Tính toán thiết kế hệ thống phanh khí nén trên xe tải 3,5 tấn Ngày nay ôtô không chỉ là phương tiện chủ yếu để chuyên chở hành khách hàng hóa, sự mạnh mẽ và vẻ đẹp của chiếc xe thể hiện sự lịch lãm tạo ra phong cách cho người chủ sử dụng. Tính tiện nghi cho người dùng và sự thân thiện với môi trường sống chung quanh là hai tiêu chí đặt ra hàng đầu mà tất cả các cường quốc về công nghiệp ôtô đều phải dựa vào đó để nghiên cứu phát minh để có thể tạo ra những sản phẩm tốt hơn
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1 1 Công dụng, phân loại, yêu cầu
Công dụng
Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn xe ôtô hoặc giữ ôtô đứng yên trên đường có một độ dốc nhất định.
Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:
- Hệ thống phanh chính (phanh chân)
- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)
- Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ)
* Theo kết cấu của cơ cấu phanh
Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc
- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa
Theo dẫn động phanh hệ thống phanh được chia ra
- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí
- Hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực
- Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén
- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực
- Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá
*Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh
Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh có bộ điều hoà lực phanh.
* Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh
Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe ABS.
Yêu cầu
Hệ thống phanh trên ôtô phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động ôtô.
- Điều khiển nhẹ nhàng, có nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp phanh hay đòn điều khiển không lớn.
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng hết khả năng bám của bánh xe khi phanh ở những cường độ khác nhau.
- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt
- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và các má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng.
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa trên bàn đạp với lực phanh trên bánh xe.
- Có khả năng phanh ôtô khi ôtô đỗ trên dốc trong thời gian dài.
1.2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh
Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả như sau:
Hình1.1: Hệ thống phanh trên ôtô
Qua sơ đồ cấu tạo cho chúng ta thấy trên hệ thống phanh bao gồm hai phần chính
+ Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tiêu hao động năng ôtô trong quá trình phanh Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mô men hãm trên bánh xe khi phanh ôtô Hiện nay thường dùng cơ cấu phanh dạng ma sát (khô hoặc ướt) tạo ra ma sát giữa hai phần: quay và không quay.
+ Dẫn động phanh: là tập hợp các chi tiết dùng để truyền năng lượng từ cơ cấu điều khiển đến các cơ cấu phanh và điều khiển quá trình truyền năng lượng này trong quá trình truyền với mục đích phanh bánh xe với các cường độ khác nhau Trên ôtô sử dụng các phương pháp điều khiển trực tiếp hay gián tiếp. Điều khiển trực tiếp là quá trình tạo tín hiệu điều khiển, đồng thời trực tiếp cung cấp năng lượng cần thiết cho hệ thống phanh để thực hiện sự phanh Năng lượng này trong quá trình truyền với mục đích phanh xe với cường độ khác nhau Điều khiển gián tiếp là quá trình tạo nên tín hiệu điều khiển còn năng lượng do cơ cấu khác đảm nhận.
Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc cơ cấu phanh đĩa.
1.3.1 Cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh tang trống được phân chia phụ thuộc vào
- Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm quay, các cơ cấu phanh tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hoá
- Theo phương pháp truyền năng lượng điều khiển: phanh thuỷ lực, phanh khí nén, phanh tay.
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục
Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng trục quatâtrục
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục có nghĩa là hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng được thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồ hình 1.2a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh: Sơ đồ 1.2b là loại sử dụng xi lanh thuỷ lực để ép guốc phanh vào trống phanh Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa mà phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép.
Ma sát trong cơ cấu phanh khi phanh được tạo ra do má phanh áp vào tang trống, có được điều đó là do đầu dưới của hai má được định vị bởi chốt xoay còn đầu trên có thể bung ra tựa như bản lề và áp vào tang trống dưới tác dụng của cam ép hoặc cụm pitông-xylanh của cơ cấu phanh
Cấu tạo của cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục là khá đơn giản, việc bảo dưỡng sửa chữa không phức tạp Do vậy, nó mang tính kinh tế.Tuy nhiên, do đặc trưng của cơ cấu phanh loại này là má phanh làm việc nhiều hơn nên má phanh mòn không đều Ngoài ra, đối với loại sử dụng cụm xylanh thuỷ lực thì do lực tác dụng lên hai má không đều nhau nên khi chế tạo một guốc dài hơn(guốc xiết) một guốc ngắn hơn(guốc nhả) Mặt khác, do má phanh sẽ bám không đều lên tang trống cho nên loại này hiệu quả phanh không cao.
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Hình 1.3: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng tâm
1: xylanh; 2: ốc xả khí; 3: cam lệch tâm; 4: ốc xả khí; 5: chốt định vị
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3 sự đối xứng qua tâm ở đây thể trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau tâm Mỗi guốc phanh được lắp thêm một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạch lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh.
Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường được dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
- Ưu, nhược điểm: Cơ cấu phanh dạng này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi xe tiến.Tuy nhiên, cơ cấu phanh dạng này sẽ phức tạp hơn dạng trên do phải bố trí thêm đường ống dẫn động thuỷ lực và cụm xylanh cơ cấu phanh.Và nó vẫn mang khuyết điểm của cơ cấu phanh đối xứng qua trục đó là sự mòn không đều giữa hai đầu má phanh.
Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi loại hai mặt tựa tác dụng đơn loại hai mặt tựa tác dụng kép.
+ Loại hai mặt tựa tác dụng đơn
Hình 1.4 :Cơ cấu phanh guốc loại bơi Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pitông Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
+ Loại hai mặt tựa tác dụng kép Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pitông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pitông cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
– Ưu, nhược điểm: Với kết cấu phanh loại bơi thì hai má phanh có hiệu quả tương đối giống nhau khi tiến cũng như lùi.Mặt khác, sự khắc phục khe hở giữa má phanh với trống phanh là nhanh chóng hơn và hơn thế nữa là má phanh tiếp xúc với tang trống đều hơn nên mang lai hiệu quả phanh cao hơn.Tuy nhiên, kết cấu loại này phức tạp, gây khó khăn trong việc bảo dưỡng, sửa chữa.
Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa
- Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai
Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn(Hình 1.5 a) cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (Hình 1.5 b).
Hình 1.5: Cơ cấu phanh tự cường hóa
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn
Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một đầu thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép
Cơ cấu phanh
Trên xe ôtô người ta thường sử dụng cơ cấu phanh dạng tang trống hoặc cơ cấu phanh đĩa.
1.3.1 Cơ cấu phanh tang trống
Cơ cấu phanh tang trống được phân chia phụ thuộc vào
- Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm quay, các cơ cấu phanh tự lựa bơi, guốc phanh tự cường hoá
- Theo phương pháp truyền năng lượng điều khiển: phanh thuỷ lực, phanh khí nén, phanh tay.
Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục
Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng trục quatâtrục
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục có nghĩa là hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng được thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồ hình 1.2a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh: Sơ đồ 1.2b là loại sử dụng xi lanh thuỷ lực để ép guốc phanh vào trống phanh Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa mà phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép.
Ma sát trong cơ cấu phanh khi phanh được tạo ra do má phanh áp vào tang trống, có được điều đó là do đầu dưới của hai má được định vị bởi chốt xoay còn đầu trên có thể bung ra tựa như bản lề và áp vào tang trống dưới tác dụng của cam ép hoặc cụm pitông-xylanh của cơ cấu phanh
Cấu tạo của cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục là khá đơn giản, việc bảo dưỡng sửa chữa không phức tạp Do vậy, nó mang tính kinh tế.Tuy nhiên, do đặc trưng của cơ cấu phanh loại này là má phanh làm việc nhiều hơn nên má phanh mòn không đều Ngoài ra, đối với loại sử dụng cụm xylanh thuỷ lực thì do lực tác dụng lên hai má không đều nhau nên khi chế tạo một guốc dài hơn(guốc xiết) một guốc ngắn hơn(guốc nhả) Mặt khác, do má phanh sẽ bám không đều lên tang trống cho nên loại này hiệu quả phanh không cao.
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm
Hình 1.3: Cơ cấu phanh tang trống đối xứng tâm
1: xylanh; 2: ốc xả khí; 3: cam lệch tâm; 4: ốc xả khí; 5: chốt định vị
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3 sự đối xứng qua tâm ở đây thể trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng nhau tâm Mỗi guốc phanh được lắp thêm một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạch lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh.
Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường được dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
- Ưu, nhược điểm: Cơ cấu phanh dạng này có hiệu quả phanh cao hơn do cả hai guốc phanh đều là guốc xiết khi xe tiến.Tuy nhiên, cơ cấu phanh dạng này sẽ phức tạp hơn dạng trên do phải bố trí thêm đường ống dẫn động thuỷ lực và cụm xylanh cơ cấu phanh.Và nó vẫn mang khuyết điểm của cơ cấu phanh đối xứng qua trục đó là sự mòn không đều giữa hai đầu má phanh.
