THIẾT KẾ HỆ THÔNG PHANH CHÂN Ô TÔ

Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp lớn hơn so với phanh khí, vì khi dùng phanh dầu thì lực dùng để sinh ra ápsuất của dầu trong bầu chứa dầu của hệ thống phanh, còn ở phanh khí

Chơng 1

Tổng quan về hệ thống phanh và lựa chọn phơng

án thiết kế1.1 Tổng quan về hệ thống phanh

1.1.1 Công dụng phân loại, yêu cầu của hệ thống phanh

1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để hãm tốc độ của ôtô cho đến khi dừng hẳn hoặc là

đến một tốc độ cần thiết nào đấy Ngoài ra hệ thống phanh còn giữ ôtô đứng yên

ở các đoạn đờng có độ dốc

Trong toàn bộ cơ cấu tổng thành của ôtô thì hệ thống phanh đóng một vaitrò rất quan trọng, bởi vì nó đảm bảo độ an toàn cho ôtô chạy ở tốc độ cao Dovậy mà có thể nâng cao đợc năng suất vận chuyển Hệ thống phanh gồm có cơcấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc và truyền động phanh để dẫn động các cơcấu phanh Tuỳ theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hay ở trục của hệ thốngtruyền lực mà có loại phanh bánh xe và phanh truyền lực

ở ôtô cơ cấu phanh chính đặt ở bánh xe (phanh chân) Còn cơ cấu phanhphụ (phanh tay) thờng đặt ở trục thứ cấp của hộp số với ôtô có một cần chủ độnghoặc trục thứ cấp của hộp phân phối với ôtô có hai cầu chủ động Cũng có khiphanh chân và phanh tay phối hợp làm một và đặt ở bánh xe với truyền độngphanh riêng rẽ

Cơ cấu phanh còn chia ra loại cân bằng và loại không cân bằng Cơ cấuphanh cân bằng khi tiến hành phanh không gây ra lực phụ thêm lên trục hay lên

ổ bi của moay ơ bánh xe Cơ cấu phanh không cân bằng khi phanh sẽ gây ra lựcphụ thêm lên trục hay ổ bi của moay ơ bánh xe

Dựa vào truyền động phanh có loại phanh cơ khí, thuỷ lực, khí nén, điện,liên hợp ở ôtô du lịch và ôtô vận tải có trọng tải nhỏ thờng dùng truyền lực

phanh dạng thủy lực (phanh dầu) Còn truyền động phanh bằng khí (phanh hơi)thờng sử dụng trên các ô tô vận tải có tải trọng lớn và trên các ô tô chở khách.Ngoài ra còn đợc sử dụng trên các ô tô có tải trọng trung bình sử dụng động cơdiesel cũng nh trên các ô tô kéo để đoàn xe truyền động phanh bằng điện chỉdùng trên các đoàn ô tô Truyền cơ khí chỉ dùng ở phanh tay.

- Thời gian nhảy cảm bé hay là truyền động phanh có độ nhảy cảm lớn

- Trong điều khiển phải nhẹ nhàng hay là lực tác dụng lên bàn đạp phanhnhỏ

- Phân bố mô men trên các bánh xe theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọnglợng bám khi phanh với bất kỳ cờng độ nào

- Không có hiện tợng tự xiết khi ô tô chuyển đọg quay vòng hoặc tịnh tiến

- Giữ đợc tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp và lực phanh trên bánh xe

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt,

- Có khả năng phanh khi dừng trong thời gian dài

1.1.2 Kết cấu của hệ thống truyền động phanh

Nh đã biết hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ.Phanh chính và phanh phụ có thể có cơ cấu phanh và truyền động phanh hoàntoàn riêng rẽ hoặc chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe), nhng truyền động phanhhoàn toàn riêng rẽ Truyền động phanh của loại phanh phụ thờng dùng loại cơkhí Phanh chính thờng dùng loại truyền động thủy lực gọi là phanh dầu hoặc khítruyền động khí nén gọi là phanh hơi Khi dùng phanh dầu lực tác dụng lên bàn

đạp lớn hơn so với phanh khí, vì khi dùng phanh dầu thì lực dùng để sinh ra ápsuất của dầu trong bầu chứa dầu của hệ thống phanh, còn ở phanh khí lực nàychỉ dùng để thắng lực cản lò xo để mở van phân phối của hệ thống phanh Do đóphanh dầu thờng dùng ở xe du lịch, ô tô vận tải cỡ nhỏ và trung bình, vì ở cácloại ô tô này mô men phanh ở các bánh xe nhỏ nên lực bàn đạp cũng nhỏ Mặtkhác phanh dầu thờng nhỏ gọn hơn phanh khí vì không có các bình chứa khí cồkềnh và độ nhạy khi phanh tốt, nên bố trí dễ dàng và sử dụng thích hợp cho cácloại xe kể trên

Phanh khí thờng sử dụng trên ô tô vận tải trung bình và lớn Ngoài ra còndùng loại phanh thủy khí, loại này kết hợp với u điểm của phanh dầu và phanhkhí.

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh dầu:

Khi ngời lái tác dụng vào bàn đạp 1 qua hệ thống đòn sẽ đẩy piston củaxilanh phanh chính 2 tạo ra đờng dầu cao áp trong đờng ống dẫn 3 Dầu với ápsuất cao sẽ tác dụng vào bề mặt của piston xilanh 4 Hai piston này sẽ thắng lựccản của lò xo 6 và đẩy hai má phanh 5 ép sát vào tang tang trống (Tang trống 7gắn liền vào moayơ bánh xe) và ôtô đợc phanh lại Khi nhả bàn đạp (ngừngphanh) dới tác dụng lực kéo của lò xo 6 các piston trong xilanh 4 sẽ ép dầu trở về

xi lanh 2

Nguyên lý làm việc của phanh dầu dựa vào nguyên lý thủy tĩnh Nếu tácdụng lên bàn đạp phanh thì áp suất truyền đến các xi lanh là nh nhau, lực trên máphanh phụ thuộc đờng kính pisotn của các xi lanh làm việc Do đó muốn có cácmô men phanh khác nhau chỉ cần làm các đờng kính piston khác nhau.

Lực tác dụng lên má phanh phụ thuộc vào tỷ số truyền của truyền động:

đối với phanh dầu bằng tỷ số của phần truyền động cơ khí nhân với tỷ số truyềncủa phần truyền động thuỷ lực Nếu piston ở xi lanh làm việc có diện tích lớngấp đôi diện tích của piston ở xi lanh chính thì lực tác dụng lên piston ở xilanhlàm việc sẽ lớn gấp đôi diện tích của piston ở xilanh chính thì lực tác dụng lênpiston ở xilanh làm việc sẽ lớn gấp đôi

Nh thế tỉ số truyền tăng lên gấp hai lần, nhng trong lúc đó hành trình củapiston ở xilanh làm việc sẽ giảm đi hai lần, do đó chúng có quan hệ tỷ lệ nghịchvì vậy sẽ gây khó khăn trong việc thiết kế và chế tạo

Tuy nhiên đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh dầu là các bánh xe

đ-ợc phanh cùng một lúc, do áp suất trong đờng ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cảcác má phanh áp sát vào trống phanh mà phụ thuộc vào đờng kính xilanh và khe

hở giữa má phanh và trống phanh

Ưu điểm của phanh dầu:

- Độ nhạy tốt kết cấu đơn giản

- Hiệu suất cao

- Phanh đồng thời giữa các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các máphanh theo yêu cầu

- Có khả năng dùng cho nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơcấu phanh

Khuyết điểm:

- Hiệu suất truyền động giảm khi ở nhiệt độ thấp

- Khi một bộ phận h hỏng thì cả hệ thống phanh dầu không có cờng hóachỉ dùng cho xe có trọng lợng toàn bộ nhỏ, lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

2 Phanh khí.

Phanh khí dùng năng lợng là khí nén để thực hiện quá trình phanh Khiphanh ngời lái chỉ cần tác dụng một lực nhỏ để thắng lực cản lò xo ở van phânphối, để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làmviệc, do đó phanh khí thờng sử điều khiển nhẹ nhàng

Sơ đồ hệ thống phanh khí

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh khí

Máy nén khí 1 đợc dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí qua bình lọc dầu vànớc đến bình chứa khí nén 3 áp suất khí nén trong bình đợc đo bởi áp kế đặttrong buồng lái

Khi phanh ngời lái tác dụng vào bàn đạp 7, bàn đạp sẽ dẫn động đòn vanphân phối 4 khi đo khí nén từ bình 3 qua van 4 tới các bầu phanh 5, 6 Màng củabầu phanh sẽ bị ép lại và dẫn động cam phanh 9 quay, do đó các má phanh 10 sẽ

đợc ép vào trống phanh 11 để tiến hành phanh

Ưu điểm:

- Lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhỏ, vì vậy thờng đợc trang bị cho ôtôtải có tải trọng lớn Ngoài ra còn có khả năng điều khiển hệ thống phanh rơmoocbằng cách nối hệ thống phanh rơmooc với hệ thống phanh của ôtô kéo

- Dẫn động phanh bằng khí nén đảm bảo chế độ phanh rơmooc khác chế

độ phanh của ôtô kéo vì vậy phanh đoàn xe đợc ổn định Khi rơmooc bị táchkhỏi đoàn xe thì rơmooc sẽ bị phanh tự động

- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ôtô và có khả năng sử dụngkhông khí nén cho các bộ phận khác nh hệ thống treo loại khí.

Khuyết điểm:

- Số lợng cụm tổng thành nhiều, kích thớc lớn, giá thành cao, độ nhạy của

hệ thống phanh thấp, hiện nay nó đợc dùng trên một số xe tải lớn của Nga

Nguyên lý làm việc:

Khí nén từ máy nén khí 1 qua bình lọc 2 đến bình chứa khí 3 Khi ta tácdụng lên bàn đạp 9 van sẽ mở để khí nén từ bình chứa 3 đến xi lanh lực sinh ralực ép trên piston của xi lanh phanh chính 4 Dầu dới áp lực cao sẽ truyền quaống dẫn 5 đến các xi lanh 6 và dẫn động má phanh 7, quá trình phanh diễn ra.Các ống dẫn khí ở hệ thống phanh này ngắn cho nên độ nhạy của hệ thống tănglên Phanh thuỷ khí đợc sử dụng trên các loại xe tải có tải trọng trung bình vàlớn

1.1.3 Kết cấu của cơ cấu phanh ôtô

1 Kết cấu chung của loại phanh thông dụng

a Loại phanh guốc

5 có lò xo nhỏ để luôn ép các piston sát vào guốc phanh Trên bề mặt các guốcphanh có gắn các má phanh để cho các má phanh hao mòn đều hơn thì ở guốcphanh trớc gắn má phanh dài hơn do hiệu quả phanh của má trớc bố trí theo kiểuhình vẽ trên sẽ lớn hơn má sau Để giữ các guốc phanh có hớng dịch chuyển ổn

định trong mặt phẳng thẳng đứng trên đĩa phanh 7 có gắn các tấm dẫn hớng 2.Khi tác dụng vào bàn đạp phanh thì chất lỏng với áp suất cao truyền đến xi lanh

5 tạo nên lực ép trên các piston và đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh,

do đó quá trình phanh đợc tiến hành Khi thôi đạp phanh, lò xo 6 sẽ kéo guốcphanh 1 quay lại vị trí ban đầu, kết thúc quá trình phanh

Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn vì vậy khe hở giữa máphanh và trống phanh sẽ tăng lên Do đó muốn cho khe hở ở vị trí bình thờng thìphải điều chỉnh lại, ở phía trên khe hở điều chỉnh bằng cách xoay cam lệch tâm

3, ở phía dới thì xoay chốt lệch tâm 8, tuỳ vào từng loại xe mà có khe hở khácnhau.

Nếu cơ cấu phanh với ống xi lanh làm việc có đờng kính piston khác nhauthì lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trờng hợp này sẽ khác nhau Với chiềuquay của trống phanh nh hình vẽ dới thì má phanh bên phải làm việc thuận lợihơn vì có hiện tợng tự xiết, do đó bên phải cần lực ép ít hơn cho nên đờng kínhpiston cũng sẽ nhỏ hơn

Cơ cấu phanh với xi lanh làm việc có bậc chốt tựa một phía

Đây là loại cơ cấu phanh có hai ống xi lanh riêng rẽ ở hai guốc phanh, mỗiguốc phanh đợc quay quanh chốt lệch tâm 1 bố trí đối xứng với đờng trục của cơcấu phanh Nhờ bố trí xi lanh làm việc và bố trí chốt lệch tâm nh vậy hiệu quảlàm việc của hai má phanh sẽ nh nhau không ảnh hởng tới chiều quay của trốngphanh Khi trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (chiều tiến của ôtô) thìhiệu quả phanh tốt, nhng khi trống phanh quay cùng chiều kim đồng hồ (chiềulùi của ôtô) thì hiệu quả phanh thấp hơn khoảng hai lần Nhợc điểm này khôngquan trọng lắm với ôtô trọng lợng bề mặt khác khi lùi thì mômen phanh cungkhông lớn lắm So với hiệu quả phanh của cơ cấu phanh có chốt tựa cùn phía thìloại này tăng từ 1,6 - 1,8 lần ôtô tiến Do đó cơ cấu phanh kiểu này thờng dùngcho bánh trớc của ôtô du lịch khi cần hiệu quả phanh lớn với kích thớc phanhnhỏ.

Guốc phanh của các cơ cấu phanh trên là loại chỉ có một bậc tự do (có một

điểm tựa cố định) Ngoài ra còn có loại hại bậc tự do và không có điểm tựa cố

định gọi là cơ cấu phanh loại bơi

Cơ cấu phanh loại bơi

ở cơ cấu phanh loại bơi hai xi lanh làm việc đều tác dụng vào đầu trên và

đầu dới của guốc phanh Khi phanh các guốc phanh sẽ dịch chuyển theo chiềungang ép má phanh vào trống phanh Do ma sát nên khi áp sát vào trống phanh,má phanh sẽ bị quay theo chiều trống phanh Do đó mỗi má phanh sẽ tác dụngvào piston và đẩy xi lanh tỳ sát vào điểm tựa cố định Thí nghiệm cho thấy so vớiloại phanh thờng thì phanh loại bơm đoạn trờng phanh giảm 22 - 35%, và lực tácdụng cũng giảm nhiều Hiệu quả tiến lùi đều nh nhau, nhng cấu tạo hơi phức tạp

Cơ cấu phanh tự cờng hoá

ở hình (a) dùng lực ma sát giữa má phanh trớc và trống phanh để cờnghoá hiệu quả phanh cho má phanh sau vì guốc phanh trớc đợc nối với guốcphanh sau nhờ thanh trung gian 1 (trống phanh quay theo chiều hình vẽ) Khitrống phanh quay theo chiều nào đấy sẽ có một guốc phanh tựa vào điểm tựa cố

định 2 là điểm tựa cố định cứng Theo nh hình vẽ chiều quay của trống phanhtheo chiều ngợc kim đồng hồ (chiều tiến của ôtô) thì hiệu quả phanh của guốcbên phỉa sẽ lớn hơn guốc bên trái Đặc điểm của cơ cấu phanh loại này là hiệuquả phanh khi ôtô tiến và lùi đều nh nhau Một piston tác dụng trực tiếp lên guốcphanh trớc còn piston có đờng kính xi lanh nhỏ tác dụng lên guốc phanh sau qua

đòn 1 Đầu dới của đòn 1 đợc nối với guốc phanh trớc qua thanh 2 Nhờ có tỷ sốtruyền của đòn 1 cho nên tác dụng của piston nhỏ tác dụng lên guốc phanh sautăng lên Khi thiết kế ngời ta sẽ chọn tỷ số truyền của đòn 1 thế nào để bù lại, sựkhác nhau giữa đờng kính của hai piston do đó lực tác dụng lên hai guốc phanh

sẽ bằng nhau

Hình (c) là sơ đồ làm việc của cơ cấu phanh tự cờng hoá với nguyên lý:

- Khi trống phanh quay ngợc chiều kim đồng hồ (ôtô tiến) guốc phanh bêntrái dới tác dụng lực của piston ở xi lanh làm việc sẽ đợc ép sát trớc vào trốngphanh là vì lò xo 1 yếu hơn lò xo 2, guốc phanh này sẽ đợc trống phanh cuốntheo ép lên guốc phanh sau qua thanh nối 4, tác dụng vào guốc phanh cũng quaytheo chiều trống phanh đến tỳ vào chốt cố định 3 Khi ôtô lùi trống phanh sẽcuốn guốc phanh bên phải qua thanh nối 4 tác dụng vào guốc bên trái để ép vàochốt cố định 3 Cơ cấu phanh này tự cờng hoá ở cả hai chiều quay của trốngphanh Hiệu quả phanh ôtô tiến và lùi nh nhau

b) Loại phanh đĩa

Phanh đĩa ngày nay đợc sử dụng nhiều trên ôtô Phanh đĩa có hai loại, loại

đĩa quay và loại vỏ quay

Loại đĩa quay với các guốc phanh ở phía ngoài có trọng lợng nhỏ thờngdùng làm phanh truyền lực (phanh tay) ở một số xe vận tải Nhợc điểm là dễ bịhỏng do bụi bẩn rơ, vào khi chạy trên đờng đất.

5 Lò xo

Nguyên lý làm việc

Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, piston ở các ống xi lanh làm việc 8 sẽ

đẩy đĩa 3 dịch chuyển tơng đối với nhau trong mặt phẳng quay của bánh xe theohớng ngợc chiều nhau Nhờ có rãnh nghiêng ở đĩa 3 cho nên các hòn bi chạytheo rãnh để áp sát đĩa vào vỏ thực hiện quá trình phanh khi đó lò xo 5 bị kéodoãng ra Khi nhả bàn đạp các lò xo 5 kéo đĩa 3 về vị trí cũ kết thúc quá trìnhphanh

So với phanh guốc, phanh đĩa có các u điểm sau:

- Có khả năng tăng diện tích ma sát của má phanh nhiều hơn, do đó giảm

đợc áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh

- áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh do đó má phanh mòn đều và

ít phải điều chỉnh

- Bề mặt làm mát lớn và điều kiện làm mát tốt hơn

- Lực tác chiều trục tác dụng lên đều hơn nên đĩa đợc cân bằng không cólực tác dụng thẳng góc với đờng trục của cơ cấu phanh.

- Các chi tiết ở dạng biến dạng tự do

- Có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm thời gian tác động tăng

đ-ợc tỷ số truyền của truyền động

- Đảm bảo mô men phanh nh nhau khi ôtô tiến cũng nh lùi

- Trọng lợng cơ cấu phanh bé hơn nếu cùng mô men phanh

2 Cơ cấu điều chỉnh má phanh và trống phanh

Trong quá trình làm việc khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ bị thay

đổi do bị mòn trong quá trình làm việc Do đó cần phải điều chỉnh lại khe hở đểcơ cấu phanh làm việc đợc bình thờng, khe hở cho phép là 0,3  0,6 mm

Việc điều chỉnh khe hở có thể tiến hành bằng cách dịch chuyển đầu trênhay đầu dới của guốc phanh Có hai phơng pháp điều chỉnh: phơng pháp bình th-ờng và phơng pháp tự động

a Phơng pháp bình thờng

Điều chỉnh khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh

Hình a: Hình b

Điều chỉnh bằng tay theo ý muốn của lái xe Dịch chuyển đầu trên củaguốc phanh có thể tiến hành bằng cách xoay cam lệch tâm 3 với cơ cấu phanhchốt tựa cùng phía (phanh guốc) dòng chuyển động là chất lỏng Vị trí của cam 3

cố định bằng lò xo 8 có độ cứng lớn Nếu guốc phanh ép bằng cam quay (truyền

động phanh bằng cơ khí hoặc khí nén) thì khe hở điều chỉnh bằng cách thay đổigiữa cam 5 và đòn 6 (hình a) nhờ trục vít 1 đợc gắn chặt trên trục 2 Khi xoaytrục 2, trục vít 1 sẽ quay là quay bánh răng vít 3 do đó làm quay cả trục 4 củacam quay, vì vậy góc giữa cam 5 và đòn 6 sẽ thay đổi

Các chi tiết điều chỉnh có thể kết cấu cùng với ống xi lanh làm việc (hìnhb) Do đó trên cơ cấu phanh tự cờng hóa, trên một piston của ống xilanh làm việc

có đặt chi tiết hình 8 với thanh 9 có ren Còn trên cơ cấu bình thờng thì đặt haichi tiết hình sao ở trên hai piston của ống xilanh làm việc Tấm 7 của vỏ xilanhlàm việc dùng để hãm chi tiết hình sao 8

Điều chỉnh khe hở phía dới giữa má phanh và trống phanh

Khe hở phía dới má phanh và trống phanh điều chỉnh bằng cách dùng bạclệch tâm đặt trên các chốt tựa của guốc phanh (hình a) Bạc lệch tâm 4 đợc nốighép với chốt tựa 7 bằng mặt vát trên chốt tựa đợc nối ghép trên đĩa phanh Khicơ cấu phanh làm việc các guốc phanh 2 có thể tự do đối với bạc lệch tâm 4 khi

điều chỉnh song cố định chốt tựa 1 cùng Êcu3

Trên hình (b) là cơ cấu điều chỉnh khe hở phía dới má phanh và trốngphanh bằng chi tiết hình côn 6 có rãnh dọc theo đờng sin hình côn Chi tiết hìnhcôn 6 là điểm tựa cho các thanh 5 của guốc phanh Khi giảm phanh chỉ cần vặn

trục của chitiết hình côn 6 đi vào lúc đó các thanh 5 sẽ lẩy ra và guốc phanh dịchchuyển gần hơn về phía trống phanh.

Trên hình (c) là cơ cấu phanh tự cờng hoá các chi tiết điều chỉnh chungvới thanh nối guốc phanh, thanh 9 cùng với chi tiết hình sao 7 (ren phải một đầu,ren trái một đầu) Khi điều chỉnh khe hở xoay chi tiết hình sao 7, lò xo 8 sẽ kéoguốc phanh đồng thời hãm chi tiết hình sao

Trên trống phanh có các lỗ đặc biệt để kiểm tra khe hở giữa má phanh vàtrống phanh bằng thớc lá mỏng

và trống phanh thì thanh 6 có thể dịch chuyển tự do trong phạm vi hành trình .Nếu má phanh bị mòn hành trình của guốc phanh tăng lên, ống 2 sẽ đẩy cốc 3 lui

về một rãnh phía sau khi ấy khoảng cách giữa hai tai 4 và 9 tăng lên khi thôiphanh, guốc phanh gần với trống phanh hơn để khắc phục khe hở bình thờng

Hình b: ở cơ cấu này khi thôi phanh lò xo 12 sẽ kéo đầu trên của guốcphanh vào tầm tỳ 11, còn lò xo 13 tạo ra trong xi lanh 14 và không gian bên tráicủa xi lanh 15 một áp suất P1 nào đấy vào khoảng 0,3MN/m2 Khi tác dụng lênbàn đạp áp suất bắt đầu tăng lên ở hai xi lanh 10 và 14 (dới tác dụng của piston

đặt xilanh 15) cơ cấu phanh lúc này làm viẹc giống cơ cấu loại cơ khí Tự động

điều chỉnh khe hở nhờ có xilanh 15, nếu má phanh bị mòn thì khe hở giữa máphanh và trống phanh tăng lên, lúc đó trong qúa trình nhả phanh (ngừng phanh)dầu sẽ đi qua lỗ ở piston của xilanh điều chỉnh 15 và ép cong phớt đi xuống đểvào xilanh 14 Lợng dầu đi qua lỗ ở piston để vào xilanh 14 bằng thể tích củakhông gian chứa dầu tăng lên của xilanh 14 do khe hở lớn Khi piston của xilanh

15 ở vị trí cân bằng lợng dầu này không thể quay về xilanh chính đợc Nh vậykhi má phanh bị mòn thì sẽ có một lợng dầu bổ sung vào xilanh 14 để đảm bảokhe hở bình thờng giữa má phanh và trống phanh Xilanh 15 và 14 có thể cùngkết cấu

3 Các chi tiết chủ yếu của cơ cấu phanh.

a Trống phanh.

Trống phanh phải có độ cứng vững và trọng lợng bé, đồng thời phải códiện tích đủ để truyền nhiệt tốt Vật liệu làm trống phanh phải có hệ số ma sátcao, mòn đều trong bất kỳ nhiệt độ nào Kết cấu của trống phanh phải đảm bảolàm mát tốt

Các loại trống phanhHình a: Trống phanh đợc làm bằng gang hợp kim (niken, molípden,

đồng)

Hình b: Trống phanh là loại liên hợp gồm có đĩa dập bằng thép 1 và vònggang 2 (chúng đợc nối ghép liền với nhau trong khi đúc vòng gang).

Hình c: Trống phanh đợc đúc cùng với moayơ (thờng bằng thép + 2%

(Hình c)

b Guốc phanh.

Guốc phanh có loại hàn, dập , đúc Guốc phanh thờng chế tạo bằng gang.Trên bề mặt các guốc phanh có đặt má phanh Má phanh đợc nối ghép với guốcphanh bằng đinh tán hoặc dán

Nếu guốc phanh nhận lực trực tiếp từ cam quay thì một đầu guốc phanh cómặt tựa Để cho mặt tựa ít bị mòn ngời ta đặt tấm thép đặc biệt lên đầu cuối guốcphanh Cũng có khi giữa guốc phanh và cam đặt con lăn

Kết cấu guốc phanh

Để cho guốc phanh không dịch chuyển theo chiều ngang, trên đĩa phanh

có đặt các tấm đỡ 1 Để cho các guốc phanh ép sát vào điểm tựa và nhả phanhhoàn toàn khi thôi tác dụng vào bàn đạp thì giữa các guốc phnah có đặt các lò xokéo Lò xo kéo khi làm chung cho cả hai guốc, khi lại là riêng cho từng guốc

Đầu cuối của guốc phanh tiếp xúc với điểm tựa có định hoặc với khớp nối sẽ códạng kết cấu phù hợp tùy thuộc vào điểm tựa hoặc khớp nối

1.2 Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng phanh

Để đánh giá chất lợng của quá trình phanh ngời ta sử dụng hệ thống chỉtiêu chung: Hiệu quả và sự ổn định của ôtô khi phanh

Tính năng hiệu quả của ôtô khi phanh

Tính năng hiệu quả dùng để đánh gía khả năng giảm tốc của ôtô khiphanhh dới tác dụng của ngời lái lên bàn đạp trong quá trình phanh

Để đánh giá hiệu quả phanh ngời ta dùng một trong các chỉ tiêu sau:

Quãng đờng phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh

a Gia tốc chậm dần khi phanh

Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để

đánh giá chất lợng của quá trình phanh ôtô Gia tốc chậm dần cực đại khi phanhcàng cao thì tính hiệu quả càng cao Jmax đợc xác định theo công thức:

i - Hệ số tính đến ảnh hởng của các chi tiết chuyển động quay

Gia tốc chậm dần khi phanh phụ thuộc nhiều vào hệ số bám do vậy trongquá trình phanh việc tận dụng khả năng bám là rất cần thiết

b Thời gian phanh

Thời gian phanh cũng là một trong các chỉ tiêu để đánh giá chất lợngphanh Thời gian phanh càng nhỏ thì hiệu quả phanh càng tốt Thời gian phanhnhỏ nhất có thể đợc xác định nh sau:







Với v1 là vận tốc bắt đầu phanh

c quãng đờng phanh:

Quãng đờng phanh ôtô là chỉ tiêu về hiệu quả phanh quan trọng nhất sovới các chỉ tiêu khác thì quãng đờng phanh có thể xác định bằng trực diện làmcho ngời lái dễ dàng sử lý khi ôtô chuyển động trên đờng Quãng đờng phanhnhỏ nhất đợc xác định:

g

v S

2

2 1 1 min







P Pmax .

max

Nh vậy lực phanh riêng cực đại bằng hẹ sốbám 

Quá trình phanh là một qúa trình rất phức tạp, phụ thuộc nhiều thông số,mặt khác các thông số ảnh hởng lại là các thông số động không phải là thông sốtĩnh Qua những công thức ngắn gọn trên để đánh giá tính hiệu quả của quá trìnhphanh, ta thấy ảnh hởng của hệ số bám đến quá trình phanh là rất quan trọng, do

đó việc tận dụng khả năng bám cao nhất của ô tô khi phanh là một vấn đề hết sứcquan trọng

Các chỉ tiêu trên là độc lập và tơng đơng với nhau Việc lựa chọn chỉ tiêuphụ thuộc vào khả năng công nghệ, trang bị kỹ thuật, điều kiện sử dụng, phơngthức tổ chức và quá trình kiểm tra của mỗi nớc Cùng một loại ô tô, sử dụng cùngmột loại chỉ tiêu nhng khi dùng trong điều kiện nớc này là hợp chuẩn sang nớckhác thì không Mặt khác do sử dụng không cùng một chỉ tiêu nên một xe sảnxuất tại một nớc khác bắt buộc phải qua kiểm nghiệm trên thiết bị riêng

Tính năng ổn định của ô tô khi phanh: Là một vấn đề quan trọng Tínhnăng ổn định của ô tô khi phanh đợc dùng để đánh giá khả năng ổn định hớngchuyển động của ô tô trong quá trình phanh

Trong quá trình phanh ô tô nhất là khi vận tốc ô tô tại thời điểm bắt đầuphanh tơng đối cao thì vấn đề ổn định càng trở lên hết sức quan trọng Vì trongkhi tiến hành phanh thực hiện dừng xe an toàn nếu không chú ý chỉ tiêu ổn địnhthì rất dễ gây tai nạn

Để đánh gía tính ổn định của phanh ô tô thờng ở các nớc cũng nh ViệtNam đa ra hai chỉ tiêu xem xét đó là: Độ lệch thân xe (Góc quay thân xe) vàHành lang phanh

* Tiêu chuẩn độ lệch thân xe là góc quay thân xe cho phép tối đa khiphanh ở vận tốc ban đầu phanh cho trớc tính toán theo tốc độ di chuyển trungbình của xe ô tô trong mạng lới giao thông của mỗi quốc gia Ví dụ nh ở ViệtNam qui định góc lệch tối đa là 80 khi phanh trên đờng có hệ số bám  = 0,6 vàtốc độ ban đầu khi phanh là 30km/h

* Tiêu chuẩn hành lang phanh: là độ dịch chuyển ngang của thân xe tối đa

so với phơng chuyển động cho phép sang hai bên khi phanh ô tô đang chuyển

động trong mạng lới giao thông Chính độ dịch chuyển cho phép này qui địnhmột hành lang an toàn khi xe xhuyển động trên mạng giao thông Ví dụ nh ởViệt Nam qui định hành lang phanh là 3,5m

- Lập phơng trình mô men đối với tâm cầu sau:

G

L G

) ( 65 , 2 1 , 1 75 ,

b L

* Mô nen cần thiết sinh ra ở cơ cấu phanh phải thỏa mãn các yêu cầu sau:+ Có thể giảm đợc tốc độ của ô tô đến 1 giá trị nào đó hoặc đến lúc chodừng hoàn toàn với gia tốc chậm dần nằm trong giới hạn cho phép

+ Đạt hiệu quả phanh cao nhất và đảm bảo sự ổn định của xe khi phanh cónghĩa là mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh của 1 trục bánh xe tỉ lệ thuận vớitrọng tải thẳng đứng

+ Sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh

Theo lý thuyết ô tô tải trọng thẳng đứng tác dụng lên của bánh xe của cầutrớc và cầu sau đợc tính bằng công thức:

.

L Z

G

Trong đó: G là trọng lợng của ô tô khi đầy tải

L: Chiều dài cơ sở của ô tô

a,b,hg: Toạ độ trọng tâm của ô tô khi đầy tải

G

L Z

G

Theo điều kiện bám để đảm bảo cho các bánh xe không bị trợt lê khi phanh mô men cần thiết sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh của cầu trớc và cầu sau là:

L 2

G

- Cầu sau: 2 ( a k hg ) Rbx

L 2

9325

2 , 65 0 , 5 1 0 , 65 0 , 388 668KGm

785 , 3 2

9325

+ Xét về kết cấu ta có:

12 P 11 P 1

22 P 21 P 2

II.2 Thiết kế tính toán cơ cấu phanh

1 Quy luật phân bố áp suất trên má phanh

Muốn tính toán cơ cấu phanh guốc chúng ta phải biết quy luật phân bố ápsuất trên má phanh Tuỳ theo sự thừa nhận quy luật phân bố chúng ta có côngthức để tính toán phanh guốc khác nhau Thực tế cho thấy quy luật phân bố ápsuất theo hình sin chứng minh đợc quan hệ q = k.sin

k: Hệ số tỷ lệ

: Góc xác định vị trí của điểm cần tính áp suất trên má phanh

PA

BA

O1

Sơ đồ dịch chuyển má phanh trong tang trốngQuy luật phân bố này phức tạp cho việc tính toán vì thế trong tính toán khichọn sơ bộ các kích thớc ta coi nh áp suất phân bố đều trên má phanh

Trên hình vẽ trình bày sơ đồ tính toán cơ cấu phanh với hai guốc phanh có

điểm tự cố định riêng về hai phía nếu là phanh dầu thì lực ép P lên guốc phanh sẽbằng nhau khi ống xi lanh làm việc có đờng kính bằng nhau

Trên hình vẽ trục Y1-Y1 đi qua tâm OO1 và thẳng góc với trục X1-X1 điqua điểm có áp suất cực đại

Khi phanh mỗi phần tử của má phanh bị tác dụng từ phía trống phanh bởilực thẳng góc dN1 và lực ma sát dT1.Lu

Lực ma sát: dT2 = dN1 ( - Hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh)

Ta xét một phần tử của má phanh cách trục Y1-Y1 một góc  phần tử nàychoán góc d Lực thẳng góc dN1 trên phần tử là:

d - Góc ôm của phần tử má phanh đang xét

Khi áp suất phân bố đều (hình vẽ) thì tổng hợp lực N1 của tất cả các lực

dN1 phải nằm trên trục đối xứng OD của má phanh nghĩa là D là điểm giữa củacung EF

Góc  tạo bởi lực N1 và trục X1-X1 sẽ là