Khảo sát hệ thống phanh trên xe KIA - RHINO 5 tấn.DOC

Trong đó bao gồm cả cơ cấu phanh, dẫn động phanhthuỷ lực và dùng trợ lực chân không được sử dụng trên xe KIA - RHINO - 5 TẤN mà kết cấu rất đa dạng, phức tạp.Nên nhằm mục đích cho sinh v

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tếquốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn về hàng hóa vàhành khách Nên ô tô trở thành một trong những phươngtiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa và hànhkhách, được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đờisống kinh tế - xã hội con người

Để trở thành một người Kỹ sư nghành Động lực thìmỗi sinh viên phải hoàn thành Đồ án tốt nghiệp Trong quátrình học tập, sinh viên tích lũy kiến thức và đến khi làmĐồ án tốt nghiệp thì chúng ta vận dụng lý thuyết cơ bảnvào thực tế sao cho hợp lý; nghĩa là lúc này sinh viên đãđược làm việc của một cán bộ kỹ thuật

Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nóđảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao Nên hệ thốngphanh ô tô cần thiết bảo đảm : bền vững, tin cậy, phanh

êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điềuchỉnh lực phanh được để tăng tính an toàn cho ô tô khivận hành

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này Tôi được giaonhiệm vụ:“ KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIA -RHINO - 5 tấn“ Là loại xe chuyên chở hàng hóa và rất phùhợp với thị trường của nước ta

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do thời gian, kiến thức vàkinh nghiệm thực tế có hạn nên trong quá trình làm đồán sẽ không tránh những thiếu sót Tôi rất mong các thầygóp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của tôi hoàn thiệnhơn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầygiáo duyệt đề tài, các thầy giáo bộ môn Động lực đãhết sức tận tình giúp đỡ hướng dẫn tôi hoàn thành tốtnội dung đề tài đồ án của mình

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 1năm 2003

Người thựchiện

TRẦN CHÁNH

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI :

Trên ô tô, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệtquan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn với tốcđộ Trong đó bao gồm cả cơ cấu phanh, dẫn động phanhthuỷ lực và dùng trợ lực chân không được sử dụng trên

xe KIA - RHINO - 5 TẤN mà kết cấu rất đa dạng, phức tạp.Nên nhằm mục đích cho sinh viên hiểu rõ được kết cấucủa các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chi tiết cụ thểtrong hệ thống phanh Để cho sinh viên nắm vững đượcnguyên lý hoạt động của cụm chi tiết chính và của cả hệthống phanh Từ đó, người sinh viên, cán bộ kỹ thuật cóthể xác định được kết quả các thông số kết cấu của hệthống phanh thông qua từ phương pháp tính toán hệ thốngphanh Đồng thời, được nghiên cứu sâu những vấn đềchưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa cao củamột số chi tiết, từ cơ sở cơ bản mà phân tích đề xuấtkhắc phục cải tiến phù hợp

Bên cạnh đó, còn cần phải khẳng định một ý nghĩatương đối trong thực tiễn hiện tại, chẳng hạn như là :Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sảnxuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo Giúp chongười cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý,có thể phát huy tối đa năng lực hoạt động của ô tô trongđiều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người sử dụng có

sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sựthuận lợi trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô Và đội ngũcông nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chóng phát hiện,tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng vàbiện pháp khắc phục, sửa chữa hư hỏng của hệ thốngphanh ô tô.

Vì vậy, tôi chọn đề tài "KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANHTRÊN XE KIA -RHINO 5 tấn " là hệ thống phanh mà xe KIA -RHINO 5 TẤN đang sử dụng Dưới sự hướng dẫn tậntình của thầy LÊ VĂN TỤY và các Thầy, Cô giáo trong bộmôn

2.GIỚI THIỆU TỔNG THỂ CỦA XE KIA - RHINO 5 TẤN

Xe KIA - RHINO 5 TẤN là loại xe ôtô tải được sản xuấttại Hàn Quốc Do nền kinh tế của nước ta ngày càng pháttriển nên điều kiện vận chuyển hàng hóa rất cần thiếtcho việc trao đổi hàng hóa nên xe KIA - RHINO được nhậpkhẩu sang Việt Nam là loại xe chuyên chở hàng hóa nó rấtphù hợp với thị trường của Việt Nam