Cơ cấu phanh guốc loại bơi
Có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi loại hai mặt tựa tác dụng đơn loại hai mặt tựa tác dụng kép.
+ Loại hai mặt tựa tác dụng đơn
Hình 1.4 :Cơ cấu phanh guốc loại bơi Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pitông Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
+ Loại hai mặt tựa tác dụng kép Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pitông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pitông cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
– Ưu, nhược điểm: Với kết cấu phanh loại bơi thì hai má phanh có hiệu quả tương đối giống nhau khi tiến cũng như lùi.Mặt khác, sự khắc phục khe hở giữa má phanh với trống phanh là nhanh chóng hơn và hơn thế nữa là má phanh tiếp xúc với tang trống đều hơn nên mang lai hiệu quả phanh cao hơn.Tuy nhiên, kết cấu loại này phức tạp, gây khó khăn trong việc bảo dưỡng, sửa chữa.
Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa
- Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai
Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn(Hình 1.5 a) cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (Hình 1.5 b).
Hình 1.5: Cơ cấu phanh tự cường hóa
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn
Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một đầu thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.
- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép
Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa lên hai mặt tựa di trượt của hai pitông trong một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô tải nhỏ đến trung bình.
Ngày nay cơ cấu phanh đĩa ngày càng được sử dụng rộng rãi phổ biến trên xe con và xe du lịch cỡ nhỏ thậm chí nó còn được sử dụng trên xe tải cỡ lớn.
Cơ cấu phanh đĩa được thể hiện như sau: a) loại giá đỡ cố định b) loại giáđỡ di động
Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:
- Một đĩa được được lắp với may ơ của bánh xe và quay cùng bánh xe
- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe
- Hai má phanh dạng thẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pitông của xi lanh bánh xe Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: Loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
+ Loại giá đỡ di động :Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pitông tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.
Dẫn động phanh
Trên ôtô dẫn động phanh thường là thuỷ lực hoặc khí nén cũng có thể là sự kết hợp giữa khí nén và thuỷ lực.
1.4.1 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực
Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm:
Bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh) các ống dẫn, các xi lanh công tác.
Dẫn động phanh bằng thuỷ lực tức là dùng chất lỏng để tạo và truyền áp suất đến các xy lanh công tác của các cơ cấu phanh để tạo lên lực ép má phanh và trống phanh hoặc đĩa phanh Dẫn động phanh dầu có đặc điểm kết cấu đơn giản dễ bố trí độ nhạy cao tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn động dầu là không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.
*Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Có thể đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bổ lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu, tuỳ theo kích thước kích thước xi lanh công tác, có kích thước nhỏ gọn hiệu suất truyền động cao, độ nhạy tốt.
*Nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực
Khi lực đẩy lên guốc phanh lớn thì áp suất thuỷ lực phải cao, do tỷ số kích thước giữa piston ở xi lanh công tác và xi lanh chính bị hạn chế dẫn tới làm tăng lực tác dụng lên bàn đạp, vì vậy phanh dầu không dùng cho xe vận tải cỡ lớn, nếu muốn dùng thì phải bố trí thêm trợ lực
Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn dộng một dòng và dẫn động hai dòng. a Dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
Hình 1.9.Dẫn động phanh thuỷ lực một dòng 1.Xi lanh phanh trước; 2.Xi lanh chính; 3.Trợ lực chân không;
4.Bàn đạp phanh; 5.Xi lanh phanh sau.
Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp (4) một lực sẽ đẩy piston của xilanh chính (2), do đó dầu được ép và áp suất dầu tăng lên trong xilanh và các đường ống dẫn dầu, chất lỏng với áp suất lớn ở các xilanh bánh xe sẽ thắng lực lò xo và tiến hành ép guốc phanh vào với trống phanh.
Khi không phanh nữa, người lái không tác dụng vào bàn đạp, các lò xo hồi vị của bàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị cũng kéo guốc phanh trở về vị trí ban đầu
* Ưu điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế.
- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ và có khả năng dùng trên nhiều loại xe ôtô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu.
* Nhược điểm của dẫn động phanh thuỷ lực một dòng
- Không tạo được lực đẩy guốc phanh lớn, vì thế phanh dầu không có cường hoá chỉ dùng cho ôtô có trọng lượng toàn bộ nhỏ.
- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn.
- Khi có sự rò rỉ hoặc bị thủng trên đường ống hoặc ở các xi lanh con thì hệ thống phanh không làm việc. b.Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
Hình 1.10 Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
1 Xi lanh phanh trước; 2 Bộ chia dòng; 3.Xi lanh chính; 4.Bàn đạp phanh; 5 Xi lanh phanh sau; I Đường dầu ra phanh trước;
II Đường dầu ra phanh sau.
- Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), sẽ tác dụng đến piston ở xilanh chính (3)làm việc, đẩy dầu vào bộ chia dòng (2), từ bộ chia dòng (2) này sẽ phân chia ra hai đường dầu I và II.
+ Đường dầu I sẽ dẫn động các cơ cấu phanh trước.
+ Đường dầu II sẽ dẫn động các cơ cấu phanh sau.
* Ưu điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
- Ngoài các ưu điểm như dẫn động phanh một dòng Trong quá trình sử dụng hệ thống phanh, nếu như có một đường ống nào đó bị rò rỉ hoặc bị hư hỏng thì đường ống kia vẫn hoạt động bình thường để điều khiển xe dừng.
* Nhược điểm dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng
- Kết cấu cồng kềnh phức tạp hơn so với dẫn động phanh thuỷ lực một dòng. Đặc điểm: Lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu là điều khiển van phân phối, lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh Cấu tạo đơn giản, lắp ráp dễ dàng nhưng độ an toàn thấp, độ tin cậy không cao Độ nhạy của hệ thống không cao, do vậy thời gian chậm tác dụng lớn Các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước và trọng lượng lớn nên thường dùng trên xe tải.
1.4.2 Dẫn động phanh chính bằng khí nén
Hình 1.11: Sơ đồ dẫn động khí nén
1 Máy nén khí; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Bình khí nén
4 Lò xo hồi vị; 5 Bầu phanh; 6.Tổng van phanh.
Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổng van 6 sẽ được mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ống dẫn đến các bầu phanh 5. Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấu phanh Do đó ép má phanh vào trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định.
Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bình chứa khí với đường ống dẫn để ống dẫn mở thông với khí quyển.Khí nén từ các bầu phanh được thoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúc phanh.
Trong dẫn động phanh chính 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 Dẫn động phanh chính bằng khí nén có ưu điểm giảm được lực điều khiển trên bàn đạp phanh Nhưng lại có nhược điểm là độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn ) do không khí bị nén khi chịu lực.
Van phanh xả ra ngoài
Xi lanh chính Bình chứa dầu xi lanh bánh xe
Bánh xe trước Bánh xe sau Đường khí Đường dầu
1.4.3 Dẫn động phanh chính bằng thuỷ khí kết hợp
Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng hạn chế là lực điều khiển trên bàn đạp còn lớn.Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén lại có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí nén bị nén do chịu áp suất). Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủy lực và khí nén Loại dẫn động này thường được áp dụng các xe ôtô tải trung bình và ôtô tải lớn.
Hình 1.12: Sơ đồ hệ thống dẫn động thuỷ khí kết hợp
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phanh bao gồm hai phần dẫn động :
- Dẫn động thuỷ lực: Có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dẫn đến các xi lanh bánh xe phía trước và phía sau
- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí van phân phối khí và các xi lanh khí nén.
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lí làm việc như trong hệ thống dẫn bằng khí nén.
Phần xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lí làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thuỷ lực Đây là dẫn động thuỷ khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.
* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực
- Kết hợp được nhiều ưu điểm của hai hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc phục được nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập.
* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực
- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng và sửa chữa.
CẤU CÁC CHI TIẾT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI 2.1 Giới thiệu về xe tham khảo xe Forland FD350
Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén
Hình 2.0:Sơ đồ bố trí hệ thống phanh khí nén
Các bộ phận của hệ thống phanh
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí 1, đi qua van điều áp 2, qua bộ lọc tách nước 3, qua van an toàn kép 4, tới các bình chứa khí 5 và 6 Van an toàn kép 4 đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp khí độc lập cho hai dòng dẫn động phanh.
Dẫn động phanh trục trước bắt đầu từ bình khí 5 qua khoang dưới của tổng van 8, đi tới các bầu phanh của trục trước 9, 10.
