khảo sát hệ thống phanh khí nén trên xe tải renault v.i

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh la.Phanh làm việc: Phanh này là phanh

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa và hành khách Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ô tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đời sống kinh tế - xã hội con người.

Trong chương trình đào tạo kỹ sư nghành động lực thì đồ án tốt nghiệp là không thể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần phải hoàn thành,

để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô Và trong quá trình học tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát tính toán thiết kế một bộ phận, một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọng hơn hết Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sự vận dụng

lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý; nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật.

Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng cao được năng suất vận chuyển Nên hệ thống phanh

ô tô cần thiết bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh được để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ:” KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I ”.

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn và thời gian khống chế, thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này sẽ không tránh những thiếu sót

Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, các thầy giáo bộ môn động lực đã hết sức tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài của mình.

Đà Nẵng, ngày 04 tháng 09 năm 2006

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN XUÂN HẢI

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống phanh nói riêng ngày được hoàn thiện hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn

Trên ô tô hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng Vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn, nguy hiểm xảy ra khi vận hành, nhờ điều khiển quá trình phanh làm chủ được tốc độ, nhanh, chậm và dừng hẳn khi cần thiết

Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, ngiên cứu về

hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Bên cạnh đó cần phải khẳng định một ý nghĩa tương đối trong thực tiễn, hiện tại, chẳng hạn như là: Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người

sử dung có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chống phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô

Vì vậy em chọn đề tài “ KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN

XE TẢI RENAULT V.I ”

Hệ thống phanh xe RENAULT V.I Là hệ thống phanh khí nén dùng cho xe tải

cở lớn Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh

khí nén của xe tải RENAULT V.I.

Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm

sử dụng và bảo dưỡng hệ thống phanh một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn cho người và tài sản

2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.

2.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:

Nó đảm bảo cho ô tô, máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc

Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe

2.1.2.Yêu cầu.

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

Làm việc bền vững, tin cậy

Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hoá

Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh

Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện

sử dụng

Có khả năng thoát nhiệt tốt

Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh la.

Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân

Phanh dự trữ: Dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính hỏng.Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chổ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên gọi là phanh tay

Ngoài ra còn có phanh chậm dần: Trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách- lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi,thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để

Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc

Để giảm dần tốc độ của ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập.Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường

Để có hiệu quả phanh cao:

Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng

Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe cói trọng lượng toàn

bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính

là Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như Lực phanh hay thời gian phanh

Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng 2-1, 2-2 và 2-3

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như Nguồn gốc và chủng loại ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra

Bảng 2-1 : Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh ( của hệ thống phanh chính ) cho phép ô tô lưu hành trên đường- Do Bộ giao thông Vận tải Việt Nam quy định năm 1995

1 Ô tô du lịch và các loại ô tô khác

2 Ô tô vận tải trọng lượng toàn bộ 8

tấn và ô tô khách có chiều dài toàn

3 Ô tô vận tải hoặc đoàn ô tô có

trọng lượng toàn bộ > 8 tấn và ô tô

khách có chiều dài toàn bộ > 7,5 m 11 4,2

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 2-1 trên được cho ứng với chế độ thử:

Vận tốc bắt đầu phanh là 30 [ Km/h ] ( 8,33 [ m/s ] ).

Do yêu cầu về tốc độ ô tô ngày càng tăng, cho nên có xu hướng tăng vận tốc thử phanh để cho phép lưu hành trên đường Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguy hiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có những bãi thử chuyên dùng Vì thế ở nước ta vẫn đang áp dụng tốc độ thử phanh là 30 [ Km/h ]

Số liệu cho ở bảng 2-1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm cho phép ô

tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động Đối với các cơ sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn

Bảng 2-2 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )Stt Chủng loại ô tô Tốc độ

trước khi phanh Vo[Km/h]

Lực tác dụng lên bàn đạp Pbđ [ N ] ( )

Dạng thử

Quãng đường phanh

Sp [ m ] ( )

Gia tốc chậm dần

ổn định

Jp [ m/g ] ( )