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của xe KIA - RHINO

7 Trọng lượng bản

thân + Phân bố lêncầu trước

+ Phân bố lêncầu sau

kgkgkg

443526501785

8 Trọng lượng toàn

bộ + Phân bố lên cầutrước

+ Phân bố lên cầusau

kgkgkg

963039505680

15 Dung tích động cơ cc 6728

16 Thùng nhiên liệu lít 100

Hình 2.1 : Sơ đồ tổng thể của xe KIA - RHINO 5 tấn

2.2 GIỚI THIỆU ĐỘNG CƠ

- Ký hiệu về động cơ : K6

- Động cơ Diezel , 4 kỳ, 6 xilanh

- Thứ tự nổ: 1-5-3-6-2-4

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của động cơ

4 Số vòng quay ứng với mômen

- Góc xoay cực đại là 90º

2.3 Hệ thống treo

- Là hệ thống treo phụ thuộc với phần tử đàn hồi làloại nhíp lá và có ống giảm chấn.

- Hệ thống treo trước : nhíp đơn, đặt đối xứng trêndầm cầu thuộc loại nhíp nửa elíp và có hai giảmchấn loại ống

+Số lá nhíp : 14

+Khoảng cách hai quang nhíp : 90 (mm)

- Hệ thống treo sau : nhíp đơn, đặt đối xứng trên dầmcầu thuộc loại nhíp nửa elíp và có hai giảm chấnloại ống

+Số lá nhíp : 18

+Khoảng cách hai quang nhíp : 110 (mm)

2.4 Hệ thống truyền lực

Hệ thống truyền lực làm nhiệm vụ truyền mômenquay từ động cơ đến bánh xe đảm bảo thắng lực cảntổng trọng của đường và lực cản gió, thực hiện quátrình chuyển động của xe

Truyền lực chính kiểu đơn bánh răng Hypoid một cấp.Có tác dụng thay đổi mômen xoắn từ trục khuỷu củađộng cơ đến trục cac đăng

Truyền động qua 2 trục cac đăng, 3 khớp nối chữ thậpcó lắp giá đỡ đệm cao su, vòng bi trung gian có khả năngtrượt dọc

Bộ giảm tốc chính gồm bánh răng hai vòng xoắn kiểugiảm tốc đơn Vỏ cầu đúc bằng gang có ống bán trục

2.5 LY HỢP

Ly hợp ma sát đĩa khô điều khiển bằng dầu, làm nhiệmvụ truyền mômen từ động cơ đến hộp số hoặc chuyểnđộng quay này một cách nhanh chóng và êm dịu lúc sangsố

Đường kính ngoài của đĩa ma sát : 300 mm

Đường kính trong của đĩa ma sát : 190 mm

- Phanh chậm dần : Phanh bằng cách đóng đường xả củađộng cơ, làm cản trở chuyển động của ôtô

3 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô

TÔ :

3.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI :

3.1.1 Công dụng :

Hệ thống phanh ô tô được dùng để giảm tốc độ của

ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốcđộ cần thiết nào đó, nghĩa là điều khiển tốc độ ô tô theochiều giảm Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụgiữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốcnghiêng hoặc trên các mặt đường ngang với thời gian khônghạn chế Với các máy kéo xích, hệ thống phanh còn phốihợp với bộ phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụđiều khiển và quay vòng máy kéo

Đối với ô tô, hệ thống phanh là hệ thống đặc biệtquan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô - máy kéo chuyển động

an toàn trong mọi chế độ làm việc và nhờ đó mới có thểphát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năngsuất vận chuyển của xe

3.1.2 Yêu cầu :

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

Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh.

-Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cầnthiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ

Giữ cho ô tô - máy kéo đứng yên khi cần thiếttrong thời gian không hạn chế

Làm việc bền vững, tin cậy

Có hiệu quả phanh cao trong mọi vhế độ làmviệc

Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, antoàn cho hành khách và hàng hóa

Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xedịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh caovà ổn định trong mọi điều kiện sử dụng

Có khả năng thoát nhiệt tốt

Phanh làm việc : Phanh này là phanh chính, đượcsử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyểnđộng, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còngọi là phanh chân

Phanh dự trữ : Dùng để phanh ô tô - máy kéo trongtrường hợp phanh chính bị hỏng

Phanh dừng : Còn gọi là phanh phụ Dùng đểgiữ ô tô - máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khikhông làm việc Phanh này thường được điều khiển bằngtay nên gọi là phanh tay

Phanh chậm dần : Trên các ô tô - máy kéo tải trọng lớnnhư xe tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xekhách có trọng lượng toàn lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm

việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển độngxuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tư là phanhchậm dần Phanh chậm dần được dùng để phanh liêntục, giữ cho tốc độ ô tô - máy kéo không tăng quá giới hạncho phép khi xuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của

ô tô - máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh dùng trên có thể có bộ phận chung vàkiểm nghiệm chức năng của nhau Nhưng phải có ít nhấtlà hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập

Một đĩa quayNhiều đĩa quay + Phanh dãi

Theo đặc điểm hình thức dẫn động, truyền độngphanh thì chia ra :

+ Phanh cơ khí + Phanh thủy lực ( phanh dầu )+ Phanh khí nén ( phanh hơi )

+ Phanh điện từ+ Phanh liên hợp

3.2 CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanhphải có hai phần kết cấu chính sau :

- Cơ cấu phanh : Là bộ phận trực tiếp tạo ra lựccản Trong quá trình phanh động năng của ôtô máy kéođược biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ramôi trường bên ngoài

- Dẫn động phanh : Để điều khiển cơ cấu phanh

3.2.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cảnvà làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu của cơ cấuphanh bao giờ cũng có hai phân chính là : Các phần tử masát và cơ cấu ép

Ngoài ra cơ cấu phanh còn có một số bộ phận khácnhư : Bộ phận điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt masát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy lực

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng :Trống - Guốc, đĩa hay dải Mỗi dạng có một đặc điểmriêng biệt

3.2.1.1 Loại trống - guốc

a Thành phần cấu tạo

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biếnnhất Cấu tạo gồm :

- Trống phanh : Là một trống quay hình trụ gắn vớimoayơ 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 dầmcầu, là nơi lắp đặt và định vị hầu hết các bộ phận kháccủa cơ cấu phanh

- Cơ cấu ép : Khi phanh, cơ cấu ép do người lái điềukhiển thông qua dẫn động, sẽ ép các bề mặt ma sát củaguốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ralực ma sát phanh bánh xe lại

- Bộ phận điều chỉnh khe hở : Khi nhả phanh, giữatrống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tốithiểu nào đó, khoảng : 0,20,4 mm để cho phanh nhả đượchoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị màimòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chấtlỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khí nén,tăng thời gian chậm tác dụng Để tránh những hậu quảxấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa máphanh và trống phanh

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

b Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơcấu phanh 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

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, đượcsử dụng thông dụng nhất là các sơ đồ trên hình 3.1a vàhình 3.1b Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự

do, quay quanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơcấu ép Sau đó đến các sơ đồ trên hình 3.1c và 3.1d

Hình 3.1 : Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tácdụng

a - Eïp bằng cam ; b - Eïp bằng xylanh thủy lực ; c - Hai xylanhép, guốc

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

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài cácchỉ tiêu chung, người ta sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưngcho 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 phanhmà giá trị mômen phanh do nó tạo ra không phụ thuộc vàochiều quay của trống, tức là chiều chuyển động của ôtômáy kéo

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

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

Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 3.1 là sơđồ biểu diển đã được đơn giản hóa nhờ các giả thiếtsau :

- Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kínhngang của cơ cấu

- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của cáclực ma sát (fN) đặt ở giữa vòng cung của má phanh trênbán kính rt

Từ sơ đồ ta thấy rằng :

Lực ma sát tác dụng lên guốc trước ( tính theo chiềuchuyển động của xe) có xu hướng phụ thêm với lực dẫnđộng ép guốc phanh vào trống phanh, nên các guốc nàygọi là guốc tự siết.

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

Sơ đồ hình 3.1a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng camđối xứng Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn luônbằng nhau Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc vàmômen 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 Đâylà cơ cấu vừa thuận nghịch vừa cân bằng Nó thườngđược sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp chocác ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn

Sơ đồ trên hình 3.1b dùng cơ cấu ép thủy lực, nênlực dẫn động của hai guốc bằng nhau : P1 = P2 = P Tuyvậy 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 củaguốc trước lớn hơn guốc sau, làm cho các guốc mòn khôngđều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấuđôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơnhoặc 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 nghichnhưng không cân bằng Nó thường sử dụng trên các ôtô tảicở nhỏ và vừa hoặc các bánh sau của ôtô du lịch

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ sốhiệu quả của sơ đồ hình 3.2a :

Khq = Mp/(P1+P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấuphanh dùng cơ cấu ép thủy lực hình 3.2b sẽ là 116%122%,khi có cùng kích thước chính và hệ số ma sát giữa máphanh 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 Mỗiguốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khácphía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết(H 3.1c) Hiệu quả phanh trong trường hợp này có thể tăngđược 1,6  1,8 lần so với cách bố trí bình thường Tuynhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơcấu phanh không có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thườngđặt ở các bánh sau, cho phép dễ nhàng nhận được quanhệ phân phối lực phanh cần thiết Ppt > Pps trong khi nhiềuchi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước Vìthế nó thường được sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịchvà tải nhỏ

Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyểnđộng tiến và lùi, người ta dùng cơ cấu phanh thuận nghịchvà cân bằng loại bơi như trên hình 3.1d Các guốc phanhcủa sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cốđịnh Cơ cấu ép gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồngthời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh Với kết cấunhư vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trốngphanh quay theo chiều nào Tuy nhiên nó có nhược điểm làkết cấu phức tạp

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còndùng các cơ cấu phanh tự cường hóa Tức là các cơcấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực

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

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quảphanh cao, hệ số có thể đạt đến 360% so với cơ cấuphanh bình thường dùng cam ép Nhưng mômen phanh kémổn định, kết cấu phực tạp, tính cân bằng kém và làmviệc không êm nên ít được sử dụng

Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằngnên cho phép tăng giá trị của chúng để tăng hiệu quả phanhcần thiết nà không bị giới hạn bỡi điều kiện biến dạng

của kết cấu Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn vàdễ bố trí trong bánh xe.

Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổnđịnh hơn

Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩaquay

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

Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

Các đĩa phanh loại hở dễ bị oxy hóa, bị bẩn làm cácmá phanh mòn nhanh

Aïp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứtxước

Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không đểtăng lực dẫn động, nên khi động cơ không làm việc, hiệuquả phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng để kếthợp làm phanh dừng

3.2.1.3 Loại dải

Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéoxích Vì nó dùng phối hợp với ly hợp chuyển hướng tạođược một kết nối rất đơn giản và gọn

Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương phápnối đầu dải phanh và do đó khác nhau ở hiệu quả phanh

Phanh dải đơn giản không tự siết Khi tác dụng lực,cả hai đầu dải phanh được rút lên siết vào trống phanh Ưuđiểm của loại này là phanh êm dịu, hiệu quả phanh khôngphụ thuộc chiều quay Nhược điểm là : hiệu quả phanhkhông cao

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

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

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

Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểmlà áp trên bề mặt ma sát phân bố không đều Nên máphanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụnglên trục lớn

3.2.2 Dẫn động phanh

Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người tasử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là : thủy lực và khínén

Dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng,

vì : Hiệu suất thấp và khó đảm bảo phanh đồng thời cácbánh xe

Dẫn động điện chỉ dùng cho xe kéo moóc, nhưngcũng rất hiếm Trên các xe và đoàn xe tải trọng lớn và rấtlớn, sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí

3.2.2.1 Dẫn động thủy lực

a Ưu, nhược điểm :

+ Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm là :

Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ

Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vìáp suất trong dòng dẫn động chỉ bắt đầu tăng khi tất cảmá phanh đã ép vào trống phanh.

Hiệu suất cao Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thànhthấp

Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khácnhau 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 bịrò rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được

Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nênthường sử dụng các bộ phận trợ lực để giảm lực bànđạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp

Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làmcho các đường ống bị rung động và momen phanh không ổnđịnh

Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độnhớt tăng

b Các loại sơ đồ phân dòng dẫn động :

+ Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thểchia làm hai loại :

Truyền động phanh một dòng : Truyền độngphanh một dòng được sử dụng rộng rãi trên một số ô tôtrước đây vì kết cấu của nó đơn giản

Truyền động phanh nhiều dòng : Dẫn động hệthống phanh làm việc nhằm mục đích tăng độ tin cậy,cần phải có ít nhất hai dòng dẫn động độc lập có cơcấu điều khiển chung là bàn đạp phanh Trong trường hợp

một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn phanh được ô

tô - máy kéo với một hiệu quả phanh nào đó Hiện nay phổbiến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòngtrên hình 3.2

Hình 3.2 : Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực

Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng Vì vậy,khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào bayếu tố chính :

Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bịhỏng

Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Mức độ phức tạp của dòng dẫn động