Dẫn động phanh cầu sau bắt đầu từ bình khí 6, qua khoang trên của tổng van 8, đi tới van gia tốc 12, tới các bầu phanh của cụm cầu sau 14, 15.
Dòng khí nhả phanh dừng bắt đầu từ bình khí 5, 6 qua van điều khiển 11, qua van xả nhanh 13, đi tới các bầu tích năng dạng lò co của cụm cầu sau 14, 15 ép các lò xo thực hiện nhả phanh.
Khi thực hiện phanh dừng, xoay tay van 11, khí nén đang ép các lò xo tích năng lập tức bị xả hết, các lò xo bung ra làm xoay trục cam ép các guốc phanh bánh xe sau, thực hiện nhả phanh tay.
Van điều áp 2 đồng thời là van an toàn có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất làm việc trong hệ thống bằng cách dừng hoặc khởi động máy nén khí khi áp suất trong hệ thống vượt quá giới hạn hoặc quá thấp.
Van an toàn 3 ngả giữ cho xe hoạt động bình thường khi xe mất đi một dòng hơi.
2.3 Hệ thống phanh trên xe
Ngày nay sử dụng hai cơ cấu phanh là: cơ cấu phanh dạng đĩa và cơ cấu phanh dạng guốc.
Cơ cấu phanh đĩa chỉ sử dụng đối với xe con, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là rất lớn, nếu dùng cho xe tải thì khi phanh mômen phanh sinh ra rất lớn sẽ gây nhanh mòn má phanh
Trên xe tải ngày nay người ta hay sử dụng cơ cấu phanh guốc, vì áp suất sinh ra trên bề mặt má phanh là không lớn lắm, má phanh lâu mòn.
Vì vậy đối với cơ cấu phanh cho xe thiết kế sử dụng cơ cấu phanh guốc là hợp lý nhất.
Hình 2.1 Cơ cấu phanh trên xe tham khảo
1 Má phanh 2.lò xo hồi vị 3 Guốc phanh 4 Phanh hãm chốt
5 Thanh nối 6 Cam phanh 7.Bu lông điều chỉnh liền với trục lệch tâm
Cơ cấu phanh trên có mômen phanh ở 2 guốc phanh như nhau nên các tấm ma sát mòn như nhau, không phát sinh các lực phụ tác dụng lên ổ đỡ trục bánh xe còn gọi là cơ cấu phanh cân bằng, chất lượng phanh ổn định
Ngày nay trên xe tải người ta sử dụng các dẫn động sau: dẫn động thuỷ lực, dẫn động khí nén, dẫn động liên hợp.
Dẫn động thuỷ lực có nhược điểm là không tạo được lực đẩy guốc phanh lớn, cho nên chỉ sử dụng cho các oto cỡ nhỏ.
Dẫn động liên hợp khắc phục được cả hai nhược điểm của hai dẫn động trên, nhưng giá thành của các cụm chi tiết rất đắt, không phự hợp với điều kiện sử dụng của người Việt Nam.
Do vậy sử dụng dẫn động phanh khí nén cho xe thiết kế là phù hợp nhất Ở đây trên xe tham khảo Thaco OLLIN 350B sử dụng dẫn động phanh khí nén 2 dòng
Hình 2.2 Dẫn động phanh khí nén hai dòng
1 Máy nén khí; 2.Bộ chia dòng; 3,4.Các bình chứa; 5.Van điều khiển;
6,7.Đường ống dẫn khí nén; 8,9.Các bầu phanh trước và sau.
Khí nén từ máy nén khí (1) đi tới bộ chia dòng (2) và được đưa tới bình chứa (3,
4) sau đó túc trực nằm ở van điều khiển (5) Khi người lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh
(10) thì khí nén từ van điều khiển (5) được chia làm hai dòng:
+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (6) để tới các bầu phanh (9) (dùng để phanh các bánh xe trước)
+ Một dòng khí nén đi theo đường ống dẫn (7) để tới các bầu phanh (8) (dùng để phanh các bánh xe sau).
* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng Đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao vì một trong hai dòng khí nén bị rò rỉ thì ta vẫn có thể sử dụng dòng khí nén còn lại.
* Nhược điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng
Phương án này có kết cấu phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối hai tầng,trang thiết bị cồng kềnh hơn.
1 Guốc phanh và má phanh
Guốc phanh và má phanh được lắp trên mâm phanh nhờ hai chốt lệch tâm, lò xo hồi vị luôn kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống Ngoài ra còn có các cam lệch tâm hoặc chốt điều chỉnh.
Guốc phanh được làm bằng thép có mặt cắt chữ T và có bề mặt cung tròn theo cung tròn của tang trống, có khoan nhiều lỗ để lắp má phanh, trên một đầu có lỗ lắp với chốt lệch tâm, còn đầu kia tiếp xúc với cam tác động.
Má phanh làm băng vật liệu ma sát cao (amiăng), có cung tròn theo guốc phanh và có nhiều lỗ để lắp với guốc phanh bằng các đinh tán. Đinh tán làm bằng nhôm hoặc đồng
Lò xo hồi vị để luôn giữ cho hai guốc phanh và má phanh tách khỏi tang trống và ép gần lại nhau.
Hình 2.3 Má phanh với guốc phanh
2 Chốt lệch tâm và cam tác động
Chốt lệch tâm dùng lắp guốc phanh, có phần lệch tâm dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống phanh.
Cam lệch tâm lắp trên mâm phanh và tiếp xúc với hai đầu guốc phanh, dùng để dẫn
Tang trống làm bằng gang được lắp trên moayơ của bánh xe, dùng để tạo bề mặt tiếp xúc với má phanh khi phanh xe.
- Khi người lái đạp phanh thông qua các bộ phận của dẫn động phanh, phân phối khí nén đến bầu phanh bánh xe điều khiển xoay cam tác động, thắng sức căng lò xo đẩy hai guốc phanh và má phanh áp sát vào tang trống tạo nên lực ma sát , làm cho tang trống moay ơ bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái
- Khi người lái dời chân khỏi bàn đạp phanh, khí nén thoát ra ngoài, áp suất khí nén giảm nhanh, cam tác động và lò xo hồi vị hai guốc phanh và má phanh rời khỏi trống phanh
1 Càng; 2 Nắp cao su; 3 Thân trên; 4 Tấm tỳ; 5 Thân dưới
Van phân phối dùng để điều khiển các cơ cấu dẫn động hai nhánh của hệ thống phanh chính (phanh chân).
2 Van điều khiển phanh tay
Hình 2.6 Van điều khiển phanh tay
Van điều khiển phanh tay dùng để điều khiển bình tích năng lò xo của cơ cấu dẫn động hệ thống phanh tay và phanh dự phòng.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI 3.1 Các thông số kĩ thuật của xe tham khảo Forland FD350
Xác định momen phanh cần thiết trên cơ cấu phanh
Hình 3.1: Sơ đồ các lực tác dụng khi phanh
- Z Z 1 , 2 : Phản lực mặt đường tác dụng lên cầu trước và sau.
- G: Trọng lượng toàn bộ xe.
- a,b: Khoảng cách từ trọng tâm tới cầu trước và cầu sau.
- Pj: Lực quán tính xuất hiện khi phanh
Momen trên cơ cấu phanh được xác định theo điều kiện đảm bảo bánh xe không bị lết khi phanh
Phương trình cân bằng momen quanh điểm O2:
Phản lực của đường tác dụng lên bánh xe cầu trước
Tương tự ta có phản lực của đường tác dụng lên bánh xe cầu sau
Do trong quá trình phanh trọng lượng xe dồn về phía trước nên ta có:
: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu trước khi phanh
: Hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh Momen phanh cực đại trên cơ cấu phanh cầu trước: ax.
Momen phanh cực đại trên cơ cấu phanh cầu sau: ax.
a; b; hg : tọa độ trọng tâm (mm).
G Đối với các loại ô tô thì tọa độ trọng tâm là một đại lượng không cố định, nó thay đổi tùy thuộc vào mức tải và cách bố trí tải Vì vậy đối với những bài toán thông thường thì người ta ấn định mức tải và coi như tải rời phân bố đều trên thùng xe Vì vậy ngay cả xe tải thì cũng tùy loại mà người ta có thể chọn chiều cao trọng tâm tham khảo khác nhau.
Ví dụ: - với xe tải nhỏ (500kg-1500kg) thì h g = 0,9m-1,1m
- với xe tải trung bình (3500kg-4500kg) thì h g = 1,1m-1,3m
Theo đề bài ta chọn hg = 1,2 (m)
L: chiều dài cơ sở (mm).
jmax : gia tốc phanh cực đại (m/s 2 ) jmax = φ.g = 0,65 9,81 = 6.38 (m/s 2 )
rbx: bán kính lăn (mm).
