tổng quan về hệ thông phanh

chơng I Tổng quan về hệ thống phanh I/ Công dụng phân loại yêu cầu 1./ Công dụng. Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển dộng của Ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng đợc trên đờng có độ dốc nhất định, chất lợng của hệ thống phanh có ảnh hởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô. Hệ thống hãm ôtô sẽ đảm boả cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh đợc những tai nạn xẩy ra trên đờng. 2./ Phân loại. - phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay. - Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh ma chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ở trục truyền động (sau hộp số). - Phân theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa. - Phân theo phơng thức dẫn động có: dẫn động phanh bằng cơ khí, chất lỏngl, khí nén, hoặc liên hợp. 3./ Yêu cầu. Hệ thống phanh la một bộ phân quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng "an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây. +./ Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trờng hợp đó là. - Quãng đờng phanh ngắn - Thời gian phanh ít nhất. - Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh. +./ Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh. +./ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cờng độ lao động của ngời lái. +./ Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trờng hợp nguy hiểm. +./ Đảm bảo việc phân bố Mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với mọi cờng độ. +./ Cơ cấu phanh không có hiện tợng tự xiết. +./ Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt. +./ Có hệ số ma sát cao và ổn định. +./ Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh. +./ Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao. +./ Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dỡng. II./ Kết cấu của hệ thống phanh. Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanh chính thờng là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụ thờng là phanh tay, phanh tay thờng đợc bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh chính và phụ là bảo đảm cho độ an toàn ôtô khi chuyển động và khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh. 1./ Cơ cấu phanh. Cơ cấu phanh có nghĩa vụ toạ ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ôtô. Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các gốc phanh bố trí bên trong đợc sử dụng rộng rãi. Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo yêu cầu sau, nh Mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (nh tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trờng) 1.1. Cơ cấu phanh guốc. 1.1.1. Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau. Hình 1: Cơ cấu phanh bánh trớc xe GAZ-53A 1: Cam lệch tâm 2: Chốt có vòng đệm lệch tâm Với các bố trí nh vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thi Momen ma sát ở trên guốc phanh trớc lớn hơn của guốc phanh sau. Sở dĩ nh vậy là vì Mômen ma sát ở trên guốc phanh trớc có xu hớng cờng hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xu hớng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tợng ngợc lại. Cơ cấu phanh này đợc gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cờng độ hao mòn của tấm ma sát trớc lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều. Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát, khi sửa chữa có thể thay thế cùng một lúc, ngời ta làm tấm ma sát trớc dài hơn tấm sau. Kết cấu. Của loại cơ cấu phanh này ở (hình 1) khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định. 1.1.2. Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển gốc nh nhau. Hình 2: Kết cấu phanh xe ZIL-131 1: Cam quay 4: Trống phanh 2: Lò xo 5: Chốt lệch tâm 6: Bầu phanh Cơ cấu phanh này (hình 2) có Mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau. Trị số Mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cờng độ ma sát ở các tấm ma sát nh nhau và đợc gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở (hình 2) do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dị chuyển góc nh nhau. Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trục vít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của Cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định. 1.1.3. Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau. Hình 3: Kết cấu phanh xe UAZ-452 1: Xy lanh 3: Cam lệch tâm 2: ốc xả khí 4: ốc xả khí 5: Chốt cố định Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cờng độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh nh nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và chốt lệch tâm. 1.1.4. Cơ cấu phanh loại bơi. Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên dầu trên và đầu dới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát nên các guốc phanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston một lực và đảy ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với ph- ơng án kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau. (Sơ đồ cơ cấu phanh này ở hình 4). Hình 4: Sơ đồ và kết cấu phanh hơi 1: Xi lanh phanh 2: Lò xo 1.1.5. Cơ cấu phanh tự cờng hoá. Hình 5: Cơ cấu phanh xe GAZ 1: Lò xo 3: Lò xo 2: Xi lanh 4: ốc điều chỉnh Theo kết cấu thì guốc phanh sau đợc tỳ vào chốt cố định và bản thân guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trớc. Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trớc thông qua chốt kỳ trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phơng ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trớc có thể xác định đợc lực tác dụng lên guốc trớc. Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ lớn hơn guốc phanh trớc rất nhiều, khi xe lùi Mômen phanh Mp sẽ giảm đi nhiều. Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trớc nên tấm ma sát gốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trớc. Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này. 1.2. Cơ cấu phanh loại đĩa. Hình 6: Cơ cấu phanh đĩa bánh trớc Xe VAZ-2101 Phanh đĩa ngày càng đợc sử dụng nhiều trên ôtô, có hai loại phanh đĩa: Loại đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều u điểm so với phanh guốc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều hơn nên ít phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn, mômen phanh khi tiến cũng nh khi lùi đều nh nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm đợc thời gian tác dụng phanh. Nhợc điểm của cơ cấu phanh đĩa là khó giữ đợc sạch trên các bề mặt ma sát. Trên hình 6, là kết cấu phanh đĩa loại hở, đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm ma sát 2 và 5 khi phanh, áp lực dầu trong các xi lanh 3 và 6 tăng lên, đẩy các piston 4 và 7 ép tấm ma sát vào đĩa. 1.3. Phanh dừng (phanh tay). Hinh 7: Phanh tay kiểu tang trống 1: Má phanh 7: Vành rẻ quat. 2: Tang trống 8: Ti 3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dới 9: Cần 4:Trục thứ cấp hộp số 10: Răng rẻ quạt 5: Lò xo hồi vị 11: Tay hãm 6: Trục quả đào 12: Tay kéo phanh Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh hay lắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí. Hình 7 là hình vẽ của cơ cấu phanh dừng kiểu tăng trống đợc lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp số phanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí và điều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo. 2/ Dẫn động phanh. 2.1. Dẫn động cơ khí. Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp. Dẫn động cơ khí ít khi đợc dùng để điều khiển đồng thời nhiều cơ cấu phanh vì nó. Khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không nh nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng. Hình 8: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp. 1:Tay phanh 5:Trục 8,9:Dây cáp dẫn động phanh 2;Thanh dẫn 6:Thanh kéo 10:Giá 3:Con lăn dây cáp 7:Thanh cân bằng 11,13:Mâm phanh 4:Dây cáp 12:Xilanh phanh bánh xe Nguyên lý làm việc. Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 đợc truyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn động đến các guốc phanh, vị trí của cần phanh tay 1 đợc định vị bằng cá hãm trên thanh răng 2. * Ưu điểm của dẫn đông phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài. * Nhợc điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lực không cao, thời gian phanh lớn. 2.2. Phanh dẫn động thuỷ lực. Dẫn động phanh thuỷ lực đợc áp dụng rộng rãi trên hệ thống phanh chính của các loại ô tô du lịch, trên ô tô vận tải nhỏ và trung bình. Dẫn động phanh là một hệ thống cá chi tiết truyền lực tác dụng trên bàn đạp đến cơ cấu phanh làm cho các guốc phanh bung ra nhằm thực hiện quá trình phanh, ở phanh dầu chất lỏng đợc sử dụng để truyền dẫn lực tác dụng nêu trên. Đặc điểm quan trọng của dẫn động phanh dầu là các bánh xe đợc phanh cùng một lúc vì áp suất trong đờng ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào các trống phanh. Dẫn động phanh dầu có các u điểm sau. - Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế. - Có hiệu suất cao. - Độ nhậy tốt. - Kết cấu đơn giản. - Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh. Nhợc điểm: - Không thể tạo đợc tỷ số truyền lớn, vì thế phanh đầu không có cờng hoá chỉ dùng ô tô có trọng ợng toàn bộ nhỏ. - Lực tác dụng lên bàn đạp lớn. - Đối với dẫn động phanh1 dòng khi có chỗ nào bị ròi (chảy dầu) thì tất cả hệ thống phanh đều không làm việc, để khắc phục khuyết điểm này ngời ta dùng loại dẫn động hai dòng, loại này cơ u điểm là khi 1 dòng bị hỏng thì dòng còn lại vẫn làm việc bình thờng tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm, đảm bảo an toàn khi chuyển động. * Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng. 1 2 3 4 Hinh 9: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng 1: Bàn đạp 3: Đờng ống dẫn [...]