QUY TRÌNH KIỂM TRA, CHẨN ĐOÁN VÀ SỬA CHỮA CÁC HƯ HỎNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển dộng của Ôtô hoặc làm giảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtô dừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ thống phanh có ảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô.

Chương ITỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1.1 CÔNG DỤNG PHÂN LOẠI YÊU CẦU

1.1.1 Công dụng.

Hệ thống phanh dùng để làm dừng hẳn sự chuyển dộng của Ôtô hoặc làmgiảm bớt tốc độ của ôtô khi đang chuyển động, ngoài ra còn để giữ cho ôtôdừng được trên đường có độ dốc nhất định, chất lượng của hệ thống phanh cóảnh hưởng tất lớn tới tốc độ chuyển động trung bình của ôtô Hệ thống hãmôtô sẽ đảm bảo cho sự chuyển động an toàn của ôtô tránh được những tai nạnsảy ra trên đường

1.1.2 Phân loại.

- phân loại theo tính chất điều khiển chia ra: Phanh chân va phanh tay

- Phân theo vị trí đặt cơ cấu phanh ma chia ra: Phanh ở bánh xe và phanh ởtrục truyền động (sau hộp số)

- Phân theo kết cấu của cơ cấu phanh có: Phanh guốc, phanh đai, phanh đĩa

- Phân theo phương thức dẫn động có: dẫn động phanh bằng cơ khí, chấtlỏng, khí nén, hoặc liên hợp

1.1.3 Yêu cầu.

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ôtô đảm nhận chức năng

"an toàn chủ động" vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây.+ Có hiệu quả phanh cao ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp đó là

- Quãng đường phanh ngắn

- Thời gian phanh ít nhất

- Gia tốc chậm dần ổn định trong quá trình phanh

+ Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ôtô khi phanh

+ Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái

+ Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

+ Đảm bảo việc phân bố Mômen phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyêntắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

+ Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết.

+ Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt

+ Có hệ số ma sát cao và ổn định

+ Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanhsinh ra ở cơ cấu phanh

+ Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao

+ Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng

1.2 KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHANH.

Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh phụ trong đó phanhchính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh phụthường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp củahộp số hoặc bố trí ở các bánh xe

Việc dùng cả hai phanh chính và phụ là bảo đảm cho độ an toàn ôtô khichuyển động và khi dừng hẳn, hệ thống phanh có 2 phần cơ bản đó là cơ cấuphanh và dẫn động phanh

1.2.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh có nhiệm vụ tạo ra Mômen phanh cần thiết và nâng cao tính

ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảmgia tốc góc của bánh xe ôtô

Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các gốc phanh bố trí bên trongđược sử dụng rộng rãi Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phảiđảm bảo yêu cầu sau, như Mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điềukiện bên ngoài và chế độ phanh thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt

độ môi trường)

1.2.1.1 Cơ cấu phanh guốc.

 Cơ cấu phanh guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía các lực dẫn động bằng nhau.

1: Cam lệch tâm 2: Chốt có vòng đệm lệch tâmHình 1.1 : Cơ cấu phanh bánh trước xe GAZ-53AVới các bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số củaguốc phanh giống nhau thì Momen ma sát ở trên guốc phanh trước lớn hơncủa guốc phanh sau Sở dĩ như vậy là vì Mômen ma sát ở trên guốc phanhtrước có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn ở phía phanh sau có xuhướng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tượng ngược lại.

Cơ cấu phanh này được gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lầnphanh khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn của tấm ma sáttrước lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm

ma sát, khi sửa chữa có thể thay thế cùng một lúc, người ta làm tấm ma sáttrước dài hơn tấm sau

Kết cấu của loại cơ cấu phanh này ở (hình 1.1) khe hở giữa các guốc phanh

và trống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanhbằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định

 Cơ cấu phanh guốc có điểm cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển gốc như nhau.

1: Cam quay 4: Trống phanh 2: Lò xo 5: Chốt lệch tâm

6: Bầu phanhHình 1.2: Kết cấu phanh xe ZIL-131

Cơ cấu phanh này có Mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằngnhau Trị số Mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này

có cường độ ma sát ở các tấm ma sát như nhau và được gọi là cơ cấu phanhcân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở (hình 1.2) do profin củacam ép đối xứng nên các guốc phanh có dị chuyển góc như nhau

Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trụcvít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của Cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cốđịnh

 Cơ cấu guốc có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau.

Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến

và lùi rất khác nhau

Hình 1.3: Kết cấu phanh xe UAZ-452 1: Xy lanh 3: Cam lệch tâm 2: ốc xả khí 4: ốc xả khí

5: Chốt cố định

Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm

và chốt lệch tâm

 Cơ cấu phanh loại bơi.

Cơ cấu phanh này dùng hai xilanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên dầutrên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theochiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh Nhờ sự ma sát nên các guốcphanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lênpiston một lực và đẩy ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, vớiphương án kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi bằng nhau (Sơ đồ

cơ cấu phanh này ở hình 1.4)

1: Xi lanh phanh 2: Lò xoHình 1.4: Sơ đồ và kết cấu phanh bơi

 Cơ cấu phanh tự cường hoá.

1: Lò xo 3: Lò xo

2: Xi lanh 4: ốc điều chỉnh

Hình 1.5: Cơ cấu phanh xe GAZ

Theo kết cấu thì guốc phanh sau được tỳ vào chốt cố định và bản thân guốcphanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trước Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trước thông qua chốt kỳ trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phương ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trước có thể xác định được lực tác dụng lên guốc trước.

Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanhsau sẽ lớn hơn guốc phanh trước rất nhiều, khi xe lùi Mômen phanh Mp sẽgiảm đi nhiều Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trước nên tấm

ma sát gốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trước

Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu rentrong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này

1.2.1.2 Cơ cấu phanh loại đĩa.

Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa bánh trước Xe VAZ-2101

Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ôtô, có hai loại phanh đĩa:Loại đĩa quay và loại vỏ quay, phanh đĩa có nhiều ưu điểm so với phanh guốc

áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ítmòn và mòn đều hơn nên ít phải điều chỉnh, điều kiện làm mát tốt hơn,mômen phanh khi tiến cũng như khi lùi đều như nhau, lực chiều trục tác dụnglên đĩa là cân bằng có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thờigian tác dụng phanh.

Nhược điểm của cơ cấu phanh đĩa là khó giữ được sạch trên các bề mặt masát

Trên hình 1.6, là kết cấu phanh đĩa loại hở, đĩa phanh 1 nằm giữa hai tấm

ma sát 2 và 5 khi phanh, áp lực dầu trong các xi lanh 3 và 6 tăng lên, đẩy cácpiston 4 và 7 ép tấm ma sát vào đĩa

1.2.1.3 Phanh dừng (phanh tay).

1: Má phanh 7: Vành rẻ quat 2: Tang trống 8: Ti

3: Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới 9: Cần

4:Trục thứ cấp hộp số 10: Răng rẻ quạt 5: Lò xo hồi vị 11: Tay hãm

6: Trục quả đào 12: Tay kéo phanh

Hinh 1.7: Phanh tay kiểu tang trống

Phanh dừng hay còn gọi là phanh tay có thể lắp trên các cơ cấu phanh haylắp ngay sau hộp số, dẫn động chủ yếu bằng cơ khí Hình 1.7 là hình vẽ của

cơ cấu phanh dừng kiểu tang trống được lắp ngay sau trục thứ cấp của hộp sốphanh dừng tác động lên guốc phanh bánh sau cơ cấu dẫn động bằng cơ hí vàđiều khiển bằng tay, cũng có loại dẫn động bằng khí nén và lò xo

sử dụng ở hệ thống phanh chính mà chỉ sử dụng ở hệ thống phanh dừng

1:Tay phanh 5:Trục 8,9:Dây cáp dẫn động phanh 2;Thanh dẫn 6:Thanh kéo 10:Giá

3:Con lăn dây cáp 7:Thanh cân bằng 11,13:Mâm phanh

4:Dây cáp 12:Xilanh phanh bánh xe

Hình 1.8: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp

Nguyên lý làm việc Khi tác dụng một lực vào cần điều khiển 1 đượctruyền qua dây cáp dẫn đến đòn cân bằng 7 có tác dụng chia đều lực dẫn độngđến các guốc phanh, vị trí của cần phanh tay 1 được định vị bằng cá hãm trênthanh răng 2.

* Ưu điểm của dẫn động phanh cơ khí có độ tin cậy làm việc cao, độ cứngvững dẫn động không thay đổi khi phanh làm việc lâu dài

* Nhược điểm của loại dẫn động phanh cơ khí là hiệu suất truyền lựckhông cao, thời gian phanh lớn

má phanh ép sát vào các trống phanh Dẫn động phanh dầu có các ưu điểm sau

- Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanhtheo đúng yêu cầu thiết kế

- Có hiệu suất cao

- Độ nhậy tốt

- Kết cấu đơn giản

- Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơcấu phanh

Nhược điểm:

- Không thể tạo được tỷ số truyền lớn, vì thế phanh dầu không có cườnghoá chỉ dùng ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ

- Lực tác dụng lên bàn đạp lớn

- Đối với dẫn động phanh 1 dòng khi có chỗ nào bị dò rỉ (chảy dầu) thì tất

cả hệ thống phanh đều không làm việc, để khắc phục khuyết điểm này người

ta dùng loại dẫn động hai dòng, loại này có ưu điểm là khi 1 dòng bị hỏng thìdòng còn lại vẫn làm việc bình thường tuy nhiên hiệu quả phanh có giảm,đảm bảo an toàn khi chuyển động

* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 1 dòng

Hinh 1.9: Sơ đồ dẫn đông phanh thuỷ lực một dòng Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp 1 một lực sẽ đảy piston của xilanh chính 2, do đó đều được ép và áp suất dầu tăng lên trong xi lanh và cácđường ống dẫn dầu 3 chất lỏng với áp xuất lớn ở các xi lanh bánh xe sẽ thắnglực của lò xo và tiến hành ép guốc vào trống phanh

Khi không phanh nữa người lái không tác dụng vào bàn đạp các lò xo hồi

vị của bàn đạp, của viston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị kéoguốc phanh vào vị trí cũ

* Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng:

3

5

4 2

6

II

I

I: Đường ống dẫn dầu phanh đén các bánh xe trước

II: Đường ống dẫn dầu phanh đến các bánh xe sau

1: Bàn đạp 4,6: Van

2: Tổng phanh 5: Cơ cấu xy lanh bánh xe 3: Bộ phận chia dòng

Hình 1.10: Sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 dòng

a) Sơ đồ nguyên lý b) Cấu tạo cua xy lanh

Hình 1.11: Xy lanh chinh hai piston

Cấu tạo: Cơ cấu gồm có piston chính 1 được nối với bàn đạp, và pistontrung gian 2 được đặt tự do ở phía giữa của xilanh, piston 2 chia không gian

xilanh thành hai khoang riêng biệt để nối với các dòng dẫn động phanh, mỗidòng được cung cấp dầu bởi 1 bầu chứa riêng.

Nguyên lý làm việc: Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp làm cho pistonchính 1 sẽ dịch chuyển về phía trái tạo nên áp suất cao ở khoang I, qua pistontrung gian 2 tạo nên áp suất cao ở khoang II

Khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó thì piston sẽ chuyển dịch một cách

tự do cho đến khi chạm vào piston trung gian hoặc chạm vào đáy của xilanh,sau đó trong buồng xilanh của dòng không hư hỏng sẽ tạo nên áp suất làmviệc khi đó xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả không cao người lái sẽ cảmthấy hư hỏng của hệ thống vì hành trình bàn đạp tăng lên

Bộ chia dòng: Dùng để phân tách hoạt động của hai dòng

a) Sơ đồ b) Cấu tạo

1: Piston 3: Đầu nối tới dòng trước

2:Đầu nối tới dòng sau 4: Từ xy lanh chính tới

Hình 1.12: Bộ chia

Khi phanh chất lỏng tư xilanh chính bị dồn đến khoang A gây lên lực tácdụng lên các piston 1 và trong dòng I và II áp suất làm việc tăng lên cho đếnkhi cân bằng với áp suất trong khoang, khi xẩy ra hư hỏng ở một dòng nào đó

thì còn thứ II vẫn làm việc bình thường song hiệu quả phanh của cả xe cógiảm và người lái cũng nhận biết về phía hành trình bàn đạp tăng.

1.2.2.3 Dẫn động phanh khí nén (Còn gọi là phanh hơi).

Dẫn động phanh khí nén được sử dụng nhiều trên ô tô vận tải cỡ lớn vàtrung bình, đặc biệt lớn Để dẫn động các cơ cấu phanh người ta sử dụng nănglượng của khí nén, lực của người lái tác dụng lên bàn đạp chỉ để mở tổng vanphanh do đó mà giảm được sức lao động của người lái, tuỳ theo liên kết của

xe rơ moóc mà dẫn động phanh khí nén có thể là một dòng hoặc 2 dòng

* Dẫn động phanh khí nén 1 dòng:

1: Máy nén khí 4: Bầu phanh 6: Bàn đạp phanh

2: Bình chứa 5: ống dẫn hơi 7: Đồng hồ kiểm tra áp suất 3: Van phân phối

Hình 1.13: Sơ đồ cấu tạo của phanh hơi Nguyên lý:

Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp 6 qua dẫn động tổng van 3 mởcho khí nén từ bình chứa khí nén 2 theo đường ống tới đầu phanh 4 để tiếnhành phanh

Khi thả bàn đạp, tổng van phanh ngắt liên hệ giữa bình chứa khí nén vớiđường ống dẫn và mở đường ống của bầu phanh thông với không khí bênngoài, khí nén thoát ra ngoài và guốc phanh nhả ra khỏi trống phanh

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén nói chung.

- Điều khiển nhẹ nhàng, kết cấu đơn giản, tạo được lực phanh lớn

- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô

- Có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treoloại khí

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén

- Số lượng các cụm khá nhiều, kích thước và trọng lượng của chúng khálớn, giá thành cao

- Thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái tác dụngvào bàn đạp khá lớn

1.2.2.4 Dẫn động phanh liên hợp.

Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén trong đó phầnthuỷ lực có kết cấu nhỏ gọn và trọng lượng nhỏ đồng thời bảo đảm cho độnhậy của hệ thống cao, phanh cùng 1 lúc được tất cả các bánh xe phần khí néncho phép điều khiển nhẹ nhàng và khả năng huy động, điều khiển phanhrơmoóc

Dẫn động phanh liên hợp thường được áp dụng ở các loại xe vận tải cỡ lớn

và áp dụng cho xe nhiều cầu như: Xe URAL, 375 D, URAL - 4320…

Hình 1.14: Phanh khí nén thuỷ lực ôtô URAL-4320

1: Máy nén khí 2: Bộ điều chỉnh áp suất

3: Van bảo vệ 2 ngả 4: Van bảo vệ 1 ngả

5: Bình chứa khí nén 6: Phanh tay

7: Khoá điều khiển phanh rơ moóc 8: Van tách

9: Đầu nối 10: Đồng hồ áp suất

11: Tổng van phanh 12: Xy lanh khí nén

13: Cơ cấu xy lanh piston bánh xe 14: Đầu nối phân nhánh

15: Xy lanh cung cấp nhiên liệu 16: Bàn đạp phanh

* Nguyên lý làm việc:

Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh 16 để

mở van phanh lúc này khí nén từ bình chứa 5 đi vào hệ thống qua tổng vanphanh vào cơ cấu

Piston xi lanh khí, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (8 dến10kg/cm2) đẩy piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong xi lanh thuỷ lực có ápsuất cao như các đường ống đi vào xi lanh bánh xe thực hiện quá trình phanhvan bảo vệ 2 ngả có tác dụng tách dòng khí thành hai dòng riêng biệt và tự độngngắt 1 dòng khí nào đó bị hỏng để duy trì sự làm việc của dòng không hỏng.Trong hệ thống phanh dẫn động khí nén - thuỷ lực thì cơ cấu dẫn động làphần khí nén và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, trong cơ cấu thuỷ lực thìđược chia làm hai dòng riêng biệt để điều khiển các bánh xe trước và sau

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực

- Kết hợp được nhiều ưu điểm của 2 loại hệ thống phanh thuỷ lực và khínén, khắc phục được những nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén - thuỷ lực

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp, rất khó khăn khi bảo dưỡng sửa chữa

- Khi phần dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thống ngừng làmviệc cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặc biệt tới cơ cấudẫn động khí nén.

- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành cũng rất cao và có rấtnhiều cụm chi tiết đắt tiền

Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có trợ lực được thực hiện theo nhiềuphương án

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén

- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không

Dưới đây xin giới thiệu bộ trợ lực chân không

Tác dụng: Để giảm nhẹ lực của người lái

Yêu cầu: Khi hỏng cường hoá thì hệ thống phanh phải làm việc bìnhthường tuy nhiên lực đạp có lớn hơn

- Đảm bảo nguyên tắc chép hình đạp ít thì hiệu quả phanh ít, đạp nhiều thìhiệu quả phanh tăng lên và dừng ở vị trí nào thì phanh ở vị trí đó

Trên hình 1.15: Giới thiệu kết cấu bộ cường hoá chân không - thuỷ lựcdùng trên xe Fa3 - 66 và FA3 - 53A

Hình 16 là sơ đồ nguyên lý của bộ cường hoá chân không thuỷ lực

Nguyên lý làm việc: Lợi dụng sự chênh lệc áp suất giữa họng hút của động

cơ 0.5KG/cm2 và áp suất khí trời 1 KG/cm2

Hình 1.15Kết cấu bộ cường hoá chân không-thuỷ lực

dùng trên xe Gát 66, Gát 53 A

1: Bầu bộ trợ lực phanh 2: Đĩa màng ngăn

3: Màng ngăn bộ trợ lực phanh 4: Cơ cấu đẩy của piston5: Lò xo của màng 6: Van chân không

7: Màng của tổng van phanh 8: Van không khí

9: Nắp của thân 10: Tổng van phanh

11: Lò xo của tổng van phanh 12: Piston của tổng van phanh13: Van chuyển 14: Xy lanh thuỷ lực phụ

Hình 1.16: Sơ đồ nguyên lý làm việc 1: Bầu cường hoá 2: Màng ngăn

4: Ty đẩy cường hoá 5: Lò xo hồi vị màng

6: Van chân không 7: Lò xo van không khí

8: Van không khí 11: Lò xo van chân không 12: Màng tuỳ động 15: Van bi một chiều

16: Piston công tác 17: Ty đẩy van

23: Piston điều khiển

Tạo ra lực cường hoá giảm nhẹ lực của bàn đạp

Khi chưa phanh van không khí 8 được đóng vai lại, van chân không 6 được

mở ra nhờ lo xo đẩy màng tuỳ động 12 mang theo piston điều khiển 23 đixuống Buồng B thông với buồng C và D qua đường ống dẫn thông với buồng

A, như vậy áp suất ở buồng A và B bằng nhau và bằng áp suất chân không ởhọng hút đường ống nạp, lò xo 5 đẩy màng cường hoá 2 về vị trí trái, ty đẩy 4kéo piston lực 16 làm cho ty đẩy 17 tỳ vào thành xi lanh do vậy piston tiếp tụcsang trái làm cho ty đẩy van 15 mở ra

Khi phanh người lái đạp vào bàn đạp phanh 1 lực cần thiết qua hệ thốngđòn, đẩy piston ở xi lanh chính đi áp suất phía sau piston tăng lên khoảng5KG/cm2 qua ống dẫn lên xi lanh của bộ cường hoá Áp suất này tác dụng lênpison 16 của bộ cường hoá đẩy piston 16 sang phải khi đó ty đẩy 17 tách khỏithành xi lanh làm cho van 15 đóng lại ngăn cách buồng trước và sau củapiston 16, tiếp tục đạp thì đẩy tới xi lanh bánh xe, đồng thời áp suất dầu lớnđẩy piston điều khiển 23 đi làm cho van chân không 6 đóng lại Buồng C và

D ngăn cách với nhau mà D lại thông với buồng A, buồng C thông với buồng

B do đó 2 buồng A và B ngăn cách nhau, tiếp tục đạp thì thông qua cần nối 6

và 8 làm cho van không khí 8 bắt đầu mở không khí từ ngoài qua bầu lọc gió

lực cường hoá thắng lò xo 5 đẩy piston 16 sang phải tạo ra khoang trước củapiston 16 thêm áp lực mới làm cho dầu dồn về xi lanh bánh xe đẩy các máphanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại

Khi giữ nguyên bàn đạp ở một vị trí nào đó thì áp suất ở khoang bên tráicủa piston 16 không đổi nhưng lúc này van không khí 8 van đang mở, dẫn đếnkhông khí tiếp tục vào buồng A và tiếp tục đẩy màng và ty 4 đẩy piston 16tăng lên làm cho áp suất giảm đi Điều này làm cho piston điều khiển 23 đixuống làm cho van không khí 8 đóng lại, không khí không vào buồng A nữalàm cho piston 16 dừng lại van chân không 6 vẫn đóng vẫn tồn tại một lựccường hoá

Khi người lái trực tiếp đạp bàn đạp, lực đạp tăng lên khi sự mất cân bằnglại diễn ra, áp suất ở xi lanh cường hoá tăng lên lại tác dụng lên piston điềukhiển nâng màng 12 đi lên van không khí 6 lại mở ra và quá trình lại làm việcnhư khi phanh

Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí cũ, lò xo ở xilanh chính đẩy piston về vị trí cũ đầu hồi về xi lanh chính lò xo côn của bộcường hoá đẩy piston về vị trí cũ (bên trái) piston 23 đi xuống do áp suất

giảm, van không khí 8 đóng lại van chân không 6 được mở ra làm cho buồng

A và Buồng B thông nhau và bằng áp suất của họng hút Qua ty đẩy 4 kéopiston 16 sang trái làm hco ty đẩy 17 tỳ vào đáy xy lanh, piston 16 chuyểnđộng nữa thì mở van 15 lúc đó dầu hồi từ xi lanh bánh xe qua lỗ van 15 về xylanh chính

Chương IICẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG

PHANH TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG.

2.1 XI LANH CHÍNH.

2.1.1 Khái quát và cấu tạo của xi lanh chính

Xi lanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác dụng của bàn đạp phanh thành

áp suất thủy lực Hiện nay thường sử dụng xi lanh chính kiểu hai buồng có haipit tông tạo ra áp suất thủy lực trong đường ống phanh của hai hệ thống Sau

đó áp suất thủy lực này tác dụng lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanh bánh

xe của của cơ cấu phanh tang trống

Hình 2.1 khái quát xi lanh chính

Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lượng dầu phanh do nhiệt độ thay đổi,bình chứa có một vách ngăn ở bên trong để chia bình thành phần phía trước

và phía sau (xem hình 2.1) Thiết kế bình chứa có hai phần để đảm bảo rằngnếu một mạch có sự cố dò rỉ dầu, thì vẫn còn mạch kia để dừng xe

 Cấu tạo của xi lanh chính:

Xi lanh phanh chính có lỗ thông và lỗ bù dầu riêng biệt, được chế tạo bằngphương pháp đúc, vật liệu chế tạo là thép C45 Trên bình dầu có thể lắp cảmbiến để báo mức dầu trong bình tránh hiện tượng thiếu dầu gây mất an toàncho hệ thống phanh

Hình 2.2 Cấu tạo xi lanh chính

2.1.2 Nguyên lý làm việc của xi lanh chính

Khi ta đạp bàn đạp phanh, xilanh chính sẽ biến đổi lực đạp này thành áp suấtthuỷ lực Vận hành của bàn đạp dựa trên nguyên lý đòn bẩy, và biến đổi mộtlực nhỏ của bàn đạp thành một lực lớn tác động vào xilanh chính Theo định

luật Pascan, lực thuỷ lực phát sinh trong xilanh chính được truyền qua đườngống dẫn dầu phanh đến các xilanh phanh riêng biệt Nó tác động lên các máphanh để tạo ra lực phanh.

Theo định luật Pascan, áp suất bên ngoài tác động lên dầu chứa trong khônggian kín được truyền đi đồng đều về mọi phía áp dụng nguyên lý này vàomạch thuỷ lực trong hệ thống phanh áp suất tạo ra trong xilanh chính đượctruyền đều đến tất cả các xilanh phanh Lực phanh thay đổi tuỳ thuộc vàođường kính của các xilanh Nếu một kiểu xe cần có lực phanh ở các bánhtrước, thì người thiết kế sẽ qui định các xilanh phanh trước lớn hơn

Hình 2.4 Hoạt động của xy lanh chínhKhi chưa đạp bàn đạp phanh: Các cúppen của pít tông số 1 và số 2 được đặtgiữa cửa vào và cửa bù tạo làm thông nhau giữa xi lanh chính và bình chứa.Pít tông số 2 được lò xo hồi số 2 đẩy sang bên phải, nhưng bu lông chặnkhông cho nó đi xa nữa (xem hình 2.4 a).

Khi đạp bàn đạp phanh: Pít tông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cúp pencủa pít tông này bịt kín cửa bù để chặn đường đi giữa xi lanh này và bìnhchứa Khi pít tông bị đẩy thêm nó làm tăng áp suất thủy lực bên trong xi lanhchính Áp suất này tác động vào các xi lanh phanh phía sau Vì áp suất nàycũng đẩy pít tông số 2 nên pít tông số 2 cũng hoạt động giống hệt như pít tông

số 1 và tác động vào các xi lanh phanh của bánh trước (xem hình 2.4 b)

2.2 BỘ TRỢ LỰC CHÂN KHÔNG

2.2.1 Khái quát và cấu tạo của bộ trợ lực chân không

Bộ trợ lực chân không là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân khôngcủa động cơ và áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh (tăng lực) tỉ lệ thuậnvới lực ấn của bàn đạp để điều khiển các phanh Bộ trợ lực chân không sửdụng chân không được tạo ra trong đường ống nạp đối với động cơ xăng (nếu

là động cơ điêzen thì dùng bơm chân không)