λ0 : hệ số kể tới sự biến dạng của lốp Chọn λ = 0.945. ¿25.4 0,945 ( 7+ 162 )= 438,05 mm = 0,36 m
Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu trước:
Momen phanh cần sinh ra trên cơ cấu phanh cầu sau:
3.3 Thiết kế, tính toán cơ cấu phanh dạng tang trống.
* Xác định góc δ và bán kính ρ của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh cơ cấu phanh cầu trước.
Hình 3.2: Các thông số hình học cơ cấu phanh
Hình 3.3: Xác định lực tác dụng lên má phanh
Phản lực R của trống phanh tác dụng lên má phanh được phân làm hai thành phần:
Thành phần hướng kính N (phương đi qua tâm O tạo với trục X – X góc δ, hướng vào tâm) Điểm đặt của N được xác định qua hai thông số: δ và ρ (khoảng cách từ tâm O tới điểm đặt lực N.
Xét 1 phần tử nhỏ trên má phanh có vị trí được xác định bởi góc β và bị giới hạn bởi góc dβ.
Giả thiết má phanh phân bố theo quy luật sin, ta có dN = qmax.sin(β.b.r1).dβ (b: Bề rộng của má phanh)
2 max max sin sin cos sin cos x t y t dN dN q b r d dN dN q b r d
Thành phần tiếp tuyến T (phương vuông góc với N)
Giả thiết: dT = àqmax.sin(β.b.r1).dβ
Ta cú : dT=à.dN (với à là hệ số ma sỏt giữa mỏ phanh và tang trống)
Lực R có điểm đặt trùng với N, phương tạo với N góc φvới tg T
, và khoảng cách từ tâm O tới phương tác dụng của R là r0.
Góc δ cho phép xác định phương của lực N, chưa xác định được điểm đặt, còn
Giá trị của nó được tính bởi công thức
Do momen phanh được tạo bởi lực ma sát T nên gọi khoảng cách từ O đến điểm đặt lực p p
2 cos cos sin 2 cos sin
Trong đó : rT là bán kính tang trống ta có rT 0 (mm) =0,16(m) βt1-Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu cuối tấm ma sát βt2-Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đến đầu trên tấm ma sát βt2 = βt1 + βt0 βt0 - Góc ôm của tấm ma sát.
Với kết cấu cơ cấu phanh đã chọn, sự tác động của cam lên các guốc phanh với chuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đều nhau, do vậy các má phanh trên hai guốc có kích thước bằng nhau
Má trước (’) Má sau (’’) rt (mm) 160
Hình 3.4: Bảng thông số kích thước bố trí cơ cấu phanh
Bán kính r0 xác định theo công thức:
Chọn hệ số ma sỏt giữa mỏ phanh và tang trống là à = 0,3 Với ρt thay vào cụng thức trên ta được
Hình 3.5: Bảng thông số xác định họa đồ lực phanh
3.4 Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh.
Cách xây dựng họa đồ:
Dựng hệ trục X-X và Y-Y (Y-Y đi qua tâm O và tâm chốt phanh).
Xác định và vẽ các lực tác dụng lên guốc phanh trước và sau :
Hình 3.6: Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh trước
Lực P: do cam sinh ra Phương, chiều, đã xác định thông qua thông số a = 120 mm.
Lực R: do trống phanh tác dụng lên má phanh R chia làm 2 thành phần N và T như trên.Điểm đặt của lực R xác định qua lực N dựa vào 2 thông số δ và ρ Phương N đi qua tâm O, hướng vào tâm Dựa vào (δt ρt) ta vẽ được các lực P1; R1 và P2; R2 Kéo dài phương của P1 và R1 cắt nhau tại O1, P2 và R2 cắt nhau tại O2.
Lực U: do chốt phanh tác dụng lên guốc phanh Điểm đặt của U1,2 tại tâm của chốt phanh O’ và O’’ Tại trạng thái cân bằng tổng các lực tác dụng lên guốc phanh bằng 0, tức là phương của ba lực cắt nhau tại một điểm, đó là O1,2 Do đó phương của lực U1,2 đi qua điểm O1,2 Để xác định chiều của U1,2 ta dựa vào họa đồ vecto lực trên mỗi guốc phanh ta dễ dàng suy ra chiều của chúng vì 3 lực này tam ra tam giác lực.
Do cam có biên dạng đối xứng nên khi tác động các má phanh của guốc trước và guốc sau có khoảng cách dịch chuyển bằng nhau Trong khi đó, hai má phanh có kích thước bằng nhau nên biến dạng của chúng cũng bằng nhau và vì vậy, áp suất trên các má phanh cũng sẽ bằng nhau Điều này có nghĩa là các phản lực từ trống phanh tác dụng lên các guốc phanh trước và sau bằng nhau:
Vẽ họa đồ vectơ lực: (i = 1; 2).
Trên các đường thẳng song song với phương của R, dựng các đoạn thằng AiBi R.
Từ Bi dựng đoạn thẳng song song với Ui.
Từ Ai dựng đoạn thẳng song song với Pi.
Từ đây ta có các đa giác lực và xác định được chiều của các lực P, U.
Quan sát họa đồ ta thấy, lực Ti là thành phần gây ra momen phanh trên cơ cấu phanh, do đó ta có thể thiết lập mối quan hệ giữa lực R và momen phanh.
Tỉ lệ xích của họa đồ là: k = 5623,49 300 ,74
3.5 Kiểm tra hiện tượng tự xiết.
Hiện tượng tự xiết là hiện tượng khi má phanh ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động của lực P là lực của cam ép tác dụng vào guốc phanh Khi thiết kế ta tránh không xảy ra hiện tượng tự xiết này vì nó sẽ gây nguy hiểm khi xe chuyển động trên đường, cơ cấu phanh làm việc giật cục, không êm dịu, lái xe không thể kiểm soát được cường độ phanh theo ý muốn.
Trong trường hợp như vậy mô men phanh Mp , đứng về phương diện lý thuyết, thì khi xảy ra hiện tượng tự xiết, mô men phanh tiến tới vô tận.
Kiểm tra hiện tượng tự xiết cho guốc trước Mối quan hệ giữa lực P và mô men phanh theo phương pháp giải tích thì ta có:
a: khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm đặt lực P.
c: khoảng cách giữa trục X và lực tổng hợp U.
Theo công thức trên thì khi mô men phanh tiến tới vô tận thì xảy ra hiện tượng tự xiết và khi đó ta có:
Với hệ số ma sát như trên sẽ xảy hiện tượng tự xiết ta thay số các giá trị đã tính toán ở phần trên vào công thức ta có: δ ’ = 6,56 độ ; ρ’= 183 mm ; c = 120 mm
Ta thấy rằng khi chọn hệ số ma sỏt như trờn (à=0.3) khụng xảy ra hiện tượng tự xiết Vậy với các thông số như trên không xảy ra hiện tượng tự xiết ở guốc trước cơ cấu phanh trước.
Với guốc sau của cơ cấu phanh trước:
'' '' '' " " " cos cos os sin os sin p
Ta thấy " c sin " 0trong mọi trường hợp vì vậy
Nghĩa là đối với guốc sau không bao giờ xảy ra hiện tượng tự xiết
3.6 Xác định chiều rộng má phanh
Ta có áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh: [q]= 1,5 ÷ 2,0 (MN/m 2 ).
Theo biểu thức tính áp suất giới hạn ta có:
3.7 Kiểm nghiệm má phanh. a Công ma sát riêng L.
Ta tiến hành kiểm tra công ma sát riêng tại vận tốc 60 km/h kể từ lúc bắt đầu phanh tới lúc dừng hẳn.
Công ma sát riêng được tính theo công thức:
G : trọng lượng xe khi đầy tải.
V0: Tốc độ của xe khi bắt đầu phanh lấy: V0= Vmax` (km/h) 16,67 (m/s)
F∑ = F1+F2 : diện tích tiếp xúc của các má phanh trên 2 cầu.
Trong đó: - F1 : tổng diện tích má phanh sau
- F1 = ∑β0i.rt.bi (i là số má phanh, có i= 4 má) = 4.1,92.0,16.0,09 = 0,11(m 2 )
- F2 : tổng diện tích má phanh trước
F2 = ∑β0i.rt.bi (i là số má phanh, có i= 4 má)
Vậy tổng diện tích ma sát F= 0,11 + 0,04 = 0,15 (m 2 ).