... của đĩa phanh là Rng = 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh Rtr = 85 mm II.2.1.2 Xác định kích thớc má phanh + Má phanh có dạng nh hình vẽ Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R2 = 145 mm Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khi thực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩa phanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh Do đĩa phanh có... giao thông Thiết kế các bộ trợ lực cho hệ thống lái, ly hợp Hệ thống phanh cũng là cần thiết Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực đợc thực hiện theo nhiều phơng án - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không Dới đây xin giới thiệu bộ trợ lực chân không Tác dụng: Để giảm nhẹ lực của ngời lái Yêu cầu: Khi hỏng cờng hoá thì hệ thống phanh. .. 6: Phanh tay 7: Khoá điều khiển phanh rơ moóc 8: Van tách 9: Đầu nối 10: Đồng hồ áp suất 11: Tổng van phanh 12: Xy lanh khí nén 13: Cơ cấu xy lanh piston bánh xe 14: Đầu nối phân nhánh 15: Xy lanh cung cấp nhiên liệu 16: Bàn đạp phanh * Nguyên lý làm việc: Khi phanh ngời lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh 16 để mở van phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua tổng van phanh. .. phanh đứng yên, khi thực hiện qúa trình phanh thì má phanh ép vào đĩa phanh để giảm vận tốc của đĩa phanh, khi đó có sự trợt giữa má phanh và đĩa phanh Do đĩa phanh có hình tròn nên vận tốc trợt ở mép trong của má phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài của má phanh, do vậy phía trong của má phanh sẽ ít mòn hơn phía ngoài của má phanh Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài và... ống tới đầu phanh 4 để tiến hành phanh Khi thả bàn đạp, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa bình chứa khí nén với đờng ống dẫn và mở đờng ống của bầu phanh thông với không khí bên ngoài, khí nén thoát ra ngoài và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh * Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung - Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo đợc lực phanh lớn - Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển... việc quan trọng nhất là đạt đợc hiệu quả phanh nh mong muốn Với lốp có bán kính lắp vành là r = 203,2 mm ta chọn bán kính ngoài của đĩa phanh là Rng = 150 mm; bán kính trong của đĩa phanh Rtr = 87 mm II.2.2.2 Xác định kích thớc má phanh + Má phanh có dạng nh hình vẽ Ta chọn kích thớc ngoài của má phanh R2 = 145 mm Trong quá trình xe chạy đĩa phanh quay còn má phanh đứng yên, khi thực hiện qúa trình phanh. .. hoá chân không-thuỷ lực dùng trên xe Gát 66, Gát 53 A 1: Bầu bộ trợ lực phanh 3: Màng ngăn bộ trợ lực phanh 5: Lò xo của màng 7: Màng của tổng van phanh 9: Nắp của thân 11: Lò xo của tổng van phanh 13: Van chuyển 2: Đĩa màng ngăn 4: Cơ cấu đẩy của piston 6: Van chân không 8: Van không khí 10: Tổng van phanh 12: Piston của tổng van phanh 14: Xy lanh thuỷ lực phụ Hình 16: Sơ đồ nguyên lý làm việc 1: Bầu... phanh nhỏ hơn vận tốc trợt ở mép ngoài của má phanh, do vậy phía trong của má phanh sẽ ít mòn hơn phía ngoài của má phanh Sự chênh lệch về tốc độ mài mòn càng lớn nếu các bán kính ngoài và trong của má chênh lệch nhau càng lớn Do vậy ta chọn bán kính trong của má phanh R1 = 95 mm Ngoài ra má phanh còn phải có diện tích sao cho sự phân bố áp lực lên má phanh nhỏ đảm bảo cho độ bền, tuổi thọ của má phanh. .. Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực - Kết hợp đợc nhiều u điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén, khắc phục đợc những nhợc điểm của từng loại khi làm việc độc lập * Nhợc điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực - Kích thớc của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dỡng sửa chữa - Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng... động phanh khí nén có thể là một dòng hoặc 2 dòng * Dẫn động phanh khí nén 1 dòng: Hình 13: Sơ đồ cấu tạo của phanh hơi 1: Máy nén khí 4: Bầu phanh 2: Bình chứa 5: ống dẫn hơi 3: Van phân phối 6: Bàn đạp phanh 7: Đồng hồ kiểm tra áp suất Nguyên lý: Khi phanh ngời lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua dẫn động tổng van 3 mở cho khí nén từ bình chứa khí nén 2 theo đờng ống tới đầu phanh 4 để tiến hành phanh