Hình 2.5 Bộ trợ lực chân không Đặc điểm của bộ trợ lực chân không là sử dụng ngay độ chân không ở họnghút của động cơ đưa độ chân không đó vào một khoang của bộ cường hoá cònkhoang kia được thông với khí trời Khi tác dụng một lực cần thiết vào bànđạp phanh nhờ sự dẫn động dầu tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa phía trước

và phía sau màng đẩy của bộ cường hoá từ đó tạo ra lực đẩy thông qua đònđẩy tác dụng lên piston của bộ cường hóa để thực hiện quá trình phanh

Hình 2.6 Cấu tạo bộ trợ lực chân không

2.2.2 Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không

Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồivan khí Van điều khiển bị đấy sang trái nhờ lò xo van điều khiển Nó làm chovan khí tiếp xúc với van điều khiển Vì vậy khí bên ngoài sau khi qua lọc khí

bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi Lúc này van chân không

bị tách ra khỏi van điều khiển làm thông giữa buồng áp suất không đổi vàbuống áp suất thay đổi Do thông nhau nên áp suất 2 buồng bằng nhau Kếtquả là piston trợ lực bị đẩy sang phải bởi lò xo màng

Hình 2.7 Trạng thái không đạp phanh

Khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khí làm nó dịch chuyển sang trái.Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo điều khiển nên nó cũng dịchchuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không Vì vậy đườngthông giữa khoang áp suất thay đổi và khoang áp suất không đổi bị đóng kín

Hình 2.8 Trạng thái đạp phanhKhi van khí tiếp tục dịch chuyển sang trái nó tách khỏi van điều khiển (vì vanđiều khiển bị chặn lại đóng khít với van chân không) Vì vậy không khí từngoài qua lọc khí đi vào buồng áp suất thay đổi qua lỗ B Sự chênh lệch ápsuất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất không đổi làm piston dịchchuyển sang trái Làm cho lực đẩy cần trợ lực đẩy sang trái và làm tăng lựcđẩy của cần đẩy trợ lực vào piston xi lanh chính

Nếu đạp phanh và dừng bàn đạp ở một vị trí nào đó thì cần điều khiển vàvan khí sẽ dừng lại nhưng piston vẫn tiếp tục dịch chuyển sang trái do sựchênh áp Van điều khiển vẫn tiếp xúc với van chân không nhờ lò xo van điềukhiển nhưng di chuyển cùng với piston Do van điều khiển tiếp dịch chuyểnsang trái và tiếp xúc với van khí nên không khí bị ngăn không cho đi vàobuồng áp suất thay đổi Vì vậy piston không dịch chuyển nữa và luôn giữ lực

phanh ở vị trí hiện tại, chính nhờ khả năng này nên bộ trợ lực chân không vẫnđảm bảo được tính chép hình của cơ cấu.

Hình 2.9 Trạng thái giữ chân phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ

lò xo hồi vị van khí và phản lực của xi lanh phanh chính, nó làm cho van khítiếp xúc với van điều khiển, đóng đường thông khí giữa khí trời và buông ápsuất thay đổi Cùng lúc đó van khí cũng tác động vào van điều khiển làm nén

lò xo van điều khiển lại, vì vậy van điều khiển bị tách khỏi van chân khônglàm thông buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi Nó cho phépkhông khí từ buồng áp suất thay đổi sang buồng áp suất không thay đổi làm

áp suất của hai buồng trung hòa và không còn chênh lệch nữa và do đó pistontrợ lực lại bị đẩy sang phải nhờ lò xo màng và trợ lực về trạng thái không hoạtđộng

 Khi không có chân không:

Khi bộ cường hóa bị hỏng không có sự chênh áp giữa buồng áp suất khôngđổi và buồng áp suất thay đổi trợ lực phanh ở trạng thái không hoạt động,piston bị đẩy sang phải nhờ lò xo màng

Hình 2.10 Trạng thái khi không có chân không

Tuy nhiên khi đạp phanh, cần điều khiển van lại đẩy sang trái và đẩy vàovan khí và đẩy cần trợ lực Vì vậy, lực từ bàn đạp phanh được truyền đếnpiston xi lanh chính để tạo ra lực phanh Cùng lúc đó van khí đẩy vào tấmchặn, vì vậy, piston cũng thắng được lực cản lò xo màng để dịch chuyển sangtrái Như vậy, phanh cũng có tác dụng ngay cả khi không có trợ lực chânkhông tác dụng Tất nhiên là khi không có cường hóa thì lực phanh chỉ hoàntoàn là do lực của người lái tạo nên do đó khi đạp phanh nặng hơn

2.3 BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH

2.3.1 Cơ sở lý thuyết

Khi ôtô phanh gấp hay phanh trên các loại đường có hệ số bám  thấp nhưđường trơn, đường đóng băng, tuyết thường dễ xảy ra hiện tượng sớm bị hãmcứng bánh xe và sự hãm cứng của các bánh xe cầu trước và cầu sau thườngxảy ra không đồng thời, Nếu các bánh xe của cầu trước bị hãm cứng trước thìôtô sẽ mất tính dẫn hướng, nếu là các bánh xe cầu sau bị hãm cứng trước và

ôtô chịu lực ngang Ytác dụng thì chúng sẽ bị trượt ngang và ôtô sẽ quay vòngtheo hướng tác dụng của lực ngang chung quanh cầu trước.

Nhưng khi phanh với lực phanh lớn, trọng tâm của ôtô có xu hướng dịchchuyển về phía trước do quán tính, nên sẽ tăng tải trọng cho cầu trước vàgiảm tải trọng cho cầu sau và nếu như ta giả thiết rằng các bánh xe trước vàbánh xe sau cùng chịu lực phanh như nhau, thì do các bánh xe phía sau chịutải nhỏ sẽ có xu hướng bị bó cứng sớm và làm cho bánh xe sau bị trượt lết

Hình 2.11 trọng tâm bị dịch chuyển khi phanh

Vì những lý do nêu trên, một số hãng xe đã trang bị bộ điều hòa lực phanh

để điều chỉnh momen phanh tại các bánh xe trước và sau một cách tự độngkhi điều kiện phanh thay đổi nhằm tránh hiện tượng sớm bó cứng các bánh xesau đồng thời tận dụng hết trọng lượng bám của ôtô

2.3.2 Bộ điều hòa lực phanh:

Van điều hòa lực phanh hay còn gọi là van P, được đặt giữa xi lanh chínhcủa đường dẫn dầu phanh và xi lanh phanh của bánh sau Cơ cấu này tạo ralực phanh thích hợp để rút ngắn quãng đường phanh, bằng cách tiến gần đếnđường phân phối lực phanh lý tưởng giữa các bánh sau và bánh trước để tránhcho các bánh sau không bi hãm sớm trong khi phanh khẩn cấp (tải trọng bịdồn về phía trước)

Hình 2.12 Lực phanh khi có van P

Cấu tạo của van điều hòa đơn được trình bày trên hình (H 2.13) Các chitiết chính của van điều đơn bao gồm: vỏ van (1), trong vỏ van có piston van(2) Lò xo (4) đẩy piston về phía phải Piston có diện tích mặt đầu bên phảilớn hơn bên trái Lực tạo nên bởi áp suất dầu có xu hướng đẩy piston dịchchuyển sang trái, do lực tác dụng lên mặt đầu piston tỷ lệ thuận với diện tíchchịu áp suất Đế van (5) tạo mặt tựa cố định cho lò xo (4) Phớt cao su (3) tạokhả năng đóng mở van khi piston dịch chuyển sang trái hay sang phải

cao su xylanh và piston đến các xylanh phanh phía sau Ở trạng thái này van Pchưa làm việc Lúc này áp suất trong dẫn động phanh phía trước và áp suấttrong dẫn động phanh phía sau bằng nhau Đường đặc tính của bộ điều hòahợp với trục hoành một góc 45o (xem hình 2.14)

Hình 2.14 Van P ở trạng thái chưa làm việc(van P mở)Khi áp suất ở xy lanh chính tăng lên và đạt đến áp suất điều chỉnh (Pd ch).Do piston có diện tích chịu áp suất dầu ở phía đầu bên phải lớn hơn diện tíchchịu áp suất dầu ở đầu bên trái Nên lực tạo bởi áp suất dầu tác dụng lênpiston ở đầu bên phải (F2) lớn hơn lực tạo bởi áp suất dầu tác dụng lên piston

ở đầu bên trái (F1) cộng với lực của lò xo (Flx) lúc này piston dịch chuyểnsang trái, van P đóng và cắt việc cung cấp dầu cho các cơ cấu phanh ở phíasau Tại thời điểm piston tiếp xúc với phớt cao su làm đóng cửa dầu dẫn đếncác cơ cấu phanh phía sau thì áp suất ở hai phía của phớt cao su bằng nhau

Hình 2.15 Trạng thái làm việc của van P khi đạp phanhKhi đạp phanh sâu hơn nữa, áp suất dầu ở xylanh chính tiếp tục tăng lên, và

áp suất phía trái của piston trong van điều hòa cũng tăng lên, lực của dầu tácdụng lên phía trái piston là F’1 Lúc này tổng lực (Flx + F’1) lớn hơn lực F2,nên piston bị đẩy sang phải tách khỏi phớt cao su xylanh để mở thông đườngdầu cung cấp dầu cho các cơ cấu phanh sau Khi đó áp suất dầu trong các cơcấu phanh sau tăng lên Đồng thời lực tác dụng lên piston ở phía đầu bên phảilúc này lại lớn hơn lực tác dụng lên piston phía đầu bên trái, piston lại bị đẩysang trái tiếp xúc với phớt cao su đóng kín đường dầu dẫn đến các cơ cấuphanh sau Quá trình này được lặp đi lặp lại liên tục tạo trạng thái cấp dầunhấp nháy để đảm bảo tỷ P2/P1 gần đúng với đường đặc tính lý tưởng Đườngđặc tính của van điều hòa

Khi thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, áp suất trong xylanh chính giảm, phớtcao su (3) dịch chuyển sang trái do sự chênh lệch áp suất Dầu phanh từ các

cơ cấu phanh phía sau đẩy phớt cao su cúp xuống và trở về xylanh chính Nótriệt tiêu sự chênh lệch áp suất giữa hai phía của piston (phía xylanh chính vàphía xylanh con bánh xe) Trạng thái làm việc này của van được trình bày nhưtrong hình 2.16 (xem hình 2.16)

Hình 2.16 Trạng thái van P khi nhả phanh

Với hệ thống phanh dẫn động thủy lực phân chia chéo thường sử dụng vanđiều hòa kép Van điều hòa kép được thiết kế giống như hai van điều hòa đơn

được lắp ghép song song trong cùng một vỏ van Một van điều khiển áp suất

ở bánh sau bên phải và một van điều khiển áp suất ở bánh sau bên trái Sơ đồdẫn động của hệ thống phanh sử dụng van điều hòa kép được trình bày trênhình 2.17

Hình 2.17 Van điều hòa kép

2.4 CƠ CẤU PHANH TANG TRỐNG

2.4.1 Cấu tạo phanh tang trống

Phanh tang trống hay còn gọi là phanh guốc là loại phanh sử dụng má phanh

áp vào mặt của guốc phanh mà khi tác động lực sẽ ép vào mặt trong của trốngphanh, bộ phận thanh được liên kết với bánh xe

Cấu tạo phanh tang trống:

Hình 2.18 Cấu tạo phanh tang trốngGuốc phanh: Hầu hết guốc phanh của xe du lịch được cấu tạo bởi haimiếng ghép lại Độ cong của vành guốc phù hợp với mặt trong của trốngphanh, bề mặt của vành guốc được gắn với má phanh Guốc phanh được chếtạo từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và tản nhiệt tốt Guốc phanh có nhiều

tạo, kiểu xe, năm sản xuất đối với từng loại xe riêng để đạt được sự chínhxác

Má phanh: Ở xe du lịch má phanh được gắn vào guốc phanh bằng mộttrong hai cách, dán keo hoặc tán rivê Tuy nhiên loại má phanh dán thôngdụng và được ưa chuộng hơn vì nó tận dụng được tối đa bề dày của má, khimòn không bị đinh tán cọ làm hỏng mặt trong trống phanh Má phanh thứ cấpluôn dài hơn má phanh sơ cấp, đôi khi má phanh được gắn ở vị trí cao haythấp trên guốc để thay đổi đặc tính tự kích hoạt hay trợ động của guốc phanh

Lò xo phanh: Cụm phanh tang trống thông thường sử dụng hai lò xo, một

bộ kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, một bộ dùng để giữ guốc phanh tựavào mâm phanh Các lò xo gắn thêm thường được dùng để vận hành cơ cấu tựđiều chỉnh và chốnh trạng thái chùng lỏng của hệ thống phanh tay

Lò xo trả về của guốc phanh có nhiệm vụ rất then chốt, đặc biệt ở loại phanhtrợ động Trog khi nhả phanh ra, các lò xo này sẽ kéo guốc phanh trở về vàđẩy piston trở về trạng thái ban đầu.

Cơ cấu điều chỉnh guốc phanh: Các guốc phanh phải được điều chỉnh theochu kỳ để giữ cho má phanh phải tương đối sát với bề mặt trống phanh Nếukhe hở giữa má phanh và bề mặt trống phanh quá lớn khiến chân phanh phải

ấn một đoạn dài phanh mới có tác dụng gây nguy hiểm Có thời gian khe hở

má phanh được điều chỉnh bằng tay Ở loại phanh trợ động, bộ điều chỉnh làmột cụm bằng ren Ngày nay hầu hết ô tô sử dụng hệ thống điều chỉnh phanh

tự động, có nhiều dạng kết cấu khác nhau tùy theo cấu tạo của guốc phanh vànhà sản xuất

Trống phanh: Có hình dáng như cái thùng được gắn vào trục bánh xe hoặcmặt bích của moayơ, ở ngay bên trong bánh xe và cùng quay với bánh xe.Trống phanh có bề mặt cứng chịu được mài mòn, có độ bền vật liệu tốt đểkhông bị biến dạng và hoạt động như một bộ phận tiêu nhiệt Hầu hết trốngphanh được chết tạo bằng gang xám, chống mài mòn khá tốt, một phần dohàm lượng carbon cao trong gang xám Tuy nhiên nhược điểm là nó khá nặng

và dễ nứt vỡ, vì vậy mà nhiều trống phanh được cải tiến bằng cách chế tạotrống có nhiều thành phần: phần giữa làm bằng thép dập, phần vành và bề mặt

ma sát làm bằng gang

2.4.2 Nguyên lý làm việc của phanh tang trống

Hình 2.19 Nguyên lý làm việc phanh tang trốngTác dụng phanh là dựa trên cơ sở lực ma sát, khi chưa đạp bàn đạp phanhguốc phanh (3) được lò xo (5) kéo vào nên má phanh (4) tách rời khỏi mặttrong của tang trống nên bánh xe quay tự do trên moay ơ

Khi đạp bàn đạp phanh, dầu áp suất cao theo đường dầu (1) vào trong xilanh bánh xe (2) tạo lực đẩy pít tông (6) tác dụng vào guốc phanh (3) làm cho

má phanh (4) trên guốc phanh tì ép và hãm chặt tang trống Lực ma sát giữa

má phanh và tang trống giữ không cho bánh xe quay tiếp

Khi thôi đạp phanh (nhả phanh) thì áp suất dầu giảm nhanh, nhờ lò xo hồi(5) kéo các guốc phanh lại gần nhau làm cho pít tông (6) cũng bị kéo vào đẩydầu qua van hồi dầu trở về xylanh chính và bình chứa, các má phanh rời khỏimặt tiếp xúc với mặt trong của tang trống nên không còn tác dụng phanh

2.5 CƠ CẤU PHANH ĐĨA

2.5.1 Cấu tạo phanh đĩa

Ngày nay, cơ cấu phanh đĩa đã được sử dụng rất phổ biến trên ôtô du lịchhạng sang và nhiều loại xe khác vốn dĩ vì phanh đĩa có nhiều ưu điểm

+ Áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh phân bố đều