Thay số vào công thức ta được:
Kết luận: Kích thước má phanh đã chọn đảm bảo công ma sát riêng. b Áp suất trên bề mặt ma sát q. Áp suất trên bề mặt ma sát được tính theo công thức: 2 q
M : Mômen sinh ra của cơ cấu phanh trước của xe khi đầy tải:
F2: tổng diện tích má phanh trước F2 = 0,04( m 2 );
à: hệ số ma sỏt giữa trống phanh với mỏ phanh μ = 0,3;
Thay vào biểu thức trên ta được
Áp suất giới hạn cho phép đối với má phanh là q 1,5 ( MN m / 2 )
Kết luận: Với má phanh đã chọn thì áp suất riêng trên bề mặt ma sát của guốc phanh trước nằm trong giới hạn cho phép. c Tỷ số p.
Tỷ số p là tỷ số giữa khối lượng toàn bộ của ô tô G và tổng diện tích các má phanh F :
Với [p] = (2,5÷3,5) 10 4 (N/m 2 ) đối với ô tô tải.
Kết luận: Vậy, kích thước của má phanh đã chọn thỏa mãn tất cả các điều kiện làm việc của nó.
3.8 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Khi phanh, động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng.Một phần năng lượng nhiệt này làm nóng các cơ cấu, một phần tỏa ra môi trường xung quanh.
Nếu nhiệt lượng làm nóng các cơ cấu lớn có thể dẫn đến làm hỏng các chi tiết của cơ cấu phanh như làm mất tính đàn hồi của lò xo Mặt khác, nhiệt độ cao ở má phanh sẽ ảnh hưởng đến hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh và vì vậy sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng trong quá trình phanh là:
Do khi phanh đột ngột ở thời gian ngắn nên thời gian t nhỏ có nghĩa lượng nhiệt toả ra ngoài không khí là rất nhỏ
Sự tăng nhiệt độ được xác định bằng công thức sau:
v1 : Vận tốc ban đầu khi phanh.
v2 : Vận tốc xe sau khi phanh v2 = 0.
mt : khối lượng của các trống phanh
C: Nhiệt dung của chi tiết nung nóng C = 500(J/kg.độ).
Yêu cầu với vận tốc v1 = 30 (km/h), v2= 0 thì t 0 phải < 15 0
Từ công thức trên ta có :
Trên thực tế tổng khối lượng của các chi tiết bị nung nóng gồm 4 tang trống phanh trước và sau là lớn hơn 35,29 (kg) do vậy với cơ cấu phanh đã chọn đảm bảo sự thoát nhiệt theo yêu cầu.
3.9 Tính bền một số chi tiết trong hệ thống
Xác định các lực tác dụng lên má phanh theo họa đồ lực phanh
Cách xây dựng họa đồ:
Dựng hệ trục X-X và Y-Y (Y-Y đi qua tâm O và tâm chốt phanh).
Xác định và vẽ các lực tác dụng lên guốc phanh trước và sau :
Hình 3.6: Họa đồ lực phanh cơ cấu phanh trước
Lực P: do cam sinh ra Phương, chiều, đã xác định thông qua thông số a = 120 mm.
Lực R: do trống phanh tác dụng lên má phanh R chia làm 2 thành phần N và T như trên.Điểm đặt của lực R xác định qua lực N dựa vào 2 thông số δ và ρ Phương N đi qua tâm O, hướng vào tâm Dựa vào (δt ρt) ta vẽ được các lực P1; R1 và P2; R2 Kéo dài phương của P1 và R1 cắt nhau tại O1, P2 và R2 cắt nhau tại O2.
Lực U: do chốt phanh tác dụng lên guốc phanh Điểm đặt của U1,2 tại tâm của chốt phanh O’ và O’’ Tại trạng thái cân bằng tổng các lực tác dụng lên guốc phanh bằng 0, tức là phương của ba lực cắt nhau tại một điểm, đó là O1,2 Do đó phương của lực U1,2 đi qua điểm O1,2 Để xác định chiều của U1,2 ta dựa vào họa đồ vecto lực trên mỗi guốc phanh ta dễ dàng suy ra chiều của chúng vì 3 lực này tam ra tam giác lực.
Do cam có biên dạng đối xứng nên khi tác động các má phanh của guốc trước và guốc sau có khoảng cách dịch chuyển bằng nhau Trong khi đó, hai má phanh có kích thước bằng nhau nên biến dạng của chúng cũng bằng nhau và vì vậy, áp suất trên các má phanh cũng sẽ bằng nhau Điều này có nghĩa là các phản lực từ trống phanh tác dụng lên các guốc phanh trước và sau bằng nhau:
Vẽ họa đồ vectơ lực: (i = 1; 2).
Trên các đường thẳng song song với phương của R, dựng các đoạn thằng AiBi R.
Từ Bi dựng đoạn thẳng song song với Ui.
Từ Ai dựng đoạn thẳng song song với Pi.
Từ đây ta có các đa giác lực và xác định được chiều của các lực P, U.
Quan sát họa đồ ta thấy, lực Ti là thành phần gây ra momen phanh trên cơ cấu phanh, do đó ta có thể thiết lập mối quan hệ giữa lực R và momen phanh.
Tỉ lệ xích của họa đồ là: k = 5623,49 300 ,74
Kiểm tra hiện tượng tự xiết
Hiện tượng tự xiết là hiện tượng khi má phanh ép sát vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác động của lực P là lực của cam ép tác dụng vào guốc phanh Khi thiết kế ta tránh không xảy ra hiện tượng tự xiết này vì nó sẽ gây nguy hiểm khi xe chuyển động trên đường, cơ cấu phanh làm việc giật cục, không êm dịu, lái xe không thể kiểm soát được cường độ phanh theo ý muốn.
Trong trường hợp như vậy mô men phanh Mp , đứng về phương diện lý thuyết, thì khi xảy ra hiện tượng tự xiết, mô men phanh tiến tới vô tận.
Kiểm tra hiện tượng tự xiết cho guốc trước Mối quan hệ giữa lực P và mô men phanh theo phương pháp giải tích thì ta có:
a: khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm đặt lực P.
c: khoảng cách giữa trục X và lực tổng hợp U.
Theo công thức trên thì khi mô men phanh tiến tới vô tận thì xảy ra hiện tượng tự xiết và khi đó ta có:
Với hệ số ma sát như trên sẽ xảy hiện tượng tự xiết ta thay số các giá trị đã tính toán ở phần trên vào công thức ta có: δ ’ = 6,56 độ ; ρ’= 183 mm ; c = 120 mm
Ta thấy rằng khi chọn hệ số ma sỏt như trờn (à=0.3) khụng xảy ra hiện tượng tự xiết Vậy với các thông số như trên không xảy ra hiện tượng tự xiết ở guốc trước cơ cấu phanh trước.
Với guốc sau của cơ cấu phanh trước:
'' '' '' " " " cos cos os sin os sin p
Ta thấy " c sin " 0trong mọi trường hợp vì vậy
Nghĩa là đối với guốc sau không bao giờ xảy ra hiện tượng tự xiết
Xác định chiều rộng má phanh
Ta có áp suất giới hạn trên bề mặt má phanh: [q]= 1,5 ÷ 2,0 (MN/m 2 ).
Theo biểu thức tính áp suất giới hạn ta có:
Kiểm nghiệm má phanh
Ta tiến hành kiểm tra công ma sát riêng tại vận tốc 60 km/h kể từ lúc bắt đầu phanh tới lúc dừng hẳn.
Công ma sát riêng được tính theo công thức:
G : trọng lượng xe khi đầy tải.
V0: Tốc độ của xe khi bắt đầu phanh lấy: V0= Vmax` (km/h) 16,67 (m/s)
F∑ = F1+F2 : diện tích tiếp xúc của các má phanh trên 2 cầu.
Trong đó: - F1 : tổng diện tích má phanh sau
- F1 = ∑β0i.rt.bi (i là số má phanh, có i= 4 má) = 4.1,92.0,16.0,09 = 0,11(m 2 )
- F2 : tổng diện tích má phanh trước
F2 = ∑β0i.rt.bi (i là số má phanh, có i= 4 má)
Vậy tổng diện tích ma sát F= 0,11 + 0,04 = 0,15 (m 2 ).
Thay số vào công thức ta được:
Kết luận: Kích thước má phanh đã chọn đảm bảo công ma sát riêng. b Áp suất trên bề mặt ma sát q. Áp suất trên bề mặt ma sát được tính theo công thức: 2 q
M : Mômen sinh ra của cơ cấu phanh trước của xe khi đầy tải:
F2: tổng diện tích má phanh trước F2 = 0,04( m 2 );
à: hệ số ma sỏt giữa trống phanh với mỏ phanh μ = 0,3;
Thay vào biểu thức trên ta được
Áp suất giới hạn cho phép đối với má phanh là q 1,5 ( MN m / 2 )
Kết luận: Với má phanh đã chọn thì áp suất riêng trên bề mặt ma sát của guốc phanh trước nằm trong giới hạn cho phép. c Tỷ số p.
