Giáo trình lý thuyết Hệ thống phanh ô tô

Thông tin tài liệu

giáo trình hệ thống phanh ô tô rất hay

1. hÖ thèng phanh 1.1. C«ng dông, yªu cÇu, ph©n lo¹i 1.1.1. C«ng dông HÖ thèng phanh dïng ®Ó: - Gi¶m tèc ®é cña «t« m¸y kÐo cho ®Õn khi dõng h¼n hoÆc ®Õn mét tèc ®é cÇn thiÕt nµo ®ã. - Ngoµi ra, hÖ thèng phanh cßn cã nhiÖm vô gi÷ cho «t« m¸y kÐo ®øng yªn t¹i chç trªn çc mÆt dèc nghiªng hay trªn mÆt ®êng ngang. Víi c«ng dông nh vËy, hÖ thèng phanh lµ mét hÖ thèng ®Æc biÖt quan träng: - Nã ®¶m b¶o cho «t« m¸y kÐo chuyÓn ®éng an toµn ë mäi chÕ ®é lµm viÖc - Nhê ®ã míi cã thÓ ph¸t huy hÕt kh¶ n¨ng ®éng lùc, n©ng cao tèc ®é vµ n¨ng suÊt vËn chuyÓn cña xe m¸y. 1.1.2. Yªu cÇu HÖ thèng phanh cÇn ®¶m b¶o çc yªu cÇu chÝnh sau: - Lµm viÖc bÒn v÷ng, tin cËy; - Cã hiÖu qu¶ phanh cao khi phanh ®ét ngét víi cêng ®é lín trong trêng hîp nguy hiÓm; - Phanh ªm dÞu trong nh÷ng trêng hîp kh¸c, ®Ó ®¶m b¶o tiÖn nghi vµ an toµn cho hµnh kh¸ch vµ hµng hãa; - Gi÷ cho «t« m¸y kÐo ®øng yªn khi cÇn thiÕt, trong thêi gian kh«ng h¹n chÕ; - §¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh vµ ®iÒu khiÓn cña «t« m¸y kÐo khi phanh; - Kh«ng cã hiÖn tîng tù phanh khi çc b¸nh xe dÞch chuyÓn th¼ng ®øng vµ khi quay vßng; - HÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh víi trèng phanh cao vµ æn ®Þnh trong mäi ®iÒu kiÖn sö dông; - Cã kh¶ n¨ng tho¸t nhiÖt tèt; - §iÒu khiÓn nhÑ nhµng thuËn tiÖn, lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn bµn ®¹p hay ®ßn ®iÒu khiÓn nhá. §Ó cã ®é tin cËy cao, ®¶m b¶o an toµn chuyÓn ®éng trong mäi trêng hîp, hÖ thèng phanh cña «t« m¸y kÐo bao giê còng ph¶i cã tèi thiÓu ba lo¹i phanh, lµ: - Phanh lµm viÖc: phanh nµy lµ phanh chÝnh, ®îc sö dông thêng xuyªn ë tÊt c¶ mäi chÕ ®é chuyÓn ®éng, thêng ®äc ®iÒu khiÓn b»ng bµn ®¹p nªn cßn gäi lµ phanh ch©n. - Phanh dù tr÷: Dïng ®Ó phanh «t« m¸y kÐo trong trêng hîp phanh chÝnh háng. - Phanh dõng: Cßn gäi lµ phanh phô. Dïng ®Ó gi÷ cho «t« m¸y kÐo ®øng yªn t¹i chç khi dõng xe hoÆc khi kh«ng lµm viÖc. Phanh nµy thêng ®îc ®iÒu khiÓn b»ng tay ®ßn nªn cßn gäi lµ phanh tay. - Phanh chËm dÇn: Trªn çc «t« m¸y kÐo t¶i träng lín (nh: xe t¶i, träng lîng toµn bé lín h¬n 12 tÊn; xe kh¸ch - lín h¬n 5 tÊn) hoÆc lµm viÖc ë vïng ®åi nói, thêng xuyªn ph¶i chuyÓn ®éng xuèng çc dèc dµi, cßn ph¶i cã lo¹i phanh thø t lµ phanh chËm dÇn, dïng ®Ó: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 1 - Phanh liªn tôc, gi÷ cho tèc ®é cña «t« m¸y kÐo kh«ng t¨ng qu¸ giíi h¹n cho phÐp khi xuèng dèc; - §Ó gi¶m dÇn tèc ®é cña «t« m¸y kÐo tríc khi dõng h¼n. Çc lo¹i phanh trªn cã thÓ cã çc bé phËn chung vµ kiªm nhiÖm chøc n¨ng cña nhau. Nhng chóng ph¶i cã Ýt nhÊt lµ hai bé phËn ®iÒu khiÓn vµ dÉn ®éng ®éc lËp. Ngoµi ra, ®Ó t¨ng thªm ®é tin cËy, hÖ thèng phanh chÝnh cßn ®îc ph©n thµnh çc dßng ®éc lËp ®Ó nÕu mét dßng nµo ®ã bÞ háng th× çc dßng cßn l¹i vÉn lµm viÖc b×nh thêng. §Ó cã hiÖu qu¶ phanh cao: - DÉn ®éng phanh ph¶i cã ®é nh¹y lín - Ph©n phèi m« men phanh trªn çc b¸nh xe ph¶i ®¶m b¶o tËn dông ®îc toµn bé träng lîng b¸m ®Ó t¹o lùc phanh. Muèn vËy, lùc phanh trªn çc b¸nh xe ph¶i tû lÖ thuËn víi ph¶n lùc ph¸p tuyÕn cña ®êng t¸c dông lªn chóng. - Trong trêng hîp cÇn thiÕt, cã thÓ sö dông çc bé trî lùc hay dïng dÉn ®éng khÝ nÐn hoÆc b¬m thñy lùc ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ phanh ®èi víi çc xe cã träng lîng toµn bé lín. §Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ phanh ngêi ta sö dông hai chØ tiªu chÝnh, lµ: gia tèc chËm dÇn vµ qu·ng ®êng phanh. Ngoµi ra còng cã thÓ dïng çc chØ tiªu kh¸c, nh: Lùc phanh hay thêi gian phanh. Gi¸ trÞ yªu cÇu cña çc chØ tiªu nµy cã thÓ tham kh¶o trong b¶ng 1-1, 1-2 vµ 1-3. CÇn chó ý r»ng: çc chØ tiªu quy ®Þnh vÒ hiÖu qu¶ phanh cho phÐp do tõng quèc gia hay tõng hiÖp héi quy ®Þnh riªng dùa vµo nhiÒu yÕu tè, nh : nguån gèc vµ chñng lo¹i çc «t« ®ang lu hµnh, ®iÒu kiÖn ®êng x¸ , tr×nh ®é tæ chøc kiÓm tra kü thuËt, çc trang thiÕt bÞ kiÓm tra v.v. B¶ng 1-1: Tiªu chuÈn vÒ hiÖu qu¶ phanh (cña hÖ thèng phanh chÝnh) cho phÐp «t« lu hµnh trªn ®êng - Do Bé GTVT ViÖt Nam quy ®Þnh n¨m 1995. Stt Qu·ng ®êng phanh Chñng lo¹i «t« Gia tèc chËm dÇn æn ®Þnh Sp, m (≤ ) 1 2 3 ¤t« du lÞch vµ çc lo¹i «t« kh¸c thiÕt kÕ trªn c¬ së «t« du lÞch ¤t« vËn t¶i träng lîng toµn bé ≤ 8 tÊn vµ «t« kh¸ch cã chiÒu dµi toµn bé ≤ 7,5 m ¤t« vËn t¶i hoÆc ®oµn «t« cã träng lîng toµn bé > 8 tÊn vµ «t« kh¸ch cã chiÒu dµi toµn bé > 7,5 m 7,2 5,8 9,5 5,0 11 4,2 Tiªu chuÈn tr×nh bµy ë b¶ng trªn ®îc cho øng víi chÕ ®é thö: - ¤t« kh«ng t¶i, ch¹y trªn ®êng nhùa kh«, n»m ngang - VËn tèc b¾t ®Çu phanh lµ 30 Km/h (8,33 m/s). KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 2 Jp, m/s2 (≥ ) Do yªu cÇu vÒ tèc ®é cña «t« ngµy cµng t¨ng, cho nªn cã xu híng t¨ng vËn tèc thö phanh ®Ó cho phÐp «t« lu hµnh trªn ®êng. Tuy vËy thö phanh ë tèc ®é cao lµ rÊt nguy hiÓm, nhÊt lµ khi ®iÒu kiÖn cha cho phÐp cã nh÷ng b·i thö chuyªn dïng. V× thÕ ë níc ta hiÖn nay vÉn ®ang ¸p dông tèc ®é thö h¹n chÕ lµ 30 Km/h. Sè liÖu cho ë b¶ng trªn chØ sö dông ®Ó kiÓm tra phanh ®Þnh kú nh»m môc ®Ých cho phÐp «t« lu hµnh trªn ®êng ®Ó ®¶m b¶o an toµn chuyÓn ®éng. §èi víi çc çc c¬ së nghiªn cøu hay thiÕt kÕ chÕ t¹o th× cÇn ¸p dông çc tiªu chuÈn nghiªm ngÆt h¬n. B¶ng 1-2: Çc chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña hÖ thèng phanh chÝnh (Tiªu chuÈn cña Liªn X«). Stt Chñng lo¹i «t« 3 ¤t« du lÞch vµ Micr«buys víi sè chç ngåi ≤ 8 ¤t« buys > 8 chç ngåi vµ träng lîng toµn bé ≤ 5 tÊn ¤t« buys víi träng lîng toµn bé > 5 tÊn 4 ¤t« t¶i, träng lîng toµn bé < 3,5 tÊn 1 2 5 6 7 8 ¤t« t¶i, träng lîng toµn bé tõ 3,5 tÊn ®Õn 12 tÊn ¤t« t¶i, träng lîng toµn bé > 12 tÊn §oµn «t« víi träng lîng toµn bé tõ 3,5 ®Õn 12 tÊn §oµn «t« víi träng lîng toµn bé > 12 tÊn Tèc ®é tríc khi phanh V0,Km/h Lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p Pb®, D¹ng thö Sp, m (≤ ) N (≤ ) 80 500 60 700 60 700 70 700 50 700 40 700 50 700 40 700 Qu·ng ®êng phanh 0 I II 0 I II 0 I II 0 I II 0 I II 0 I II 0 I II 0 I II 43,2 54,0 57,5 25,8 32,3 34,3 32,1 40,1 42,7 44,8 56,0 59,6 25,0 31,3 33,3 17,2 21,5 22,9 26,5 33,1 35,2 18,4 23,0 24,5 Gia tèc chËm dÇn æn ®Þnh Jp, m/s2 (≥ ) 7,0 5,4 5,0 7,0 5,3 4,9 6,0 4,5 4,1 5,5 4,1 3,8 5,5 4,0 3,7 5,5 4,0 3,6 5,5 4,0 3,7 5,5 3,9 3,6 §èi víi hÖ thèng phanh chÝnh, gi¸ trÞ çc chØ tiªu ®îc cho t¬ng øng víi ba d¹ng thö kh¸c nhau, lµ: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 3 B¶ng 1-3: Çc chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña hÖ thèng phanh dù tr÷ (Tiªu chuÈn cña Liªn X«). Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 Chñng lo¹i «t« ¤t« du lÞch vµ Micr«buys víi sè chç ngåi ≤ 8 ¤t« buys > 8 chç ngåi vµ träng lîng toµn bé ≤ 5 tÊn ¤t« buys víi träng lîng toµn bé > 5 tÊn ¤t« t¶i, träng lîng toµn bé < 3,5 tÊn ¤t« t¶i, träng lîng toµn bé tõ 3,5 tÊn ®Õn 12 tÊn ¤t« t¶i, träng lîng toµn bé > 12 tÊn §oµn «t« víi träng lîng toµn bé tõ 3,5 ®Õn 12 tÊn §oµn «t« víi träng lîng toµn bé > 12 tÊn Tèc ®é tríc khi phanh V0,Km/h Qu·ng ®êng phanh Gia tèc chËm dÇn æn ®Þnh Sp, m (≤ ) Jp, m/s2 (≥ ) 90,1 3,0 60 52,2 3,0 60 52,2 3,0 79,0 2,8 50 42,5 2,8 40 28,4 2,8 50 44,0 2,8 40 29,6 2,8 80 70 Lùc t¸c dông lªn bé phËn ®iÒu khiÓn N (≤) Tay ®ßn 400 600 Bµn ®¹p 500 700 - Thö “0”: §Ó x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ cña hÖ thèng phanh chÝnh, khi çc c¬ cÊu phanh cßn nguéi vµ thêng tiÕn hµnh cho hai trêng hîp: ®éng c¬ ®îc t¸ch vµ kh«ng t¸ch khái hÖ thèng truyÒn lùc. - Thö “I”: §Ó x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ cña hÖ thèng phanh chÝnh, khi çc c¬ cÊu phanh ®· lµm viÖc nãng lªn. §¹ng thö nµy bao gåm hai giai ®o¹n: - Thö s¬ bé: §Ó cho çc c¬ cÊu phanh nãng lªn - Thö chÝnh: §Ó x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ phanh. - Thö “II”: §Ó x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ cña hÖ thèng phanh chÝnh, khi «t« m¸y kÐo chuyÓn ®éng xuèng çc dèc dµi. Khi phanh b»ng phanh dù tr÷ hoÆc b»ng çc hÖ thèng kh¸c thùc hiÖn chøc n¨ng cña nã, gia tèc chËm dÇn lín nhÊt cÇn ph¶i ®¹t 3 m/s 2 ®èi víi «t« kh¸ch vµ 2,8 m/s2 ®èi víi «t« t¶i. §èi víi hÖ thèng phanh dõng, hiÖu qu¶ phanh ®îc ®¸nh gi¸ b»ng tæng lùc phanh thùc tÕ mµ çc c¬ cÊu phanh cña nã cã thÓ t¹o ra. Khi thö (theo c¶ 2 chiÒu: ®Çu xe híng xuèng dèc vµ ngîc l¹i - quay lªn dèc) phanh dõng cÇn ph¶i gi÷ ®îc KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 4 «t« m¸y kÐo chë ®Çy t¶i vµ ®éng c¬ t¸ch khái hÖ thèng truyÒn lùc, ®øng yªn trªn mÆt dèc cã ®é nghiªng kh«ng nhá h¬n 25%. HÖ thèng phanh chËm dÇn cÇn ph¶i ®¶m b¶o cho «t« m¸y kÐo, khi chuyÓn ®éng xuèng çc dèc dµi 6 Km, ®é dèc 7%, tèc ®é kh«ng vît qu¸ 30±2 Km/h (8,33±0,6 m/s), mµ kh«ng cÇn sö dông çc hÖ thèng phanh kh¸c. Khi phanh b»ng phanh nµy, gia tèc chËm dÇn cña «t« m¸y kÐo thêng ®¹t kho¶ng 0,6÷2,0 m/s2. §Ó qu¸ tr×nh phanh ®îc ªm dÞu vµ ®Ó ngêi l¸i c¶m gi¸c, ®iÒu khiÓn ®îc ®óng cêng ®é phanh, dÉn ®éng phanh ph¶i cã c¬ cÊu ®¶m b¶o quan hÖ tû lÖ thuËn gi÷a lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p hoÆc ®ßn ®iÒu khiÓn víi lùc phanh t¹o ra ë b¸nh xe. §ång thêi kh«ng cã hiÖn tîng tù xiÕt khi phanh. §Ó ®¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh vµ ®iÒu khiÓn cña «t« m¸y kÐo khi phanh, sù ph©n bè lùc phanh gi÷a çc b¸nh xe ph¶i hîp lý, cô thÓ ph¶i tháa m·n çc ®iÒu kiÖn chÝnh sau: - Lùc phanh trªn çc b¸nh xe ph¶i vµ tr¸i cña cïng mét cÇu ph¶i b»ng nhau. Sai lÖch cho phÐp kh«ng ®îc vît qu¸ 15% gi¸ trÞ lùc phanh lín nhÊt. - Kh«ng x¶y ra hiÖn tîng khãa cøng, trît çc b¸nh xe khi phanh. V×: Çc b¸nh xe tríc trît sÏ lµm «t« m¸y kÐo bÞ trît ngang; Çc b¸nh xe sau trît cã thÓ lµm «t« m¸y kÐo mÊt tÝnh ®iÒu khiÓn, quay ®Çu xe. Ngoµi ra, çc b¸nh xe bÞ tr ît cßn g©y mßn lèp, gi¶m hiÖu qu¶ phanh do gi¶m hÖ sè b¸m. §Ó ®¶m b¶o çc yªu cÇu nµy, trªn «t« m¸y kÐo hiÖn ®¹i ngêi ta sö dông çc bé ®iÒu chØnh lùc phanh hay hÖ thèng chèng h·m cøng b¸nh xe (Antilock Braking System - ABS). H×nh 1.1. Sù thay ®æi hÖ sè b¸m däc ϕx vµ hÖ sè b¸m ngang ϕy theo ®é trît t¬ng ®èi λ cña b¸nh xe (λ ®îc tÝnh theo c«ng thøc: ; ë ®©y: Va - Tèc ®é chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña «t«. ωb - Tèc ®é gãc cña b¸nh xe. rb - B¸n kÝnh l¨n cña b¸nh xe. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 5 ϕx=X/Z ϕy=Y/Z H×nh 1.2. S¬ ®å lùc t¸c dông ë vÕt tiÕp xóc gi÷a b¸nh xe víi mÆt ®êng vµ quan hÖ gi÷a çc hÖ sè b¸m däc vµ ngang. H×nh 1.3. Çc trêng hîp b¸nh xe bÞ tr ît ngang khi phanh. a- CÇu sau bÞ trît; b- CÇu tríc bÞ trît; c- Qu¸ tr×nh gi¶m trît. H×nh 1.4. S¬ ®å trît ngang «t« khi çc b¸nh sau bÞ h·m cøng trªn mÆt ®êng cã hÖ sè b¸m nhá. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 6 Yªu cÇu vÒ ®iÒu khiÓn nhÑ nhµng vµ thuËn tiÖn ®îc ®¸nh gi¸ b»ng lùc lín nhÊt cÇn thiÕt t¸c dông lªn bµn ®¹p hay ®ßn ®iÒu khiÓn vµ hµnh tr×nh t ¬ng øng cña chóng. Gi¸ trÞ quy ®Þnh cña nh÷ng chØ tiªu nµy cho trong b¶ng 1-4. B¶ng 1- 4: Gi¸ trÞ tèi ®a cho phÐp cña lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p hay ®ßn ®iÒu khiÓn vµ hµnh tr×nh t¬ng øng cña chóng ®èi víi hÖ thèng phanh «t« (Tiªu chuÈn cña Liªn X«). Ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn B»ng bµn ®¹p B»ng tay ®ßn HÖ thèng phanh Lµm viÖc, dù tr÷ vµ phanh dõng Dù tr÷ vµ dõng Chñng lo¹i «t« - Du lÞch - VËn t¶i vµ kh¸ch - Du lÞch - VËn t¶i vµ kh¸ch Pb®max (N) 500 700 400 600 Sb®max (mm) 150 180 160 220 1.1.3. Ph©n lo¹i - Theo vÞ trÝ bè trÝ c¬ cÊu phanh, phanh chia ra çc lo¹i: Phanh b¸nh xe vµ phanh truyÒn lùc. - Theo d¹ng bé phËn tiÕn hµnh phanh (phÇn tö ma s¸t), phanh chia ra: Phanh guèc, phanh ®Üa vµ phanh d¶i. - Theo lo¹i dÉn ®éng, phanh chia ra: Phanh c¬ khÝ, phanh thñy lùc, phanh khÝ nÐn, phanh ®iÖn tõ vµ phanh liªn hîp (kÕt hîp çc lo¹i kh¸c nhau). a) c) b) H×nh 1.5. S¬ ®å nguyªn lý çc lo¹i phanh chÝnh. a- Phanh trèng-Guèc; b- Phanh ®Üa; c- Phanh d¶i. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 7 1.2. KÕt cÊu hÖ thèng phanh chÝnh §Ó thùc hiÖn nhiÖm vô cña m×nh, hÖ thèng phanh lu«n ph¶i cã hai phÇn kÕt cÊu chÝnh sau: - C¬ cÊu phanh: Lµ bé phËn trùc tiÕp t¹o lùc c¶n. Trong qu¸ tr×nh phanh ®éng n¨ng cña «t« m¸y kÐo ®îc biÕn thµnh nhiÖt n¨ng ë c¬ cÊu phanh råi tiªu t¸n ra m«i trêng. - DÉn ®éng phanh: §Ó ®iÒu khiÓn çc c¬ cÊu phanh. 1.2.1. C¬ cÊu phanh Lµ bé phËn trùc tiÕp t¹o lùc c¶n vµ lµm viÖc theo nguyªn lý ma s¸t, kÕt cÊu c¬ cÊu phanh bao giê còng ph¶i cã hai phÇn chÝnh lµ: Çc phÇn tö ma s¸t vµ c¬ cÊu Ðp. Ngoµi ra, c¬ cÊu phanh cßn cã mét sè bé phËn phô kh¸c, nh: Bé phËn ®iÒu chØnh khe hë gi÷a çc bÒ mÆt ma s¸t, bé phËn ®Ó x¶ khÝ ®èi víi dÉn ®éng thñy lùc... PhÇn tö ma s¸t cña c¬ cÊu phanh cã thÓ cã d¹ng: Trèng - Guèc, §Üa hay D¶i. Mçi d¹ng cã ®Æc ®iÓm kÕt cÊu riªng biÖt. 1.2.1.1. Lo¹i trèng - guèc: a. Thµnh phÇn cÊu t¹o: §©y lµ lo¹i c¬ cÊu phanh ®îc sö dông phæ biÕn nhÊt. CÊu t¹o gåm: - Trèng phanh: lµ mét trèng quay h×nh trô g¾n víi moay ¬ b¸nh xe - Çc guèc phanh: trªn bÒ mÆt g¾n çc tÊm ma s¸t (cßn gäi lµ m¸ phanh) - M©m phanh: lµ mét ®Üa cè ®Þnh, b¾t chÆt víi dÇm cÇu. Lµ n¬i l¾p ®Æt vµ ®Þnh vÞ hÇu hÕt çc bé phËn kh¸c cña c¬ cÊu phanh - C¬ cÊu Ðp: khi phanh, c¬ cÊu Ðp do ngêi l¸i ®iÒu khiÓn th«ng qua dÉn ®éng, sÏ Ðp çc bÒ mÆt ma s¸t cña guèc phanh tú chÆt vµo mÆt trong cña trèng phanh, t¹o nªn lùc ma s¸t phanh b¸nh xe l¹i. - Bé phËn ®iÒu chØnh khe hë vµ x¶ khÝ (chØ cã ®èi víi dÉn ®éng thñy lùc). b. Çc s¬ ®å vµ chØ tiªu ®¸nh gi¸: Cã rÊt nhiÒu s¬ ®å ®Ó kÕt nèi çc phÇn tö cña c¬ cÊu phanh (H×nh 1.6). Çc s¬ ®å nµy kh¸c nhau ë: - D¹ng vµ sè lîng c¬ cÊu Ðp - Sè bËc tù do cña çc guèc phanh - §Æc ®iÓm t¸c dông t¬ng hç gi÷a guèc víi trèng, gi÷a guèc víi c¬ cÊu Ðp Vµ do vËy, kh¸c nhau ë: - HiÖu qu¶ lµm viÖc - §Æc ®iÓm mµi mßn çc bÒ mÆt ma s¸t cña guèc - Gi¸ trÞ lùc t¸c dông lªn côm æ trôc cña b¸nh xe - Møc ®é phøc t¹p cña kÕt cÊu KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 8 H×nh 1.6. Çc s¬ ®å phanh trèng guèc. H×nh 1.7. Çc c¬ cÊu phanh th«ng dông vµ s¬ ®å lùc t¸c dông: a- Ðp b»ng cam; b- Ðp b»ng xi lanh thñy lùc; cHai xi lanh Ðp, guèc phanh mét bËc tù do; d- Hai xi lanh Ðp, guèc phanh hai bËc tù do. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 9 H×nh 1.8. Çc c¬ cÊu phanh guèc tù cêng hãa. HiÖn nay, ®èi víi hÖ thèng phanh lµm viÖc, ®îc sö dông th«ng dông nhÊt lµ çc s¬ ®å trªn h×nh 1.7a vµ 1.7b .Tøc lµ s¬ ®å víi lo¹i guèc phanh mét bËc tù do, quay quanh hai ®iÓm quay cè ®Þnh ®Æt cïng phÝa vµ mét c¬ cÊu Ðp. Sau ®ã lµ ®Õn çc s¬ ®å trªn h×nh 1.7c vµ 1.7d. §Ó ®¸nh gi¸, so s¸nh çc s¬ ®å kh¸c nhau, ngoµi çc chØ tiªu chung, ngêi ta sö dông ba chØ tiªu riªng, ®Æc trng cho chÊt lîng cña c¬ cÊu phanh, lµ: tÝnh thuËn nghÞch (®¶o chiÒu), tÝnh c©n b»ng vµ hÖ sè hiÖu qu¶. - C¬ cÊu phanh cã tÝnh thuËn nghÞch lµ c¬ cÊu phanh mµ gi¸ trÞ m« men phanh do nã t¹o ra kh«ng phô thuéc vµo chiÒu quay cña trèng, tøc chiÒu chuyÓn ®éng cña «t« m¸y kÐo. - C¬ cÊu phanh cã tÝnh c©n b»ng tèt lµ c¬ cÊu phanh khi lµm viÖc, çc lùc tõ guèc phanh t¸c dông lªn trèng phanh tù c©n b»ng, kh«ng g©y t¶i träng phô lªn côm æ trôc cña b¸nh xe. - HÖ sè hiÖu qu¶ lµ mét ®¹i lîng b»ng tû sè gi÷a m« men phanh t¹o ra vµ tÝch cña lùc dÉn ®éng nh©n víi b¸n kÝnh trèng phanh.