Thường sử dụng nhất là sơ đồ a - sơ đồ phân dòngtheo yêu cầu Đây là sơ đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quảphanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước

Khi dùng các sơ đồ b, c và d - sơ đồ phân dòng chéo, sơđồ phân 2 dòng cho cầu trước, 1 dòng cho cầu sau và sơđồ phân dòng chéo cho cầu sau 2 dòng cho cầu trước thìhiệu 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 tínhổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Điềunày cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái ( dùngcánh tay đòn âm )

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phứctạp nhất

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

Dẫn động tác động trực tiếp : Cơ cấu phanhđược điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực tác dụngngười lái

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

Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng : lựctác dụng lên cơ cấu phanh là áp lực của chất lỏng cungcấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực

+ Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp

Sơ đồ và nguyên lý làm việc : (hình 3.3)

Hình 3.3: Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trựctiếp

1,8 Xylanh bánh xe 3,4 Piston trong xylanhchính

2,7 Đường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe

5 Bàn đạp phanh 6 Xylanh chính

Nguyên lý làm việc :

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4trong xylanh chính 6 sẽ dịch chuyển, áp suất trong khoang Atăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do đó áp suấttrong khoang B cũng tăng lên theo Chất lỏng bị ép đồng thờitheo các ống 2 và 7 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 8 đểthực hiện quá trình phanh Khi người lái nhả bàn đạpphanh 5 thì dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các pistontrong xylanh của bánh xe 1, 8 sẽ ép dầu trở về xylanh chính

6, kết thúc một lần phanh

+ Dẫn động tác động gián tiếp

- Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân khônghình 3.4.

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợidụng độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạolực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợlực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thườngphải lớn hơn và chỉ thích với các xe có động cơ xăng caotốc

Hiện nay, bộ trợ lực chân không có nhiều dạng và

sơ đồ kết cấu khác nhau Tuy vậy tất cả chúng đều cóchung một nguyên lý làm việc và luôn luôn phải có ba phầntử kết cấu chính là :

Buồng hay xylanh sinh lực : để tạo lực tácdụng lên dẫn động

Cơ cấu tỷ lệ : để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuậngiữa lực tác dụng lên bàn đạp, hành trình bàn đạp vàlực phanh

Các van chân không và không khí

Tùy thuộc vào cách bố trí và lắp đặt cơ cấu tỷ lệ,buồng sinh lực và xylanh chính, các bộ trợ lực chânkhông có thể chia thành ba nhóm chính :

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

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

Nhóm 3 : Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơcấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí đồng trục chung trongmột kết cấu

Sơ đồ và nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chânkhông : (hình 3.4)

Hình 3.4 : Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chânkhông

1,2 Đường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánhxe

3 Xylanh chính 8 Cần đẩy

4 Đường nạp động cơ 9 Van chân không

5 Bàn đạp 10 Vòng cao su của

cơ cấu tỷ lệ

piston ) trợ lực

7 Van chân không 12 Bầu trợ lựcchân không

Nguyên lý làm việc :

Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B đượcphân cách bơi piston 11 ( hoặc màng ) Van chân không 7, làmnhiệm vụ : nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh vàcắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí

9, làm nhiệm vụ : cắt đường thông của khoang A với khíquyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khiđạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ : Làm nhiệm vụđảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.

Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối vớiđường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thườngxuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh : van chân không

7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này vàcó cùng áp suất chân không Khi phanh : người lái tác dụnglên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm chânkhông 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn vankhông khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vàokhoang A Độ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽtạo nên một áp lực tác dụng lên piston ( màng ) của bầutrợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùngngười lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 3, épdầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh

xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lênpiston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăngtheo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làmcho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp khôngđổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh,người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịchchuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đithêm vào khoang A Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước sovới cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo cho độchênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lựcđạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra

hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giátrị cực đại.

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thườngđược 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 dụngkhí nén để tạo lực phụ, thường được lắp song song vớixylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho người lái.Bộ trợ lực phanh loại khí có hiệu quả trợ lực cao, độnhạy cao, tạo lực phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô

tô tải

Sơ đồ và nguyên lý làm việc : (hình 3.5)

Hình3.5 : Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén

1 Bàn đạp 6 Xylanh chính

2 Đòn đẩy 7 Đường ống dẫn dầuđến xylanh bánh xe

3 Cụm van khí nén 8 Xylanh bánh xe