Tỷ số p là tỷ số giữa khối lượng toàn bộ của ô tô G và tổng diện tích các má phanh F :
Với [p] = (2,5÷3,5) 10 4 (N/m 2 ) đối với ô tô tải.
Kết luận: Vậy, kích thước của má phanh đã chọn thỏa mãn tất cả các điều kiện làm việc của nó.
Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh
Khi phanh, động năng của ôtô chuyển thành nhiệt năng.Một phần năng lượng nhiệt này làm nóng các cơ cấu, một phần tỏa ra môi trường xung quanh.
Nếu nhiệt lượng làm nóng các cơ cấu lớn có thể dẫn đến làm hỏng các chi tiết của cơ cấu phanh như làm mất tính đàn hồi của lò xo Mặt khác, nhiệt độ cao ở má phanh sẽ ảnh hưởng đến hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh và vì vậy sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả phanh.
Phương trình cân bằng năng lượng trong quá trình phanh là:
Do khi phanh đột ngột ở thời gian ngắn nên thời gian t nhỏ có nghĩa lượng nhiệt toả ra ngoài không khí là rất nhỏ
Sự tăng nhiệt độ được xác định bằng công thức sau:
v1 : Vận tốc ban đầu khi phanh.
v2 : Vận tốc xe sau khi phanh v2 = 0.
mt : khối lượng của các trống phanh
C: Nhiệt dung của chi tiết nung nóng C = 500(J/kg.độ).
Yêu cầu với vận tốc v1 = 30 (km/h), v2= 0 thì t 0 phải < 15 0
Từ công thức trên ta có :
Trên thực tế tổng khối lượng của các chi tiết bị nung nóng gồm 4 tang trống phanh trước và sau là lớn hơn 35,29 (kg) do vậy với cơ cấu phanh đã chọn đảm bảo sự thoát nhiệt theo yêu cầu.
Tính bền một số chi tiết trong hệ thống
Dựa vào trạng thái chịu lực của trống phanh trong quá trình phanh ta thấy trống phanh làm việc gần giống như một ống có thành dày chịu áp suất bên trong Trong quá trình tính toán ta giả thiết rằng áp suất phân bố trên bề mặt trống phanh là không đổi, đồng thời ta đưa thêm vào hệ số an toàn là n = 1,5 trong khi tính toán bền cho trống phanh Áp suất bên trong trống phanh được tính theo công thức:
Theo lý thuyết về ứng suất và biến dạng của ống thành dày chứa áp suất bên trong có áp suất phát sinh trong ống khi chịu lực bên trong là:
Ứng suất pháp tuyến tác dụng lên trống phanh:
Ứng suất tiếp tuyến tác dụng lên trống phanh:
- a’’- Bán kính trong của trống: a’’= 160(mm)
- b’’- Bán kính ngoài của trống: b’’9(mm)
- r - Khoảng cách từ tâm đến điểm cần tính khi r = a’’ thì và đạt giá trị cực đại:
Ứng suất tổng hợp tác dụng lên trống phanh
(N/m 2) Để đảm bảo an toàn ta lấy thêm hệ số an toàn n=1,5
Kết luận: Trống phanh đã chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
3.9.2 Tính bền chốt guốc phanh.
Chốt guốc phanh được tính bền theo chế độ chịu cắt và chèn dập.
- d - Đường kính chốt: chọn d = 24 (mm) = 24.10 -3 (m)
- l - Chiều dài tiếp xúc của chốt với guốc phanh l = 40.10 -3 (m)
- n - Số chốt phanh chịu lực: n = 1.
- U1 - Lực lớn nhất tác dụng lên chốt
< [ cd ]Kết luận: Như vậy chốt phanh đã thỏa mãn cả hai điều kiện cắt và chèn dập
Thiết kế, tính toán hệ thống điều khiển dẫn động phanh
* Thiết kế tính toán bầu phanh trước.
Bầu phanh thường có dạng màng hoặc pittông, áp suất tác dụng lên màng pittông được dịch chuyển thành lực trên ti đẩy tác dụng lên thanh dẫn động trục cam như thể hiện trên sơ đồ tính toán hình 3.1
Hình 3.7: Sơ đồ tính toán lực tác dụng lên thanh đẩy
Xét cân bằng tại cam ép
Phương trình cân bằng lực:
L – cánh tay đòn, chọn theo xe tham khảo: L = 160 mm = 0,160 (m)
T – hiệu suất truyền động của cam T = 0,85
P1 /, P2 / - lực đẩy của cam lên guốc trước và guốc sau.
Từ hoạ đồ lực phanh ta có:
P2 / = 3880,49 N. h – khoảng cách giữa hai lực P1 / và P2 /, chọn theo xe tham khảo: h = 50 mm = 0,05 m.
Thay số vào công thức (*) ta được:
Xét sự cân bằng của màng phanh
Q1 – Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh Q1 = 1000,42 N.
Pj - Áp suất trong của bầu phanh, Pj = 0.7 MN/m 2
D1 - Đường kính hiệu dụng của màng phanh.
1 – Hệ số tính đến độ nạp khí vào bầu phanh, 1 = 1.
2 – Hệ số tính đến tổn hao do ma sát, 2 = 0,95
Plx – Lực ép lò xo, theo kinh nghiệm lấy: Plx = 140 N.
Thay các giá trị trên vào công thức ta có:
Diện tích hiệu dụng của bầu phanh
Diện tích bao kín của bầu phanh: FB = FA / K
K – hệ số dự trữ năng lượng, lấy K = 0,8
Đường kính bao kín của bầu phanh
Kết luận: Bầu phanh trên đảm bảo yêu cầu đặt ra Kiềm tra thấy phù hợp với loại buồng phanh kiểu 24.
3.11 Tính toán van điều khiển.
Lò xo 4 Van cửa xả b® q
Hình 3.8: Sơ đồ tính toán van phân phối
A,B – Khí nén đi ra các cầu D,E – Khí nén từ bình chứa đến.
Lực tác dụng lên piston 2 là lực của người lái xe tác dụng lên bàn đạp Qbđ thông qua hệ thống dẫn động cơ khí.
Qbđ - Lực của người lái tác dụng lên bàn đạp. ibđ - Tỷ số truyền của cơ cấu dẫn động.
Pj - Áp suất khí nén, Pj = 0,7 MN/m 2
C1,C2 - Độ cứng của lò xo 1 và 2.
1,2 - Độ biến dạng của lò xo 1 và 2.
Khi đạp phanh: Pjtăng ; C tăng ; tăng dẫn đến P tăng.
Khi thiết kế, chọn các thông số về đường kính của Piston 2 theo xe tham khảo.
Độ cứng của lò xo 1 và lò xo 2 phải đảm bảo đóng mở dứt khoát tránh các trường hợp đóng mở cưỡng bức khi chưa có lực tác dụng.Tránh các trường hợp cộng hưởng.
Khi thiết kế chọn Plx1 và Plx2theo xe tham khảo:
* Vậy lực tác dụng lên Piston 2 là:
* Tính lực tác dụng lên bàn đạp Qbđ
Trong đó: idđ- Tỷ số truyền dẫn động từ bàn đạp đến Piston 2
Theo xe tham khảo lấy idđ = 8.
– Hiệu suất truyền lực của bàn đạp, = 0,95.
* Kết luận: Các kích thước của buồng trên đảm bảo giá trị lực bàn đạp nằm trong giới hạn cho phép.
Piston 1 được điều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên.
Ta có phương trình cân bằng lực:
Pj S1t = Pj S1d + Plx3 + Plx4 (*) Trong đó:
Pj - Áp suất khí nén , Pj = 0,7 MN/m 2
S1t – Diện tích phần trên của Piston 1.
S1d – Diện tích phần dưới của Piston 1.
Plx3 ,Plx4 – Lực lò xo 3 và 4
Theo xe tham khảo chọn:
Từ Piston 2 ta xác định được kích thước sau của Piston 1
Từ công thức (*) ta có:
Thiết kế tính toán van chấp hành
* Các chế độ làm việc và nguyên lý hoạt động của van chấp hành
-cửa A1 nối với bình chứa khí
-cửa A2 nối với tổng van
-cửa B nối với bầu phanh
-cửa C thông với khí trời
Van II đóng , van II’ mở
Van III mở, van III đóng
Tổng phanh mở cấp khí nén từ bình chứa tới bầu phanh tạo ra lực phanh
+Xảy ra hiên tượng trượt lết :
Van II mở , van II’ đóng
Van III đóng , van III’ mở
Khí nén trong bầu phanh được xả bớt ra ngoài qua của C nhờ van III’ mở.
Van II mở , van II’ đóng
Van III mở , van III’ đóng
Khi khí nén trong bầu phanh xả bớt ra ngoài tới áp suất vừa đủ thì van III mở điều khiển van III’ đóng để giữ áp suất không đổi.
Van II đóng , van II’ mở
Van III mở, van III’ đóng
Khi giữ áp tới 1 khoảng thời gian cần thiết , ECU điều khiển cho van II đóng lại để van II’mở, tăng áp suất khí nén tới bầu phanh để tăng hiệu quả phanh
Cả 3 quá trình trên lặp đi lăp lại nhiều lần trong suốt quá trình phanh cho tới khi hiện tượng trượt lết kết thúc.
+Xáy ra hiện tượng trượt quay:
Hình 3.14: Tiếp tục tăng áp
Van II mở, van II’ đóng
Van III mở, van III đóng
Khí nén được cấp trực tiếp từ bình chứa khí tới bầu phanh nhờ van I’ mở.
Van II mở , van II’ đóng
Van III mở , van III’ đóng
Khi khí nén trong bầu phanh được cấp tới áp suất vừa đủ thì van I mở điều khiển van I’ đóng để giữ áp suất không đổi.
Van II mở , van II’ đóng
Van III đóng , van III’ mở Áp suất được giữ không đổi trong 1 khoảng thời gian vừa đủ sau đó phải xả bớt khí nén trong bầu phanh ra ngoài qua của C nhờ van III’ mở để tăng hiệu quả truyền lực.
Cả 3 chế độ trên hoạt động liên tục trong suốt quá trình phanh cho tói khi hiện tựơng trượt quay kết thúc.
Cả 2 hiện tượng trượt quay và trượt lết , các van I, II và III đều được điều khiển bởi ECU với tín hiệu đầu vào lấy từ các cảm biến tốc độ ở các bánh xe.
Kết cấu van chấp hành
Hình 3.17: Kết cấu van chấp hành
+ Cụm van chống trượt quay:
Hình 3.18: Cụm van chống trượt quay
Bằng các đường dẫn nối 2 cụm van trên như trên sơ đồ kết cấu , ta được cụm van chấp hành có tác dụng trượt lết và chống trượt quay
Tính toán tiết diện của Van điện từ
Trong quá trình làm việc, lượng khí nén ra vào bầu phanh sau là liên tục theo quá trình điều khiển, vì vậy trong mỗi lần thực hiện một lệnh điều khiển hệ thống phải đảm bảo lượng khí được cung cấp đến bầu phanh phải đủ để thực hiện quá trình phanh.
Ta có diện tích hiệu dụng của bầu phanh cơ cấu phanh sau khi đã tính đến hệ số tích lũy năng lượng là :
(lấy từ chương 3 : tính toán bầu phanh)
Thể tích khí tiêu hao ở 1 bầu phanh sau trong mỗi lần phanh là:
Trong đó : Độ dịch chuyển màng Ss = 19,5mm được chọn từ xe tham khảo. Áp suất khí nén của hệ thống : Pj=0,7 MN/mm 2
Tần số điều khiển đóng mở khi thực hiện đóng mở van điện từ của hệ thống ABS là : fs 7 Hz
Suy ra: thời gian đóng mở một lần ngắn nhất của van điện từ là : ts= 1/21 s.
Lưu lượng khí nén đi qua lỗ thông khí nhỏ nhất của van trong một lần đóng mở là :
Q= Vp/ts=0,25/(1/21)=5,25 (l/s) Lưu lượng khí nén đi qua van phụ thuộc vào độ chênh áp trước và sau van và tiết diện của van.
Q f S p Ở trường hợp , khi áp suất ở sau cơ cấu chấp hành bằng không là khi đó độ chênh áp giữa trước và sau cơ cấu chấp hành là lớn nhất : 0,7 MN/mm2 v v
Thiết kế chọn ds=3 mm là đảm bảo đủ yêu cầu.
Tính toán lực từ cuộn dây trong van chấp hành
Xác định lực hút điện từ : x
Plx : Lực lò xo hồi vị chọn lò xo có độ cứng để thỏa mãn x
F 5ma a : gia tốc trung bình của van Để đảm bảo tần số đóng mở của van trong thời gian ngắn nhất là 1/21 s với quãng dịch chuyển của van là 1,5 mm
Vận tốc trung bình đạt được là : vv=1,5.211,5 mm/s
Gia tốc trung bình đạt được là : a=vv/t1,5.21f1,5 mm/s 2 = 0,66 m/s 2 a=0,66 m/s 2 m : khối lượng lõi solenoid (kg) : m V
: Khối lượng riêng của lõi van điện từ = 7800 (kg/m 3 )
V : Thể tích của lõi van (m 3 )
V d h d : đường kính ngoài ống từ thông d = 9.10 -3 (m) h : chiều dài lõi van h = 20.10 -3 (m)
3,14.9 10 20.10 7800 9,92.10 ( ) 9,92( ) m 4 kg g Độ cứng của lò xo chọn là: Clx=(1/5.9,92.10 -3 0,66)/(1,5.10 -3 )=0,873 N/m
S : Tiết diện của loi van điện từ (m 2 )
Nếu bỏ qua từ thông tản, ta có biểu thức tính từ dẫn ở khe hở không khí, đạo hàm từ dẫn và suất từ dẫn rò ta có : o
o : Hệ số từ thẩm vật liệu từ Với không khí o = 4 10 -7 (H/m)
Suất từ động (I.w) của cuộn dây được tính theo công thức :
o : Hệ số từ thẩm vật liệu từ Với không khí o = 4 10 -7 (H/m)
D : Đường kính ngoài cuộn dây D = 21.10 -3 (m) d : Đường kính lõi van điện từ d = 9.10 -3 (m)
Mặt khác ta lại có :
Trong đó : q : tiết diện dây quấn (m 2 )
(I.w) : Suất từ động của cuộn dây (Iw) = 4405 (A.v)
: Điện trở suất của đồng = 2,2.10 -8 ( m )
U : Hiệu điện thế nguồn U = 12 (V) ltb : Chiều dài trung bình của một vòng dây tb 2 l D d
D : Đường kính ngoài cuộn dây D = 21.10 -3 (m) d : Đường kính ngoài ống từ thông d = 9.10 -3 (m)
Tính cả khe hở không khí thì đường kính dây được tính là : ddq= 0,7+0,05=0,75 (mm)
Số vòng cuộn dây w được xác định theo công thức :
(I.w) : Suất từ động của cuộn dây (Iw) = 4405 (A) q : tiết diện dây quấn lúc này là
(mm 2 )=0,44.10 -6 (m 2 ) j : Mật độ dòng điện trong dây quấn ở chế độ làm việc dài hạn j = 1,5 4(A/mm 2 )
Chương 4 QUÁ TRÌNH BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH
4.1 Những hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh và cách sửa chữa
Hư hỏng Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
1 Phanh không ăn hoặc không ổn định
-Khi phanh xe không dừng theo yêu cầu của người lái và bàn đạp phanh chạm sàn, phanh không có hiệu lực
-Cơ cấu phanh: Cam tác động, má phanh và tang trống mòn nhiều, điều chỉnh sai khe hở hoặc dính dầu mỡ
- Áp suất trong bầu phanh không đủ, bộ điều chỉnh áp suất không làm việc, bầu phanh không kín, đường ống dẫn khí bị hở
- Van của máy nén hở, xéc măng mòn
- Vòng bi moay ơ bị lỏng
- Thay má phanh mới hoặc tán lại má phanh
- vệ sinh lại cho sạch các chi tiết của cơ cấu phanh
- Điều chỉnh lại khe hở cho đúng khoảng cho phép
- Hiệu chỉnh hoặc thay thế vòng bi
2 Khi phanh xe có tiếng kêu ồn khác thường ở cơ cấu phanh
-Đạp phanh càng mạnh tiếng ồn càng tăng
Bàn đạp phanh và ty đẩy cong, mòn lỏng các chốt xoay
- má phanh mòn quá, bị chai cứng, lò xo trong guốc phanh bị gãy
- Trống phanh bị mòn hoặc biến dạng
- thay lò xo, má phanh mới
- Sửa chữa hoặc thay thế trống phanh
3 Phanh bó cứng Khi xe vận hành -Lò xo hồi vị guốc - Thay lò xo mới hoặc sau khi thôi phanh, không tác dụng lực vào bàn đạp phanh và cần phanh tay, nhưng xe vận hành cảm thấy có sự cản trở lớn phanh yếu hoặc gãy hỏng, làm cho má phanh luôn tiếp xúc với tang trống hoặc điều chỉnh sai khe hở má phanh
- Má phanh bị tróc ra khỏi quốc phanh
- Cam tác động kẹt hỏng không hồi vị về vị trí thôi phanh
- Điều chỉnh lại khe hở
4 Khi phanh xe, xe bị kéo lệch về 1 bên
- Khi phanh xe bị kéo lệch về 1 bên hay bị lệch đuôi
- Áp suất lốp và độ mòn của 2 bánh xe phải và trái không giống nhau
- Má phanh dính dầu, mỡ hoặc khe hở má phanh và tang trống của 2 bánh xe trái và phải khác nhau
- Guốc phanh bị kẹt về 1 bên của xe
-Vệ sinh sạch cơ cấu phanh
- Điều chỉnh lại khe hở của 2 má phanh
5 Phanh bị giật -Lò xo kéo các guốc phanh bị gãy, khe hở má phanh và trống phanh không đúng quy định nhỏ quá
- Bàn đạp không có hành trình tự do,không có khe hở giữa má phanh và tang trống
4.2.1 Khi xe chưa nổ máy
Khi xe ô tô không chuyển động và chưa nổ máy thì ta cần kiểm tra hệ thống an toàn, ta cần kiểm tra xem các ống nối và các đường ống có kín khít hay không và khi mà các khớp nối bằng ống nối bị dò rỉ thì sẽ gây cho áp suất trong hệ thống bị giảm và kéo theo hiệu quả phanh bị giảm sút gây nguy hiểm cho người và xe.
