tải trọng tác dụng lên bánh xe Đường đặc tính van điều hịa gần sát với đường đặc tính lý tưởng so với van điều hòa khác Van điều hòa gắn khung phần cầu sau Sự tăng giảm tải trọng tác dụng lên cầu sau dẫn tới làm giảm tăng khoảng cách cầu xe với khung xe thể chuyển vị đàn hồi Kết cấu van điều hòa LSPV giới thiệu hình (H 314) LSPV H 3-14 Kết cấu van điều hòa theo tải trọng (LSPV) Vỏ van; Phớt cao su; Lò xo; Piston; Đế van; Thanh đàn hồi (đòn cảm tải) F2 Đến cấu phanh sau F1 - 31 - Nguyên lý hoạt động: Thanh đàn hồi (6) tựa vào piston (4) dẫn động piston dịch chuyển vỏ van điều hịa (1) Piston bậc có diện tích chịu áp suất dầu phía lớn phía Do lực tạo nên áp suất dầu phía piston (F2) lớn lực tạo nên áp suất tác dụng lên vành piston (F1) Lực (F2) đẩy piston xuống lực (F1) đẩy piston lên Lò xo (3) tạo lực căng (Flx) đẩy piston lên phía Lực (F) đàn hồi (6) tác dụng lên đuôi piston có su hướng đẩy piston lên phía Lực (F) có giá trị thay đổi từ 0, đàn hồi tiếp xúc với đuôi piston (cầu sau khung xe cách xa nhau), đến giá trị cực đại (cầu sau gần khung xe nhất) Nếu phanh chưa tác động, cầu sau khung xe gần (xe đầy tải) lực (F) đàn hồi (6) tác dụng lên Piston (4) có giá trị lớn Còn (F2 – F1  0) áp suất dư chất lỏng hệ thống không đáng kể Bởi tổng lực tác dụng lên piston van (F + Flx) hướng lên phía van trạng thái mở Khi người lái đạp vào bàn đạp phanh, dầu từ xylanh đến van qua khe hở phớt cao su (2) piston (4) để đến cấu phanh phía sau ép má phanh vào trống phanh Khi áp suất toàn hệ thống tăng lên lực tổng cộng lúc hướng xuống (F2 – F1 > F + Flx) piston van xuống đóng van lại, - 32 - cắt đường dầu đến cấu phanh phía sau, làm cho áp suất cấu phanh phía sau khơng tăng lên Nếu tiếp tục đạp phanh sâu nữa, áp suất sau xylanh tăng lên lúc lực tổng cộng hướng lên (F2 – F1 < F + Flx) piston van lên van mở để tăng áp suất cho cấu phanh sau đến đạt tới hệ thức cân P2 diểm rẽ van lại đóng lại trước áp suất dẫn động phanh phía sau áp suất dẫn động phanh trước Q trình đóng mở van lặp lại nhiều lần ứng với áp P1 H 3-16 Đường đặc tính van LSPV suất dẫn động phanh trước thay – đầy tải; – không tải đổi P1 – áp suất thủy lực phanh bánh trước Mức độ phanh lớn P2 – áp suất thủy lực phanh bánh sau (hoặc tải trọng giảm), khoảng cách cầu sau khung lớn, đồng thời lực F nhỏ van đóng sớm Ngược lại giảm cường độ phanh tăng tải trọng van đóng muộn tăng áp suất dẫn động phanh phía sau Như van điều hịa LSPV hoạt động phụ thuộc vào áp suất phía sau xylanh phụ thuộc vào tải trọng xe tránh tượng khóa cứng bánh sau Hình (H 3-16) trình bày đường đặc tính van LSPV LSPV sử dụng phổ biến loại xe hãng Toyota 3.6 VAN ĐIỀU HÒA THEO SỰ GIẢM TỐC (DSPV)  Sơ đồ kết cấu Hình (H 3-17) trình bày sơ đồ kết cấu hệ thống phanh sử dụng van DSPV Piston B Piston A Van nhánh - 33 - Van DSPV gắn bên khung xe cho phần đầu van nghiêng phía DSPV bao gồm : piston A, piston B, bi G van nhánh Khi đạp phanh mà giảm tốc ôtô đạt đến giá trị định, viên bi di chuyển, điều khiển áp suất đến xylanh bánh xe phía sau để tránh tượng bó cứng bánh xe phía sau Piston A piston B làm nhiệm vụ điều khiển áp suất đến xylanh bánh xe phía sau  Nguyên lý hoạt động  Khi xe không tải: Khi xe chạy tác dụng lên bàn đạp phanh, áp suất xylanh tác dụng thẳng lên xylanh bánh xe sau sinh lực phanh Trạng thái áp suất xylanh áp suất xylanh con, tức áp suất bánh xe phía sau khơng điều khiển (H 3-18) Đến bánh xe sau Khoang B Piston B Piston A Từ xylanh Khoang A Phớt cao su Bi G - 34 - Khi giảm tốc ôtô đạt đến giá trị định phanh, viên bi G lăn phía trước chạm vào phớt bi, bịt tắc đường dầu thông khoang A khoang B piston B có diện tích lớn piston A hai piston bị đẩy phía trước lực lị xo F bị giữ vị trí ơtơ đạt đến mức độ giảm tốc định áp suất phanh xylanh xylanh bánh sau nhỏ (H 3-19) Đến cấu phanh sau Lị xo Từ xylanh Van nhánh Phớt bi bị khóa H 3-19 Van DSPV xe khơng tải trạng thái phớt bi bị đóng Khi viên bi G đóng kín phớt bi cắt đường thơng khoang A khoang B, tiếp tục đạp phanh áp suất xylanh tăng lên Tuy nhiên áp suất xylanh không tăng lên tận chênh lệch áp suất xylanh với xylanh bánh xe phía sau đạt giá trị định trước Lúc van nhánh mở làm cho áp suất xylanh bánh xe phía sau tăng lên hình (H 3-20) Đến cấu phanh sau Từ xylanh - 35 -  Khi xe đầy tải Nếu đạp phanh ôtô chạy, áp suất từ xylanh tác dụng trực tiếp lên xylanh bánh xe phía sau sinh lực phanh Do lực qn tính ơtơ lớn so với ơtơ khơng tải, áp suất xylanh lớn nhờ thời gian để ôtô đạt đến giảm tốc xác định dài Do piston B có diện tích lớn piston A áp suất xylanh cao, lúc piston A piston B chống lại lực lò xo F dịch chuyển sang bên phải Cho nên áp suất xylanh lúc tăng áp suất xylanh phía sau hình (H 3-21) - 36 - Đến cấu phanh sau Buồng B Từ xylanh Buồng A Phớt bi mở H.3-21 Van DSPV xe có tải Khi giảm tốc ơtơ lớn giá trị xác định lực phanh Viên bi G lăn phía trước chạm vào phớt bi, làm tắc đường dầu từ buồng A sang buồng B hình (H 3-22) Đến cấu phanh sau Buồng B Từ xylanh Buồng A Phớt bi khóa H 3-22 Van DSPV có tải trang thái phớt bi bị khóa Khi buồng A buồng B bị ngăn cách bi G, áp suất xylanh tăng lên, piston A piston B dịch chuyển bên trái làm cho áp suất xylanh bánh xe phía sau tăng lên (H 3-23) Đến cấu phanh sau Buồng B Từ xylanh - 37 - Sau piston A piston B trở vị trí ban đầu, áp suất xylanh bánh xe phía sau khơng tăng lên tiếp tục đạp phanh để tăng áp suất xylanh Khi áp suất xylanh tăng chênh lệch áp suất đạt đến giá trị định, van nhánh mở cho phép áp suất xylanh bánh xe phía sau tăng lên (H 3-24) Đến cấu phanh sau Từ xylanh Van nhánh mở Phớt bi khóa H 3-24 Van DSPV xe có tải trạng thái van nhánh mở