(hay cßn gäi mét çch quy íc lµ m« men cña lùc dÉn ®éng). S¬ ®å lùc t¸c dông lªn çc guèc phanh trªn h×nh 1.7 lµ s¬ ®å biÓu diÔn ®· ®îc ®¬n gi¶n hãa nhê çc gi¶ thiÕt sau: - Çc m¸ phanh bè trÝ ®èi xøng víi ®êng kÝnh ngang cña c¬ cÊu - Hîp lùc cña çc lùc ph¸p tuyÕn (N) vµ cña çc lùc ma s¸t (fN) ®Æt ë gi÷a vßng cung cña m¸ phanh trªn b¸n kÝnh r t.. Tõ s¬ ®å ta thÊy r»ng: - Lùc ma s¸t t¸c dông lªn çc guèc tríc (tÝnh theo chiÒu chuyÓn ®éng cña xe) cã xu híng phô thªm víi lùc dÉn ®éng, Ðp guèc phanh vµo trèng phanh, nªn çc guèc nµy ®îc gäi lµ guèc tù siÕt. - §èi víi çc guèc sau, lùc ma s¸t cã xu híng lµm gi¶m lùc Ðp, nªn çc guèc nµy ®îc gäi lµ guèc tù t¸ch. HiÖn täng tù siÕt vµ tù t¸ch lµ mét ®Æc ®iÓm ®Æc trng cña çc c¬ cÊu phanh guèc. S¬ ®å trªn h×nh 1.7a cã c¬ cÊu Ðp c¬ khÝ, d¹ng cam ®èi xøng. V× thÕ ®é dÞch chuyÓn cña çc guèc lu«n lu«n b»ng nhau, vµ bëi vËy - ¸p lùc t¸c dông lªn çc guèc vµ m« men phanh do chóng t¹o ra cã gi¸ trÞ nh nhau: N1 = N2 = N vµ Mp1 = Mp2 =Mp Do hiÖn tîng tù siÕt nªn khi N1 = N2 th× P1 < P2 . §©y lµ c¬ cÊu phanh võa thuËn nghÞch võa c©n b»ng. Nã thêng ®îc sö dông víi dÉn ®éng khÝ nÐn nªn thÝch hîp cho çc «t« t¶i vµ kh¸ch cì trung b×nh vµ lín. S¬ ®å trªn h×nh 1.7b dïng c¬ cÊu Ðp thñy lùc, nªn lùc dÉn ®éng hai guèc b»ng nhau: P1 = P2 = P . Tuy vËy do hiÖn tîng tù siÕt nªn ¸p lùc N1 > N2 vµ Mp1 > Mp2 . Còng do N1 > N2 , nªn ¸p suÊt trªn bÒ mÆt m¸ phanh cña guèc tríc lín h¬n cña guèc sau, lµm cho çc guèc mßn kh«ng ®Òu. §Ó kh¾c phôc hiÖn tîng ®ã, ë mét sè kÕt cÊu ®«i khi ngêi ta lµm m¸ phanh cña guèc tù siÕt dµi h¬n hoÆc dïng xi lanh Ðp cã dêng kÝnh lµm viÖc hai phÝa kh¸c nhau: phÝa guèc tù siÕt - ®êng kÝnh xi lanh nhá h¬n. C¬ cÊu phanh lo¹i nµy lµ c¬ cÊu phanh thuËn nghÞch nh ng kh«ng c©n b»ng. Nã thêng ®îc sö dông trªn çc «t« t¶i cì nhá vµ võa hoÆc ë çc b¸nh sau cña «t« du lÞch. VÒ mÆt hiÖu qu¶ phanh, nÕu thõa nhËn hÖ sè hiÖu qu¶ cña s¬ ®å 1.2a: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 10 Khq = ΣMp/(P1 + P2).rt = 100%, th× hÖ sè hiÖu qu¶ cña c¬ cÊu phanh dïng c¬ cÊu Ðp thñy lùc (1.7b) sÏ lµ 116% ÷ 122%, khi cã cïng çc kÝch thíc chÝnh vµ hÖ sè ma s¸t gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh f = 0,30 ÷ 0,33. §Ó t¨ng hiÖu qu¶ phanh theo chiÒu tiÕn cña xe, ngêi ta dïng c¬ cÊu phanh víi hai xi lanh lµm viÖc riªng rÏ. Mçi guèc phanh quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh bè trÝ kh¸c phÝa, sao cho khi xe ch¹y tiÕn th× c¶ hai guèc ®Òu tù siÕt (H1.7c). HiÖu qu¶ phanh trong trêng hîp nµy cã thÓ t¨ng ®îc 1,6 ÷ 1,8 lÇn so víi çch bè trÝ b×nh thêng. Tuy nhiªn khi xe ch¹y lïi hiÖu qu¶ phanh sÏ thÊp, tøc lµ c¬ cÊu kh«ng cã tÝnh thuËn nghÞch. C¬ cÊu lo¹i nµy dïng kÕt hîp víi c¬ cÊu kiÓu b×nh thêng ®Æt ë çc b¸nh sau, cho phÐp dÔ dµng nhËn ®îc quan hÖ ph©n phèi lùc phanh cÇn thiÕt P pt > Pps trong khi nhiÒu chi tiÕt cña çc phanh tríc vµ sau cã cïng kÝch thíc. V× thÕ nã thêng ®îc sö dông ë cÇu tríc çc «t« du lÞch vµ t¶i nhá, nh: GAZ-66, UAZ-452, MATXC¥VICH, GAZ-24 (VONGA), ... §Ó nhËn ®îc hiÖu qu¶ phanh cao c¶ khi chuyÓn ®éng tiÕn vµ lïi, ngêi ta dïng c¬ cÊu phanh thuËn nghÞch vµ c©n b»ng lo¹i b¬i nh trªn h×nh 1.7d. Çc guèc phanh cña s¬ ®å nµy cã hai bËc tù do vµ kh«ng cã ®iÓm quay cè ®Þnh. C¬ cÊu Ðp gåm hai xi lanh lµm viÖc t¸c dông ®ång thêi lªn ®Çu trªn vµ díi cña çc guèc phanh. Víi kÕt cÊu nh vËy c¶ hai guèc phanh ®Òu tù siÕt dï cho trèng phanh quay theo chiÒu nµo. Tuy nhiªn nã cã nhîc ®iÓm lµ kÕt cÊu phøc t¹p. §Ó n©ng cao hiÖu qu¶ phanh h¬n n÷a, ngêi ta cßn dïng çc c¬ cÊu phanh tù cêng hãa. Tøc lµ çc c¬ cÊu phanh mµ kÕt cÊu cña nã cho phÐp lîi dông lùc ma s¸t gi÷a mét m¸ phanh vµ trèng phanh ®Ó cêng hãa - t¨ng lùc Ðp, t¨ng hiÖu qu¶ phanh cho m¸ kia. VÝ dô kÕt cÊu nh trªn h×nh 1.8 hay çc s¬ ®å VI ®Õn IX trªn h×nh 1.6. Çc c¬ cÊu phanh tù cêng hãa mÆc dï cã hiÖu qu¶ phanh cao, hÖ sè hiÖu qu¶ cã thÓ ®¹t 360% so víi c¬ cÊu phanh b×nh thêng dïng cam Ðp. Nhng m« men phanh kÐm æn ®Þnh, kÕt cÊu phøc t¹p, tÝnh c©n b»ng kÐm vµ lµm viÖc kh«ng ªm nªn Ýt ®îc sö dông. Xu híng hiÖn nay lµ: sö dông c¬ cÊu phanh lo¹i b×nh thêng víi çc guèc cã ®iÓm quay cè ®Þnh, cïng phÝa. Trêng hîp cÇn thiÕt th× dïng thªm çc bé trî lùc ®Ó t¨ng lùc dÉn ®éng vµ t¨ng hiÖu qu¶ phanh. §Ó ®¸nh gi¸ mùc ®é tù cêng hãa, ngêi ta sö dông hÖ sè tù cêng hãa: Kc= ΣN/ΣNo ë ®©y: ΣN vµ ΣNo - t¬ng øng lµ tæng çc lùc ph¸p tuyÕn t¸c dông lªn m¸ phanh khi trèng phanh quay vµ khi trèng phanh ®øng yªn. C¬ cÊu phanh víi c¬ cÊu Ðp b»ng cam hay chªm vµ çc guèc mét bËc tù do kh«ng cã tÝnh chÊt tù cêng hãa (nªn Kc = 1). C¬ cÊu phanh víi s¬ ®å I vµ II trªn H1.6 cã møc tù cêng hãa nhá (Kc = 1,2 ÷ 1,4). Çc s¬ ®å III, X, XI cã møc tù cêng hãa trung b×nh (K c = 1,8 ÷ 2,2). Çc s¬ ®å VI ®Õn IX víi çc guèc tù cêng hãa cã hÖ sè tù cêng hãa cao (Kc = 4,0 ÷ 4,5). c. KÕt cÊu çc chi tiÕt vµ bé phËn chÝnh: - Trèng phanh: lµ mét chi tiÕt cÇn ph¶i cã ®é cøng v÷ng cao, chÞu mµi mßn vµ nhiÖt dung lín, nªn ®èi víi çc «t« t¶i vµ kh¸ch t¶i träng trung b×nh vµ lín, trèng phanh thêng ®îc ®óc b»ng gang x¸m hay gang hîp kim víi çc nguyªn tè, nh: Niken, M«lÝp®en, §ång vµ Titan (H×nh 1.9a). MÆt ngoµi çc trèng ®óc thêng ®îc lµm çc g©n dµy ®Ó t¨ng ®é cøng vµ t¨ng diÖn tÝch t¶n nhiÖt. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 11 a) b c) H×nh 1.9. Çc lo¹i trèng phanh. a- §óc liÒn; b vµ c- GhÐp; 1- §Üa thÐp; 2- Vµnh gang. a) b) c) H×nh 1.10. KÕt cÊu guèc phanh : a- Guèc ®óc : 1- §inh t¸n; 2- M¸ phanh; 3- X¬ng guèc; 4- G©n t¨ng cøng; 5- §Çu tú ; b- Phanh tríc ZIL130 : 1- Cam Ðp; 2- Gi¸ l¾p cam; 3- B¸nh vÝt; 4- Trôc vÝt; 5- §ßn ®iÒu chØnh; 6- CÇn ®Èy; 7- BÇu phanh; 8- Trèng phanh; 9- Guèc; 10- Gèi l¾p chèt; 11- Vßng chÆn; 12- Chèt lÖch t©m; 13- TÊm nèi; 14- §Üa tú; 15Lß xo. c- Phanh GAZ-53A : 1- B¹c lÖch t©m; 2,10- Guèc; 3- Vßng kÑp; 4- M©m phanh; 5- Lß xo; 6- Cam ®iÒu chØnh; 7- Mµn ng¨n nhiÖt; 8- Xi lanh; 9- Lß xo tr¶; 10- X¬ng guèc; 11- Chèt quay. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 12 §èi víi çc «t« cì nhá, ®Ó gi¶m lîng kim lo¹i chÕ t¹o, ngêi ta thêng sö dông trèng phanh kÕt cÊu ghÐp (H×nh 1.9b), gåm mÆt bÝch 1 ®îc dËp tõ thÐp l¸ vµ vµnh trô 2 b»ng gang ®óc. §èi víi «t« du lÞch cßn sö dông phæ biÕn lo¹i trèng ®óc b»ng hîp kim nh«m hay dËp tõ thÐp l¸, phÝa trong lãt mét vßng b»ng gang (H×nh 1.9c). Çc mèi ghÐp gi÷a mÆt bÝch víi vµnh gang, gi÷a trèng ngoµi vµ vßng lãt ®îc thùc hiÖn ngay trong qu¸ tr×nh ®óc Çc trèng phanh ®îc ®Þnh t©m víi moay ¬ khi l¾p ghÐp theo bÒ mÆt h×nh trô cã dêng kÝnh d®t. BÒ mÆt lµm viÖc (trô trong) cña trèng phanh, sau khi gia c«ng c¬ ®îc l¾p víi moay ¬ vµ c©n b»ng ®éng. §é mÊt c©n b»ng cho phÐp ®èi víi «t« du lÞch lµ 15 ÷ 20 N.Cm, ®èi víi «t« t¶i vµ kh¸ch - 30 ÷ 40 N.Cm. - Guèc phanh: Cã thÓ ®îc chÕ t¹o b»ng ph¬ng ph¸p ®óc hay hµn dËp. Guèc phanh cña çc «t« t¶i träng lín thêng ®îc ®óc b»ng gang x¸m hay hîp kim nh«m. Guèc phanh cña «t« du lÞch vµ çc «t« t¶i träng nhá ®îc dËp tõng phÇn b»ng thÐp råi hµn nèi l¹i. Çc guèc lo¹i hµn - dËp cã khèi lîng nhá, tÝnh c«ng nghÖ cao, ngoµi ra cßn cã ®é ®µn håi lín, t¹o ®iÒu kiÖn lµm ®ång ®Òu ¸p suÊt trªn bÒ mÆt çc m¸ phanh. V× thÕ chóng ®îc sö dông kh¸ phæ biÕn. Trªn h×nh 1.10 lµ kÕt cÊu mét sè lo¹i guèc phanh cña «t«. MÆt ngoµi cña guèc cã g¾n vµnh ma s¸t - cßn gäi lµ m¸ phanh. M¸ phanh th êng ®îc g¾n lªn guèc phanh b»ng ®inh t¸n. Mét sè trêng hîp m¸ phanh cã thÓ ®îc g¾n lªn guèc phanh b»ng ph¬ng ph¸p d¸n. Guèc thêng cã mét hoÆc hai g©n t¨ng cøng, mét ®Çu ®îc nèi b¶n lÒ víi m©m phanh nhê çc chèt quay, ®Çu kia tú vµo c¬ cÊu Ðp qua chèt tú hay tÊm thÐp chÞu mµi mßn. §inh t¸n ®îc chÕ t¹o b»ng vËt liÖu mÒm, nh: ®ång ®á, ®ång thau hay nh«m. Vµnh ma s¸t ®îc chÕ t¹o b»ng ph¬ng ph¸p Ðp ®Þnh h×nh hçn hîp sîi ¸tbÐt cïng víi çc chÊt phô gia, nh: «xýt kÏm, minium s¾t vµ çc chÊt kÕt dÝnh nh: cao su, dÇu thùc vËt, dÇu kho¸ng hay nhùa tæng hîp. Çc chèt quay thêng chÕ t¹o b»ng thÐp 45 t«i cao tÇn. - M©m phanh: Lµ mét chi tiÕt cã d¹ng ®Üa, ®îc dËp tõ thÐp l¸ hay ®óc b»ng gang vµ b¾t chÆt víi dÇm cÇu nhê bu l«ng. §©y lµ mét chi tiÕt ®¬n gi¶n nhng quan träng v× nã lµ n¬i l¾p ®Æt vµ ®Þnh vÞ tÊt c¶ çc chi tiÕt kh¸c cña c¬ cÊu phanh. KÕt cÊu cña m©m phanh xem trªn çc h×nh 1.10, 1.11, 1.12 vµ 1.13. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 13 2 4 3 7 1 8 9 6 10 11 5 12 18 13 17 16 15 14 H×nh 1.11. C¬ cÊu phanh lo¹i thuû lùc 1 c¬ cÊu Ðp. 1- Bu l«ng l¾p xi lanh b¸nh xe; 2- §ai èc h·m; 3- m©m phanh; 4- Xi janh b¸nh xe; 5- Lß xo tr¶; 6- §Çu nèi çp; 7- §ai èc; 8- CÇn phanh dõng; 9Bu l«ng; 10- M¸ phanh sau; 11- DÉn híng çp; 12- Lß xo; 13- CÇn ®iÒu chØnh; 14- §ai èc ®iÒu chØnh; 15- Lß xo tr¶; 16- Bu l«ng ®iÒu chØnh; 17X¬ng guèc tríc; 18- M¸ phanh tríc. 1 2 4 3 5 10 6 9 8 7 H×nh 1.12. C¬ cÊu phanh lo¹i thuû lùc 2 c¬ cÊu Ðp. 1- M©m phanh; 2- Bu l«ng nèi èng; 3- Xi lanh b¸nh xe; 4- Guèc phanh; 5- TÊm dÉn híng; 6- Chèt; 7- Lß xo; 8- §ßn chªm; 9- CÇn ®Èy; 10- M¸ phanh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 14 2 1 3 11 10 4 9 8 5 7 6 H×nh 1.13. L¾p nèi c¬ cÊu phanh víi dÇm cÇu. 1- Thanh ®Èy; 2- BÇu phanh; 3- M©m phanh; 4- Chèt quay; 5- Chi tiÕt ®Þnh vÞ; 6- Guèc phanh; 7- Lß xo tr¶; 8- Con l¨n; 9- Cam Ðp; 10- C¬ cÊu ®iÒu chØnh; 11- VÝt ®iÒu chØnh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 15 - C¬ cÊu Ðp: Cã ba lo¹i tïy thuéc kiÓu dÉn ®éng lµ: xi lanh thñy lùc, cam vµ chªm Ðp (h×nh 1.14). C¬ cÊu Ðp b»ng xi lanh thñy lùc (h×nh 1.15), cßn gäi lµ xi lanh con hay xi lanh b¸nh xe, cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dÔ bè trÝ. Th©n cña xi lanh ®îc chÕ t¹o b»ng gang x¸m, bÒ mÆt lµm viÖc ®îc mµi bãng. Piston chÕ t¹o b»ng hîp kim nh«m, phÝa ngoµi cã Ðp çc chèt thÐp lµm chç tú cho guèc phanh. Xi lanh ®îc lµm kÝn b»ng çc vßng hay nót cao su. H×nh 1.14. Çc lo¹i c¬ cÊu Ðp cña c¬ cÊu phanh trèng guèc. a- Cam Ðp; b- Xi lanh thñy lùc; c- Chªm Ðp H×nh 1.15. KÕt cÊu xi lanh b¸nh xe vµ guèc phanh a- 2 Piston; b- 1 Piston c- Bé phËn x¶ khÝ vµ nèi èng d vµ e - §Þnh vÞ guèc phanh theo chiÒu trôc. 1- Vßng (nót) lµm kÝn; 2- Lß xo; 3- Th©n xi lanh; 4- Chèt tú; 5- N¾p che; 6- VÝt x¶ khÝ; 7- §Çu nèi èng. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 16 C¬ cÊu Ðp b»ng cam (h×nh 1.14a) còng cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy nhng hiÖu suÊt dÉn ®éng cam thÊp (ηc = 0,6 ÷ 0,8). §Ó t¨ng hiÖu suÊt, ë çc ®Çu tú cña guèc ngêi ta l¾p con l¨n b»ng thÐp 45 t«i cao tÇn ®Ó gi¶m ma s¸t vµ mµi mßn. Cam ®îc chÕ t¹o b»ng thÐp 45 liÒn mét khèi víi trôc quay vµ sau khi gia c«ng c¬ ®îc t«i cao tÇn. Profin cam ®îc lµm theo d¹ng th©n khai hay xo¾n èc ¸cximÐt ®Ó tæng lùc t¸c dông tõ phÝa cam lªn guèc kh«ng phô thuéc vµo gãc ®Æt cam, mÆc dï gãc nµy bÞ thay ®æi trong qu¸ tr×nh mµi mßn m¸ phanh. H×nh 1.16. Profin cam Ðp cña phanh « t« ZIL-130. a- Phanh tríc; b- Phanh sau. C¬ cÊu Ðp d¹ng chªm (h×nh 1.14b vµ 1.17) cã kÕt cÊu phøc t¹p vµ gi¸ thµnh cao h¬n lo¹i cam. Tuy vËy nã cã mét l¹ot çc u ®iÓm, lµ: nhá gän h¬n, hiÖu suÊt cao h¬n, thêi gian chËm t¸c dông bÐ h¬n. H×nh 1.17. S¬ ®å lµm viÖc cña chªm Ðp. a- VÞ trÝ ban ®Çu; b- Trô trît b¾t ®Çu dÞch chuyÓn c- VÞ trÝ lµm viÖc (phanh); d- S¬ ®å tÝnh to¸n - Bé phËn ®iÒu chØnh khe hë: Khi nh¶ phanh, gi÷a trèng phanh vµ m¸ phanh cÇn ph¶i cã mét khe hë tèi thiÓu nµo ®ã, kho¶ng: 0,2 ÷ 0,4 mm ®Ó cho KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 17 phanh nh¶ ®îc hoµn toµn. Khe hë nµy t¨ng lªn khi çc m¸ phanh bÞ mµi mßn, lµm t¨ng hµnh tr×nh cña c¬ cÊu Ðp, t¨ng lîng chÊt láng lµm viÖc cÇn thiÕt hay lîng tiªu thô kh«ng khÝ nÐn, t¨ng thêi gian chËm t¸c dông, ... §Ó tr¸nh nh÷ng hËu qu¶ xÊu ®ã, ph¶i cã c¬ cÊu ®Ó ®iÒu chØnh khe hë gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh. Cã hai ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh: B×nh thêng b»ng tay vµ tù ®éng. §iÒu chØnh b×nh thêng lµ dïng dông cô t¸c ®éng lªn c¬ cÊu ®iÒu chØnh ®Ó thay ®æi vÞ trÝ t¬ng ®èi gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh, nhê ®ã thay ®æi ®îc khe hë gi÷a chóng. Çc c¬ cÊu ®iÒu chØnh lo¹i nµy cã mét sè d¹ng kÕt cÊu kh¸c nhau phô thuéc vµo lo¹i dÉn ®éng. + §èi víi dÉn ®éng thñy lùc (h×nh 1.19 vµ 1.20): - Dïng cam lÖch t©m d¹ng qu¶ ®µo ®Ó ®iÒu chØnh khe hë trªn (h×nh 1.19); - Dïng chèt víi b¹c lÖch t©m ®Ó ®iÒu chØnh khe hë díi (h×nh 1.20d); - Dïng mèi ghÐp ren vÝt thay ®æi chiÒu dµi thanh nèi gi÷a çc guèc phanh (h×nh 1.20c,f). - Dïng c«n ®Èy (h×nh 1.20c). + §èi víi c¬ cÊu Ðp b»ng cam (h×nh 1.20b): Khe hë ®îc ®iÒu chØnh b»ng çch thay ®æi gãc gi÷a cam vµ ®ßn quay nhê c¬ cÊu trôc vÝt - b¸nh vÝt. H×nh 1.18. Thao t¸c ®iÒu chØnh khe hë trªn. 1- VÝt ®iÒu chØnh; 2- Trèng phanh; 3- M¸ phanh; 4- Guèc phanh; 5- Thíc ®o. Khi dïng ph¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tù ®éng, vÊn ®Ò b¶o dìng sö dông sÏ ®¬n gi¶n h¬n, chÊt lîng lµm viÖc cña hÖ thèng phanh còng ®îc n©ng cao. Phô thuéc vµo nguyªn lý lµm viÖc, çc bé phËn ®iÒu chØnh tù ®éng khe hë cã thÓ chia lµm hai lo¹i: + Lo¹i I: Bé phËn ®iÒu chØnh chØ lµm viÖc khi ¸p suÊt trong buång phanh hay trong çc xi lanh b¸nh xe ®¹t gi¸ trÞ max, tøc lµ khi phanh ngÆt. Hµnh tr×nh ®iÒu chØnh phô thuéc vµo hµnh tr×nh toµn bé cña c¬ cÊu Ðp khi phanh, bao gåm c¶ hµnh tr×nh t¨ng lªn do biÕn d¹ng ®µn håi cña çc chi tiÕt bÞ Ðp. + Lo¹i II: Bé phËn ®iÒu chØnh lµm viÖc víi çc ¸p suÊt kh¸c nhau, tøc lµ c¶ khi phanh ngÆt vµ khi phanh víi cêng ®é nhá. Hµnh tr×nh ®iÒu chØnh chØ phô thuéc vµo khe hë tù do gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh mµ kh«ng phô thuéc vµo biÕn d¹ng ®µn håi cña çc chi tiÕt. Çc bé ®iÒu chØnh lo¹i I cã nhiÒu d¹ng kÕt cÊu kh¸c nhau, nh : ma s¸t, cãc, r¨ng vµ chªm (h×nh 1.21). KÕt cÊu trªn h×nh 1.21a dïng trªn xe VAZ-2103. èng lãt 2 cña bé ®iÒu chØnh ®îc ®Æt trong lç lµm trªn g©n guèc phanh 4 víi khe hë lín h¬n chiÒu dµy m¸ phanh. Chèt 1 ®îc l¾p chÆt trªn m©m phanh, mét ®Çu n»m trong lç cña èng KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 18 H×nh 1.19. §iÒu chØnh khe hë trªn b»ng cam qu¶ ®µo. 23- Cam qu¶ ®µo; 24- Lß xo; 25- VÝt ®iÒu chØnh. H×nh 1.20. Çc s¬ ®å ®iÒu chØnh khe hë guèc phanh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 19 lãt 2 víi khe hë δ t¬ng øng víi khe hë qui ®Þnh gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh. Çc vßng ma s¸t 3 ®îc Ðp chÆt vµo g©n guèc phanh nhê lß xo, t¹o nªn lùc ma s¸t lín h¬n lùc cña lß xo tr¶ qui dÉn vÒ t©m cña bé ®iÒu chØnh. KÕt cÊu trªn h×nh 1.21b ®îc dïng trªn xe GAZ-24 (VONGA). Trong r·nh cña piston 6 ®îc ®Æt mét vßng ®µn håi 5, lu«n lu«n Ðp chÆt vµo mÆt trong cña xi lanh 7. Nhê lùc ma s¸t t¹o nªn cã gÝa trÞ lín h¬n lùc cña lß xo tr¶ qui dÉn vÒ trôc xi lanh, nã lu«n lu«n ®Þnh vÞ piston ë vÞ trÝ t¬ng øng víi khe hë qui ®Þnh δ gi÷a trèng phanh vµ m¸ phanh khi nh¶ phanh. KÕt cÊu trªn h×nh 1.21c lµ kÕt cÊu lo¹i cãc, dïng víi dÉn ®éng kiÓu chªm Ðp. Trªn mÆt ngoµi cña èng lãt 10 ®îc lµm çc r¨ng d¹ng xo¾n èc. Bªn trong nã lµ lç ren nèi víi ®Çu tú 9 cña guèc phanh. Cã 8, ®Çu cã d¹ng phï hîp, tú vµo r¨ng xo¾n trªn èng lãt 10. Khi phanh, nÕu hµnh tr×nh cña trô trît 11 lín h¬n bíc chiÒu trôc cña r¨ng cãc, th× cãc 8 sÏ trît ®i mét r¨ng sang r·nh kh¸c. Khi nh¶ phanh, èng lãt vµ trô trît trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. Do t¸c dông cña cãc, èng lãt xoay ®i mét gãc nµo ®ã vµ qua mèi ghÐp ren ®Èy ®Çu tú 9 ra mét lîng t¬ng øng, lµm gi¶m khe hë gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh. KÕt cÊu trªn h×nh 1.21d lµ kÕt cÊu kiÓu r¨ng kÑp. Tai 16 cña nã ®îc b¾t cè ®Þnh. Cèc 12 cã nh÷ng vÊu ®µn håi kÑp chÆt vµo nh÷ng r·nh vßng trªn phÇn r¨ng cña èng 13. Tai 17 liÒn víi b¹c 15 ®îc nèi víi guèc phanh. B¹c 15 liªn kÕt ren víi èng 13. Chèt 14 lu«n lu«n ®îc ®Èy sang tËn cïng bªn tr¸i nhê lß xo. Gi÷a chèt 14 nèi víi tai 16 vµ phÇn cßn l¹i cña c¬ cÊu cã thÓ dÞch chuyÓn t¬ng ®èi mét kho¶ng tù do lµ δ t¬ng øng víi khe hë quy ®Þnh gi÷a guèc phanh vµ trèng phanh. Khi m¸ phanh bÞ mßn, hµnh tr×nh cña guèc khi phanh t¨ng lªn, çc vÊu ®µn håi cña cèc 12 sÏ trît ®i mét r·nh trªn phÇn r¨ng cña èng 13, bï l¹i phÇn khe hë t¨ng lªn vµ ®Èy tai 17 ra gÇn trèng phanh h¬n. Khi nh¶ phanh, lùc cña lß xo tr¶ kh«ng ®ñ søc th¾ng lùc ®µn håi cña vÊu kÑp, nªn guèc phanh ®îc gi÷ l¹i ë gÇn trèng phanh h¬n vµ khe hë quy ®Þnh gi÷a chóng ®îc phôc håi. KÕt cÊu trªn h×nh 1.21e lµ kÕt cÊu lo¹i chªm thñy lùc, ®îc dïng trªn çc «t« ben hä MAZ. ë vÞ trÝ nh¶ phanh, lß xo 18 kÐo çc ®Çu trªn cña guèc tú vµo ô tú 20, lß xo 19 kÐo çc ®Çu díi l¹i - t¹o nªn trong xi lanh 21 vµ khoang tr¸i cña xi lanh 22 mét ¸p suÊt x¸c ®Þnh p 1 = 0,3 MN/m2. Khi m¸ phanh bÞ mßn th× dÞch chuyÓn cÇn thiÕt cña çc guèc khi ®¹p phanh sÏ t¨ng lªn, ®ßi hái t¨ng lîng chÊt láng ®i ®Õn çc xi lanh Ðp. Do ®ã khi nh¶ phanh, piston cña xi lanh ®iÒu chØnh 22 chuyÓn ®éng ngîc l¹i, th× qua çc lç trªn nã, dÇu tõ khoang bªn ph¶i sÏ Ðp cong mÐp cña phít cao su xuèng ®Ó ®i sang khoang bªn tr¸i, bï cho lîng dÇu cÇn t¨ng lªn. Khi piston cña xi lanh ®iÒu chØnh dõng ë vÞ trÝ c©n b»ng, lîng dÇu nãi trªn kh«ng thÓ trë vÒ xi lanh chÝnh ®îc v× phít chØ cho dÇu di qua theo mét chiÒu. Nhê ®ã çc guèc phanh ®îc ®Èy ra gÇn trèng phanh h¬n, phôc håi l¹i khe hë quy ®Þnh. Qua ph©n tÝch sù lµm viÖc cña çc bé ®iÒu chØnh lo¹i I, ta thÊy r»ng: çc bé ®iÒu chØnh lo¹i nµy cã kÕt cÊu t¬ng ®èi ®¬n gi¶n. Tuy vËy chóng chØ thÝch hîp víi çc c¬ cÊu phanh cã ®Æc tÝnh lµm viÖc æn ®Þnh cao, cã quan hÖ gi÷a dÞch chuyÓn cña guèc vµ ¸p suÊt t¸c dông trong c¬ cÊu Ðp kh«ng ®æi. Khi trèng phanh, guèc phanh vµ çc chi tiÕt kh¸c cã ®é cøng v÷ng thÊp, çc bé ®iÒu chØnh lo¹i I kh«ng thÓ ®¶m b¶o ®iÒu chØnh chÝnh x¸c. Trong trêng hîp nh thÕ cÇn ph¶i sö dông çc bé ®iÒu chØnh phøc t¹p h¬n, ®ã lµ çc bé ®iÒu chØnh lo¹i II, kÕt cÊu ®iÓn h×nh cña chóng thÓ hiÖn trªn h×nh 1.22vµ 1.23. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 20 H×nh 1.21. Çc lo¹i c¬ cÊu ®iÒu chØnh tù ®éng khe hë lo¹i 1. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 21 H×nh 1.22. Çc c¬ cÊu ®iÒu chØnh khe hë tù ®éng lo¹i 2 dïng cho dÉn ®éng kiÓu cam Ðp. H×nh 1.23. Çc c¬ cÊu ®iÒu chØnh khe hë tù ®éng lo¹i 2 dïng cho dÉn ®éng thñy lùc. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 22 KÕt cÊu trªn h×nh 1.22 lµ cña h·ng SAB Thôy §iÓn. Bé ®iÒu chØnh nµy ®iÒu chØnh khe hë theo hµnh tr×nh tù do cña guèc phanh. PhÇn hµnh tr×nh t¬ng øng víi biÕn d¹ng ®µn håi cña çc chi tiÐt kh«ng ¶nh hëng g× ®Õn sù lµm viÖc cña bé ®iÒu chØnh. Khi phanh, lóc guèc phanh dÞch chuyÓn hÕt hµnh tr×nh tù do quy ®Þnh øng víi khe hë δ trªn h×nh vÏ, th× ®Çu mãc phÝa díi cña thanh r¨ng 4 (h×nh1.22a) sÏ tú vµo r·nh c¾t trong ®Üa ®iÒu khiÓn 5. §Üa 5 cïng víi ®ßn 6 ®îc l¾p cè ®Þnh trªn khung xe. NÕu guèc tiÕp tôc dÞch chuyÓn qu¸ hµnh tr×nh quy ®Þnh do khe hë gi÷a trèng vµ guèc t¨ng lªn, th× qua b¸nh r¨ng 8 nã lµm quay vµnh c«n ngoµi cña khíp mét chiÒu 1 theo híng quay tù do. ë phÇn hµnh tr×nh øng víi biÕn d¹ng ®µn håi cña çc chi tiÕt, tøc lµ khi guèc phanh ®· Ðp s¸t trèng phanh, trôc vÝt 2 díi t¸c dông cña ¸p lùc sÏ dÞch chuyÓn däc trôc, Ðp çc lß xo ®Üa 7 l¹i, t¸ch khíp c«n 1 ra, kh«ng cho vµnh c«n ngoµi tiÕp xóc víi phÇn c«n trong lµm trªn trôc vÝt 2. Khi nh¶ phanh (h×nh.1.22b), sau khi guèc ®· lïi l¹i hÕt hµnh tr×nh øng víi biÕn d¹ng ®µn håi, th× díi t¸c dông cña çc lß xo 7, khíp 1 l¹i ®ãng l¹i. Trong thêi gian dÞch chuyÓn tiÕp theo vÒ vÞ trÝ ban ®Çu (øng víi ®o¹n hµnh tr×nh tù do vît qu¸ quy ®Þnh) thanh r¨ng 4 sÏ lµm quay trôc vÝt 2 th«ng qua khíp 1. Trôc vÝt 2 khi quay, l¹i lµm quay b¸nh vÝt 3 vµ cïng víi nã lµ trôc cña cam Ðp, ®a khe hë gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh vÒ gi¸ trÞ quy ®Þnh. Trªn h×nh 1.23 lµ bé ®iÒu chØnh dïng cho dÉn ®éng thñy lùc. Bé ®iÒu chØnh nµy ®îc ®Æt ngay trong xi lanh b¸nh xe. Trong xi lanh 2 cña bé ®iÒu chØnh l¾p cè ®Þnh piston 3, trong piston 3 l¾p mét piston phô 5 cïng víi van 4. Khi ®¹p phanh, chÊt láng cã ¸p ®i vµo khoang A cña xi lanh, Ðp piston 5 cïng van 4 dÞch chuyÓn sang tr¸i, tú vµo vµnh chÆn 7. Khi ¸p suÊt trong xi lanh 2 võa ®¹t ®Õn gi¸ trÞ quy ®Þnh: (0,10 ÷ 0,15) pmax, th× lß xo 6 bÞ Ðp l¹i vµ van 4 më ra cho dÇu ®i tõ khoang A sang khoang B, ®Èy piston lµm viÖc 1 vµ qua cèc 8 Ðp guèc phanh tú s¸t vµo trèng phanh. Khi nh¶ phanh, van 4 vÉn më cho ®Õn khi ¸p lùc t¸c dông lªn van (b»ng ¸p suÊt chÊt láng trong çc khoang A vµ B nh©n víi diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña cÇn 9) gi¶m xuèng nhá h¬n lùc cña lß xo 6 nã míi ®ãng l¹i. Trong thêi gian van 4 më, chÊt láng tù do ®i ngîc tõ khoang B qua khoang A råi trë vÒ dÉn ®éng ®Ó nh¶ phanh, cßn piston 1 - dÞch chuyÓn sang ph¶i. Khi ¸p suÊt trong dÉn ®éng gi¶m ®Õn gi¸ trÞ quy ®Þnh (0,10 ÷ 0,15) pmax van 4 ®ãng l¹i, piston 1 vµ 5 tiÕp tôc dÞch chuyÓn sang ph¶i vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. Guèc phanh t¸ch khái trèng phanh víi khe hë cÇn thiÕt. Theo møc ®é mµi mßn m¸ phanh, piston 1 (ë vÞ trÝ nh¶ phanh) sÏ dÞch dÇn sang tr¸i ra xa piston 3, do mét phÇn chÊt láng bÞ van 4 gi÷ l¹i trong khoang B. Do ®ã khe hë gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh lu«n ®îc gi÷ ®óng quy ®Þnh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 23 H×nh 1.24. C¬ cÊu phanh «t« URAL-375. 1- Guèc phanh; 2- M©m phanh; 3- Cam diÒu chØnh khe hë; 4- Chèt quay lÖch t©m. H×nh 1.25. C¬ cÊu phanh sau GAZ-24. 1- Piston; 2- Vßng tú; 3- Vßng lµm kÝn; 4- Chèt tú; 5- M©m phanh; 6- Guèc; 7- Chèt quay; 8- B¹c lÖch t©m; 9- §Þnh vÞ guèc; 10- DÉn ®éng phanh dõng. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 24 a. H×nh 1.26. C¬ cÊu phanh dïng chªm Ðp 1- Guèc phanh; 2- M©m phanh; 3- BÇu phanh; 4- Chªm Ðp; 5- Con l¨n; 6- Trô trît; 7- TÊm çch 8- R¨ng cãc; 9- PhÇn ren ®Çu tú. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 25 b. 1.2.1.2. Lo¹i ®Üa: C¬ cÊu phanh lo¹i ®Üa thêng ®îc sö dông trªn «t« du lÞch (chñ yÕu ë çc b¸nh tríc) vµ m¸y kÐo. GÇn ®©y lo¹i phanh nµy b¾t ®Çu ®îc sö dông trªn mét sè «t« vËn t¶i vµ chë kh¸ch. Phanh ®Üa cã çc lo¹i: kÝn, hë, mét ®Üa, nhiÒu ®Üa, lo¹i vá quay, ®Üa quay, vßng ma s¸t quay. §Üa cã thÓ lµ ®Üa ®Æc, ®Üa cã xÎ çc r·nh th«ng giã, ®Üa mét líp kim lo¹i hay ghÐp hai kim lo¹i kh¸c nhau. Trªn «t« sö dông chñ yÕu lo¹i mét ®Üa quay d¹ng hë, Ýt khi dïng lo¹i vá quay. Trªn m¸y kÐo cßn dïng lo¹i vá vµ ®Üa cè ®Þnh, vßng ma s¸t quay. a. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc: Trªn h×nh 1.27 lµ s¬ ®å nguyªn lý cña c¬ cÊu phanh d¹ng ®Üa quay hë. CÊu t¹o cña c¬ cÊu phanh gåm: ®Üa phanh 4 g¾n víi moay ¬ b¸nh xe, m¸ kÑp 1 trªn ®ã ®Æt çc xi lanh thñy lùc 2. Çc m¸ phanh g¾n tÊm ma s¸t 3 ®Æt hai bªn ®Üa phanh. Khi ®¹p phanh, çc piston cña xi lanh thñy lùc 2 ®Æt trªn m¸ kÑp 1 sÏ Ðp çc m¸ phanh 3 tú s¸t vµo ®Üa phanh 4, phanh b¸nh xe l¹i. Cã hai ph¬ng ¸n l¾p ghÐp m¸ kÑp: l¾p cè ®Þnh vµ l¾p tïy ®éng kiÓu b¬i. Ph ¬ng ¸n l¾p cè ®Þnh (H1.27 vµ H.1.31a) cã ®é cøng v÷ng cao, cho phÐp sö dông lùc dÉn ®éng lín. Tuy vËy ®iÒu kiÖn lµm m¸t kÐm, nhiÖt ®é lµm viÖc cña c¬ cÊu phanh cao h¬n. §Ó kh¾c phôc cã thÓ dïng kiÓu m¸ kÑp tuú ®éng. M¸ kÑp cã thÓ lµm t¸ch rêi (H1.29) hay liÒn víi xi lanh b¸nh xe (H1.30 vµ H.1.31b,c) vµ trît trªn çc chèt dÉn híng cè ®Þnh (chèt 3 h×nh 1.30 vµ chèt 2 h×nh 1.31b). KÕt cÊu nh vËy cã ®é cøng v÷ng thÊp. Khi çc chèt dÉn híng bÞ biÕn d¹ng, mßn rØ sÏ lµm cho çc m¸ phanh mßn kh«ng ®Òu, hiÖu qña phanh gi¶m vµ g©y rung ®éng. Tuy vËy nã chØ cã mét xi lanh thñy lùc víi chiÒu dµi lín gÊp ®«i, nªn ®iÒu kiÖn lµm m¸t tèt h¬n, dÇu phanh Ýt nãng h¬n, nhiÖt ®é lµm viÖc cã thÓ gi¶m ®îc 30 ÷ 50 oC. Ngoµi ra nã cßn cho phÐp dÞch s©u c¬ cÊu phanh vµo b¸nh xe. Nhê ®ã gi¶m ®îc çnh tay ®ßn t¸c dông cña lùc c¶n l¨n ®èi víi trô quay ®øng cña çc b¸nh xe dÉn híng. VÞ trÝ bè trÝ m¸ kÑp ®èi víi ®êng kÝnh th¼ng ®øng cña b¸nh xe ¶nh hëng nhiÒu ®Õn gi¸ trÞ t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn çc æ trôc cña nã. Trªn h×nh 1.14b lµ hai ph¬ng ¸n bè trÝ m¸ kÑp. Râ rµng: RG1 = Z + 2fNcosθ ; RG2 = Z - 2fNcosθ . Tøc lµ RG2 < RG1 hay: bè trÝ m¸ kÑp ë phÝa sau t©m b¸nh xe (tÝnh theo chiÒu chuyÓn ®éng) sÏ gi¶m ®îc t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông lªn æ trôc. Trªn h×nh 1.33 lµ s¬ ®å nguyªn lý vµ kÕt cÊu cña c¬ cÊu phanh ®Üa lo¹i vá quay. C¬ cÊu phanh gåm 2 phÇn 8 vµ 9 nèi cøng vµ quay cïng moay ¬ b¸nh xe. Çc ®Üa phanh 11 vµ 12 l¾p cè ®Þnh, trªn g¾n çc tÊm ma s¸t, cã r·nh nghiªng chøa çc viªn bi 10 vµ ®îc dÉn ®éng quay nhê xi lanh thñy lùc 2. Khi t¸c dông lªn bµn ®¹p, çc ®Üa phanh bÞ piston ®Èy xoay ngîc chiÒu nhau lµm çc viªn bi trît trªn r·nh nghiªng, t¸ch çc ®Üa ra Ðp chÆt çc vßng ma s¸t vµo mÆt trong cña phÇn vá 8 vµ 9, phanh trôc b¸nh xe l¹i. Trong mét sè kÕt cÊu kh¸c: vá 8 vµ 9 cã thÓ l¾p cè ®Þnh. Khi ®ã çc vßng ma s¸t sÏ ®îc nèi then hoa vµ quya cïng trôc cña b¸nh xe. Çc c¬ cÊu phanh lo¹i nµy kÝn h¬n nhng kÕt cÊu phøc t¹p nªn Ýt dïng trªn «t«. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 26 b) a) H×nh 1.27. S¬ ®å nguyªn lý cña phanh ®Üa. 5 H×nh 1.28. S¬ ®å kÕt cÊu phanh ®Üa lo¹i H×nh 1.29. S¬ ®å kÕt cÊu phanh ®Üa lo¹i m¸ kÑp tuú ®éng - xi lanh cè ®Þnh. m¸ kÑp cè ®Þnh. 1- §Üa phanh; 2- M¸ kÑp; 3- §êng dÇu; 41- M¸ phanh; 2- M¸ kÑp; 3- Piston; Piston; 5- Th©n xi lanh; 6- M¸ phanh. 4- Vßng lµm kÝn; 5- §Üa phanh. H×nh 1.30. S¬ ®å kÕt cÊu phanh ®Üa lo¹i m¸ kÑp tuú ®éng xi lanh bè trÝ trªn m¸ kÑp. 1- M¸ kÑp; 2- Piston; 3- Chèt dÉn híng; 4- §Üa phanh; 5- M¸ phanh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 27 a) M¸ kÑp cè ®Þnh. 1- M¸ kÑp; 2- Xi lanh b¸nh xe; 3èng dÉn; 4- Chèt dÉn híng vµ gi÷ guèc phanh; 5- Vßng ch¾n bôi; 6Guèc phanh; 7- Vßng lµm kÝn; 8Piston; 9- §Üa phanh; 10- M¸ phanh. b) M¸ kÑp tïy ®éng. 1- M¸ kÑp vµ xi lanh; 2- Chèt dÉn híng; 3- §Üa phanh; 4- Piston; 5Vßng lµm kÝn; 6- Vßng ch¾n bôi; 7, 8- Guèc vµ m¸ phanh; 9- Lß xo l¸ ®Ó gi¶m rung guèc phanh trªn m¸ kÑp. c) M¸ kÑp tïy ®éng vµ dÉn ®éng phanh dõng. 1- Guèc vµ m¸ phanh; 2- §Üa phanh; 3- Xi lanh; 4- M¸ kÑp tuú ®éng; 5- èng kÑp ®µn håi; 6- Piston phanh dõng; 7- Trôc c¾t ren; x1- Ke hë gi÷a mÆt ®Çu èng 5 vµ mÐp piston 6; x2- Bíc ren c¾t trªn trôc 7. H×nh 1.31. KÕt cÊu c¬ cÊu phanh lo¹i ®Üa quay hë. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 28 H×nh chiÕu A (§· quay) B-B §· quay H×nh 1.32. C¬ cÊu phanh ®Üa cña xe BAZ-2101. a- §Üa; 2- M¸ kÑp; 3- Xi lanh; 4- Guèc; 5- Chèt ®Þnh vÞ guèc. a) S¬ ®å tÝnh to¸n vµ nguyªn lý lµm viÖc. b) KÕt cÊu c¬ cÊu phanh H×nh 1.33. Phanh ®Üa lo¹i vá quay, kÝn. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 29 b. §Æc diÓm kÕt cÊu çc chi tiÕt vµ bé phËn chÝnh: + §Üa phanh: thêng ®îc chÕ t¹o b»ng gang. §Üa ®Æc cã chiÒu dµy 8 ÷ 13 mm. §Üa xÎ r·nh th«ng giã dµy 16 ÷ 25 mm. §Üa ghÐp cã thÓ cã líp lâi b»ng nh«m hay ®ång cßn líp mÆt ma s¸t - b»ng gang x¸m. a) b) H×nh 1.34. KÕt cÊu ®Üa phanh cã xÎ r·nh th«ng giã. a- S¬ ®å lu th«ng kh«ng khÝ; b- §Üa cña h·ng Rockwell. + M¸ kÑp: ®îc ®óc b»ng gang rÌn. + Çc xi lanh thñy lùc: ®îc ®óc b»ng hîp kim nh«m. §Ó t¨ng tÝnh chèng mßn vµ gi¶m ma s¸t, bÒ mÆt lµm viÖc cña xi lanh ®îc m¹ mét líp cr«m. Khi xi lanh ®îc chÕ t¹o b»ng hîp kim nh«m, cÇn thiÕt ph¶i gi¶m nhiÖt ®é ®èt nãng dÇu phanh. Mét trong çc biÖn ph¸p ®Ó gi¶m nhiÖt ®é cña dÇu phanh lµ gi¶m diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a piston víi guèc phanh hoÆc sö dông çc piston b»ng vËt liÖu phi kim. + Çc th©n m¸ phanh: chç mµ piston Ðp lªn ®îc chÕ t¹o b»ng thÐp l¸. + TÊm ma s¸t: cña m¸ phanh lo¹i ®Üa quay hë thêng cã diÖn tÝch bÒ mÆt kho¶ng 12 ÷ 16% diÖn tÝch bÒ mÆt ®Üa, nªn ®iÒu kiÖn lµm m¸t ®Üa rÊt thuËn lîi. Trªn h×nh 1.35a, minh ho¹ sù biÕn d¹ng cña vßng lµm kÝn t¬ng øng víi cïng mét ¸p suÊt p vµ ba gi¸ trÞ khe hë J 1, J2 vµ J3 kh¸c nhau: Víi khe hë lín nh J3, vßng lµm kÝn cã thÓ bÞ Ðp tôt ra khái r·nh l¾p trªn xi lanh. Víi khe hë nh J2, vßng lµm kÝn sÏ h háng sau mét thêi gian ng¾n do biÕn d¹ng qu¸ lín. Khe hë víi gi¸ trÞ J1 lµ võa ph¶i, víi khe hë nµy, khi ¸p suÊt th«i t¸c dông, vßng lµm kÝn sÏ trë vÒ tr¹ng thÝa ban ®Çu. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 30 Nhê ®é ®µn håi cña çc vßng lµm kÝn 7 (H.1.35c) vµ ®é ®¶o chiÒu trôc cña ®Üa, khi nh¶ phanh çc m¸ phanh lu«n ®îc gi÷ l¹i çch mÆt ®Üa mét khe hë nhá. Do ®ã kh«ng ®ßi hái ph¶i cã c¬ cÊu t¸ch çc m¸ phanh vµ ®iÒu chØnh khe hë ®Æc biÖt nµo. Tuy vËy, trªn mét sè xe kÝch cì lín cã thÓ cã trang bÞ thªm c¬ cÊu ®iÒu chØnh khe hë tù ®éng (h×nh 1.36). 2 1 3 H×nh 1.35. BiÕn d¹ng ®µn håi cña vßng lµm kÝn. a- BiÕn d¹ng cña vßng lµm kÝn t¬ng øng víi çc khe hë J1, J2, J3 kh¸c nhau vµ ¸p suÊt p b»ng nhau; b, c- Tr¹ng th¸i cha lµm viÖc vµ ®ang chÞu ¸p suÊt; 1- Piston; 2- Vßng lµm kÝn; 3- Xi lanh. H×nh 1.36. S¬ ®å c¬ cÊu ®iÒu chØnh tù ®éng khe hë phanh ®Üa cña h·ng TEVES. 1- §Üa phanh; 2- M¸ phanh; 3Piston; 4- èng ma s¸t; 5- Trôc; 6§Öm ma s¸t; 7- Vµnh tú. c. ¦u nh îc ®iÓm: Qua ph©n tÝch nguyªn lý lµm viÖc vµ ®Æc ®iÓm kÕt cÊu, ta thÊy phanh ®Üa cã mét lo¹t çc u ®iÓm so víi c¬ cÊu phanh trèng - guèc nh sau: - Cã kh¶ n¨ng lµm viÖc víi khe hë nhá 0,05 ÷ 0,15 mm nªn rÊt nh¹y, gi¶m ®îc thêi gian chËm t¸c dông vµ cho phÐp t¨ng tû sè truyÒn dÉn ®éng. - ¸p suÊt ph©n bè ®Òu trªn bÒ mÆt m¸ phanh, do ®ã m¸ phanh mßn ®Òu. - B¶o dìng ®¬n gi¶n do kh«ng ph¶i ®iÒu chØnh khe hë. - Lùc Ðp t¸c dông theo chiÒu trôc vµ tù c©n b»ng nªn cho phÐp t¨ng gi¸ trÞ cña chóng ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ phanh cÇn thiÕt mµ kh«ng bÞ giíi h¹n bëi ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng cña kÕt cÊu. V× thÕ phanh ®Üa cã kÝch thíc nhá gän vµ dÔ bè trÝ trong b¸nh xe. - HiÖu qu¶ phanh kh«ng phô thuéc chiÒu quay vµ æn ®Þnh h¬n. - §iÒu kiÖn lµm m¸t tèt h¬n, nhÊt lµ ®èi víi lo¹i ®Üa quay (xem h×nh 1.37). Tuy vËy, phanh ®Üa cßn mét sè nhîc ®iÓm h¹n chÕ sù sö dông cña nã lµ: - Nh¹y c¶m víi bôi bÈn vµ khã lµm kÝn - Çc ®Üa phanh lo¹i hë dÔ bÞ oxy hãa, bÞ bÈn lµm çc m¸ phanh mßn nhanh - ¸p suÊt lµm viÖc cao nªn çc m¸ phanh dÔ bÞ nøt, xíc - Thêng ph¶i sö dông çc bé trî lùc ch©n kh«ng ®Ó t¨ng lùc dÉn ®éng, nªn khi ®éng c¬ kh«ng lµm viÖc, hiÖu qu¶ dÉn ®éng phanh thÊp vµ khã sö dông chóng ®Ó kÕt hîp lµm phanh dõng. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 31 H×nh 1.37. So s¸nh ®iÒu kiÖn lµm m¸t gi÷a phanh trèng vµ phanh ®Üa. 1- NhiÖt ®é trèng phanh; 2- NhiÖt ®é ®Üa phanh. 1.2.1.3. Lo¹i d¶i: Lo¹i phanh nµy chñ yÕu ®îc sö dông trªn m¸y kÐo xÝch. V× nã dïng phèi hîp víi ly hîp chuyÓn híng t¹o ®îc mét kÕt cÊu rÊt ®¬n gi¶n vµ gän: H×nh 1.38. §Ó t¹o nªn c¬ cÊu phanh chØ cÇn dïng mét d¶i phanh (4) bao ngoµi trèng (3) cña ly hîp chuyÓn híng lµ ®ñ. Phanh d¶i cã mét sè lo¹i (H×nh 1.39), kh¸c nhau ë ph¬ng ph¸p nèi çc ®Çu d¶i phanh vµ do ®ã kh¸c nhau ë hiÖu qu¶ phanh. H×nh 1.39a lµ s¬ ®å phanh d¶i ®¬n gi¶n kh«ng tù siÕt. Khi t¸c dông lùc, c¶ hai ®Çu d¶i phanh ®îc rót lªn siÕt vµo trèng phanh. ¦u ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ kh«ng cã hiÖn tîng tù siÕt, nªn phanh ªm dÞu, hiÖu qu¶ phanh kh«ng phô thuéc chiÒu quay. Nhîc ®iÓm lµ: HiÖu qu¶ phanh kh«ng cao. H×nh 1.39b lµ s¬ ®å phanh d¶i ®¬n gi¶n tù siÕt mét chiÒu. Nhê cã mét ®Çu ®îc nèi cè ®Þnh nªn hiÖu qu¶ phanh theo chiÒu tù xiÕt cao h¬n chiÒu ngîc l¹i tíi gÇn 6 lÇn. Tuy vËy khi phanh thßng dÔ bÞ giËt, kh«ng ªm. H×nh 1.39c lµ s¬ ®å phanh d¶i lo¹i kÐp. KÕt cÊu cña nã gièng nh ghÐp hai phanh d¶i lo¹i ®¬n cã chung mét ®Çu cè ®Þnh. BÊt kú trèng phanh quay theo chiÒu nµo th× hiÖu qu¶ phanh cña nã còng kh«ng ®æi vµ lu«n lu«n cã mét nh¸nh tù siÕt. H×nh 1.39d lµ s¬ ®å phanh d¶i lo¹i b¬i. Nã lµm viÖc t¬ng tù nh phanh d¶i ®¬n gi¶n tù siÕt, nhng hiÖu qu¶ phanh kh«ng phô thuéc chiÒu quay. TÊt c¶ çc lo¹i phanh d¶i ®Òu cã chung nhîc ®iÓm lµ ¸p suÊt trªn bÒ mÆt ma s¸t ph©n bè kh«ng ®Òu. Nªn m¸ phanh mßn kh«ng ®Òu vµ t¶i träng híng kÝnh t¸c dông lªn trôc lín. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 32 2 1 3 4 H×nh 1.38. Ly hîp chuyÓn híng vµ c¬ cÊu phanh cña m¸y kÐo xÝch. 1- Ly hîp chuyÓn híng; 2- B¸nh sao chñ ®éng; 3- Trèng phanh; 4- D¶i phanh. H×nh 1.39. S¬ ®å çc lo¹i phanh d¶i. a) Phanh d¶i ®¬n gi¶n kh«ng tù siÕt; b) Phanh d¶i tù siÕt mét chiÒu; c) Phanh d¶i lo¹i kÐp; d) Phanh d¶i lo¹i b¬i. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 33 1.2.2. DÉn ®éng phanh 1.2.2.1. Çc lo¹i dÉn ®éng phanh §èi víi hÖ thèng phanh lµm viÖc cña « t«, ngêi ta sö dông chñ yÕu hai lo¹i dÉn ®éng lµ: thñy lùc vµ khÝ nÐn. DÉn ®éng c¬ khÝ thêng chØ dïng cho phanh dõng, v×: HiÖu suÊt thÊp (η=0,4÷0,6) vµ khã ®¶m b¶o phanh ®ång thêi çc b¸nh xe. DÉn ®éng ®iÖn chØ dïng cho ®oµn xe kÐo moãc, nhng còng rÊt hiÕm. Trªn çc xe vµ ®oµn xe t¶i träng lín vµ rÊt lín sö dông nhiÒu lo¹i phanh liªn hîp thñy khÝ. §èi víi m¸y kÐo, ngîc l¹i, thêng dïng dÉn ®éng c¬ khÝ, v×: nã cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n, lµm viÖc tin cËy. DÉn ®éng c¬ khÝ, tuy hiÖu suÊt thÊp, ®é chÝnh x¸c kÐm vµ khã ®¶m b¶o phanh ®ång thêi çc b¸nh xe. Nhng ë m¸y kÐo çc ®êng dÉn ®éng kh«ng dµi, tèc ®é chuyÓn ®éng thÊp nªn çc nhîc ®iiÓm ®ã Ýt nghiªm träng. DÉn ®éng thñy lùc hÇu nh kh«ng dïng cho m¸y kÐo nhng l¹i thêng dïng ®Ó dÉn ®éng phanh cña r¬ moãc kÐo theo sau. Trªn çc m¸y kÐo cì lín th êng sö dông dÉn ®éng khÝ nÐn. 1.2.2.2. Çc s¬ ®å ph©n dßng chÝnh DÉn ®éng hÖ thèng phanh lµm viÖc, víi môc ®Ých t¨ng ®é tin cËy, cÇn ph¶i cã Ýt nhÊt lµ hai dßng dÉn ®éng ®éc lËp. Trong trêng hîp mét dßng bÞ háng th× çc dßng cßn l¹i vÉn ®îc «t« m¸y kÐo víi mét hiÖu qu¶ x¸c ®Þnh nµo ®ã. HiÖn nay phæ biÕn nhÊt lµ çc dÉn ®éng hai dßng víi s¬ ®å ph©n dßng nh trªn h×nh 1.40. §Ó ph©n chia çc dßng cã thÓ sö dông bé phËn ®iÒu khiÓn kÐp, nh: van khÝ nÐn hai khoang, xi lanh chÝnh kÐp hay bé chia mµ kÕt cÊu cña chóng sÏ ®îc nghiªn cøu ë çc phÇn sau. Mçi s¬ ®å ®Òu cã çc u khuyÕt diÓm riªng. V× vËy, khi chän s¬ ®å ph©n dßng ph¶i tÝnh to¸n kü dùa vµo ba yÕu tè chÝnh lµ: - Møc ®é gi¶m hiÖu qu¶ phanh khi mét dßng bÞ háng - Møc ®é bÊt ®èi xøng lùc phanh cho phÐp - Møc ®é phøc t¹p cña dÉn ®éng Thêng sö dông nhÊt lµ s¬ ®å ph©n dßng theo çc cÇu (H1.40a). §©y lµ s¬ ®å ®¬n gi¶n nhÊt nhng hiÖu qu¶ phanh sÏ gi¶m nhiÒu khi háng dßng phanh cÇu tríc. Khi dïng çc s¬ ®å b,c vµ d hiÖu qu¶ phanh gi¶m Ýt h¬n.HiÖu qu¶ phanh ®¶m b¶o kh«ng thÊp h¬n 50% khi háng mét dßng nµo ®ã. Tuy vËy khi dïng s¬ ®å b vµ d, lùc phanh sÏ kh«ng ®èi xøng, lµm gi¶m tÝnh æn ®Þnh khi phanh nÕu mét trong hai dßng bÞ háng. §iÒu nµy cÇn ph¶i tÝnh ®Õn khi thiÕt kÕ hÖ thèng l¸i (dïng çnh tay ®ßn ©m). S¬ ®å e lµ s¬ ®å hoµn thiÖn nhÊt nhng còng phøc t¹p nhÊt. §Ó ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu chung ®Æt ra ®èi víi hÖ thèng phanh, dÉn ®éng phanh ph¶i ®¶m b¶o nh÷ng yªu cÇu cô thÓ sau: - §¶m b¶o sù tû lÖ gi÷a m« men phanh sinh ra víi lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p vµ hµnh tr×nh cña nã; - Thêi gian chËm t¸c dông khi phanh kh«ng ®îc vît qu¸ 0,6 s, khi nh¶ phanh kh«ng ®îc lín h¬n 1,2 s; - Ph¶i cã Ýt nhÊt hai dßng ®éc lËp vµ khi mét dßng háng, hiÖu qu¶ phanh ph¶i cßn tèi thiÓu lµ 50%; - Khi kÐo moãc, nÕu moãc tuét khái xe kÐo th× ph¶i ®îc tù ®éng phanh l¹i. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 34 H×nh 1.40. Çc s¬ ®å ph©n dßng 1.2.2.3. DÉn ®éng thñy lùc a. ¦u nh îc ®iÓm: DÉn ®éng thñy lùc cã u ®iÓm quan träng lµ: - §é nh¹y lín, thêi gian chËm t¸c dông nhá (díi 0,2 ÷ 0,4 s) - Lu«n lu«n ®¶m b¶o phanh ®ång thêi çc b¸nh xe v× ¸p suÊt trong dÉn ®éng chØ b¾t ®Çu t¨ng lªn khi tÊt c¶ çc m¸ phanh ®· Ðp s¸t trèng phanh - HiÖu suÊt cao (η=0,8 ÷ 0,9) - KÕt cÊu ®¬n gi¶n, kÝch thíc, khèi lîng, gi¸ thµnh nhá - Cã kh¶ n¨ng dïng trªn nhiÒu lo¹i xe kh¸c nhau mµ chØ cÇn thay ®æi c¬ cÊu phanh. Nhîc ®iÓm cña dÉn ®éng thñy lùc lµ: - Yªu cÇu ®é kÝn khÝt cao. Khi cã mét chç nµo ®ã bÞ dß rØ th× c¶ dßng dÉn ®éng kh«ng lµm viÖc ®îc - Lùc cÇn thiÕt t¸c dông lªn bµn ®¹p lín nªn thêng ph¶i sö dông çc bé trî lùc ®Ó gi¶m lùc ®¹p, lµm cho kÕt cÊu phøc t¹p - Sù dao ®éng ¸p suÊt cña chÊt láng lµm viÖc cã thÓ lµm cho çc ®êng èng bÞ rung ®éng vµ m« men phanh kh«ng æn ®Þnh - HiÖu suÊt gi¶m nhiÒu ë nhiÖt ®é thÊp. b. Ph¹m vi sö dông: Víi çc ®Æc ®iÓm ®ã, dÉn ®éng thñy lùc ®îc sö dông réng r·i trªn çc «t« du lÞch, «t« t¶i cì nhá hoÆc cì ®Æc biÖt lín. c. Çc lo¹i vµ s¬ ®å dÉn ®éng: Theo lo¹i n¨ng lîng sö dông, dÉn ®éng phanh thuû lùc cã thÓ chia thµnh ba lo¹i: 1) DÉn ®éng t¸c dông trùc tiÕp: C¬ cÊu phanh ®îc ®iÒu khiÓn trùc tiÕp chØ b»ng lùc t¸c dông cña ngêi l¸i. 2) DÉn ®éng t¸c dông gi¸n tiÕp: C¬ cÊu phanh ®îc dÉn ®éng mét phÇn nhê lùc ngêi l¸i, mét phÇn nhê çc bé trî lùc l¾p song song víi bµn ®¹p. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 35 3) DÉn ®éng dïng b¬m vµ çc bé tÝch n¨ng: Lùc t¸c dông lªn çc c¬ cÊu phanh lµ ¸p lùc cña chÊt láng cung cÊp tõ b¬m vµ çc bé tÝch n¨ng thñy lùc. Ngêi l¸i chØ ®iÒu khiÓn çc van, qua ®ã ®iÒu chØnh ¸p suÊt vµ lu lîng chÊt láng ®i ®Õn çc c¬ cÊu phanh tïy theo cêng ®é phanh yªu cÇu. Trªn h×nh 1.41 lµ s¬ ®å dÉn ®éng thñy lùc t¸c dông trùc tiÕp. Khi ngêi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh 6, piston 4 trong xi lanh chÝnh 5 sÏ dÞch chuyÓn, ¸p suÊt trong khoang A t¨ng lªn ®Èy piston 3 dÞch chuyÓn sang tr¸i. Do ®ã ¸p suÊt trong khoang B còng t¨ng theo. ChÊt láng bÞ Ðp ®ång thêi theo çc èng dÉn 2 vµ 8 ®i ®Õn çc xi lanh b¸nh xe 1 vµ 7 ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh. H×nh 1.41. DÉn ®éng thñy lùc t¸c dông trùc tiÕp. H×nh 1.42. DÉn ®éng thñy lùc trî lùc ch©n kh«ng. Trªn h×nh 1.42 lµ s¬ ®å dÉn ®éng thñy lùc dïng bÇu trî lùc ch©n kh«ng. BÇu trî lùc ch©n kh«ng 12 cã hai khoang A vµ B ®îc ph©n çch bëi piston (hoÆc mµng) 11. Van ch©n kh«ng 5, lµm nhiÖm vô: nèi th«ng hai khoang A vµ B khi nh¶ phanh vµ c¾t ®êng th«ng gi÷a chóng khi ®¹p phanh. Van kh«ng khÝ 9, lµm nhiÖm vô: c¾t ®êng th«ng cña khoang A víi khÝ quyÓn khi nh¶ phanh vµ më ®êng th«ng cña khoang A víi khÝ quyÓn khi ®¹p phanh. Vßng cao su 10 lµ c¬ cÊu tû lÖ: Lµm nhiÖm vô ®¶m b¶o sù tû lÖ gi÷a lùc ®¹p vµ lùc phanh Khoang B cña bÇu trî lùc lu«n lu«n ®îc nèi víi ®êng n¹p ®éng c¬ 4 qua van mét chiÒu, v× thÕ thêng xuyªn cã ¸p suÊt ch©n kh«ng . Khi nh¶ phanh: van ch©n kh«ng 5 më, do ®ã khoang A sÏ th«ng víi khoang B qua van nµy vµ cã cïng ¸p suÊt ch©n kh«ng. Khi phanh: ngêi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p ®Èy cÇn 8 dÞch KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 36 chuyÓn sang ph¶i lµm ch©n kh«ng 5 ®ãng l¹i c¾t ®êng th«ng hai khoang A vµ B, cßn van kh«ng khÝ 9 më ra cho kh«ng khÝ qua phÇn tö läc 6 ®i vµo khoang A. §é chªnh lÖch ¸p suÊt gi÷a hai khoang A vµ B sÏ t¹o nªn mét ¸p lùc t¸c dông lªn piston (mµng) cña bÇu trî lùc, vµ qua ®ã t¹o nªn mét lùc phô hç trî cïng ngêi l¸i t¸c dông lªn çc piston trong xi lanh chÝnh 2, Ðp dÇu theo çc èng dÉn (dßng 1 vµ 3) ®i ®Õn çc xi lanh b¸nh xe ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh. Khi lùc t¸c dông lªn piston 11 t¨ng th× biÕn d¹ng cña vßng cao su 10 còng t¨ng theo lµm cho piston h¬i dÞch vÒ phÝa tríc so víi cÇn 8 lµm cho van kh«ng khÝ 9 ®ãng l¹i, gi÷ cho ®é chªnh ¸p kh«ng ®æi tøc lùc trî lùc kh«ng ®æi. Muèn t¨ng lùc phanh ngêi l¸i ph¶i tiÕp tôc ®¹p m¹nh h¬n, cÇn 8 l¹i dÞch chuyÓn sang tr¸i lµm van kh«ng khÝ 9 më ra cho kh«ng khÝ ®i thªm vµo khoang A. §é chªnh ¸p t¨ng lªn, vßng cao su 10 biÕn d¹ng nhiÒu h¬n lµm piston h¬i dÞch vÒ phÝa tríc so víi cÇn 8 --> van kh«ng khÝ l¹i ®ãng l¹i ®¶m b¶o cho ®é chªnh ¸p hay lùc trî lùc kh«ng ®æi vµ tû lÖ víi lùc ®¹p. Khi lùc phanh ®¹t cùc ®¹i th× van kh«ng khÝ më hoµn toµn vµ ®é chªnh ¸p hay lùc trî lùc còng ®¹t gi¸ trÞ max. Bé trî lùc ch©n kh«ng dïng nguån ch©n kh«ng trªn ®êng n¹p ®éng c¬ (h×nh 1.43) víi ®é ch©n kh«ng kho¶ng 500...600 mm thuû ng©n nªn cã hiÖu qña thÊp vµ thêng ®îc sö dông trªn çc «t« du lÞch vµ t¶i nhá cã ®éng c¬ x¨ng. a) b) H×nh 1.43. S¬ ®å trî lùc ch©n kh«ng. a- S¬ ®å khèi chøc n¨ng; b- Nguån ch©n kh«ng trªn ®éng c¬ x¨ng. EC- N¨ng lîng ngêi l¸i; ; Ea- N¨ng lîng trî lùc; A- Bé trî lùc; R- B×nh chøa dÇu; MC- Xi lanh chÝnh; C- Xi lanh b¸nh xe; 1- Kho¶ng ch©n kh«ng; 2Çcbuarat¬; 3- Bím ga; 4- Sóp p¸p n¹p; 5- Van 1 chiÒu; 6- BÇu trî lùc. §èi víi ®éng c¬ diesel, ®é ch©n kh«ng trªn ®êng n¹p rÊt nhá do kh«ng cã bím ga vµ sè vßng quay trôc khuûu thêng thÊp h¬n cña ®éng c¬ x¨ng. V× thÕ trong trêng hîp nµy nÕu muèn sö dông bé trî lùc ch©n kh«ng ngêi ta ph¶i dïng b¬m riªng ®Ó t¹o nguån ¸p suÊt ch©n kh«ng. B¬m ch©n kh«ng sö dông trªn « t« thêng lµ lo¹i çnh g¹t (h×nh 1.44) hoÆc mµng (h×nh 1.45). KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 37 H×nh 1.44. B¬m ch©n kh«ng lo¹i çnh g¹t cña h·ng Bendix. 1- Nèi víi b×nh ch©n kh«ng qua van 1 chiÒu; 2- §êng x¶; 3- Çnh g¹t; 4- R« to. H×nh 1.45. B¬m ch©n kh«ng lo¹i mµng. 1- Van hót nèi víi b×nh ch©n kh«ng; 2- van x¶; 3- §êng x¶; 4§êng hót; 5- Mµng b¬m. S¬ ®å dÉn ®éng thñy lùc trî lùc khÝ nÐn biÓu diÔn trªn h×nh 1.46. Bé trî lùc gåm côm van khÝ nÐn 3 nèi víi b×nh chøa khÝ nÐn 4 vµ xi lanh lùc 5 (trong cã piston hoÆc mµng trî lùc). Trong côm van 3 cã çc bé phËn sau: - C¬ cÊu tû lÖ: §¶m b¶o sù tû lÖ gi÷a lùc ®¹p vµ lùc phanh. - Van n¹p: Cho khÝ nÐn tõ b×nh chøa ®i vµo khi ®¹p phanh. - Van x¶: Cho khÝ nÐn trong dÉn ®éng tho¸t ra ngoµi khÝ quyÓn khi nh¶ phanh. H×nh 1.46. DÉn ®éng thuû lùc trî lùc khÝ nÐn. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 38 Khi t¸c dông lªn bµn ®¹p 1, qua ®ßn 2 lùc sÏ truyÒn ®ång thêi lªn çc cÇn cña xi lanh chÝnh 6 vµ cña côm van 3. Van 3 dÞch chuyÓn: më ®êng nèi khoang A cña xi lanh lùc víi b×nh chøa khÝ nÐn 4. KhÝ nÐn tõ 4 sÏ ®i vµo khoang A t¸c dông lªn piston cña xi lanh trî lùc, hç trî cho ngêi l¸i Ðp çc piston trong xi lanh chÝnh 6 dÞch chuyÓn - ®a dÇu ®Õn çc xi lanh b¸nh xe. Khi ®i vµo khoang A, khÝ nÐn ®ång thêi ®i vµo khoang phÝa sau piston cña van 3, Ðp lß xo l¹i, lµm van dÞch chuyÓn lïi sang tr¸i. Khi lùc khÝ nÐn c©n b»ng víi lùc lß xo th× van dõng l¹i ë vÞ trÝ c©n b»ng míi, ®ång thêi ®ãng lu«n ®êng khÝ nÐn tõ b×nh chøa ®Õn khoang A - duy tr× mét ¸p suÊt kh«ng ®æi trong hÖ thèng, t¬ng øng víi lùc t¸c dông vµ dÞch chuyÓn cña bµn ®¹p. NÕu muèn t¨ng ¸p suÊt lªn n÷a th× ph¶i t¨ng lùc ®¹p ®Ó ®Èy van sang ph¶i, më ®êng cho khÝ nÐn tiÕp tôc ®i vµo. Nh vËy côm van 12 ®¶m b¶o ®îc sù tû lÖ gi÷a lùc t¸c dông, chuyÓn vÞ cña bµn ®¹p vµ lùc phanh. Chó ý: NÕu kÕt cÊu cña lo¹i dÉn ®éng nµy thay ®æi mét chót - ®ßn 2 kh«ng cã, bµn ®¹p chØ t¸c dông lªn van 3 - th× dÉn ®éng sÏ trë thµnh dÉn ®éng thñy khÝ. KÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña côm van 3 cã thÓ t×m hiÓu trªn h×nh 1.47. H×nh 1.47. Van ph©n phèi khÝ nÐn. a- KÕt cÊu; b- Ký hiÖu quy íc; 1- Thanh kÐo; 2- §ßn quay; 3- Cèc ®Èy; 4- Lß xo tû lÖ; 5- §Õ van x¶; 6- Mµng tû lÖ; 7- §Çu nèi ®Õn bÇu phanh hoÆc trî lùc; 8- Loµ xo; 9- Van x¶; 10- Lß xo van n¹p; 11- Van n¹p; 12§Çu nèi víi b×nh chøa; 13, 14- Mµng vµ tiÕp ®iÓm ®Ìn b¸o phanh; 15- § êng ra khÝ quyÓn. Trªn h×nh 1.48. lµ s¬ ®å dÉn ®éng thñy lùc trî lùc nhê b¬m thñy lùc. HÖ thèng trî lùc, gåm: B¬m 1, van an toµn 2, van ph©n phèi 5 lµm kÕt hîp víi xi lanh lùc 6. Trong mét sè kÕt cÊu, cã thÓ kh«ng cã xi lanh lùc riªng mµ xi lanh chÝnh 7 kiªm lu«n vai trß cña nã. Khi t¸c dông lªn bµn ®¹p: kªnh nèi ®êng cao ¸p 3 cña b¬m víi ®êng håi 4 trong van 5 ®ãng l¹i, cßn kªnh nèi 5 víi khoang lµm viÖc cña xi lanh trî lùc 6 më ra - cho chÊt láng ®i vµo Ðp piston cña xi lanh lùc ®Èy piston cña xi lanh chÝnh KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 39 dÞch chuyÓn, Ðp dÇu ®Õn çc xi lanh b¸nh xe ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh phanh. Lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p cµng m¹nh, ¸p suÊt lµm viÖc cµng cao, m« men phanh sinh ra cµng lín. ë tr¹ng th¸i nh¶ phanh, van 5 nèi çc ®êng 3 vµ 4 víi nhau nªn b¬m lµm viÖc kh«ng t¶i. Trªn çc «t« t¶i träng cùc lín (nh BELAZ) thêng sö dông dÉn ®éng thñy lùc víi b¬m vµ çc bé tÝch n¨ng (H×nh 1.49). 3 vµ 4 lµ hai khoang cña van phanh, ®îc ®iÒu khiÓn tõ xa nhê dÉn ®éng thñy lùc hai dßng víi xi lanh chÝnh 2. Khi t¸c dông lªn bµn ®¹p 1, dÇu t¸c dông lªn çc van 3 vµ 4, më ®êng cho chÊt láng tõ çc bé tÝch n¨ng 7 vµ 9, ®i ®Õn çc xi lanh b¸nh xe 5 vµ 6. Lùc ®¹p cµng lín, ¸p suÊt trong çc xi lanh 5 vµ 6 cµng cao. Bé ®iÒu chØnh tù ®éng ¸p suÊt kiÓu r¬ le 8 dïng ®Ó gi¶m t¶i cho b¬m 11 khi ¸p suÊt trong çc b×nh tÝch n¨ng 7 vµ 9 ®· ®¹t gi¸ trÞ giíi h¹n trªn. van an toµn 10 cã t¸c dông b¶o vÖ cho hÖ thèng khái bÞ qu¸ t¶i. H×nh 1.48. DÉn ®éng thñy lùc trî lùc b»ng b¬m thñy lùc. a) b) H×nh 1.49. DÉn ®éng thñy lùc dïng b¬m vµ çc bé tÝch n¨ng. a- S¬ ®å khèi chøc n¨ng; b- S¬ ®å nguyªn lý; EC- N¨ng lîng ngêi l¸i; Ea- N¨ng lîng trî lùc tõ b¬m vµ bé tÝch n¨ng; D- Bé phËn ph©n phèi; C- Xi lanh b¸nh xe0. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 40 d. KÕt cÊu çc bé phËn chÝnh: DÉn ®éng thñy lùc nãi chung, bao gåm mét sè çc phÇn tö kh¸c nhau, nh : xi lanh chÝnh, bé chia, çc bé trî lùc, xi lanh b¸nh xe, b¬m thñy lùc vµ çc bé tÝch n¨ng, çc van ®iÒu khiÓn, ®iÒu chØnh vµ an toµn, çc èng dÉn, ... Tïy thuéc vµo lo¹i dÉn ®éng, vµo c«ng dông vµ chøc n¨ng mµ çc phÇn tö liÖt kª trªn cã thÓ cã hoÆc kh«ng, ®îc l¾p nèi tiÕp hoÆc song song trong m¹ch dÉn ®éng. Xi lanh chÝnh: lµ bé phËn quan träng nhÊt vµ kh«ng thÓ thiÕu trong dÉn ®éng thñy lùc. Nã cã nhiÖm vô: - T¹o ¸p suÊt lµm viÖc hay ¸p suÊt ®iÒu khiÓn cÇn thiÕt - §¶m b¶o lîng dÇu cung cÊp cho toµn bé hay mét phÇn cña hÖ thèng. Xi lanh chÝnh vµ çc chi tiÕt cña nã cã mét sè d¹ng kÕt cÊu, kh¸c nhau chñ yÕu ë nh÷ng ®iÓm sau: - Sè khoang cña xi lanh (®¬n hay kÐp) - Cã hay kh«ng cã lç bï phÝa tríc piston - Ph¬ng ph¸p ®Þnh vÞ çc piston ë vÞ trÝ ban ®Çu (khi nh¶ phanh) - Cã hay kh«ng cã van ngîc (bé phËn t¹o ¸p suÊt d trong çc dßng dÉn ®éng). Xi lanh chÝnh kÐp - hai khoang (h×nh 1.52a) lµ d¹ng ph¸t triÓn ®¬n gi¶n cña kÕt cÊu xi lanh chÝnh ®¬n - mét khoang cæ ®iÓn (h×nh 1.50), b»ng çch chia xi lanh thµnh hai phÇn nhê piston trung gian 1. ë kÕt cÊu nµy, khi lµm viÖc cã sù cä s¸t gi÷a mÐp phít cao su ë ®Çu çc piston víi mÐp çc lç bï 2, nªn çc phít mau mßn, háng vµ gi¶m tuæi thä. KÕt cÊu trªn h×nh 1.52c vµ 1.53b kh«ng cã nhîc ®iÓm nµy. Bëi v×, gi÷a bÇu chøa dÇu vµ çc khoang xi lanh chØ cßn nèi víi nhau b»ng mét lç - võa lµ lç th«ng võa lµ lç bï vµ bè trÝ phÝa sau çc phít cao su. Çc piston cã thÓ ®îc ®Þnh vÞ ë vÞ trÝ ban ®Çu b»ng mét sè biÖn ph¸p kh¸c nhau, nh: dïng vßng tú, vÝt tú hay thanh gi»ng. §Ó ®¶m b¶o cho çc piston trë vÒ ®îc ®óng vÞ trÝ ban ®Çu, th× lùc ®µn håi cña çc lß xo t¸c dông lªn chóng cÇn ph¶i cã gi¸ trÞ thÝch hîp. VÝ dô trong kÕt cÊu trªn h×nh 1.52b: lùc cña lß xo 8 cÇn ph¶i lín h¬n lùc cña lß xo 9. Khi dïng çc lß xo cã ®é cøng kh¸c nhau nh vËy, th× ¸p suÊt trong çc khoang xi lanh, tøc lµ trong çc dßng dÉn ®éng còng th êng chªnh lÖch nhau mét lîng t¬ng øng nµo ®ã. Do vËy, khi dïng hçn hîp c¶ c¬ cÊu phanh guèc vµ phanh ®Üa trªn cïng mét xe, th× dßng dÉn ®éng phanh ®Üa cÇn ph¶i ®îc nèi víi khoang cã ¸p suÊt nhá h¬n - v× phanh ®Üa rÊt nh¹y, thùc tÕ nã b¾t ®Çu lµm viÖc ngay khi ¸p suÊt b¾t ®Çu t¨ng. Còng v× lý do ®ã, trong çc dßng dÉn ®éng phanh ®Üa kh«ng ®îc phÐp cã ¸p suÊt d. Trong dßng dÉn ®éng phanh guèc, nÕu cÇn t¹o ¸p suÊt d (thêng kho¶ng 0,3 ÷ 0,5 Kg/cm2) ®Ó tr¸nh lät khÝ vµo dÉn ®éng, th× ngêi ta dïng çc van ngîc víi nhiÒu kÕt cÊu kh¸c nhau (h×nh 1.50). Xi lanh chÝnh thêng ®îc chÕ t¹o b»ng gang x¸m. Çc piston cã thÓ b»ng gang, hîp kim nh«m hay thÐp çc bon trung b×nh. Bé chia: Dïng ®Ó ph©n dÉn ®éng thµnh çc dßng ®éc lËp mµ vÉn dïng xi lanh chÝnh ®¬n. Nguyªn lý lµm viÖc vµ kÕt cÊu cña bé chia thÓ hiÖn trªn h×nh 1.54. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 41 H×nh 1.50. KÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña xi lanh chÝnh ®¬n. 1- Lß xo tr¶; 2- ô tú bµn ®¹p; 3- Trôc bµn ®¹p; 4- Chèt lÖch t©m; 5Bµn ®¹p; 6- Thanh ®Èy; 7- Vá b¶o vÖ; 8- Piston; 9- Lß xo van ngîc; 10- Xi lanh; 11- Nót lµm kÝn; 12- §Öm çnh ®µn håi; 13- Van ngîc; 14- Van thuËn; 15- Lß xo van thuËn. A- Lç bï; B- D·y lç trªn ®Çu piston; C- Lç th«ng. H×nh 1.51. KÕt cÊu côm piston vµ van ngîc. 1- Nót lµm kÝn; 2- §Öm çnh ®µn håi; 3- Piston. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 42 H×nh 1.52. Xi lanh chÝnh kÐp víi çc piston. a- §éc lËp; b- Nèi b»ng thanh gi»ng; c- Cña «t« VAZ-2101 1,3- Piston; 2- Lç bï; 4- Vßng chÆn; 5- Chèt tú; 6- Côm van ng îc; 7- Thanh gi»ng; 8,9- Lß xo; 10- Vßng lµm kÝn; 11- Vßng tú. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 43 . H×nh 1.53. KÕt cÊu xi lanh chÝnh: a- Xe hä GAZ; b- Xe hä VAZ. H×nh 1.54. Bé chia (dïng trªn «t« GAZ-24: VONGA). A,B,K- Çc ®êng dÇu; C,D,E,F- Çc khoang cña bé chia; G vµ H- Lç bï; 1,5- Nèi víi xi lanh b¸nh xe; 2- Th©n; 3- Van x¶ khÝ; 4- Vßng lµm kÝn; 6Nót ®Ëy; 7,11- Lß xo; 8- Piston; 9Vßng tú; 10- Vßng lµm kÝn; 12- Vßng ®Öm; 13- Tõ bé trî lùc. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 44 Bé trî lùc ch©n kh«ng: Lµ bé phËn cho phÐp lîi dông ®é ch©n kh«ng trong ®êng n¹p cña ®éng c¬ ®Ó t¹o lùc phô, t¸c dông lªn dÉn ®éng hç trî cho ngêi l¸i. V× vËy, ®Ó ®¶m b¶o ®ñ hiÖu qu¶ trî lùc, kÝch thíc çc bé trî lùc ch©n kh«ng thêng ph¶i lín vµ chØ thÝch hîp víi çc xe cã ®éng c¬ x¨ng cao tèc. §èi víi « t« ®éng c¬ diesel, ®é ch©n kh«ng cÇn ®îc t¹o ra bëi çc b¬m nªn kÕt cÊu phøc t¹p h¬n. HiÖn nay, bé trî lùc ch©n kh«ng cã nhiÒu d¹ng vµ s¬ ®å kÕt cÊu kh¸c nhau. Tuy vËy, tÊt c¶ chóng ®Òu cã chung mét nguyªn lý lµm viÖc vµ lu«n lu«n ph¶i cã ba phÇn tö kÕt cÊu chÝnh lµ: - Buång hay xi lanh sinh lùc: ®Ó t¹o lùc t¸c dông lªn dÉn ®éng - C¬ cÊu tû lÖ: ®Ó ®¶m b¶o quan hÖ tû lÖ thuËn gi÷a lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p, hµnh tr×nh bµn ®¹p vµ lùc phanh. - Çc van ch©n kh«ng vµ kh«ng khÝ. Tïy thuéc vµo çch bè trÝ l¾p ®Æt c¬ cÊu tû lÖ, buång sinh lùc vµ xi lanh chÝnh, çc bé trî lùc ch©n kh«ng cã thÓ chia thµnh ba nhãm chÝnh: Nhãm 1: Çc bé trî lùc mµ c¬ cÊu tû lÖ cã d¹ng ®ßn vµ kh«ng cã liªn hÖ trùc tiÕp víi hÖ thèng thñy lùc cña dÉn ®éng phanh. Nhãm 2: Çc bé trî lùc cã buång sinh lùc, c¬ cÊu tû lÖ vµ xi lanh chÝnh bè trÝ riªng rÏ. Nhãm 3: Çc bé trî lùc cã buång sinh lùc, c¬ cÊu tû lÖ vµ xi lanh chÝnh bè trÝ ®ång trôc chung trong mét kÕt cÊu. Çc bé trî lùc lo¹i 1 ®îc ®Æt trªn «t« GAZ-13 vµ ZIL-111. S¬ ®å nguyªn lý cña chóng thÓ hiÖn trªn h×nh 1.55. Bé trî lùc lµm viÖc nh sau: - Khi nh¶ phanh: Thanh 1 díi t¸c dông cña bµn ®¹p, ®Èy van 2 sang vÞ trÝ tËn cïng bªn tr¸i. Khi ®ã khoang A cña xi lanh lùc 3 th«ng víi khoang B vµ th«ng víi ®êng n¹p cña ®éng c¬ qua ®êng 4. Hai khoang A vµ B lóc nµy cã ¸p suÊt nh nhau vµ b»ng ¸p suÊt ch©n kh«ng trong ®êng n¹p. - Khi phanh: §Çu trªn cña bµn ®¹p quay sang ph¶i, cho phÐp lß xo trong van 2 ®ãng ®êng th«ng gi÷a A vµ B l¹i, ®ång thêi më ®êng qua èng 5, nèi A víi khÝ quyÓn. §é chªnh ¸p gi÷a hai khoang t¹o nªn ¸p lùc ®Èy piston 6 sang ph¶i vµ t¸c dông lªn ®ßn 7 mét lùc Q 1. Díi t¸c dông cña lùc Q 1 vµ Q2 tõ bµn ®¹p, ®ßn 7 quay quanh ®iÓm tùa M trªn bµn ®¹p vµ qua ®Çu díi t¸c dông lªn cÇn piston cña xi lanh chÝnh mét lùc Q3. Kh¶o s¸t sù c©n b»ng cña ®ßn 7, cã thÓ dÔ dµng x¸c ®Þnh ®îc quan hÖ gi÷a çc lùc Q1, Q2, Q3 vµ chøng minh ®îc ®ßn 7 chÝnh lµ c¬ cÊu ®¶m b¶o sù tû lÖ gi÷a lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p vµ lùc phanh. ¸p suÊt trong hÖ thèng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: p0 = (Q3/F0) = (Q2.l2)/[(l1 + l2).F0] Mµ Q2 = Pb®.ib® ⇒ p0 = (Pb®.ib®.l2)/[(l1 + l2).F0] Râ rµng nhê ®ßn 7, ¸p suÊt trong hÖ thèng vµ bëi vËy, lùc phanh sinh ra tû lÖ thuËn víi lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p. §Æc ®iÓm ®Æc biÖt cña bé trî lùc ch©n kh«ng nµy lµ: lùc Q 3, t¸c dông lªn piston cña xi lanh chÝnh l¹i nhá h¬n lùc Q 2 t¸c dông tõ bµn ®¹p. Tuy vËy vai trß trî lùc cña nã cã thÓ gi¶i thÝch nh sau: hµnh tr×nh piston cña xi lanh chÝnh (do sù quay t¬ng ®èi cña ®ßn 7 quanh ®iÓm M) lín h¬n nhiÒu hµnh tr×nh cña bµn ®¹p ë ®iÓm M. §iÒu ®ã cho phÐp t¨ng tû sè truyÒn cña bµn ®¹p vµ gi¶m ®êng kÝnh KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 45 piston cña xi lanh chÝnh ®Ó gi¶m lùc ®¹p, mµ vÉn ®¶m b¶o hµnh tr×nh yªu cÇu cña çc bé phËn. §Õn ®êng n¹p ®éng c¬ Ra khÝ quyÓn H×nh 1.55. Bé trî lùc ch©n kh«ng lo¹i 1. a- S¬ ®å nguyªn lý; b- §Æc tÝnh trî lùc. §Õn çc xi lanh b¸nh xe Tõ khÝ quyÓn Tõ xi lanh chÝnh §Õn ®êng n¹p ®éng c¬ a) H×nh 1.56. Bé trî lùc ch©n kh«ng lo¹i 2. a,b- S¬ ®å nguyªn lý; c- §Æc tÝnh trî lùc. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 46 a) H×nh 1.57. Bé trî lùc ch©n kh«ng lo¹i 3. a- S¬ ®å nguyªn lý; b- C¬ cÊu tû lÖ kiÓu vßng ph¶n lùc; cC¬ cÊu tû lÖ kiÓu bi; d- C¬ cÊu tû lÖ kiÓu piston thñy lùc. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 47 Çc bé trî lùc lo¹i 2 (®îc ®Æt trªn «t« GAZ-53A vµ GAZ-24) cã s¬ ®å nguyªn lý nh trªn h×nh 1.56. Çc bé trî lùc lo¹i 3 (®îc ®Æt phæ biÕn trªn çc «t« du lich hiÖn nay, trong ®ã cã çc «t« hä VAZ) cã s¬ ®å nguyªn lý thÓ hiÖn trªn h×nh 1.57. Çc bé trî lùc lo¹i nµy kh¸c nhau chñ yÕu ë kÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña c¬ cÊu tû lÖ. Do çc bé phËn ®îc bè trÝ chung thµnh mét khèi nªn kÕt cÊu rÊt ®¬n gi¶n vµ gän. Tuy vËy chóng cã nhîc ®iÓm lµ khã bè trÝ trªn xe vµ thêng chØ thÝch hîp víi bµn ®¹p kiÓu treo. Bé trî lùc trªn h×nh 1.57a lµm viÖc nh sau: - Khi nh¶ phanh: van 1 tú vµo ®Õ trªn piston 3, lóc nµy piston 3 vµ cÇn 2 n»m ë vÞ trÝ tËn cïng bªn ph¶i. ë vÞ trÝ nµy, khoang A cña xi lanh lùc (nèi víi ®êng n¹p ®éng c¬ qua èng 6) qua lç K th«ng víi khoang B cña c¬ cÊu tû lÖ vµ qua lç I th«ng víi khoang C cña xi lanh lùc. Khoang G cña c¬ cÊu tû lÖ th«ng víi khoang A qua lç J. Nh vËy, ë tr¹ng th¸i nh¶ phanh, trong çc khoang A,B,C vµ G cã ¸p suÊt ch©n kh«ng, cßn khoang D qua lç E th«ng víi khÝ quyÓn. - Khi phanh: díi t¸c dông cña lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p, cÇn 2 dÞch chuyÓn sang tr¸i, van 1 tú vµo ®Õ trªn cÇn 7 vµ t¸ch khái ®Õ trªn piston 3. ë vÞ trÝ nµy çc khoang B vµ C th«ng víi khoang D vµ cã ¸p suÊt t¨ng lªn (tèi ®a b»ng ¸p suÊt khÝ quyÓn). Khi ®ã piston 4 cña xi lanh lùc dÞch chuyÓn sang tr¸i, qua cÇn 7 t¸c dông lªn piston cña xi lanh chÝnh mét lùc phô hç trî cho ngêi l¸i. - Lùc t¸c dông lªn cÇn 7 cña xi lanh chÝnh cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P7 = Pnin[(F4/ F3)+1] Trong ®ã: F3 vµ F4 - DiÖn tÝch t¬ng øng cña çc piston 3 vµ 4. Bé trî lùc trªn h×nh 1.57b lµm viÖc nh sau: - Khi nh¶ phanh: khoang A (nèi víi ®êng n¹p ®éng c¬ qua lç I) qua lç E vµ khoang B th«ng víi khoang C. Nh vËy, ë tr¹ng th¸i nh¶ phanh, trong çc khoang A vµ C cã ¸p suÊt ch©n kh«ng, cßn khoang D qua lç E th«ng víi khÝ quyÓn. - Khi phanh: van 1 dÞch chuyÓn sang tr¸i, c¾t ®êng th«ng gi÷a hai khoang B vµ C, ®ång thêi nèi khoang C víi khÝ quyÓn. GÝa trÞ ¸p suÊt trong khoang C phô thuéc vµo vÞ trÝ tong quan gi÷a van 1 vµ ®Õ 2 cña nã. VÞ trÝ nµy l¹i phô thuéc vµo biÕn d¹ng cña vßng ph¶n lùc 3 díi t¸c dông cña 3 lùc: Q 1 - lùc tõ phÝa cÇn ®Èy nèi víi bµn ®¹p, Q 2 - lùc t¹o bëi piston cña xi lanh trî lùc vµ lùc Q - tõ phÝa piston cña xi lanh chÝnh. XÐt c©n b»ng vßng ph¶n lùc, chó ý r»ng khi vßng biÕn d¹ng ¸p suÊt t¹i mäi ®iÓm trªn bÒ mÆt cña nã cã gi¸ trÞ nh nhau, cã thÓ viÕt: Q/(ΠD2) = Q1/(Πd2) = Pnin/(Πd2) ⇒ Q = (PninD2)/(d2) NÕu dïng c¬ cÊu tû lÖ kiÓu bi (h×nh 1.58c), th× cã thÓ viÕt ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc nh sau: Q = Q1 + Q2 = Pnin[1+(Q2/ Q1)] mµ: Q1.tgα1 = Q2.tgα2 (c©n b»ng lùc ngang t¸c dông lªn mét viªn bi) ⇒ Q = Pnin[1+( tgα1/ tgα2)] KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 48 H×nh 1.59. Bé trî lùc ch©n kh«ng cña xe GAZ-53A. H×nh 1.60. Bé trî lùc ch©n kh«ng trªn çc 49 xe hä VAZ vµ s¬ KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh ®å lµm viÖc cña çc van: a- Khi nh¶ phanh; b- B¾t ®Çu phanh; c- Trong qu¸ tr×nh phanh Trªn h×nh 1.57c lµ bé trî lùc mµ chøc n¨ng cña c¬ cÊu tû lÖ ® îc thùc hiÖn bëi piston 2 cã ®êng kÝnh d. Trong trêng hîp nµy ¸p suÊt chÊt láng trong xi lanh chÝnh ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: p = 4Pnin/(Πd2) Trªn h×nh 1.59 lµ bé trî lùc ch©n kh«ng ®Æt trªn xe GAZ-53A. Trªn h×nh 1.60 lµ bé trî lùc ch©n kh«ng ®Æt trªn çc xe hä VAZ vµ s¬ ®å lµm viÖc cña çc van. B¬m thñy lùc (H×nh 1.61): B¬m lµ nguån cung cÊp chÊt láng cao ¸p cho dÉn ®éng. Trong dÉn ®éng phanh chØ dïng lo¹i b¬m thÓ tÝch, nh: b¸nh r¨ng, çnh g¹t, piston híng trôc. Çc b¬m b¸nh r¨ng cã thÓ t¹o ®îc ¸p suÊt ®Õn 120 Kg/cm2, cßn çc b¬m piston híng trôc - ®Õn 350 ÷ 500 Kg/cm2. CÇn chó ý r»ng: t¨ng ¸p suÊt lµm viÖc, cho phÐp t¨ng ®é nh¹y, gi¶m kÝch thíc vµ khèi lîng cña hÖ thèng. Nhng ®ång thêi, yªu cÇu vÒ lµm kÝn vÒ chÊt lîng ®êng èng còng cao h¬n. Çc bé tÝch n¨ng (H×nh 1.62): §Ó ®¶m b¶o ¸p suÊt lµm viÖc cÇn thiÕt cña hÖ thèng trong trêng hîp lu lîng t¨ng nhanh ë chÕ ®é phanh ngÆt, bªn c¹nh b¬m thñy lùc cÇn ph¶i cã çc bé tÝch n¨ng cã nhiÖm vô: tÝch tr÷ n¨ng lîng khi hÖ thèng kh«ng lµm viÖc vµ gi¶i phãng nã - cung cÊp chÊt láng cao ¸p cho hÖ thèng khi cÇn thiÕt. Çc bé tÝch n¨ng thêng cã d¹ng b×nh kÝn h×nh trô, ®îc chia lµm hai khoang bëi piston trît (H.1.62a) hay mµng (H.1.62b). Mét khoang (A) chøa ®Çy khÝ tr¬, nh Nit¬, Ag«ng. Mét khoang (B) ®îc nèi víi buång ®Èy cña b¬m. Çc khoang cÇn ph¶i ®îc ng¨n çch, bëi v× chÊt láng (dÇu) cã kh¶ n¨ng hÊp thô khÝ. H¬n n÷a kÕt cÊu nh vËy cho phÐp ®Æt çc bé tÝch n¨ng ë vÞ trÝ bÊt kú. H×nh 1.61. B¬m b¸nh r¨ng (h×nh chiÕu bªn ph¶i - ®· th¸o n¾p b¬m. 1- B¸nh r¨ng bÞ ®éng; 2N¾p; 3- Vßng lµm kÝn; 4- Vßng chÆn; 5- Trôc+BR chñ ®éng; 6- Vßng h·m; 7- §Öm kÝn; 8Vßng ®µn håi; 9- èng lãt; 10Th©n b¬m; 11- Bé phËn lµm kÝn; I, II- Çc khoang b¬m; III- Kªnh dÉn. H×nh 1.62. Bé tÝch n¨ng thñy lùc. 1- MÆt bÝch; 2- Vßng c¾t; 3- N¾p; 4- §Öm b¶o vÖ; 5- Vßng lµm kÝn; 6- Piston; 7- Vßng nØ; 8- Xi lanh; 9- C¬ cÊu n¹p. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 50 c. 1.2.2.4. DÉn ®éng khÝ nÐn a. ¦u nh îc ®iÓm: DÉn ®éng khÝ nÐn cã çc u ®iÓm quan träng lµ: - §iÒu khiÓn nhÑ nhµng, lùc ®iÒu khiÓn nhá - Lµm viÖc tin cËy h¬n dÉn ®éng thñy lùc (khi cã dß rØ nhá, hÖ thèng vÉn cã thÓ tiÕp tôc lµm viÖc ®îc, tuy hiÖu qu¶ phanh gi¶m) - DÔ phèi hîp víi çc dÉn ®éng vµ c¬ cÊu sö dông khÝ nÐn kh¸c, nh: phanh r¬ moãc, ®ãng më cöa xe, hÖ thèng treo khÝ nÐn, ... - DÔ c¬ khÝ hãa, tù ®éng hãa qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn dÉn ®éng Tuy vËy dÉn ®éng khÝ nÐn cã çc nhîc ®iÓm lµ: - §é nh¹y thÊp, thêi gian chËm t¸c dông lín - Do bÞ h¹n chÕ bëi ®iÒu kiÖn dß rØ, ¸p suÊt lµm viÖc cña khÝ nÐn thÊp h¬n cña chÊt láng trong dÉn ®éng thñy lùc tíi 10 ÷ 15 lÇn. Nªn kÝch thíc vµ khèi lîng cña dÉn ®éng lín - Sè lîng çc côm vµ chi tiÕt nhiÒu - KÕt cÊu phøc t¹p vµ gi¸ thµnh cao h¬n b. Ph¹m vi sö dông: Víi çc ®Æc ®iÓm ®ã, dÉn ®éng khÝ nÐn hiÖn nay ®îc sö dông réng r·i trªn çc «t« m¸y kÐo cì trung b×nh vµ lín, còng nh trªn çc ®oµn xe kÐo moãc. c. Çc s¬ ®å chÝnh: DÉn ®éng phanh khÝ nÐn cã ba s¬ ®å ®iÓn h×nh, t¬ng øng víi ba trêng hîp lµ: - Xe «t« ®¬n kh«ng kÐo moãc (H×nh 1.63a) - Xe kÐo moãc dÉn ®éng phanh r¬ moãc mét ®êng (H×nh 1.63b) - Xe kÐo moãc dÉn ®éng phanh r¬ moãc hai ®êng (H×nh 1.63c) Chó ý: DÉn ®éng phanh r¬ moãc mét ®êng vµ hai ®êng ph©n biÖt nhau ë sè lîng ®êng èng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc: DÉn ®éng mét ®êng cã mét ®êng èng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc. DÉn ®éng hai ®êng - cã hai ®êng èng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc. Nguyªn lý lµm viÖc + DÉn ®éng phanh trªn «t« ®¬n (H×nh 1.63a): - Kh«ng khÝ nÐn ®îc nÐn tõ m¸y nÐn 1 qua bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt 3, bé l¾ng läc vµ t¸ch Èm 4 vµ van b¶o vÖ kÐp 5 vµo çc b×nh chøa 6 vµ 10. Van an toµn 2 cã nhiÖm vô b¶o vÖ hÖ thèng khi bé ®iÒu chØnh 3 cã sù cè. Çc bé phËn nãi trªn hîp thµnh phÇn cung cÊp (phÇn nguån) cña dÉn ®éng. - Tõ b×nh chøa kh«ng khÝ nÐn ®i ®Õn çc khoang cña van ph©n phèi 8. ë tr¹ng th¸i nh¶ phanh, van 8 ®ãng ®êng th«ng khÝ nÐn tõ b×nh chøa ®Õn çc bÇu phanh vµ më ®êng th«ng çc bÇu phanh víi khÝ quyÓn. - Khi phanh: Ngêi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p, van 8 lµm viÖc: c¾t ®êng th«ng çc bÇu phanh víi khÝ quyÓn vµ më ®êng cho khÝ nÐn ®i ®Õn çc bÇu phanh 7 vµ 9, t¸c dông lªn c¬ cÊu Ðp, Ðp çc guèc phanh ra tú s¸t trèng phanh, phanh çc b¸nh xe l¹i. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 51 H×nh 1.63. Çc s¬ ®å dÉn ®éng phanh khÝ nÐn. a- ¤t« ®¬n; b- Phanh r¬ moãc mét ®êng; c- Phanh r¬ moãc hai ®êng. 1- M¸y nÐn khÝ; 2- Van an toµn; 3Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt; 4- Bé l¾ng läc vµ t¸ch Èm; 5- Van b¶o vÖ kÐp; 6,10,11,16- Çc b×nh chøa khÝ nÐn; 7,9- Çc bÇu phanh xe kÐo; 8- Tæng van ph©n phèi; 12- Çc van c¾t nèi ®êng èng; 13- Çc ®Çu nèi èng gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc; 14- §êng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc trong dÉn ®éng 1 ®êng; 15van ph©n phèi phanh r¬ moãc; 17Çc bÇu phanh r¬ moãc; 18,21Van ®iÒu khiÓn phanh r¬ moãc. H×nh 1.64. S¬ ®å dÉn ®éng phanh r¬ moãc hai ®êng vµ phanh dõng trªn xe kÐo: I- PhÇn cung cÊp khÝ nÐn; II- DÉn ®éng phanh trªn xe kÐo; III- DÉn ®éng phanh trªn r¬ moãc. 1- M¸y nÐn khÝ; 2- Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt; 3- Bé l¾ng läc vµ t¸ch Èm; 4,5- Çc van b¶o vÖ; 6,7,8 vµ 16- Çc b×nh chøa khÝ nÐn; 9- Van ®iÒu khiÓn phanh dõng; 10- Tæng van ph©n phèi hai ng¨n; 11- Çc bÇu phanh; 12- Çc bÇu phanh dïng lß xo tÝch n¨ng; 13- Van ®iÒu khiÓn phanh r¬ moãc; 14- Çc ®Çu nèi èng. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 52 H×nh 1.64b. S¬ ®å nguyªn lý lµm viÖc cña hÖ thèng phanh « t« MAZ-500A. a- Khi kh«ng phanh; b- Khi phanh; 1- Bµn ®¹p; 2- §ßn quay; 6, 21, 32- Lß xo; 7-Thanh kÐo; 8- Lß xo tû lÖ; 9- èng trît; 11- §Üa tú; 12, 26- Piston tû lÖ; 14, 24- CÇn rçng; 15, 18- §Üa van; 16- Cöa nèi ®Õn ®êng phanh r¬ moãc 41; 25- Thanh ®Èy; 27- Vßng tú; 39- BÇu phanh xe kÐo; 40- èng dÉn; 41- §êng phanh r¬ moãc; 42- BÇu phanh r¬ moãc; 43- Van x¶; 44- Piston van ph©n phèi r¬ moãc; 45- B×nh chøa r¬ moãc KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 53 - Khi nh¶ phanh: Çc chi tiÕt trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu díi t¸c dông cña çc lß xo håi vÞ. - Phanh dõng: Trªn çc xe dïng dÉn ®éng phanh khÝ nÐn hiÖn nay, thêng sö dông çc bÇu phanh cã lß xo tÝch n¨ng ®Ó kÕt hîp lµm phanh dõng ®iÒu khiÓn b»ng khÝ nÐn (H×nh 1.64). khi ®ã trong phÇn cung cÊp sÏ cã thªm b×nh chøa 8 dïng cho phanh dõng, ®îc n¹p khÝ nÐn qua van b¶o vÖ ®¬n 4. Trong dÉn ®éng cã thªm van ®iÒu khiÓn phanh dõng 9 ®iÒu khiÓn b»ng tay g¹t. ë trang th¸i nh¶ phanh, van ®iÒu khiÓn phanh dõng më ®êng cho khÝ nÐn tõ b×nh chøa phanh dõng ®i ®Õn çc bÇu phanh 12, Ðp çc lß xo tÝch n¨ng l¹i, bÇu phanh lóc nµy kh«ng lµm viÖc. Khi phanh, ngêi l¸i t¸c dông lªn ®ßn van ®iÒu khiÓn phanh dõng 9. Van 9 dÞch chuyÓn, c¾t ®êng th«ng tõ b×nh chøa ®Õn çc bÇu phanh 12 vµ më ®êng cho khÝ nÐn tõ bÇu phanh tho¸t ra ngoµi. Çc lß xo tÝch n¨ng ®îc gi¶i phãng, sÏ Ðp çc cÇn cña bÇu phanh dÞch chuyÓn t¸c dông lªn c¬ cÊu Ðp, phanh chÆt çc b¸nh xe l¹i. Trong trêng hîp xe kÐo moãc, dÉn ®éng phanh r¬ moãc cã thÓ thùc hiÖn theo s¬ ®å mét ®êng hoÆc hai ®êng. + DÉn ®éng phanh r¬ moãc mét ®êng (H×nh 1.63b): - Xe kÐo vµ r¬ moãc ®îc nèi víi nhau b»ng mét ®êng èng (14). §êng nµy võa lµ ®êng cung cÊp võa lµ ®êng ®iÒu khiÓn. ë tr¹ng th¸i nh¶ phanh: kh«ng khÝ nÐn sÏ tõ b×nh chøa 11 cña xe kÐo, qua van ®iÒu khiÓn phanh r¬ moãc 18, van c¾t nèi 12, ®Çu nèi 13, råi theo ®êng nèi 14 qua van ph©n phèi khÝ r¬ moãc 15 ®i vµo b×nh chøa khÝ 16 cña r¬ moãc. - Khi phanh: Ngêi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh, dÉn ®éng phanh xe kÐo sÏ lµm viÖc nh ®· m« t¶ trªn. §ång thêi, kh«ng khÝ nÐn sÏ tõ tæng van ph©n phèi ®i ®Õn van 18, ®iÒu khiÓn nã c¾t ®êng nèi tõ b×nh chøa 11 víi ®êng èng 14 vµ nèi th«ng 14 víi khÝ quyÓn. Khi khÝ nÐn trong 14 tho¸t ra ngoµi, díi t¸c dông cña ®é chªnh ¸p gi÷a b×nh chøa 16 vµ ®êng èng 14, van ph©n phèi r¬ moãc 15 sÏ lµm viÖc, ®ãng ®êng th«ng çc bÇu phanh cña r¬ moãc víi khÝ quyÓn vµ më ®êng cho khÝ nÐn tõ b×nh chøa 16 ®i ®Õn çc bÇu phanh cña r¬ moãc ®Ó phanh r¬ moãc l¹i. - Khi nh¶ phanh: Çc chi tiÕt trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu díi t¸c dông cña çc lß xo håi vÞ. Chó ý: - Qu¸ tr×nh phanh øng víi qu¸ tr×nh gi¶m ¸p suÊt trong ®êng èng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc (x¶ khÝ nÐn ra ngoµi) - Trong trêng hîp r¬ moãc bÞ tuét khái xe kÐo, th× khÝ nÐn tõ ®êng nèi 14 còng bÞ x¶ ra ngoµi t¬ng tù nh khi ngêi l¸i ®¹p phanh. Nhê ®ã r¬ moãc sÏ ®îc tù ®éng phanh l¹i, ®¶m b¶o tr¸nh çc sù cè giao th«ng nguy hiÓm. - Khi phanh, b×nh chøa cña r¬ moãc kh«ng ®îc cung cÊp khÝ nÐn. + DÉn ®éng phanh r¬ moãc hai ®êng (H×nh 1.63c): - Xe kÐo vµ r¬ moãc ®îc nèi víi nhau b»ng hai ®êng èng. Mét ®êng lµ ®êng cung cÊp (20) vµ mét ®êng lµ ®êng ®iÒu khiÓn (19). Qua ®êng cung cÊp khÝ nÐn tõ b×nh chøa 11 cña xe kÐo thêng xuyªn ®îc n¹p vµo b×nh chøa 16 cña r¬ moãc. ë tr¹ng th¸i nh¶ phanh ®êng ®iÒu khiÓn 19 ®îc nèi víi khÝ quyÓn qua van ®iÒu khiÓn 21. - Khi phanh: Ngêi l¸i t¸c dông lªn bµn ®¹p phanh, dÉn ®éng phanh xe kÐo sÏ lµm viÖc nh ®· m« t¶ trªn. §ång thêi, kh«ng khÝ nÐn sÏ tõ tæng van ph©n phèi ®i KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 54 ®Õn van 21, ®iÒu khiÓn nã c¾t ®êng nèi gi÷a ®êng èng 19 víi khÝ quyÓn vµ cho khÝ nÐn ®i vµo 19. Lóc nµy, do ®é chªnh ¸p gi÷a ®êng cung cÊp 20 vµ ®êng ®iÒu khiÓn 19 thay ®æi, van ph©n phèi 15 cña r¬ moãc sÏ lµm viÖc, ®ãng ®êng th«ng çc bÇu phanh cña r¬ moãc víi khÝ quyÓn vµ më ®êng cho khÝ nÐn tõ b×nh chøa 16 ®i ®Õn çc bÇu phanh cña r¬ moãc ®Ó phanh r¬ moãc l¹i. - Khi nh¶ phanh: Çc chi tiÕt trë vÒ tr¹ng th¸i ban ®Çu díi t¸c dông cña çc lß xo håi vÞ. Chó ý: - Qu¸ tr×nh phanh øng víi qu¸ tr×nh t¨ng ¸p suÊt trong ®êng ®iÒu khiÓn (®a khÝ nÐn vµo). - Trong trêng hîp r¬ moãc bÞ tuét khái xe kÐo, th× khÝ nÐn tõ ®êng cung cÊp 20 sÏ tho¸t ra ngoµi. §é chªnh ¸p gi÷a 19 vµ 20 còng thay ®æi t¬ng tù nh khi ®¹p phanh. V× thÕ r¬ moãc còng sÏ ®îc tù ®éng phanh l¹i. - Trong qóa tr×nh phanh, b×nh chøa cña r¬ moãc vÉn liªn tôc ®îc cung cÊp khÝ nÐn. So s¸nh dÉn ®éng phanh r¬ moãc mét ®êng vµ hai ®êng DÉn ®éng phanh hai ®êng: ¦u ®iÓm: - ¸p suÊt lµm viÖc cho phÐp trong dÉn ®éng phanh r¬ moãc lín h¬n. Do ®ã t¹o ®iÒu kiÖn t¨ng hiÖu qu¶ phanh vµ gi¶m kÝch thíc khèi lîng mét sè bé phËn lµm viÖc. - Thêi gian chËm t¸c dông nhá h¬n. Bëi v×, qu¸ tr×nh phanh øng víi qu¸ tr×nh t¨ng ¸p suÊt trong ®êng ®iÒu khiÓn. Mµ çc nghiªn cøu cho thÊy: qóa tr×nh n¹p khÝ vµo mét thÓ tÝch nµo ®ã thêng x¶y