43,254,057,5

7,05,45,0

25,832,334,3

7,05,34,9

3 Ô tô buýt với trọng

lượng toàn bộ > 5 tấn 60 700

OIII

32,140,142,7

6,04,54,1

4 Ô tô tải với trọng

lượng toàn bộ < 3,5

tấn

OIII

44,856,059,6

5,54,13,8

6 Ô tô tải với trọng

OIII

17,221,522,9

5,54,03,67

Đoàn ô tô với tải

trọng toàn bộ từ 3,5

tấn 12 tấn

OIII

26,533,135,2

5,54,03,78

Đoàn ô tô với trọng

lượng toàn bộ > 12

tấn

OIII

18,423,024,5

5,53,93,6 Bảng 2-3 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ

( tiêu chuẩn Liên Xô cũ )Stt Chủng loại ô tô Tốc độ

trước khi thử

Vo [Km/h]

Lực tác dụng lên bàn đạp Pbđ [ N ]

( )

Quãng đường phanh

Sp [ m ] ( )

Gia tốc chậm dần

ổn định

Jp [ m/s2 ] ( )

5 Ô tô tải với trọng

Thử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh

đã làm việc nóng lên Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:

Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên

Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh

Thử " II ": Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô tô, máy kéo chuyển động xuống dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện các chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [ m/s2 ] đối với ô tô khách và 2,8 [ m/s2 ] đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra Khi thử ( theo cả hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc ) phanh dừng cần phải giữ được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô - máy kéo, khi chuyển động xuống các dốc dài 6 [ Km ], độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 302 [ Km/h ] ( 8,330,6 [ m/s ]), mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc của ô tô, máy kéo thường đạt khoảng 0,62,0 [ m/s2 ].

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô, máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chính sau:

Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất

Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: Các bánh xe trước trượt trước sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển Các bánh xe sau trượt trước sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô, máy kéo hiện đại, người ta sử dụng các

bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe ( Antilook Braking System - ABS )

Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của chúng Giá trị quy định của chúng được cho dưới bảng 2-4

Bảng 2- 4 : Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )Phương pháp điều

và phanh dừng

Du lịchVận tải và khách

500700

150180Bằng tay đòn Dự trữ và dừng Du lịch

Vận tải và khách

400600

160220

2.1.3 Phân loại.

Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh

Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực, phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lực

Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra:

Phanh đĩa: Theo số lượng đĩa quay còn chia ra :Một đĩa quay và nhiều đĩa quay Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng và phanh không cân bằng

Phanh dãi

(a) (b) (c)

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.

a- Phanh trống- Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dảiTheo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực (phanh dầu), phanh khí nén (phanh hơi), phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau)

Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ở một số ô tô trước đây Nhược điểm của loại phanh này là đối với phanh chân, lực tác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều khiển nặng nề, nên hiện nay ít sử dụng Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn và hổ trợ cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trên ô tô

Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ô tô du lịch và xe

ô tô tải trọng nhỏ

Phanh truyền động bằng khí nén thì được dùng trên ô tô tải trọng lớn và ô tô hành khách Ngoài ra nó còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình có động cơ diesel cũng như trên các ô tô kéo đoàn xe

Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đoàn ô tô, ô tô kéo nhiều rơmoóc

Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô có tải trọng lớn và rất lớn

2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ

Để đảm bảo được nhiệm vụ của một hệ thống phanh, bất kỳ một hệ thống phanh nào cũng có hai thành phần kết cấu chính sau

- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản

2.2.1 Cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh là một bộ phận trực tiếp tạo ra lực phanh cũng chính là lực cản, trong quá trình phanh khi ô tô chuyển động, động năng của ô tô sẽ được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường

Cơ cấu phanh trên ô tô chủ yếu làm việc theo nguyên lý ma sát Do vậy kết cấu của nó gồm có hai phần chính: cơ cấu ép và phần tử ma sát Bên cạnh đó còn có thêm các phần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa má phanh và trống phanh của loại phanh trống - guốc, bộ phận xả khí của phanh dẫn động thủy lực

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - Guốc, Đĩa hay Dải Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt

Kết cấu cơ cấu phanh trên ô tô có đặc trưng tùy thuộc bởi vị trí đặt nó ở bánh xe hoặc ở truyền lực, bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến phanh

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại trống - guốc và gần đây sử dụng nhiều loại đĩa ở các bánh xe trước

2.2.1.1 Loại trống - guốc

a Thành phần cấu tạo:

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:

+ Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe

+ Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh)

+ Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và định vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh

+ Cơ cấu ép: Khi phanh cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ

ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra lực ma sát để phanh bánh xe lại

+ Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,20,4)mm để cho phanh nhả được hoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng, Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu

để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.

Có hai phương pháp để điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động

b Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá

Hình 2.2 Các sơ đồ phanh trống guốc.

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (hình 2.2) Các sơ đồ này khác nhau ở chổ

+ Dạng và số lượng cơ cấu ép

+ Số bậc tự do của các guốc phanh

+ Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép và

do vậy khác nhau ở:

- Hiệu quả làm việc

- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

- Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe

- Mức độ phức tạp của kết cấu

Hình 2.3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụng.

a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xylanh thủy lực; c- Hai xylanh ép, guốc phanh

một bậc tự do; d- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhấtlà các

sơ đồ trên hình 2.3a và 2.3b Tức là sơ đồ với guốc phanh một bậc tự do, quay quanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó đến các sơ đồ 2.3c

và 2.3d

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là: Tính thuận nghịch (đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh do

nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động của ôtô- máy kéo

Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên cụm ổ trục bánh xe

Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tích của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (hay còn gọi một cách quy ước là mômen của lực dẫn động).

Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 2.3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn giản hóa nhờ các giả thiết sau:

+ Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu

+ Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòng cung của má phanh trên bán kính r

Từ sơ đồ ta thấy rằng:+ Lực ma sát tác dụng lên guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe) có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động ép guốc phanh vào trống phanh, nên các guốc này gọi là guốc tự siết

+ Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc này được gọi là guốc tự tách Hiện tượng tự siết, tự tách này là một đặc điểm đặt trưng của cơ cấu phanh trống- guốc

Sơ đồ hình 2.3a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc

và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp

Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thì P1< P2 Đây là cơ cấu vừa thuận nghịch vừa cân bằng Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp cho các ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn

Sơ đồ trên hình 2.3b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai guốc bằng nhau P1 = P2 = P Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N1 > N2 và Mp1 > Mp2 Cũng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn guốc sau, làm cho các guốc mòn không đều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xylanh ép

có đường kính làm việc khác nhau: Phía trước tự siết có đường kính nhỏ hơn

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng Nó

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ hình 2.3a:

Khq = Mp/(P1+ P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy lực hình 2.3b sẽ là 116% 122%, khi có cùng kích thước chính và hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh: f = 0,30 0,33

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh với hai xylanh làm việc riêng rẽ Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết (hình.2.3c) Hiệu quả phanh trong trường hợp này có thể tăng được 1,6 1,8 lần so với cách bố trí bình thường Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết Ppt > Pps trong khi nhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước Vì thế nó thường được

sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ

Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng

cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 2.3d Các guốc phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố định Cơ cấu ép gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh Với kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp

Hình 2.4 Các cơ cấu phanh tự cường hoá.

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh

tự cường hóa Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma

sát giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép, tăng hiệu quả phanh cho má kia

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể đạt đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép Nhưng mômen phanh kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được

sử dụng Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các guốc có điểm quay cố định, cùng phía Trường hợp cần thiết thì dùng thêm các bộ trợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh

2.2.1.2 Loại đĩa.

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch

Phanh đĩa có các loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay và vòng ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay ghép hai kim loại khác nhau

θ 2fN

a)

b)

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa

Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau:

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ít phải điều chỉnh.

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ (0,050,15)mm nên rất nhạy, giảm được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá trị của chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng của kết cấu Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩa quay

Tuy vậy phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ôxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước

- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng để kết hợp làm phanh dừng

Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định nên hiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần Tuy vậy khi phanh thường dễ bị giật, không êm.

Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì hiệu quả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết

Hình 2.6 Sơ đồ các loại phanh dải.

a- Phanh dải đơn giản không tự siết; b- Phanh dải tự siết một chiều;

c- Phanh dải loại kép; d- Phanh dải loại bơi

Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết, nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay

Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề mặt ma sát phân bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụng lên trục lớn

2.2.2 Dẫn động phanh.

Các loại dẫn động phanh:

Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điều khiển cơ cấu phanh

lực và khí nén Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu suất thấp (=0,40,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Nên đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: thủy lực

và khí nén

Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như hành trình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở mômen phanh cần sinh ra và các thông số dẫn động phanh

Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ô tô vận tải

có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xylanh phanh chính, bộ trợ lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe

Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ô tô vận tải có tải trọng cỡ trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, bình chứa, van phân phối, bầu phanh

Các sơ đồ phân dòng chính:

Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít

là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn được ô tô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nay phổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 2.7 Để phân chia các dòng có thể sử dung bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi lanh chính kép hay bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Mức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 2.7a) Đây là sơ đồ phân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước

Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảm

bảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó Tuy vậy khi dùng sơ đồ b và d, lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái ( dùng cánh tay đòn âm).

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng củng phức tạp nhất

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp và hành trình của nó

- Thời gian chậm tác dung khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2s

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối thiểu là 50%

- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại

Hình 2.7 Các sơ đồ phân dòng

2.2.2.1 Dẫn động thủy lực.

a Ưu, nhược điểm:

Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫn động chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh

- Hiệu suất cao

- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp

- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực:

- Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực

để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp

- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động

và mômen phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

b Các loại và sơ đồ dẫn động:

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:

- Dẫn động tác động trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực tác dụng người lái

- Dẫn động tác động gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên cơ cấu phanh là áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực

Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng trên bàn đạp phanh 6, piston 4 trong xylanh chính 5 sẽ dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do

đó áp suất trong khoang B cũng tăng theo Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống dẫn 2 và 8 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh

Hình 2.8 Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp.

1,7- Xylanh bánh xe; 3,4- Piston trong xylanh chính;

2,8- Đường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5- Xylanh chính; 6- Bàn đạp phanh

Dẫn động tác động gián tiếp:

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe có động cơ xăng cao tốc

Hiện nay, bộ trợ lực chân không có nhiều dạng và sơ đồ kết cấu khác nhau Tuy vậy tất cả chúng đều có chung một nguyên lý làm việc và luôn luôn phải có ba phần

tử kết cấu chính là:

- Buồng hay xylanh sinh lực: Để tạo lực tác dụng lên dẫn động

- Cơ cấu tỷ lệ: Để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp, hành trình bàn đạp và lực phanh.

- Các van chân không và không khí

1

2 Sc

3

P b

B A

Sp

2 5

Hình 2.9 Dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.

1,3- Đường ống dẫn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh bánh xe; 4- Đường nạp động cơ; 5,9- Van chân không; 6- Lọc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy; 10- Vòng cao

su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng (hoặc piston) trợ lực; 12- Bầu trợ lực chân không.Tùy thuộc vào cách bố trí và lắp đặt cơ cấu tỷ lệ, buồng sinh lực và xylanh chính, các bộ trợ lực chân không có thể chia thành ba nhóm chính:

- Nhóm 1: Các bộ trợ lực mà cơ cấu tỷ lệ có dạng đòn và không có liên hệ trực tiếp với hệ thống thủy lực dẫn động phanh

- Nhóm 2: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí riêng rẽ

- Nhóm 3: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí đồng trục chung trong một kết cấu

Nguyên lý làm việc:

- Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston (hoặc màng)11 Van chân không 5, làm nhiệm vụ nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9, làm nhiệm vụ cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi đạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.

- Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh van chân không 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm van chân không 5 đóng lại, cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A Độ chênh lệch

áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước

so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức

là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm pistôn hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại

- Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô

du lịch và tải nhỏ

Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:

Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ, thường được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho người lái

Bộ trợ lực phanh loại khí nén có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải

- Cơ cấu tỷ lệ: Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

- Van nạp: Cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạp phanh

- Van xả: Cho khí nén trong dòng dẫn động thoát ra ngoài khí quyển khi nhả phanh

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền đồng thời lên các cần của xylanh chính 6 và của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển mở đường nối khoang A của xylanh lực với bình chứa khí nén 4 Khí nén từ bình chứa 4 sẽ đi

vào khoang A tác dụng lên piston của xylanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép các piston trong xylanh chính 6 dịch chuyển, đưa dầu đến các xylanh bánh xe Khi đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lực khí nén cân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóng luôn đường khí nén từ bình chứa đến khoang A duy trí một áp suất không đổi trong hệ thống, tương ứng với lực tác dụng và dịch chuyển của bàn đạp Nếu muốn tăng áp suất lên nữa thì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào Như vậy cụm van

3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh

Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:

Bơm thủy lực: Là nguồn cung cấp chất lỏng cao áp cho dẫn động Trong dẫn động phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như bánh răng, cánh gạt, pistôn hướng trục Bơm thủy lực cho tăng áp suất làm việc, cho phép tăng độ nhạy, giảm kích thước và khối lượng của hệ thống Nhưng đồng thời, yêu cầu về làm kín về chất lượng đường ống cũng cao hơn

Bộ tích năng thủy lực: Để đảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thống trong trường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế độ phanh ngặt Bên cạnh bơm thủy lực cần phải có các bộ tích năng, có nhiệm vụ tích trữ năng lượng khi hệ thống không làm việc và giải phóng nó, cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần thiết

Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và các bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xylanh chính 2

Hình 2.11 Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.

1- Bàn đạp; 2- Xylanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xylanh bánh xe; 7- Bộ tích năng; 8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle; 9- Bơm tích năng; 10- Van an toàn; 11- Bơm

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và

4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xylanh bánh xe 5

và 6 Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho

hệ thống khỏi bị quá tải

2.2.2.2 Dẫn động khí nén.

Hệ thống phanh khí nén là hệ thống phanh trong đó sử dụng năng lượng của dòng khí nén để tạo ra momen phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe Lực đạp phanh của người lái ở đây đóng vai trò lực điều khiển để đóng mở van phân phối khí nén chính của hệ thống Do đó, lực đạp phanh có thể không lớn nhưng vẫn tạo được momen phanh lớn trên các bánh xe Vì vậy, hệ thống phanh loại này thường được

sử dụng trên các ô tô có khối lượng lớn

Các hệ thống phanh khí nén thông thường có áp suất khí nén nhỏ hơn 0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp Ngày nay còn sử dụng hệ thống phanh khí nén áp suất cao, có áp suất khí nén cho phép lên tới 1,3MN/m2 Sử dụng hệ thống phanh có áp suất công tác cao sẽ làm tăng hiệu quả phanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chung của các cụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều

Các thành phần chính của dẫn động phanh khí nén gồm có: máy nén khí để cung

cấp nguồn khí nén, các bình chứa khí nén để dự trữ và ổn định áp suất công tác trong hệ thống, van phân phối chính, van an toàn và các van khác Ngoài ra, do thường sử dụng trên các ô tô vận tải nên trong dẫn động phanh khí nén còn có các cụm van để điều khiển và dẫn động phanh ra rơ moóc.

a Ưu nhược điểm:

Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể làm việc dược, tuy hiệu quả phanh giảm)

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như: phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

Tuy vậy dẫn động khí nén cũng có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 1015 lần Nên kích thước và khối lượng của dẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

b Các sơ đồ dẫn động chính:

Dẫn động phanh khí nén có ba sơ đồ điển hình, tương ứng với ba trường hợp là:

- Xe ôtô đơn không kéo moóc dẫn động

- Xe kéo moóc dẫn động

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường

Dẫn động phanh trên ôtô đơn:

Hình 2.12 Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc.

1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất; 4- Bộ lắng lọc tách ẩm; 5- Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén; 7,9- Các bầu phanh xe kéo; 8- Tổng van phân phối

mở thông các bầu phanh với khí quyển

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thông các

bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9 tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

xo hồi vị

- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện theo

sơ đồ một đường hoặc hai đường

Dẫn động phanh rơ moóc một đường:

Hình 2.13 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc một đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nối

ống giữa xe kéo và rơmoóc; 14- Đường nối giữa xe kéo và rơmoóc trong dẫn động

một đường; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc; 18- Van điều khiển phanh rơmoóc.

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ làm việc như đã mô tả trên Đồng thời, không khí nén từ tổng van phân phối đi đến van 18, điều khiển nó cắt đường nối từ bình chứa11 với đường ống 14, và nối thông đường ống 14 với khí quyển Không khí nén trong đường ống 14 thoát ra ngoài, dưới tác dụng của độ chênh áp giữa bình chứa 16 và đường ống 14, van phân phối rơmoóc 15 sẽ làm việc, đóng đường thông giữa các bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc

để phanh rơmoóc lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

xo hồi vị

- Quá trình phanh ứng với quá trình giảm áp suất trong đường ống nối giữa xe kéo và rơmoóc (xả khí nén ra ngoài)

- Trong trường hợp rơmoóc bị tuột khỏi xe kéo, thì khí nén từ đường nối 14 cũng

bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh Nhờ đó rơmoóc sẽ được tự động phanh lại, đảm bảo tránh các sự cố giao thông nguy hiểm

- Khi phanh, bình chứa của rơmoóc không được cung cấp khí nén

Dẫn động phanh rơmoóc hai đường:

Hình 2.14 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc hai đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nối ống giữa xe kéo và rơmoóc; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc; 19- Đường ống dẫn khí điều khiển; 20- Đường ống dẫn khí cung cấp; 21-

Van điều khiển phanh rơmoóc.

Nguyên lý làm việc:

- Xe kéo và rơmoóc được nối với nhau bằng hai đường ống Một đường là

đường cung cấp 20 và một đường là đường điều khiển 19

- Qua đường cung cấp, khí nén từ bình chứa 11 của xe kéo thường xuyên được nạp vào bình chứa 16 của rơmoóc

- Ở trạng thái nhả phanh: đường điều khiển 19 được nối với khí quyển qua van điều khiển 21.

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ làm việc như đã mô tả trên Đồng thời, không khí nén sẽ từ tổng van phân phối đi đến van 12, điều khiển nó cắt đường nối giữa đường ống 19 với khí quyển và cho khí nén đi vào 19 Lúc này, do độ chênh áp giữa đường cung cấp 20 và đường điều khiển 19 thay đổi, van phân phối 15 của rơmoóc sẽ làm việc, đóng đường thông các bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc để phanh rơmoóc lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

Trong các dẫn động này, chức năng điều khiển được thực hiện bởi phần điện có

độ nhạy cao, còn chức năng sinh lực do phần khí nén đảm nhận

Trong những năm gần đây trên các ô tô và đoàn xe kéo moóc, sử dụng rộng rãi các bộ vi xử lý để thực hiện các thao tác tính toán và xử lý khác nhau Sử dụng các

bộ vi xử lý như vậy trong dẫn động điện khí nén cho phép tạo được các dẫn động có

độ nhạy, tính đồng bộ và chính xác rất cao

2.2.3 Phanh dừng và hệ thống phanh phụ.

2.2.3.1 Phanh dừng.

Để đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính (phanh chân) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanh dừng

để hãm ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng mà không bị trôi tự do, đồng thời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết

Cơ cấu phanh dừng có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩa hoặc dãi

Hệ thống phanh dừng có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đó được đặt trên trục

ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu chủ động và dẫn động phanh là loại cơ khí Loại phanh dừng này còn là phanh truyền lực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực Phanh truyền lực có thể là loại phanh đĩa hoặc phanh dãi

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh dừng làm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính Lúc đó cơ cấu phanh được đặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường là loại

cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực

3 GIỚI THIỆU VỂ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT.

Xe tải RENAULT V.I được sản xuất tại Pháp Đây là loại ô tô tải, có thùng hàng

tự đổ Nó có nhiều ưu điểm và được đưa vào sử dụng rộng rãi Các đặc tính kỹ thuật của xe, thiết bị an toàn khi chạy xe, thao tác vận hành đảm bảo được yêu cầu cao về vận tải ô tô trên thế giới Xe tải RENAULT V.I trên là loại ô tô có 3 cầu, cầu trước dẫn hướng, hai cầu sau chủ động, công thức bánh xe là 6x4, tải trọng toàn bộ xe là

- Động cơ diesel 4 kỳ, dùng xupap treo bố trí trên 1 hàng

- Số lượng xi lanh: 6 được bố trí thẳng hàng, dung tích 11,1 lít, 350 mã lực

- Công suất lớn nhất 225 KW ở 1800 Vg/ph

- Mô men xoắn cao 1750 Nm ở 1300 Vg/ph

- Thứ tự làm việc của các xi lanh:1-5-3-6-2-4

- Lọc khí động cơ loại kép đảm bảo hiệu quả cao lọc bụi không khí, không yêu cầu nhiên liệu chất lượng cao Lọc thô nhiên liệu chuẩn, lọc khí có độ giự trữ lọc sạch lớn, mức khí nạp cho động cơ lớn

- Thân xi lanh làm bằng gang, có các ống lót ướt để tháo, ngoài ống lót còn có các áo nước để làm mát

- Nắp xi lanh: nắp bố trí theo thân động cơ, làm bằng hợp kim nhôm

- Piston: trên đỉnh piston có khoét lõm để tạo buồng cháy dạng , trên thân piston

có bố trí 4 secmăng trong đó 3 secmăng khí và 1 secmăng dầu

- Chốt piston được chế tạo bằng thép

- Trục khuỷu: được chế tạo bằng thép Trên trục khuỷu có bố trí các đối trọng Trong trục khuỷu có chứa các đường dầu bôi trơn để dẩn dầu đi bôi trơn các khuỷu

và cổ trục khuỷu

- Thanh truyền: làm bằng thép, tiết diện ngang có dạng chử I Trong thân thanh truyền có đường dầu để dẫn dầu từ cổ khuỷu đi lên bôi trơn chốt khuỷu Đầu nhỏ thanh truyền có bạc lót bằng đồng thanh

- Bánh đà có dạng hình chậu, vật liệu chế tạo bằng gang Trên bánh đà có vành răng bằng thép để truyền động từ bộ khởi động sang động cơ để khởi động động cơ

Bộ tản nhiệt: để làm mát dầu nhờn sau khi dầu nhờn đi bôi trơn và làm mát các

bề mặt ma sát Bộ tản nhiệt dạng ống, làm mát bằng không khí được lắp trước bộ tản nhiệt dùng nước Dầu sau khi được làm mát được trở lại cacte động cơ

3.1.1.2 Hệ thống làm mát.

Dùng chất lỏng (nước) để làm mát động cơ Người ta sử dụng phương pháp làm mát tuần hoàn cưởng bức một vòng kín Nước từ két nước được bơm nước hút vào động cơ để làm mát Nước sau khi đi làm mát động cơ được đưa trở lại két nước để làm mát

- Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang

- Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm

- Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két để làm mát nước.

3.1.1.3 Hệ thống nhiên liệu.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại cưỡng bức nhờ bơm nhiên liệu để chuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp

- Thùng nhiên liệu có dung tích 400 lít

- Bơm cao áp có 6 tổ bơm đặt thẳng hàng và được dẫn động từ trục cam của động cơ Trên bơm cao áp có đặt bộ điều tốc để hạn chế khi động cơ vượt tốc

- Có 6 vòi đặt trên nắp máy của động cơ

3.1.2 Hệ thống thiết bị điện.

Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 24 V

Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra được lắp ở bên trong, phía trước lái xe Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai và đèn gầm, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thống không đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc

3.1.3 Hệ thống truyền lực.

3.1.3.1 Ly hợp.

Ly hợp loại một đĩa ma sát khô

Đĩa ma sát có đường kính trong là 250 mm và đường kính ngoài 430 mm

Đĩa ép làm bằng gang, có 12 lò xo trụ bố trí xung quanh để ép đĩa tỳ sát vào đĩa

ma sát

Dẫn động thủy lực được trợ lực bằng khí nén

3.1.3.2 Hộp số.

Hộp số xe Renault Kerax có 8 số tiến và 1 số lùi

Tỷ số truyền của các tay số:

- Tỷ số truyền số 1 : 11,54 Tỷ số truyền số 2 : 8,137 Tỷ số truyền số 3 : 5,737

- Tỷ số truyền số 4 : 4,046 Tỷ số truyền số 5 : 2,853 Tỷ số truyền số 6 : 2,011

- Tỷ số truyền số 7 : 1,418 Tỷ số truyền số 8 : 1 Tỷ số truyền số lùi :13,85

- Khả năng leo dốc đến 68 % và khả năng khởi hành trên dóc tới 41%

Gồm một cầu trước và hai cầu sau :

Cầu trước là cầu bị động, làm bằng thép, được dập theo dạng tiết diện chử I, ở các đầu mút của dầm có các lổ để ghép dầm với cam quay bằng chốt chuyển hướng Dầm cầu trước được nối với khung xe qua các lá nhíp của hệ thống treo phía trước.Hai cầu sau là cầu chủ động, Giảm tốc kép cho cầu chủ động

Cầu trước trọng tải 8000 kg

Cầu sau trọng tải 26800 kg

Vi sai giữa các cầu và giữa các bánh xe

Tỉ số truyền cặp bánh răng côn xoắn 17/37

Lốp bánh xe tải Renault Kerax có loại như sau:

Kiểu lốp : 12,00 R 20

Đường kính mayơ bánh xe: DM = 22,5 inch

- Áp suất cho phép trong lốp khi chạy trên đường cứng:

Bánh trước : 8,5 (kg/cm2)

Bánh sau: 8,4 (kg/cm2)

Bánh dự trữ có áp suất: 8,4 (kg/cm2)

3.1.4 Hệ thống treo.

- Hệ thống treo phía trước tăng cứng dạng e líp, có 8 lá nhíp

- Hệ thống treo phía sau tăng cứng dạng e líp, có 9 lá nhíp

Có biên dạng hình chử nhật, không có nhíp phu Nhíp được bắt chặt vào gầm cầu bằng 2 bulông hình chữ U Trong phần trước của nhíp có các tai nhíp tháo được, trong lổ của tai nhíp có ép các ống lót Mút sau của nhíp được bắt di động trên khung xe bằng liên kết bản lề

3.1.5 Hệ thống lái.

Cơ cấu lái trên xe tải Renault Kerax là loại liên hợp: Trục vít - êcu bi -thanh răng - cung răng, có bộ trợ lực lái bằng thuỷ lực Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp các đăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái và trợ lực lái được bố trí chung thành một cụm, cơ cấu lái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng Bơm dầu trợ lực lái là bơm cánh gạt tác dụng kép,

số cánh gạt là 10 cánh, trên thân bơm có bố trí van an toàn

3.1.6 Hệ thống phanh.

Xe tải Renault Kerax được trang bị các loại hệ thống phanh chính, hệ thống phanh dừng, phanh phụ trợ Cơ cấu phanh bánh xe kiểu tang trống, có hai má phanh với đầu cố định cùng phía Dẫn động hệ thống phanh chính bằng khí nén, có hai đường phanh riêng biệt cho các cơ cấu phanh Khi đỗ, ôtô được phanh nhờ cơ cấu phanh các bánh trứơc và sau dưới tác dụng của lực lò xo trong các bầu phanh Cơ cấu phanh phụ trợ được đặt ở đường ống xả Phanh phụ trợ hoạt động theo nguyên