Khi kiểm tra ta quan sát các đường ống trong phần dẫn động bằng khí nén, kiểm tra các phớt làm kín.
Trước hết ta cần kiểm tra áp suất khí trong hệ thống bằng cách quan sát đồng hồ áp suất trên buồng lái (táplô), trên đồng hồ chỉ áp suất khí nén cho phép xe chạy vào khoảng 5,2-5,4 KG/m trở lên Đồng thời khi muốn cho xe chạy cần đạp thử phanh xem độ làm việc của bàn đạp phanh và thử xem lực phanh trên bàn đạp bằng cảm giác nếu mà bàn đạp phanh không có cảm giác thì chứng tỏ dẫn động bị trục trặc và khi mà hành trình tự do của bàn đạp phanh lớn thì cần chỉnh lại hành trình tự do nếu để hành trình tự do lớn quá 180mm thì làm giảm quá trình tác dụng phanh do đó gây nguy hiểm cho người và xe đồng thời khi mà cảm giác hành trình tự do nhỏ hơn 120mm thì làm cho hệ thống phanh làm việc bị đột ngột và xe bị giật Khi kiểm tra phanh chính cần kiểm tra phanh tay hơn nữa trong quá trình thử phanh không được cho xe chạy quá tốc độ 10-15km/h.
4.2.3 Khi xe đang chạy trên đường
Khi xe đang hoạt động trên đường thì người lái cần thường xuyên chú ý đến đồng hồ báo áp suất hơi trong hệ thống Khi quan sát thấy có hiện tượng sụt áp suất trong hệ thống phanh cần dừng xe lại để kiểm tra và sử lý kịp thời, khi hoạt động nếu phanh xe cảm giác khó ăn hơn và má phanh bị dính dầu, nước thì cần dà phanh để đảm bảo khả năng tin cậy khi phanh.
Kiểm tra độ kín khít của phần dẫn động khí nén được tiến hành khi áp suất khí nén định mức (7-7,5 KG/m) của các thiết bị được cung cấp khí nén đã bị ngắt (ngừng cung cấp khí nén) và mát nén khí ngừng làm việc Độ kín khít của dẫn động khí nén được đảm bảo nếu độ giảm áp suất khí nén trong hệ thống sau 30 phút không quá 0,5 KG/ m Chỗ rò rỉ nhiều khí nén xác định theo tiếng rò còng chỗ rò ít thì được xác định bằng nước xà phòng.
4.3 Quy trình bảo dưỡng sửa chữa
Hình 4.1 Quy trình tháo cơ cấu phanh tang trống.
Bước 1 : Tháo lốp xe bằng cách tháo bulong liên kết giữa bánh xe và trống phanh. Khi tháo lốp trước kéo phanh tay và chèn các lốp sau bằng vật chặn bánh xe.Ngoài ra khi cần tháo lốp sau,chèn chặt lốp bên trái và phải đằng trước lái với các vật chặn bánh xe.Chú ý chiều loại đai ốc để xác định đúng chiều vặn chặt hay tháo lỏng.
Trước khi tháo có thể bôi mỡ vào các bộ phận moay ơ bánh nơi tiếp xúc với may ơ khi tháo để quá trình tháo được dễ dàng.
Bước 2 : Tháo trống phanh cùng với moay ơ bánh xe và các vòng bi moay ơ bánh xe -Tháo trống phanh:
+Tháo 2 bulong định vị của trống rồi bê trống ra ngoài.Nếu trống chưa ra được,vặn các bulong định vị vào các lỗ tháo trống
+Kiểm tra các dấu ăn khớp ở trống phanh và moay ơ bánh xe
Bước 3: Tháo lò xo phản hồi của bánh trước,bánh sau dùng dụng cụ chuyên dụng Móc, dụng cụ kéo lò xo lại.
Bước 4 : Tháo guốc phanh ra thay thế hoặc bảo dưỡng lại.
Quy trình lắp ngược lại so với quy trình tháo.
Kiểm tra sự mài mòn của má phanh.
Kiểm tra theo định kì sự mài mòn của má phanh và khe hở giữa má phanh và tang trống tùy thuộc vào điều kiện sử dụng Nếu sử dụng phanh nhiều thì khoảng thời gian kiểm tra càng ngắn.
-Tháo các nút cao su trong bánh xe để kiểm tra.
-Kết cấu gờ giới hạn làm việc của má phanh dọc theo chiều dài của má phanh.Kiểm tra gờ giới hạn làm việc của má phanh đã mòn hết hay chưa.
Hình 4.2 Kiểm tra sự mài mòn Độ dày của má phanh: Độ dày của má phanh : 15.5 mm Giới hạn phải thay mới: 5.5 mm Sau khi kiểm tra lắp các nút cao su vào chỗ cũ cho chắc chắn.
Quy trình xả Air trong hệ thống phanh.
Nếu trong đường ống dầu có không khí ,thì hệ thống sẽ bị trục trặc và cần phải xả không khí mỗi khi dầu trong bình chứa xuống quá thấp hoặc ống dầu đã được tháo ra.Việc xả không khí trong hệ thống cần sự kết hợp của 2 người:
+Kéo phanh tay khi xả không khí.
+Nổ máy khi xả không khí để tránh làm hỏng phớt ty đẩy ,cần đỗ xe nơi thoáng khí.
+Đổ dầu tới mức quy định khi xả khí.
+Xả khí bắt đầu từ bánh sau xa nhất xo với tổng phanh
1 Đổ dầu vào bình chứa.Tránh làm vãi dầu phanh ra bề mặt sơn
Chú ý:Khi bổ sung hoặc thay dầu phanh tránh để các vật lạ rơi vào.Nếu màng cao su ở nắp đổ dầu bị dãn ra thì nên đặt lại đúng vị trí của nó và vặn chặt.
2.Nối ống nhựa vào vít xả khí ở xylanh bánh xe và đầu ống kia đưa vào bình nhựa trong suốt.
3.Đạp vài lần và giữ nguyên bàn đạp phanh Nới vít xả khí để xả bọt khí.Xiết chặt vít xả khí trước khi áp suất sụt xuống hoàn toàn.
4.Lặp lại bước 3 cho tới khi hết toàn bộ bọt khí.Xiết chặt vít xả khí.
5.Lặp lại bước 4 đối với những bánh xe còn lại Xả khí bắt đầu từ bánh xe xa nhất so với tổng phanh.
Hư hỏng và kiểm tra Hình ảnh Sửa chữa
Hư hỏng chính của guốc phanh là vênh, nứt và mòn lắp chốt lệch tâm.
Kiểm tra: dùng thước cặp đo độ mòn của lỗ so với tiêu chuẩn kỹ thuật dùng kính phóng đại để quan sát các vết nứt bên ngoài guốc phanh.
Guốc phanh bị mòn lỗ lắp chốt lệch tâm và nứt có thể hàn đắp gia công lại. Chốt mòn có thể hàn đắp sau đó gia công lại kích thước ban đầu.
Lò xo gãy, yếu phải thay đúng loại.
Hư hỏng:nứt mòn bề mặt trống phanh.