ra nhanh h¬n qu¸ tr×nh ®Ó khÝ nÐn tõ ®ã tho¸t hÕt ra ngoµi tõ 1,5 ®Õn 1,9 lÇn. - ¸p suÊt trong b×nh chøa r¬ moãc æn ®Þnh h¬n, ®Æc biÖt lµ khi phanh liªn tôc nhiÒu lÇn, nh: khi xe chuyÓn ®éng xuèng çc dèc dµi, ch¹y trong ®iÒu kiÖn ®êng phè ®«ng ngêi, ... Bëi v× trong qu¸ tr×nh phanh, nã vÉn liªn tôc ®îc n¹p khÝ. Nhîc ®iÓm: - NhiÒu chi tiÕt, bé phËn h¬n - Phøc t¹p ®¾t tiÒn vµ b¶o dìng, söa ch÷a phøc t¹p h¬n. DÉn ®éng phanh mét ®êng: ¦u ®iÓm: - Sè lîng çc chi tiÕt, çc côm Ýt h¬n - KÕt cÊu, b¶o dìng vµ söa ch÷a ®¬n gi¶n h¬n. - Gi¸ thµnh rÎ h¬n. Nhîc ®iÓm: - §Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn nh¶ phanh nhanh, ¸p suÊt lµm viÖc cho phÐp trong dÉn ®éng phanh r¬ moãc b¾t buéc ph¶i thÊp h¬n trong dÉn ®éng xe kÐo. Do ®ã hiÖu qu¶ phanh kÐm h¬n vµ kÝch thíc khèi lîng çc bé phËn lµm viÖc lín h¬n. - Thêi gian chËm t¸c dông lín h¬n. Bëi v×, qu¸ tr×nh phanh øng víi qu¸ tr×nh gi¶m ¸p suÊt trong ®êng èng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc. - ¸p suÊt trong b×nh chøa r¬ moãc kÐm æn ®Þnh, ®Æc biÖt lµ khi phanh liªn tôc nhiÒu lÇn, nh: khi xe chuyÓn ®éng xuèng çc dèc dµi, ch¹y trong ®iÒu kiÖn ®- KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 55 êng phè ®«ng ngêi, ... Bëi v× trong qu¸ tr×nh phanh, nã kh«ng ®îc tiÕp tôc n¹p khÝ. HiÖn nay çc r¬ moãc vµ s¬ mi r¬ moãc cã thÓ ®îc trang bÞ hÖ thèng phanh mét ®êng hoÆc hai ®êng. V× vËy, ®Ó ®¶m b¶o cho xe kÐo cã thÓ lµm viÖc ®îc víi c¶ hai lo¹i r¬ moãc trªn, ngêi ta sö dông dÉn ®éng liªn hîp cã ba ®êng nèi gi÷a xe kÐo vµ r¬ moãc: - Hai ®êng dïng ®Ó nèi víi çc r¬ moãc trang bÞ dÉn ®éng hai ®êng - §êng cßn l¹i dïng khi lµm viÖc víi r¬ moãc cã dÉn ®éng mét ®êng. + §Æc ®iÓm kÕt cÊu çc chi tiÕt vµ bé phËn chÝnh: M¸y nÐn khÝ: Trªn «t« m¸y kÐo, sö dông phæ biÕn nhÊt lµ m¸y nÐn lo¹i piston, mét hoÆc hai xi lanh. DÉn ®éng m¸y nÐn cã thÓ b»ng ®ai, xÝch hoÆc b¸nh r¨ng, lÊy c«ng suÊt tõ mét trôc nµo ®ã cña ®éng c¬. HÖ thèng lµm m¸t vµ b«i tr¬n m¸y nÐn ®îc lµm kÕt hîp víi çc hÖ thèng t¬ng øng cña ®éng c¬. Lµm m¸t b»ng kh«ng khÝ hÇu nh kh«ng dïng. N¨ng suÊt cña m¸y nÐn khÝ trªn «t« m¸y kÐo hiÖn nay n»m trong kho¶ng 60 ÷ 250 lÝt/phót (øng víi sè vßng quay trôc m¸y nÐn lµ 1250 Vg/Ph). C«ng suÊt tiªu thô bëi m¸y nÐn chiÕm kho¶ng tõ (3 ÷ 6 ) % c«ng suÊt cùc ®¹i cña ®éng c¬. KÕt cÊu ®iÓn h×nh cña m¸y nÐn piston hai xi lanh thÓ hiÖn trªn H×nh 1.65. Khi biÕt çc th«ng sè kÕt cÊu cña m¸y nÐn, cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc n¨ng suÊt cña nã theo c«ng thøc: Q = (iπd2Snηv)/4000 [l/ph] ë ®©y: i - Sè xi lanh cña m¸y nÐn d,S - §êng kÝnh vµ hµnh tr×nh piston (cm) n - Sè vßng quay trôc m¸y nÐn ηv - HiÖu suÊt truyÒn khÝ. ηv = 0,5 ÷ 0,75. Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt: Dïng ®Ó duy tr× ¸p suÊt trong hÖ thèng ë møc quy ®Þnh vµ gi¶m t¶i cho m¸y nÐn khi ¸p suÊt trong çc b×nh chøa ®· ®¹t ®Õn gi¸ trÞ trªn cña giíi h¹n ®iÒu chØnh. Cã hai ph¬ng ph¸p th«ng dông ®Ó gi¶m t¶i cho m¸y nÐn: 1. Nèi th«ng ®êng ®Èy cña m¸y nÐn víi khÝ quyÓn. Ph¬ng ph¸p nµy cã nhîc ®iÓm lµ: dÔ g©y kÑt t¾c bÇu läc khÝ cña m¸y nÐn, do thêi gian lµm viÖc nhiÒu. 2. Më cìng bøc çc van n¹p, ®Ó kh«ng khÝ tù do lu th«ng tõ xi lanh nµy sang xi lanh kh¸c vµ ngîc l¹i, khi m¸y nÐn lµm viÖc. Nhîc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy lµ kÕt cÊu c¬ cÊu gi¶m t¶i phøc t¹p. Tuy vËy, m¸y nÐn Ýt nãng h¬n vµ gi¶m kh¶ n¨ng kÑt t¾c bÇu läc. Phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p gi¶m t¶i, kÕt cÊu vµ vÞ trÝ l¾p ®Æt c¬ cÊu gi¶m t¶i sÏ kh¸c nhau. Trªn h×nh 1.66a lµ kÕt cÊu bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt dïng trªn «t« KAMAZ. Bé ®iÒu chØnh cã van an toµn vµ c¬ cÊu gi¶m t¶i, bè trÝ chung trong mét KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 56 côm vµ ®Æt trªn ®êng ®Èy cña m¸y nÐn. Côm nµy sÏ nèi ®êng ®Èy víi khÝ quyÓn khi ¸p suÊt trong çc b×nh chøa ®¹t ®Õn giíi h¹n quy ®Þnh. §êng ®Èy cña m¸y nÐn ®îc nèi víi khoang C cña bé ®iÒu chØnh. Kh«ng khÝ ®îc ®Èy tõ m¸y nÐn qua phÇn tö läc 8, van ngîc 6, ®Õn khoang D, råi ®i vµo b×nh chøa. §ång thêi kh«ng khÝ nÐn tõ khoang D, còng theo r·nh 5, ®i tíi khoang A. Khi ¸p suÊt trong b×nh chøa ®¹t gi¸ trÞ quy ®Þnh, piston 4 sÏ bÞ Ðp lªn trªn, nÐn lß xo 2 l¹i. Piston 4 chuyÓn ®éng lªn trªn sÏ lµm van x¶ 3 ®ãng l¹i vµ van n¹p 10 më ra, cho khÝ nÐn tõ khoang A ®i qua khoang B, phÝa trªn piston 9 cña c¬ cÊu gi¶m t¶i. Díi t¸c dông cña khÝ nÐn, piston 9 dÞch chuyÓn xuèng díi, më van gi¶m t¶i 7 ra, nèi khoang C vµ ®êng ®Èy cña m¸y nÐn víi khÝ quyÓn. ¸p suÊt max cña khÝ nÐn trong b×nh chøa cã thÓ ®iÒu chØnh ®îc nhê vÝt ®iÒu chØnh 1. Van gi¶m t¶i 7 còng ®ång thêi lµ van an toµn. NÕu ¸p suÊt khÝ nÐn ®¹t gi¸ trÞ 0,7 ÷ 0,75 MN/m2 (MPa), mµ bé ®iÒu chØnh kh«ng lµm viÖc th× van 7 còng sÏ th¾ng lùc çc lß xo, tù ®éng më ra khi ¸p suÊt t¨ng tíi 1,0 ÷ 1,35 MN/m2 (MPa). H×nh 1.65. M¸y nÐn khÝ : 1- Trôc khñyu; 2- §Öm khãa; 3- §ai èc b¾t chÆt b¸nh r¨ng; 4- Bé phËn lµm kÝn; 5- Lß xo; 6- Then b¸n nguyÖt; 7- B¸nh r¨ng dÉn ®éng; 8- æ bi; 9- Çcte; 10- B¹c lãt; 11- Thanh truyÒn; 12- Nót ®Ëy; 13- XÐc m¨ng dÇu; 14- Chèt piston; 15- XÐc m¨ng khÝ; 16- Piston; 17- N¾p xi lanh; 18- Vßng ®Öm; 19- Th©n m¸y; 20- §Çu nèi; 21- §Öm çcte; 22- §Öm ®iÒu chØnh; 23- N¾p. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 57 F G H H×nh 1.66. HÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng ¸p suÊt khÝ nÐn : a- Cña «t« KAMAZ; b- Cña «t« hä MAZ. Bé ®iÒu chØnh trªn h×nh 1.66b, dïng trªn xe hä MAZ. ViÖc gi¶m t¶i m¸y nÐn ®îc thùc hiÖn theo ph¬ng ph¸p thø hai. Kh«ng khÝ nÐn ®i vµo khoang E cña bé ®iÒu chØnh lu«n t¸c dông lªn mµng 14. Mµng nµy bÞ Ðp tõ phÝa trªn bëi çc lß xo 12 vµ 13 ®Æt trong n¾p trªn 11. Khi ¸p suÊt trong b×nh chøa, còng chÝnh lµ trong khoang E, ®¹t gi¸ trÞ max quy ®Þnh, mµng 14 sÏ bÞ Ðp lªn trªn cïng víi piston 15, ®Æt trong th©n díi 16. Do ®ã, van 18 ®ãng l¹i, c¾t ®êng th«ng gi÷a hai khoang F vµ G. Sau ®ã, khi ®u«i piston 15 t¸ch khái ®Õ van 18, th× kh«ng khÝ nÐn tõ khoang E sÏ qua r·nh trong th©n piston, ®i sang khoang F, råi tõ ®ã ®i vµo c¬ cÊu gi¶m t¶i 22 cña m¸y nÐn (khoang H), t¸c dông lªn çc piston 23 ®Èy çc van n¹p 21 më ra, ®a m¸y nÐn vµo chÕ ®é lµm viÖc kh«ng t¶i. Lóc nµy, kh«ng khÝ sÏ ®îc nÐn tõ xi lanh nµy sang xi lanh kh¸c vµ ngîc l¹i, qua van 21, mµ kh«ng ®i vµo b×nh chøa. ¸p suÊt max cña khÝ nÐn trong b×nh chøa, ®îc ®iÒu chØnh b»ng çch thay ®æi lùc Ðp cña çc lß xo 12 vµ 13 nhê ªcu ®iÒu chØnh 19. Bé ®iÒu chØnh cßn cã nhiÒu d¹ng kÕt cÊu kh¸c, nh: èng ¸p kÕ, van bi, ... Nhng nguyªn lý ®iÒu chØnh kh«ng cã g× kh¸c biÖt. Bé l¾ng läc vµ t¸ch Èm: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 58 Kh«ng khÝ nÐn ®îc nÐn tõ m¸y nÐn, mÆc dï ®· ®îc läc tríc khi ®i vµo m¸y nÐn, vÉn cã thÓ chøa çc h¹t bôi bÈn, dÇu vµ níc. Kh«ng khÝ bÈn sÏ lµm gi¶m ®é tin cËy vµ hiÖu qu¶ cña hÖ thèng phanh. V× thÕ, tríc khi ®a kh«ng khÝ vµo dÉn ®éng, cÇn ph¶i mét lÇn n÷a, läc bá bôi bÈn, t¸ch l¾ng dÇu vµ níc, gi¶m ®é Èm cho kh«ng khÝ. §èi víi çc xe lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn m«i trêng cã nhiÖt ®é thÊp ( 0, tøc lµ: µ < (A/B) §èi víi phanh ®Üa cã c¬ cÊu t¹o lùc Ðp kiÓu bi - chªm vµ mÆt nghiªng, th× ®iÒu (1.37) kiÖn ®Ó tr¸nh tù siÕt lµ: µ < tgα Trong ®ã: α - Gãc nghiªng cña mÆt chªm. §èi víi çc kÕt cÊu hiÖn nay, thêng α = 35o ÷ 40o. 1.3.1.5. Tr×nh tù tÝnh to¸n: a) X¸c ®Þnh m« men phanh cÇn sinh ra ë çc c¬ cÊu phanh M« men phanh cÇn sinh ra ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o hiÖu qu¶ phanh lín nhÊt, tøc lµ sö dông hÕt lùc b¸m ®Ó t¹o lùc phanh. Muèn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ®ã, lùc phanh sinh ra cÇn ph¶i tû lÖ thuËn víi çc ph¶n lùc ph¸p tuyÕn t¸c dông lªn b¸nh xe. VÝ dô, ¸p dông ®iÒu kiÖn trªn ®èi víi «t« hai cÇu, ta cã: ϕZ ϕGa ϕGa PPt = kt = [b + hg ( J max / g )] = (b + ϕhg ) 2 2L 2L (1.38) ϕZ ks ϕGa ϕGa PPs = = [ a − hg ( J max / g )] = (a − ϕhg ) 2 2L 2L Trong ®ã: PPt,PPs - Lùc phanh sinh ra ë mçi c¬ cÊu phanh cÇu tríc vµ sau. Ga , g - Träng lîng toµn bé cña «t« vµ gia tèc träng trêng. L,a,b vµ Hg - T¬ng øng lµ chiÒu dµi c¬ së vµ çc täa ®é träng t©m cña «t«. Jmax - Gia tèc chËm dÇn cùc ®¹i khi phanh ϕ - HÖ sè b¸m cña b¸nh xe víi ®êng. Khi tÝnh to¸n, ®Ó ®¶m b¶o cho c¬ cÊu phanh cã kh¶ n¨ng sinh ra mét m« men cùc ®¹i lu«n lu«n lín h¬n hoÆc tèi thiÓu b»ng m« men x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn b¸m, ngêi ta cã xu híng lÊy gi¸ trÞ tèi ®a. Cô thÓ: - §èi víi «t« du lÞch: ϕtt = 0.85 ÷ 1 (nÕu dÉn ®éng phanh cã trî lùc) ϕtt = 0.75 ÷ 0.85 (nÕu dÉn ®éng kh«ng cã trî lùc) - §èi víi «t« t¶i vµ kh¸ch: do khã bè trÝ c¬ cÊu phanh trong b¸nh xe, nªn thêng lÊy ϕtt = 0.60 ÷ 0.65. Gi¸ trÞ ®ã còng phï hîp víi chØ tiªu yªu cÇu vÒ hiÖu qu¶ phanh. b) X¸c ®Þnh çc kÝch thíc c¬ b¶n cña c¬ cÊu phanh + B¸n kÝnh bÒ mÆt ma s¸t cña trèng phanh (r t): §îc chän trªn c¬ së kÝch thíc lèp, sao cho: gi÷a vµnh b¸nh xe vµ trèng cã mét khe hë nhÊt ®Þnh (δ) kh«ng nhá h¬n 20 ÷ 30 mm. Khe hë nµy cÇn thiÕt ®Ó cho kh«ng khÝ lu th«ng lµm m¸t trèng phanh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 86 + Çc kÝch thíc cßn l¹i: nh s, h, α1, α2 ... cã thÓ chän t¬ng tù çc kÕt cÊu t¬ng ®¬ng ®· cã. ChØ chó ý r»ng: gãc «m β = (α2 - α1) thêng lÊy trong giíi h¹n 90o ÷ 120o . NÕu β lín qu¸ sÏ lµm t¨ng møc ®é ph©n bè kh«ng ®Òu ¸p suÊt mµ hiÖu qu¶ phanh kh«ng t¨ng ®îc bao nhiªu, thËm chÝ cßn cã thÓ gi¶m ®i do nhiÖt ®é trèng phanh t¨ng nhiÒu khi phanh liªn tôc, lµm gi¶m hÖ sè ma s¸t. LÊy β nhá qu¸ th× kh«ng tËn dông ®îc kÝch thíc trèng phanh vµ m¸ phanh sÏ mau mßn. ChiÒu réng cña m¸ phanh (b) ®îc chän sao cho khi phanh víi lùc phanh cùc ®¹i, ¸p suÊt trung b×nh trªn bÒ mÆt ma s¸t q (c«ng thøc 1.40) kh«ng lín h¬n 2,0 MPa (MN/m2) vµ t¶i träng riªng qui íc (th«ng sè ®¸nh gi¸ gi¸n tiÕp): (1.39) p = mag/FΣ ≤ [p] Trong ®ã: ma , g - Khèi lîng toµn bé cña «t« m¸y kÐo vµ gia tèc träng trêng FΣ - Tæng diÖn tÝch cña tÊt c¶ çc m¸ phanh trªn «t« [p] = 0,25 hoÆc 0,30 MPa (t¬ng øng víi çc xe cã khèi lîng toµn bé ®Õn 11 tÊn vµ lín h¬n 11 tÊn). Trêng hîp phanh d¶i: chiÒu réng b còng ®îc tÝnh theo ¸p suÊt cho phÐp trªn d¶i phanh. Tuy vËy, nãi chung chiÒu réng b kh«ng nªn lÊy lín h¬n 100 mm. NÕu theo tÝnh to¸n mµ b lín qu¸ th× nªn lµm thµnh hai d¶i song song ®Ó m¸ phanh ¸p ®îc ®Òu vµ s¸t vµo trèng phanh. ChiÒu dµy tÊm ma s¸t thêng lÊy tõ 4 ÷ 8 mm. D¶i thÐp dµy tõ 1,5 ÷ 2,5 mm, thêng ®îc chÕ t¹o b»ng thÐp 40 vµ kiÓm tra bÒn kÐo ë tiÕt diÖn nguy hiÓm víi [σK] =40...90 MPa. §èi víi phanh ®Üa: çc th«ng sè cÇn x¸c ®Þnh lµ diÖn tÝch bÒ mÆt lµm viÖc cña m¸ phanh (F trªn h×nh 1.95), b¸n kÝnh ngoµi r 1, b¸n kÝnh trong r 2, b¸n kÝnh t¬ng ®¬ng r t® vµ chiÒu dµy cña ®Üa phanh, lùc Ðp chiÒu trôc. H×nh 1.95. H×nh d¹ng vµ çc th«ng sè c¬ b¶n cña phanh ®Üa. a- §Üa phanh; b, c, d- M¸ phanh d¹ng rÎ qu¹t, d¹ng trßn, d¹ng trßn c¾t v¸t. DiÖn tÝch lµm viÖc cña m¸ phanh ®îc x¸c ®Þnh bëi ¸p suÊt cho phÐp (®èi víi çc vËt liÖu ma s¸t b×nh thêng ¸p suÊt cho phÐp n»m trong giíi h¹n 0,015...0,02 MPa. Gãc «m α cña m¸ phanh thêng kh«ng lín h¬n 20...30O. c) KiÓm tra ®iÒu kiÖn tr¸nh tù siÕt: §iÒu kiÖn tr¸nh tù siÕt ®îc kiÓm tra theo çc c«ng thøc ®· x©y dùng ë çc phÇn trªn. d) TÝnh to¸n nhiÖt vµ mµi mßn: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 87 TÝnh to¸n mµi mßn ®îc tiÕn hµnh theo çc chØ tiªu gi¸n tiÕp lµ ¸p suÊt trung b×nh trªn tÊm ma s¸t cña guèc tù siÕt vµ c«ng ma s¸t riªng - x¸c ®Þnh nhiÖt ®é ®èt nãng trèng phanh vµ cêng ®é mµi mßn m¸ phanh, nh sau: - ¸p suÊt trung b×nh trªn m¸ phanh: M P1 (1.40) qtb = ≤ [qtb ] µbrt 2 β [qtb] = 2,0 MPa - ®èi víi m¸ phanh b»ng vËt liÖu atbÐt th«ng thêng. - C«ng m¸ s¸t riªng (l ms) b»ng tû sè gi÷a c«ng ma s¸t sinh ra khi phanh «t« m¸y kÐo tõ tèc ®é cùc ®¹i ®Õn dõng vµ tæng diÖn tÝch (F Σ) cña tÊt c¶ çc m¸ 2 (1.41) maVa lms = ≤ [lms ] phanh: 2 F∑ §èi víi «t« du lÞch: [lms] = 1000 ÷ 1500 J/cm2 . §èi víi «t« t¶i vµ kh¸ch: [lms] = 600 ÷ 800 J/cm2 . TÝnh to¸n nhiÖt nh»m h¹n chÕ kh«ng cho nhiÖt ®é trèng phanh t¨ng qu¸ giíi h¹n cho phÐp vµ tiÕn hµnh nh sau: Trong qu¸ tr×nh phanh, ®éng n¨ng cña xe chuyÓn thµnh nhiÖt n¨ng ®èt nãng trèng phanh vµ mét phÇn táa ra ngoµi kh«ng khÝ. Do ®ã theo ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng cã thÓ viÕt: t Gc 2 2 (1.42) (V1 − V2 ) = mt .C∆τ c + Ft ∫ K∆τ ( t ) dt 2g 0 ë ®©y: Gc , g phanh. - Träng lîng toµn bé cña «t« t¸c dông lªn cÇu ®îc tÝnh khi J h Ga (b + p g ) L g J p hg G ) + §èi víi cÇu sau cña xe hai cÇu: Gc = Z ks = a (a − L g V1, V2 - Tèc ®é ®Çu vµ cuèi qu¸ tr×nh phanh cña «t« mt - Khèi lîng çc trèng phanh vµ çc chi tiÕt liªn quan bÞ nung nãng. Trong trêng hîp trèng phanh cã kÕt cÊu ghÐp: vßng ma s¸t b»ng gang cßn vËt liÖu c¬ së lµ hîp kim nh«m, th× sè h¹ng thø nhÊt ë vÕ ph¶i cña c«ng thøc (1.42) cã d¹ng: (mδ Cδ + mk Ck )∆τ c , trong ®ã: + §èi víi cÇu tríc cña xe hai cÇu: Gc = Z kt = mδ, mk - Tæng khèi lîng t¬ng øng cña çc trèng vµ vßng ma s¸t cña cÇu ®îc tÝnh; Cδ, Ck - NhiÖt dung riªng t¬ng øng cña trèng vµ vßng ma s¸t: + §èi víi thÐp vµ gang : Ck = 482 J/(KgKo) + §èi víi hîp kim nh«m : Cδ = 880 J/(KgKo) ∆τc, ∆τ(t)- lîng t¨ng nhiÖt ®é cña trèng phanh so víi m«i trêng ë cuèi vµ trong qu¸ tr×nh phanh; Ft - DiÖn tÝch t¶n nhiÖt cña trèng phanh; K - HÖ sè truyÒn nhiÖt gi÷a trèng phanh vµ kh«ng khÝ; t - Thêi gian phanh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 88 Khi phanh ngÆt trong thêi gian ng¾n, nhiÖt lîng truyÒn ra kh«ng khÝ kh«ng ®¸ng kÓ, nªn sè h¹ng thø hai ë vÕ ph¶i cña (1.42) cã thÓ bá qua. Trªn c¬ së ®ã, cã thÓ x¸c ®Þnh lîng t¨ng nhiÖt ®é cña trèng phanh trong mét lÇn phanh nh sau: Gc (V 21 − V 2 2 ) (1.43) ∆τ c = 2 g (mδ Cδ + mk Ck ) Khi phanh ngÆt tõ tèc ®é ban ®Çu V1 = 30 Km/h cho ®Õn dõng h¼n (V2 = 0), ∆τc kh«ng ®îc vît qu¸ 15oC. e) X¸c ®Þnh lùc Ðp cÇn thiÕt: Sau khi ®· biÕt m« men phanh cÇn sinh ra vµ çc kÝch th íc cña c¬ cÊu phanh, ta dÔ dµng x¸c ®Þnh ®îc lùc Ðp cÇn thiÕt t¸c dông lªn guèc phanh theo çc c«ng thøc ®· x©y dùng. Khi tÝnh to¸n cã thÓ thõa nhËn hÖ sè ma s¸t µ = 0,32 ÷ 0,38 hoÆc lÊy trung b×nh lµ 0,35. Gi¸ trÞ lùc Ðp lµ mét trong nh÷ng sè liÖu ban ®Çu ®Ó tÝnh to¸n dÉn ®éng vµ søc bÒn çc chi tiÕt. f) TÝnh bÒn çc chi tiÕt: + Trèng phanh: TÝnh tãan chÝnh x¸c rÊt phøc t¹p. V× thÕ cã thÓ dïng ph ¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng víi çc gi¶ thiÕt sau: - Trèng phanh gåm hai phÇn: h×nh trô 1 vµ ®Üa 2 (H×nh 1.96). Çc phÇn ®îc nèi víi nhau b»ng then hoa sao cho biÕn d¹ng cña chóng ®éc lËp, cßn then hoa chØ cã t¸c dông ®Ó truyÒn m« men xo¾n; - Trèng phanh ®îc xem nh lµ mét h×nh trô thµnh máng, cã chiÒu dµi v« cïng lín. H×nh 1.96. S¬ ®å tÝnh to¸n trèng phanh Víi çc gi¶ thiÕt nh vËy ta cã thÓ tÝnh øng suÊt sinh ra theo c«ng thøc sau: (1.44) qtb . db = 2σs ë ®©y: qtb = 2MPmax/(µdbFΣ) - ¸p suÊt trung b×nh t¸c dông lªn trèng phanh; db - §êng kÝnh mÆt trong cña trèng phanh σ - øng suÊt ë tiÕt diÖn ®êng kÝnh s - ChiÒu dµy tÝnh tãan cña thµnh trèng MPmax - M« men phanh cùc ®¹i µ - HÖ sè ma s¸t FΣ - Tæng diÖn tÝch çc m¸ phanh. Tõ ®ã suy ra: (1.45) s = MPmax/(µσFΣ) KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 89 §ã lµ chiÒu dµy ®îc tÝnh to¸n trªn c¬ së ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn. Trong thùc tÕ, chiÒu dµy cña trèng phanh cßn ph¶i ®¶m b¶o ®é cøng v÷ng vµ kh¶ n¨ng hÊp thô nhiÖt cÇn thiÕt. V× thÕ, chiÒu dµy cña trèng thêng ®îc lÊy b»ng s2 = (1,4 ÷ 1,6)s (xem h×nh 1.96). Ngoµi ra, mÆt ngoµi cña trèng thêng ®îc lµm çc g©n vßng ®Ó t¨ng ®é cøng v÷ng vµ diÖn tÝch t¶n nhiÖt. Trong trêng hîp ®ã, chiÒu dµy cña trèng ®o ë ®¸y g©n thêng lÊy b»ng s1 = (0,7 ÷ 0,8)s, cßn chiÒu dµi ®o¹n kh«ng lµm g©n l = (0,2 ÷ 0,4)b. + Çc bu l«ng ghÐp trèng: ®îc tÝnh theo c¾t. Çc bu l«ng nµy thêng ®îc chÕ t¹o b»ng thÐp çc bon chÊt lîng tèt (nh: thÐp 45) vµ nhiÖt luyÖn ®Ó ®¹t ®é cøng 26 ÷ 32 HRC. Víi vËt liÖu nh vËy, øng suÊt c¾t cho phÐp ®îc lÊy b»ng 110 MPa. + Trôc cña cam Ðp: ®îc tÝnh theo xo¾n, víi øng suÊt xu¾n cho phÐp b»ng 130 MPa. Cam Ðp thêng ®îc chÕ t¹o tõ thÐp 40 hay 45 vµ t«i cao tÇn ®¹t ®é cøng 48 ÷ 56 HRC. + Çc chi tiÕt kh¸c: nh cam Ðp, çc gèi ®ì trªn vµ díi, çc ®Çu tú cña guèc, ... ®îc tÝnh theo chÌn dËp. øng suÊt dËp cho phÐp, ®èi víi thÐp çc bon thÊp lÊy b»ng 160 ÷ 230 MPa, ®èi víi gang x¸m - 110 ÷ 140 MPa, gang rÌn - 160 MPa. 1.3.2. TÝnh to¸n dÉn ®éng phanh TÝnh to¸n dÉn ®éng phanh bao gåm tÝnh to¸n tÜnh häc vµ tÝnh to¸n ®éng lùc häc. TÝnh to¸n tÜnh häc nh»m môc ®Ých: x¸c ®Þnh çc th«ng sè kÕt cÊu chÝnh, ®¶m b¶o cho dÉn ®éng t¹o ®îc lùc Ðp yªu cÇu, víi lùc ®¹p vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p n»m trong giíi h¹n cho phÐp. TÝnh to¸n ®éng lùc häc cã nhiÖm vô: x¸c ®Þnh çc th«ng sè vµ ®Æc tÝnh cña dÉn ®éng liªn quan ®Õn ®é nh¹y (hay thêi gian chËm t¸c dông) vµ chÊt l îng cña çc qu¸ tr×nh qu¸ ®é, nh: diÖn tÝch tiÕt diÖn, chiÒu dµi ®êng èng, ®Æc tÝnh lu lîng vµ kh¶ n¨ng th«ng qua cña çc van ... Trong gi¸o tr×nh nµy chØ tr×nh bµy phÇn tÝnh to¸n tÜnh häc. PhÇn tÝnh to¸n ®éng lùc häc sÏ ®îc ®Ò cËp trong çc tµi liÖu chuyªn ®Ò. Çc sè liÖu chÝnh cÇn biÕt khi tÝnh to¸n tÜnh häc dÉn ®éng phanh lµ: - Lùc Ðp cÇn thiÕt t¸c dông lªn guèc phanh (P) - ®îc x¸c ®Þnh khi tÝnh to¸n c¬ cÊu phanh. - Lùc ®¹p vµ hµnh tr×nh bµn ®¹p cho phÐp: [P b®] vµ [Sb®] - theo tiªu chuÈn quy ®Þnh. - S¬ ®å dÉn ®éng ®· chän. 1.3.2.1. DÉn ®éng thñy lùc a. NhiÖm vô tÝnh to¸n: - X¸c ®Þnh ®êng kÝnh xi lanh chÝnh (dc) vµ xi lanh b¸nh xe (dk); - Tû sè truyÒn cña dÉn ®éng (id®); - TÝnh to¸n trî lùc nÕu cÇn thiÕt. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 90 b. S¬ ®å tÝnh to¸n: Xem h×nh 1.66. r1 m r2 H×nh 1.97. S¬ ®å tÝnh to¸n dÉn ®éng phanh thñy lùc. a- Çc khoang xi lanh chÝnh bè trÝ nèi tiÕp; b - Bè trÝ song song. a3. Tr×nh tù tÝnh to¸n: + §êng kÝnh xi lanh b¸nh xe (dk): d k = 4 P /(πpmax (1.46) ë ®©y: pmax - ¸p suÊt cùc ®¹i cho phÐp cña chÊt láng trong dßng dÉn ®éng, ¸p suÊt nµy cµng cao th× kÕt cÊu dÉn ®éng cµng gän, nhng yªu cÇu ®èi víi çc èng dÉn vµ vÊn ®Ò lµm kÝn l¹i kh¾t khe h¬n, nhÊt lµ çc ®o¹n èng mÒm b»ng cao su vµ çc chç nèi ghÐp. Thêng thêng chän pmax = 8 ÷ 12 MPa (MN/m2). + §êng kÝnh xi lanh chÝnh (dc): §êng kÝnh xi lanh chÝnh nãi chung kh«ng kh¸c d k nhiÒu. §èi víi çc kÕt cÊu hiÖn nay, sè liÖu thèng kª nhËn ®îc nh sau: dkt/dc = 1,0 ÷ 1,5; dks/dc = 0,9 ÷ 1,2 vµ dkt/dks = 0,8 ÷ 1,7 - NÕu hai cÇu ®Òu trang bÞ phanh guèc. dkt/dc = 2,1 ÷ 2,4; dks/dc = 1,0 ÷ 1,2 vµ dkt/dks = 1,7 ÷ 2,4 - NÕu cÇu tríc trang bÞ phanh ®Üa, cÇu sau - phanh guèc. (ChØ sè t vµ s trong çc ký hiÖu trªn t¬ng øng víi çc phanh cÇu tríc vµ sau). + Lùc cÇn t¸c dông lªn bµn ®¹p (Pb®): §Ó t¹o ®îc ¸p suÊt (pmax) yªu cÇu, cÇn ph¶i t¸c dông lªn bµn ®¹p mét lùc: (1.47) 2   r  πd c Pbd = mPc . 1  = mp max   4η  r2    r1   r2   ë ®©y: r1, r2 - Çc kÝch thíc ghi trªn s¬ ®å tÝnh. η - HiÖu suÊt dÉn ®éng bµn ®¹p, thõa nhËn b»ng 0,86 ÷ 0,92 m - Sè cÇn (khoang) xi lanh chÝnh bè trÝ song song. V× sè lÇn phanh ngÆt víi hiÖu qu¶ phanh cùc ®¹i chØ chiÕm (5 ÷ 10)% sè lÇn phanh chung. Nªn lùc lín nhÊt cho phÐp trªn bµn ®¹p phanh lín h¬n kh¸ nhiÒu so víi lùc cho phÐp trªn bµn ®¹p ly hîp. Cô thÓ: [Pb®] = 500 ÷ 700 N. + Hµnh tr×nh lµm viÖc cña bµn ®¹p (Slv): KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 91  k S lv =  2 d  c  r  2 ∑ d ki .x i + ∆ + δ'+δ' '  r2  i =1  1  n (1.48) Trong ®ã: k - HÖ sè tÝnh ®Õn biÕn d¹ng ®µn håi cña çc ®êng èng. Khi tÝnh to¸n cã thÓ lÊy b»ng 1,07...1,1; ∆ = (1,5 ÷ 2,5) mm - Khe hë gi÷a piston cña xi lanh chÝnh vµ thanh ®Èy nèi víi bµn ®¹p; δ' vµ δ'' - Hµnh tr×nh kh«ng t¶i cña çc piston xi lanh chÝnh; n - sè lîng çc piston xi lanh b¸nh xe ®îc ®iÒu khiÓn bëi xi lanh chÝnh; xi - Hµnh tr×nh cña piston xi lanh b¸nh xe thø i, x i cã thÓ x¸c ®Þnh nh sau: xi = (δ0 + δm)(h' + h'')/h''. ë ®©y: δ0 - Khe hë híng kÝnh gi÷a m¸ phanh vµ trèng phanh ë phÇn gi÷a cña m¸; δm - §é mßn híng kÝnh cho phÐp cña m¸ phanh; h' vµ h'' - Çc kÝch thíc xem h×nh 1.98. Th«ng thêng xi = 1,5 ÷ 4,5 mm - ®èi víi phanh guèc vµ x i = 0,1 ÷ 0,35 - ®èi víi phanh ®Üa. H×nh 1.98. S¬ ®å tÝnh to¸n hµnh tr×nh bµn ®¹p dÉn ®éng phanh thuû lùc. + Hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p (Sb®): Sb® = (1,4 ÷ 1,6)Slv (1.49) Tøc lµ hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p cÇn ph¶i lín h¬n hµnh tr×nh lµm viÖc cña nã tõ (40 ÷ 60)%. Lîng t¨ng thªm nµy lµ dù tr÷ cÇn thiÕt ®Ó ®¶m b¶o t¹o ®îc ¸p suÊt lµm viÖc cùc ®¹i ®· chän, khi tÝnh ®Õn biÕn d¹ng ®µn håi, biÕn d¹ng nhiÖt cña çc chi tiÕt vµ thÓ tÝch chÊt láng cÇn thiÕt ®Ó ®iÒu khiÓn çc ®Ìn b¸o phanh. §Ó ®iÒu khiÓn phanh ®îc thuËn tiÖn, hµnh tr×nh toµn bé cña bµn ®¹p kh«ng ®îc vît qu¸ 150 ÷ 180 mm (gi¸ trÞ nhá dïng cho «t« du lÞch). Khi chän tríc Pb® vµ Sb® trong giíi h¹n cho phÐp, gi¶i ®ång thêi çc ph¬ng tr×nh (1.47) vµ (1.48), ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc ®êng kÝnh xi lanh chÝnh d c vµ çc kÝch thíc r1 vµ r2 hoÆc ngîc l¹i: chän tríc çc kÝch thíc th× sÏ x¸c ®Þnh ®îc Pb® vµ Sb®. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 92 Trong trêng hîp kh«ng ®¶m b¶o ®îc cho Pb® vµ Sb® ®ång thêi n»m trong giíi h¹n quy ®Þnh th× ph¶i sö dông çc bé trî lùc. + TÝnh to¸n çc bé trî lùc: NhiÖm vô tÝnh to¸n gåm: - X¸c ®Þnh hÖ sè trî lùc - Chän lo¹i vµ s¬ ®å trî lùc - X¸c ®Þnh çc th«ng sè chÝnh cña trî lùc ®· chän HÖ sè trî lùc: dïng ®Ó ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ t¸c dông cña çc bé trî lùc vµ ®îc p (1.50) K y = max x¸c ®Þnh nh sau: p'max ë ®©y: pmax vµ p'max - ¸p suÊt cùc ®¹i trong hÖ thèng, t¬ng øng víi khi bé trî lùc lµm viÖc vµ kh«ng lµm viÖc. (1.51) Pbdtt P + Pbdtl P = bdch = 1 + bdtl Râ rµng: K y = Pbdch Pbdch Pbdch ë ®©y: pb®tt - Lùc cùc ®¹i cÇn thiÕt t¸c dông lªn bµn ®¹p (khi kh«ng cã trî lùc), tÝnh to¸n ®îc theo c«ng thøc (1.47). pb®ch - Lùc cùc ®¹i cÇn t¸c dông lªn bµn ®¹p khi cã trî lùc, ®îc chän theo ®iÒu kiÖn thuËn tiÖn ®iÒu khiÓn. pb®tl - PhÇn lùc ®¹p ®îc gi¶m nhÑ nhê t¸c dông cña bé trî lùc. Khi ®· chän tríc pb®ch vµ tÝnh ®îc pb®tt theo (1.47), ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc gi¸ trÞ Ky cÇn thiÕt vµ cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh to¸n trî lùc theo tr×nh tù sau: - C¨n cø vµo gi¸ trÞ K y ®· x¸c ®Þnh ®îc, vµo ®Æc ®iÓm cô thÓ cña xe vµ dÉn ®éng phanh ®Ó chän lo¹i vµ s¬ ®å trî lùc phï hîp; - Trªn c¬ së s¬ ®å ®· chän, x¸c ®Þnh çc th«ng sè kÕt cÊu chÝnh ®¶m b¶o gi¸ trÞ Ky cÇn thiÕt. TÝnh to¸n trî lùc ch©n kh«ng: Trªn h×nh 1.99 lµ s¬ ®å tÝnh to¸n bé trî lùc ch©n kh«ng vµ ®Æc tÝnh cña nã. H×nh 1.99. S¬ ®å tÝnh to¸n trî lùc ch©n kh«ng (a) vµ ®Æc tÝnh cña bé trî lùc (b) aKÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 93 Tõ s¬ ®å, râ rµng: Ky = 1+ ë ®©y: ∆p Sp(m) Plx, Pms trî lùc; ib® = r2/r1 ∆p.S p ( m ) − ( Plx + Pms ) Pbdtl = 1+ Pbd ibd .η.Pbd - §é chªnh ¸p gi÷a hai khoang A vµ B cña trî lùc; - DiÖn tÝch hiÖu dông cña piston hay mµng cña bÇu trî lùc; - Lùc lß xo vµ lùc ma s¸t c¶n trë chuyÓn ®éng çc chi tiÕt cña - Tû sè truyÒn cña bµn ®¹p. Khi ®é chªnh ¸p ∆p vµ bëi vËy, lùc trî lùc cha ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i, th× nã t¨ng tû lÖ víi lùc ®¹p vµ cã thÓ x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng ®Üa cao su (c¬ cÊu tû lÖ) cña trî lùc. Do biÕn d¹ng cña cao su tû lÖ thuËn víi ¸p suÊt nªn cã thÓ viÕt: ∆ p .S p ( m ) Pc Pd = = S d − Sc Sc S d Pc ( S d − Sc ) ( S − Sc ) = Pbd ibdη d Tõ ®ã suy ra: ∆ p .S p ( m ) = Sc Sc Trong ®ã: S®, Sc - DiÖn tÝch t¬ng øng cña ®Üa cao su vµ ®Çu cÇn t¸c dông lªn nã. Bëi vËy: S − Sc ( Plx + Pms ) (1.52) Ky =1+ d − Sc ibd .η.Pbd §Æc tÝnh cña trî lùc trong trêng hîp nµy t¬ng øng víi ®o¹n AB trªn ®å thÞ. Khi ∆p ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i b»ng ®é ch©n kh«ng trong ®êng n¹p, th× lùc trî lùc ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i kh«ng ®æi (®o¹n BC cña ®Æc tÝnh), cßn hÖ sè trî lùc K y ®¹t cùc ®¹i øng víi Pb® = Pb, sau ®ã b¾t ®Çu gi¶m. Trong trêng hîp nµy: ∆p S − ( Plx + Pms ) (1.53) K y = 1 + max p ( m ) ibd .η.Pbd ë ®©y: ∆pmax - §é ch©n kh«ng max trong ®êng n¹p ®éng c¬. Khi tÝnh to¸n cã thÓ lÊy ∆pmax = 0,05 MPa = 0,5 Kg/cm 2 . C«ng thøc (1.53) cho phÐp ta x¸c ®Þnh ®îc kÝch thíc cña piston hay mµng trî lùc, khi biÕt K y vµ çc th«ng sè kh¸c. §Ó vÏ ®Æc tÝnh cÇn sö dông çc c«ng thøc ®· x©y dùng øng víi tõng giai ®o¹n lµm viÖc t¬ng øng. Khi cho (1.52) b»ng (1.53) cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc gi¸ trÞ lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p t¹i ®iÓm B (khi lùc trî lùc ®¹t cùc ®¹i): ∆pmax S p ( m ) Sc (1.54) Pb = ibd .η.( S d − Sc ) Chó ý r»ng: khi dïng trî lùc, hµnh tr×nh cña bµn ®¹p sÏ t¨ng lªn mét l îng ∆Str = ∆tr.ib® . ë ®©y: ∆Str = 1,2 ÷ 1,5 mm - khe hë gi÷a cÇn ®Èy vµ piston trî lùc. §èi víi çc bé trî lùc ch©n kh«ng lo¹i 2, s¬ ®å tÝnh cã d¹ng nh trªn h×nh 1.100. Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng mµng 9 cña bé trî lùc, cã thÓ viÕt ph¬ng tr×nh: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 94 pxlc F3 = Fm ( p2 − p3 ) + F7 ( p1 − p2 ) + Plx ë ®©y: pxlc F3 , F 7 , F m cña c¬ cÊu tû lÖ; p 1, p 2 , p 3 Plx (1.55) - ¸p suÊt dÇu ë xi lanh chÝnh; - DiÖn tÝch t¬ng øng cña piston 3, van kh«ng khÝ 7 vµ mµng 9 - ¸p suÊt t¬ng øng trong çc khoang I, II vµ III; - Lùc lß xo cña van kh«ng khÝ. Mét çch gÇn ®óng, cã thÓ coi: p xlcF3 ≈ Fm(p2 - p3) = ∆p.Fm , do ®ã: ∆p = (pxlcF3)/Fm Râ rµng ®é chªnh ¸p ∆p sÏ ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i khi ¸p suÊt trong khoang II b»ng ¸p suÊt khÝ quyÓn, tøc lµ khi p 2 = p1 th× ∆p = ∆pmax ≈ 0,05 MPa (®é ch©n kh«ng trong khoang III hay trªn ®êng n¹p ®éng c¬). Lùc t¸c dông lªn piston hay mµng cña bÇu trî lùc do ®é chªnh ¸p sinh ra sÏ lµ: Qc = ∆pFp ë ®©y: Fp(m) - DiÖn tÝch hiÖu dông cña piston hay mµng cña bÇu trî lùc. Lùc Qc nµy t¹o thªm mét ¸p suÊt phô cho hÖ thèng: pc = (∆pFp )/F11 ë ®©y: F11 - DiÖn tÝch cña piston 11 cña xi lanh lµm viÖc. Nh vËy, ¸p suÊt tæng céng cña chÊt láng trong hÖ thèng sÏ lµ: F F p∑ = pxlc + pc = p xlc + pxlc 3 p Fm F11 Hay:  F F  p∑ = pxlc 1 + 3 p   Fm F11  (1.56) Trong ph¬ng tr×nh (1.56), hÖ sè kh«ng thø nguyªn ®øng c¹nh thõa sè p xlc chÝnh lµ biÓu thøc x¸c ®Þnh gÇn ®óng hÖ sè trî lùc K y (kh«ng kÓ ®Õn ¶nh hëng cña çc lùc c¶n vµ lùc lß xo t¸c dông lªn van kh«ng khÝ), tøc lµ: F F Ky =1+ 3 p Fm F11 KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 95 H×nh 1.68. S¬ ®å tÝnh to¸n bé trî lùc ch©n kh«ng lo¹i 2. H×nh 1.100. S¬ ®å tÝnh to¸n bé trî lùc ch©n kh«ng lo¹i 2. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 96 TÝnh to¸n trî lùc khÝ nÐn: S¬ ®å vµ ®Æc tÝnh cña trî lùc nh trªn h×nh 1.101. H×nh 1.101. S¬ ®å tÝnh to¸n trî lùc khÝ nÐn. T¬ng tù nh tÝnh to¸n trî lùc ch©n kh«ng, tõ s¬ ®å ta cã thÓ viÕt: Ky =1+ px F2 − ( Plx + Pms ) (a + b) ibd .η.Pbd b (1.55) ë ®©y: px - ¸p suÊt khÝ nÐn trong khoang A vµ B cña trî lùc. Khi px cha ®¹t gi¸ trÞ max b»ng ¸p suÊt trong b×nh chøa, th× nã t¨ng tû lÖ víi lùc ®¹p vµ ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng piston cña c¬ cÊu tû lÖ: P − C1 f1 px = 2 = F1 Pbd ibd a − C1 f1 ( a + b) F1 (1.56) ë ®©y: C1, f1 - §é cøng vµ biÕn d¹ng cña lß xo 1; F1 , F2 - DiÖn tÝch t¬ng øng cña piston tû lÖ vµ piston trî lùc; a, b - Çc çnh tay ®ßn cña ®ßn 2. Khi px ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i b»ng ¸p suÊt trong b×nh chøa, th× lùc trî lùc còng ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i vµ kh«ng t¨ng lªn n÷a, lóc ®ã: Ky =1+ pmax F2 − ( Plx + Pms ) (a + b) ibd .η.Pbd b (1.57) Tõ biÓu thøc nµy cã thÓ x¸c ®Þnh kÝch thíc cña piston trî lùc th«ng qua çc gi¸ trÞ F2, Ky vµ Pb®. Cho px = pmax, tõ (1.56) sÏ x¸c ®Þnh ®îc lùc t¸c dông lªn bµn ®¹p (Pb) khi hiÖu qu¶ trî lùc ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. ¸p suÊt trong xi lanh chÝnh ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 97 p0 = px F2 + Pbd F0 bibd a+b (1.58) ë ®©y: F0 vµ F2 - DiÖn tÝch piston xi lanh chÝnh vµ xi lanh lùc. 1.3.2.2. DÉn ®éng khÝ nÐn: TÝnh to¸n tÜnh häc dÉn ®éng phanh khÝ nÐn, bao gåm: - TÝnh to¸n phÇn cung cÊp cña dÉn ®éng - TÝnh to¸n van ph©n phèi a. TÝnh to¸n phÇn cung cÊp: + NhiÖm vô: - TÝnh to¸n thÓ tÝch çc b×nh chøa - X¸c ®Þnh n¨ng suÊt m¸y nÐn khÝ + Tr×nh tù: - ThÓ tÝch çc b×nh chøa: thÓ tÝch çc b×nh chøa cÇn ph¶i chän víi lîng dù tr÷ ®ñ lín ®Ó gi¶m t¶i cho m¸y nÐn, ®¶m b¶o cho nã chØ ph¶i lµm viÖc cã t¶i trong kho¶ng 10% ®Õn 30% thêi gian chuyÓn ®éng cña «t«, thêi gian cßn l¹i m¸y nÐn chØ lµm viÖc kh«ng t¶i ®Ó t¨ng tuæi thä. §iÒu kiÖn trªn ®îc cô thÓ hãa thµnh ®iÒu kiÖn sau: Tæng thÓ tÝch çc b×nh chøa cÇn ph¶i chän nh thÕ nµo ®Ó ®¶m b¶o sau t¸m lÇn ®¹p phanh liªn tôc, ¸p suÊt khÝ nÐn kh«ng gi¶m xuèng thÊp h¬n mét nöa ¸p suÊt ®¹t ®îc trong lÇn ®¹p phanh thø nhÊt, tøc lµ: (1.59) p9 ≥ 0,5p1 ë ®©y: p1 vµ p9 - çc ¸p suÊt tuyÖt ®èi trong hÖ thèng, t¬ng øng víi lÇn phanh thø nhÊt vµ thø chÝn. ¸p dông ph¬ng tr×nh tr¹ng th¸i pV = mRT = const cho hÖ thèng dÉn ®éng khÝ nÐn, cã thÓ viÕt: p1(Vbc + Vt) = p0Vbc p2(Vbc + Vt) = p1Vbc = p0Vbc2 .................................. pn = p0Vnbc / (Vbc + Vt) ë ®©y: pn - ¸p suÊt trong hÖ thèng khi phanh lÇn thø n p0 - ¸p suÊt tÝnh to¸n Vt - tæng thÓ tÝch cÇn ph¶i n¹p khÝ nÐn cña toµn bé dÉn ®éng trong mét lÇn phanh: (1.61) Vt = ΣVbÇu + ΣVvan + ΣVèng Çc thÓ tÝch trªn cã thÓ ®Ô dµng x¸c ®Þnh ®îc b»ng tÝnh to¸n hay thùc nghiÖm khi ®· cã s¬ ®å bè trÝ dÉn ®éng. Gi¶i ph¬ng tr×nh (1.60) theo ®iÒu kiÖn (1.59) víi n = 1 vµ n = 9, ta sÏ x¸c ®Þnh ®îc tæng thÓ tÝch çc b×nh chøa: Vbc ≥ 11,05V t, khi tÝnh to¸n cã thÓ lÊy trßn V bc = 12V t. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 98 Trong dÉn ®éng khÝ nÐn trªn «t« m¸y kÐo hiÖn nay, sö dông chñ yÕu hai cì b×nh chøa tiªu chuÈn lµ 20 vµ 40 lÝt. Khi biÕt V t vµ chän cì b×nh ta dÔ dµng x¸c ®Þnh ®îc sè lîng b×nh chøa cho mçi dßng dÉn ®éng cña hÖ thèng phanh chÝnh. §èi víi phanh dõng, phanh dù tr÷ vµ phanh phô kh¸c cÇn ph¶i cã b×nh chøa riªng. - N¨ng suÊt m¸y nÐn khÝ: ®îc chän trªn çc c¬ së sau:  §¶m b¶o n¹p nhanh vµ ®Çy çc b×nh chøa ngay sau khi khëi ®éng ®éng c¬  Gi÷ cho ¸p suÊt trong hÖ thèng kh«ng gi¶m qu¸ giíi h¹n cho phÐp khi phanh liªn tôc hay cã dß rØ nhá mµ m¸y nÐn kh«ng ph¶i thêng xuyªn lµm viÖc. Theo çc ®iÒu kiÖn trªn, n¨ng suÊt khèi lîng cña m¸y nÐn Q m thêng ®îc chän b»ng 4 ÷ 6 lÇn lîng khÝ nÐn tiªu thô trong mét phót, tøc lµ: Qm = (4 ÷ 6)mt Trong ®ã: mt - lîng khÝ nÐn tiªu thô trong mét phót, ®îc tÝnh nh sau: mt = mk.α [Kg/ph] ë ®©y: α - Sè lÇn phanh ngÆt trong mét phót. Khi tÝnh to¸n cã thÓ thõa nhËn α =1. mk = ptVt/(RT) - Khèi lîng kh«ng khÝ, tiªu thô cho mét lÇn phanh, Kg. pt - ¸p suÊt kh«ng khÝ trong çc bÇu phanh khi phanh, Pa. R - h»ng sè riªng cña khÝ, J/(Kg.Ko) T - NhiÖt ®é tuyÖt ®èi, Ko. Khi tÝnh to¸n thõa nhËn: p t = 7.105 Pa, R = 287,14 J/(Kg.Ko), T = 293oK. Nh vËy, n¨ng suÊt thÓ tÝch cÇn thiÕt cña m¸y nÐn sÏ lµ: (1.62) Qv = Qm.RT/pv ë ®©y: pv - ¸p suÊt kh«ng khÝ ë ®Çu vµo cña m¸y nÐn, thêng b»ng ¸p suÊt khÝ quyÓn, tøc lµ: pv = 0,1 MPa. M¸y nÐn trang bÞ cÇn ph¶i cã n¨ng suÊt thÓ tÝch tèi thiÓu b»ng gi¸ trÞ Q v tÝnh ®îc. NÕu kh«ng cã sè liÖu vÒ n¨ng suÊt cña m¸y nÐn, th× cã thÓ tÝnh kiÓm tra theo çc th«ng sè kÕt cÊu cña nã theo c«ng thøc: (1.63) iπd 2 Snηv [l / ph] 4000 ë ®©y: i - Sè lîng xi lanh cña m¸y nÐn khÝ d - §êng kÝnh xi lanh, cm S - Hµnh tr×nh piston, cm n - Sè vßng quay cña trôc m¸y nÐn, vg/ph ηv - HiÖu suÊt truyÒn khÝ cña m¸y nÐn. §èi víi m¸y nÐn dïng trªn «t«: ηv = 0,50 ÷ 0,75. Qmn = b. TÝnh to¸n van ph©n phèi: + S¬ ®å tÝnh: nh trªn h×nh 1.102. + NhiÖm vô: X¸c ®Þnh çc th«ng sè kÕt cÊu chÝnh, ®¶m b¶o cho van cã ®êng ®Æc tÝnh tÜnh cÇn thiÕt, nh: ®êng kÝnh (D) cña piston hay mµng tû lÖ, ®é cøng (C) KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 99 vµ lùc nÐn ban ®Çu (F 30) cña lß xo tû lÖ 3, hay ngîc l¹i: x©y dùng, kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ ®êng ®Æc tÝnh tÜnh cña van, khi ®· biÕt tríc çc th«ng sè kÕt cÊu cña nã. + Çc sè liÖu cÇn biÕt tríc: - Hµnh tr×nh Sb®max cña bµn ®¹p, lùc Pb®max cÇn t¸c dông lªn bµn ®¹p - Khe hë h 0 gi÷a van 1 vµ cÇn piston 2 - DÞch chuyÓn h max cña van 1 - ¸p suÊt max cña kh«ng khÝ trong b×nh chøa p bc vµ ë ®Çu ra cña van ph©n phèi pmax (thêng thêng pmax = pbc vµ khi tÝnh to¸n lÊy b»ng 0,6 MPa = 6 Kg/cm 2). - Vïng kh«ng nh¹y vµ kh¶ n¨ng th«ng qua cña van (kh¶ n¨ng th«ng qua cña van phô thuéc vµo diÖn tÝch tiÕt diÖn cöa vµ ®êng kÝnh van - ®îc x¸c ®Þnh khi tÝnh to¸n ®éng lùc häc). H×nh 1.102. S¬ ®å tÝnh to¸n van ph©n phèi. + Tr×nh tù tÝnh to¸n: TÝnh to¸n van ph©n phèi ®îc tiÕn hµnh theo tõng ®o¹n cña ®êng ®Æc tÝnh tÜnh (H×nh 1.103). H×nh 1.103. §Æc tÝnh tÜnh cña van ph©n phèi. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 100 §o¹n oa t¬ng øng víi dÞch chuyÓn cña piston tû lÖ vµ bµn ®¹p tõ vÞ trÝ ban ®Çu ®Õn vÞ trÝ mµ khi ®ã van 1 (h×nh 1.102) b¾t ®Çu më. §o¹n nµy lµ vïng kh«ng nh¹y ban ®Çu cña van. §o¹n ab biÓu diÔn qu¸ tr×nh t¨ng ¸p suÊt p C trong khoang C: khi van 1 më vµ bµn ®¹p dÞch chuyÓn tõ vÞ trÝ S a ®Õn Sb. §o¹n bc t¬ng øng víi hµnh tr×nh tr¶ cña bµn ®¹p tõ S b ®Õn Sc. Trong kho¶ng nµy ¸p suÊt trong khoang C cha kÞp gi¶m xuèng. §©y lµ vïng kh«ng nh¹y thø hai cña van. §o¹n cd biÓu diÔn qu¸ tr×nh gi¶m ¸p suÊt p C khi bµn ®¹p tiÕp tôc trë vÒ vÞ trÝ ban ®Çu. Tõ s¬ ®å tÝnh to¸n van (h×nh 1.102), dùa vµo quan hÖ ®éng häc vµ ®éng lùc häc gi÷a çc chi tiÕt, ta cã thÓ viÕt ®îc çc ph¬ng tr×nh sau ; - Ph¬ng tr×nh dÞch chuyÓn cña bµn ®¹p: S bd = ( x + h + h0 )ibd (1.64) ë ®©y: ib® = r 2/r1 - Tû sè truyÒn cña bµn ®¹p; x - BiÕn d¹ng cña lß xo tû lÖ 3; h - DÞch chuyÓn (®é më) cña van 1; h0 - Khe hë ban ®Çu gi÷a van 1 vµ ®Çu piston 2. - Ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc t¸c dông lªn piston 2: Pbd ibd = πD 2 pC ± R 4 (1.65) ë ®©y: pC - ¸p suÊt kh«ng khÝ trong khoang C cña van; R - Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña piston 2 vµ van 1. Trong trêng hîp tæng qu¸t: R = R0 + R1 + R2 ë ®©y: R0 - Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña piston 2 (khi van 1 cha më). Lùc nµy b»ng tæng lùc ma s¸t kh« gi÷a piston vµ xi lanh (R ms0) vµ lùc cña lß xo tr¶ (Rlx), tøc lµ R0 = Rms0 + Rlx ; R1 = [µπd1l1pB + π(d32 - d12)(pB - pC)/4] - Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña van 1, ë ®©y: pB = pbc = pmax - ¸p suÊt trong khoang B, b»ng ¸p suÊt trong b×nh chøa. µ - HÖ sè ma s¸t gi÷a vßng cao su lµm kÝn vµ thµnh xi lanh (thêng µ = 0,08). l1 - ChiÒu réng vµnh tiÕp xóc gi÷a vßng cao su lµm kÝn cña van 1 víi thµnh xi lanh. d1, d3 - §êng kÝnh t¬ng øng cña trô trît vµ ®êng kÝnh ngoµi cña ®Õ van cña van 1. ChiÒu réng cña ®Õ van vµ çc ®êng kÝnh d1vµ d3 ®îc chän nh thÕ nµo ®Ó ¸p suÊt pB cã thÓ Ðp chÆt van 1 xuèng ®Õ van. ¸p suÊt tiÕp xóc gi÷a van vµ ®Õ thêng lÊy b»ng (1,25 ÷ 1,30)pB khi p C = 0. Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña van khi kh«ng cã sù chªnh lªch ¸p suÊt trong çc khoang, tøc lµ khi p C = pB = pBC rÊt nhá. V× thÕ, khi tÝnh to¸n thùc tÕ R1 thêng ®îc bá qua v× kh«ng ®¸ng kÓ. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 101 R2 - Lùc c¶n chuyÓn ®éng cña piston 2 sinh ra do vßng lµm kÝn b»ng cao su bÞ khÝ nÐn Ðp lªn thµnh xi lanh. NÕu ký hiÖu, l 2 lµ chiÒu réng vµnh tiÕp xóc gi÷a vßng lµm kÝn vµ xi lanh, th×: R2 = µπDl2pc. NÕu chi tiÕt 2 cã d¹ng mµng th× R2 =0. Nh vËy cã thÓ viÕt: R ≈ R0 + R2 = Rms0 + Rlx + µπDl2pC (1.66) ¸p dông çc c«ng thøc trªn cho tõng ®o¹n cña ®êng ®Æc tÝnh, ta x¸c ®Þnh ®îc: S a = ho ibd  (1.67) R  - §èi víi ®iÓm a: Pa = 0  ibd  S b = S max = (ho + x max + hmax )ibd - §èi víi ®iÓm b: Pb = Pmax   (1.68) D [ R0 + πD( µl 2 + ) p B ]  4  =  ibd S c = (ho + x max )ibd - §èi víi ®iÓm c:   D {πD( − µl 2 ) p B + Rlx − Rms ]  4  Pc =  ibd - §èi víi ®iÓm d: S d = S bd Khi( pc − po ) = 0  ( Rlx − Rms )  Pd =  ibd (1.69) (1.70) ë ®©y: xmax - BiÕn d¹ng max cña lß xo tû lÖ 3; hmax - DÞch chuyÓn max cña van 1, thêng thêng h0 vµ hmax n»m trong giíi h¹n 2,5 ÷ 4 mm. NÕu Rlx Rms th× Pd = 0. Bëi vËy ®iÓm d sÏ trïng víi gèc to¹ ®é. Vïng kh«ng nh¹y vÒ lùc trªn ®o¹n bc (do lùc ma s¸t ®æi chiÒu) thÓ hiÖn qua gi¸ trÞ: ∆Pbc = Pb - Pc = 2(Rms0 + µπDl2pbc )/ib® (1.71) Çc c«ng thøc tõ (1.64) ®Õn (1.71) cã thÓ sö dông khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ còng nh khi tÝnh to¸n kiÓm tra van ph©n phèi. Khi thiÕt kÕ, çc ®êng kÝnh d2, d3 vµ çc dÞch chuyÓn hmax, ho ®îc chän tríc dùa vµo kh¶ n¨ng th«ng qua cÇn thiÕt cña van (khi tÝnh to¸n ®éng lùc häc). §êng kÝnh D cña piston tû lÖ 2 cã thÓ chän trªn c¬ së çc kÕt cÊu t¬ng tù cã tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng rót gän kÝch thíc ®Õn tèi thiÓu. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 102 Lùc Ðp ban ®Çu F30 cña lß xo 3 ®îc chän theo ®iÒu kiÖn F30 = R0 = Rlx + Rms0. Lùc cùc ®¹i cña lß xo 3, F3max = F30 + C.xmax ®îc chän sao cho khi p c = q.pmax th× cèc trît 4 tú s¸t vµo piston 2 (hÖ sè q thêng lÊy b»ng 0,7 ÷ 0,85), tøc lµ: F3max = R0 + C.xmax = R0 + µπDl2q.pmax + q.pmax. (πD2/4) Tõ ®ã rót ra: xmax = [πDq.pmax(µl2 + D/4)]/C (1.72) ThÕ (1.72) vµo (1.68) vµ khö tû sè truyÒn i b® cña bµn ®¹p, sau khi biÕn ®æi ta nhËn ®îc biÓu thøc x¸c ®Þnh ®é cøng cña lß xo: C= D D )[ R0 + p maxπD( µl2 + )] 4 4 D − (h0 + hmax )[ R0 + p maxπD( µl2 + )] 4 qp maxπD( µl2 + S max Pmax (1.73) Khi tÝnh to¸n kiÓm tra, theo çc ph¬ng tr×nh tõ (1.67) ®Õn (1.73) ta x©y dùng ®êng ®Æc tÝnh tÝnh to¸n cña van vµ tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ nã theo gi¸ trÞ cña S max, Pmax vµ ®é nh¹y (§é nh¹y cña çc van hiÖn nay, kiÓm tra theo gi¸ trÞ ∆p ë ptb = 0,3 MPa vµo kho¶ng 0,05 MPa). Khi kiÓm tra, nÕu cÇn thiÕt cã thÓ hiÖu chØnh mét sè çc th«ng sè kÕt cÊu nµo ®ã. NÕu van ph©n phèi lµ lo¹i hai khoang gièng nhau bè trÝ song song th× khi tÝnh to¸n, gi¸ trÞ Pmax trong tÊt c¶ çc ph¬ng tr×nh trªn ®îc thay b»ng (Pmax/2). 1.4. Phanh dõng vµ phanh chËm dÇn 1.4.1. Phanh dõng 1.4.1.1. KÕt cÊu KÕt cÊu c¬ cÊu phanh cña phanh dõng nãi chung kh«ng cã g× kh¸c biÖt nhiÒu so víi c¬ cÊu phanh cña phanh chÝnh. PhÇn tö ma s¸t cña phanh dõng còng cã thÓ cã d¹ng trèng guèc, d¹ng ®Üa hay d¶i. Kh¸c víi dÉn ®éng phanh chÝnh, dÉn ®éng phanh dõng thêng lµ lo¹i c¬ khÝ kiÓu thanh ®ßn, çp kÐo cã c¬ cÊu kho¸ (®Ó gi÷ chÆt ®ßn ®iÒu khiÓn cè ®Þnh ë vÞ trÝ phanh) hay dïng lß xo tÝch n¨ng (®èi víi phanh chÝnh dïng dÉn ®éng khÝ nÐn). Phanh dõng cã thÓ ®îc l¾p ®Æt trªn çc trôc truyÒn lùc (ë ®Çu ra cña trôc thø cÊp hép sè hay sau trôc çc ®¨ng trªn mÆt bÝch cña b¸nh r¨ng c«n chñ ®éng cña truyÒn lùc chÝnh) hoÆc ë b¸nh xe (chung c¬ cÊu phanh víi phanh chÝnh). Phanh dõng thêng chØ t¸c dông lªn çc b¸nh sau cña « t«. Phanh dõng l¾p trªn çc trôc truyÒn lùc (cßn ®îc gäi lµ phanh truyÒn lùc) thêng sö dông trªn çc xe du lÞch cì lín, xe kh¸ch vµ xe t¶i. Phanh dõng truyÒn lùc cã dÉn ®éng ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n vµ lµm viÖc hiÖu qu¶. Tuy vËy nã cã nhîc ®iÓm lµ t¶i träng t¸c dông lªn çc ®¨ng, truyÒn lùc chÝnh vµ b¸n trôc khi phanh lín. Nªn cã thÓ g©y gÉy vì çc côm chÞu t¶i khi phanh. Phanh dõng l¾p ë b¸nh xe (cßn gäi lµ phanh b¸nh xe) cã c¬ cÊu phanh chung víi phanh chÝnh nhng cã dÉn ®éng ®iÒu khiÓn ®éc lËp, cã u ®iÓm lµ kh«ng g©y t¶i träng lín t¸c dông lªn çc chi tiÕt cña hÖ thèng truyÒn lùc khi phanh, nhng l¹i ®ßi KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 103 hái ph¶i cã lùc dÉn ®éng lín. V× thÕ lo¹i phanh nµy thêng ®îc sö dông nhiÒu trªn çc xe du lÞch cì nhá. Trªn h×nh 1.104 lµ kÕt cÊu ®iÓn h×nh cña phanh dõng lo¹i d¶i vµ lo¹i ®Üa l¾p trªn ®Çu ra trôc thø cÊp hép sè. Trèng 1 (h×nh 1.104a) vµ ®Üa 7 (h×nh 1.104b) ®îc nèi víi trôc thø cÊp hép sè. §èi víi c¬ cÊu phanh d¶i, khi kÐo ®ßn ®iÒu khiÓn, ®ßn Ðp (d¹ng cam) 4 sÏ kÐo hai ®Çu cña d¶i phanh 2 qua thanh kÐo 5, siÕt chÆt nã vµo trèng phanh. Lß xo 6 cã t¸c dông cho phÐp ®ßn ®iÒu khiÓn cã thÓ dÞch chuyÓn ®îc ngay c¶ khi d¶i phanh ®· siÕt chÆt vµo trèng phanh, ®Ó ®¶m b¶o çc r¨ng cña c¬ cÊu kho¸ lu«n lu«n trïng khíp. §èi víi phanh ®Üa, khi kÐo ®ßn ®iÒu khiÓn, çc guèc 10 ®îc Ðp chÆt vµo ®Üa phanh nhê çc ®ßn Ðp 11 vµ 12 quay quanh chèt 9 l¾p trªn gi¸ ®ì 8. H×nh 1.104. S¬ ®å kÕt cÊu phanh dõng lo¹i d¶i vµ lo¹i ®Üa. a- Lo¹i d¶i; b- Lo¹i ®Üa; 1- trèng phanh; 2- D¶i phanh; 3- Gèi ®ì; 4- §ßn Ðp; 5Thanh kÐo; 6- Lß xo; 7- §Üa phanh; 8- Gi¸ ®ì; 9- Chèt b¶n lÒ; 10- Guèc phanh; 11, 12- §ßn Ðp. Phanh dõng lo¹i d¶i thêng ®îc sö dông trªn çc « t« nhiÒu cÇu, t¶i träng lín, « t« tù ®æ lµm viÖc ë má, nh « t« BelAZ (h×nh 1.105) v× kÝch thíc kh¸ nhá gän mµ vÉn t¹o ra ®îc m« men phanh lín. H¬n n÷a phanh d¶i cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n vµ rÎ h¬n phanh trèng guèc. KÕt cÊu vµ nguyªn lý lµm viÖc cña phanh dõng BelAZ t¬ng tù nh ®· m« t¶ ë trªn. Trªn h×nh 1.106 lµ kÕt cÊu phanh dõng lo¹i trèng guèc cña « t« hä MAZ l¾p trªn mÆt bÝch b¸nh r¨ng c«n chñ ®éng cña truyÒn lùc chÝnh cÇu sau. Trèng phanh b»ng gang 2 ®îc l¾p gi÷a çc mÆt bÝch cña çc ®¨ng sau trªn trôc 1 cña b¸nh r¨ng c«n chñ ®éng. Trong trèng phanh l¾p hai guèc phanh lo¹i hµndËp 16 vµ 19. §Çu trªn cña çc guèc tú vµo chèt tú 4 b¾t chÆt b»ng ®ai èc lªn m©m phanh 3 nèi cøng víi çc te truyÒn lùc chÝnh cÇu sau. Gi÷a çc ®Çu díi cña guèc l¾p c¬ cÊu ®iÒu chØnh kiÓu ren vÝt víi ®ai èc h×nh sao. Trªn m©m phanh l¾p chèt quay 8 víi çc ®ßn quay ngoµi 7 vµ trong 9. §ßn quay 9 ®îc nèi víi ®ßn Ðp 11 l¾p b¶n lÒ trªn chèt 12 cña guèc 19, qua kh©u nèi 10. §ßn 11 cã vÊu l¾p trong r·nh cña thanh 13 nèi b»ng chèt 15 víi guèc phanh thø hai vµ ®îc gi÷ ë vÞ trÝ ban ®Çu b»ng lß xo 5. 104 H×nh 1.105. Phanh dõng cña « t« BelAZ. 1- Thanh kÐo; 2, 3- §ai èc vµ ®Öm ®iÒu chØnh; 4, 8- Tai ®Çu d¶i phanh; 5, 6- Lß xo tr¶; 7- §Çu tú; 9- §ai thÐp; 10- D¶i phanh; 11- Trèng quay; 12- Gèi ®ì; 13Thanh gi»ng; 14- §ßn kÐo; 15- §Çu nèi; 16- Cam Ðp; 17, 18, 19- §ai èc vµ bu l«ng ®iÒu chØnh khe hë; 20- Gèi ®ì; 21- Bu l«ng ®iÒu chØnh khe hë; 22- Lß xo. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh §ßn ngoµi 7 nhê d©y çp 24 vµ 21, thanh kÐo 23 vµ ®ßn trung gian 22 ®îc nèi víi tay kÐo 20 l¾p trªn gi¸ ®ì díi b¶ng ®ång hå cña buång l¸i. Tay kÐo 20 cã c¬ cÊu thanh r¨ng vµ cãc h·m ®Ó gi÷ chÆt nã ë tr¹ng th¸i kÐo phanh. Thanh kÐo 23 qua ®ßn g¸nh 25 vµ thanh kÐo 26 ®îc nèi víi ®ßn quay 27 cña van ®iÒu khiÓn dÉn ®éng phanh r¬ moãc. Khi kÐo tay kÐo 20, qua hÖ thèng dÉn ®éng c¬ khÝ, ®ßn ngoµi 7 vµ ®ßn trong 9 quay ®i, qua tay nèi 10 lµm ®ßn Ðp 11 quay theo Ðp lªn thanh ®Èy 13 ®Èy çc guèc phanh t¸ch ra Ðp chÆt vµo tr«ng phanh. Khi phanh « t« b»ng phanh dõng, qua ®ßn g¸nh 25 vµ thanh kÐo 26 còng lµm phanh r¬ moãc ho¹t ®éng. §iÒu chØnh phanh dõng ®îc thùc hiÖn nhê ®ai èc h×nh sao 18 vµ ®Çu çp nèi víi ®ßn quay ngoµi 7. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 105 H×nh 1.106. Phanh dõng truyÒn lùc cña « t« hä MAZ. 1- B¸nh r¨ng c«n chñ ®éng; 2- Trèng phanh; 3- M©m phanh; 4- Chèt tú; 5, 14, 17- Lß xo tr¶; 6- N¹ng kÐo; 7, 9- §ßn quay; 8, 12, 15- Chèt quay; 10- Tay nèi; 11- §ßn Ðp; 13- Thanh ®Èy; 16, 19- Guèc phanh; 18- §ai èc h×nh sao; 20- Tay kÐo; 21, 24- Çp kÐo; 22, 25, 27- §ßn quay; 23, 26- Thanh kÐo. Trªn h×nh 1.107 lµ kÕt cÊu phanh dõng l¾p ë b¸nh xe cña xe du lÞch cì nhá. Trªn h×nh 1.108 lµ kÕt cÊu phanh dõng dÉn ®éng b»ng cam cña h·ng Bendix. Trªn çc « t« vËn t¶i vµ ®oµn xe kÐo moãc sö dông phæ biÕn lo¹i phanh dõng b¸nh xe dïng lß xo tÝch n¨ng ®· tr×nh bµy ë phÇn dÉn ®éng phanh khÝ nÐn. Lo¹i phanh dõng nµy rÊt tin cËy vµ hiÖu qu¶. Nã tù ®éng phanh « t« l¹i khi ¸p suÊt trong dÉn ®éng bÞ mÊt hoÆc gi¶m. Nhîc ®iÓm cña nã lµ lµm t¨ng kÝch thíc vµ khèi lîng cña dÉn ®éng phanh. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 106 H×nh 1.107. Phanh dõng l¾p ë b¸nh xe dÉn ®éng c¬ khÝ b»ng çp kÐo. 1, 5- Guèc phanh; 3- §ßn Ðp; 4, 9- Cam qu¶ ®µo; 6- Lß xo; 7- Çp kÐo; 8- Vá bäc çp; 10- Thanh ®Èy. H×nh 1.108. Phanh dõng l¾p ë b¸nh xe cña h·ng Bendix. 1- §ßn quay; 2, 7- M¸ phanh; 3- §Çu tú ®iÒu chØnh ®îc; 4- Piston; 5, 9- Cam Ðp; 6- §Çu tú guèc phanh; 8- Trôc cam. KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 107 1.4.1.2. TÝnh to¸n 1.4.2. Phanh chËm dÇn KÕt cÊu, tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ «t« - HÖ thèng phanh 108 [...]... chuyển hớng; 2- Bánh sao chủ động; 3- Trống phanh; 4- Dải phanh Hình 1.39 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 Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 33 1.2.2 Dẫn động phanh 1.2.2.1 Các loại dẫn động phanh Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, ngời ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động... toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 24 a Hình 1.26 Cơ cấu phanh dùng chêm ép 1- Guốc phanh; 2- Mâm phanh; 3- Bầu phanh; 4- Chêm ép; 5- Con lăn; 6- Trụ trợt; 7- Tấm cách 8- Răng cóc; 9- Phần ren đầu tỳ Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 25 b 1.2.1.2 Loại đĩa: Cơ cấu phanh loại đĩa thờng đợc sử dụng trên tô du lịch (chủ yếu ở các bánh trớc) và máy kéo Gần đây loại phanh này bắt đầu... cho phép đối với tô du lịch là 15 ữ 20 N.Cm, đối với tô tải và khách - 30 ữ 40 N.Cm - Guốc phanh: Có thể đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc hay hàn dập Guốc phanh của các tô tải trọng lớn thờng đợc đúc bằng gang xám hay hợp kim nhôm Guốc phanh của tô du lịch và các tô tải trọng nhỏ đợc dập từng phần bằng thép rồi hàn nối lại Các guốc loại hàn - dập có khối lợng nhỏ, tính công nghệ cao, ngoài ra còn... giữa má phanh và trống phanh luôn đợc giữ đúng quy định Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 23 Hình 1.24 Cơ cấu phanh tô URAL-375 1- Guốc phanh; 2- Mâm phanh; 3- Cam diều chỉnh khe hở; 4- Chốt quay lệch tâm Hình 1.25 Cơ cấu phanh sau GAZ-24 1- Piston; 2- Vòng tỳ; 3- Vòng làm kín; 4- Chốt tỳ; 5- Mâm phanh; 6- Guốc; 7- Chốt quay; 8- Bạc lệch tâm; 9- Định vị guốc; 10- Dẫn động phanh dừng... má phanh Chốt 1 đợc lắp chặt trên mâm phanh, một đầu nằm trong lỗ của ống Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 18 Hình 1.19 Điều chỉnh khe hở trên bằng cam quả đào 23- Cam quả đào; 24- Lò xo; 25- Vít điều chỉnh Hình 1.20 Các sơ đồ điều chỉnh khe hở guốc phanh Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 19 lót 2 với khe hở tơng ứng với khe hở qui định giữa má phanh và trống phanh. .. 9, phanh trục bánh xe lại Trong một số kết cấu khác: vỏ 8 và 9 có thể lắp cố định Khi đó các vòng ma sát sẽ đợc nối then hoa và quya cùng trục của bánh xe Các cơ cấu phanh loại này kín hơn nhng kết cấu phức tạp nên ít dùng trên tô Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 26 b) a) Hình 1.27 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa 5 Hình 1.28 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại Hình 1.29 Sơ đồ kết cấu phanh. .. sơ đồ phanh dải loại bơi Nó làm việc tơng tự nh phanh dải đơn giản tự siết, nhng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhợc điểm là áp suất trên bề mặt ma sát phân bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hớng kính tác dụng lên trục lớn Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 32 2 1 3 4 Hình 1.38 Ly hợp chuyển hớng và cơ cấu phanh của... và thiết kế tô - Hệ thống phanh 21 Hình 1.22 Các cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động loại 2 dùng cho dẫn động kiểu cam ép Hình 1.23 Các cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động loại 2 dùng cho dẫn động thủy lực Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 22 Kết cấu trên hình 1.22 là của hãng SAB Thụy Điển Bộ điều chỉnh này điều chỉnh khe hở theo hành trình tự do của guốc phanh Phần hành trình tơng ứng... xo trả; 16- Bu lông điều chỉnh; 17Xơng guốc trớc; 18- Má phanh trớc 1 2 4 3 5 10 6 9 8 7 Hình 1.12 Cơ cấu phanh loại thuỷ lực 2 cơ cấu ép 1- Mâm phanh; 2- Bu lông nối ống; 3- Xi lanh bánh xe; 4- Guốc phanh; 5- Tấm dẫn hớng; 6- Chốt; 7- Lò xo; 8- Đòn chêm; 9- Cần đẩy; 10- Má phanh Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 14 2 1 3 11 10 4 9 8 5 7 6 Hình 1.13 Lắp nối cơ cấu phanh với dầm cầu... việc (phanh) ; d- Sơ đồ tính toán - 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: 0,2 ữ 0,4 mm để cho Kết cấu, tính toán và thiết kế tô - Hệ thống phanh 17 phanh nhả đợc hoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lợng chất lỏng làm việc cần thiết hay lợng tiêu thụ không khí

Ngày đăng: 23/10/2015, 15:46

Xem thêm: Giáo trình lý thuyết Hệ thống phanh ô tô, Giáo trình lý thuyết Hệ thống phanh ô tô

Giáo trình lý thuyết Hệ thống phanh ô tô

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

1.2.1.1. Loại trống - guốc:

a.

b. 1.2.1.2. Loại đĩa:

1.2.1.3. Loại dải:

1.2.2.1. Các loại dẫn động phanh

1.2.2.2. Các sơ đồ phân dòng chính

1.2.2.3. Dẫn động thủy lực

c. 1.2.2.4. Dẫn động khí nén

1.2.2.5. Dẫn động liên hợp

1.3.1.1. Nhiệm vụ:

1.3.1.2. Số liệu ban đầu:

1.3.1.3. Các quan hệ cần biết:

1.3.1.4. Điều kiện để không xảy ra hiện tượng tự siết phanh:

1.3.1.5. Trình tự tính toán:

1.4.1.1. Kết cấu

Trích đoạn

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan