Phân tích đặc điểm cấu tạo và mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh thủy lực có trợ lực khí nén trên ô tô Hyundai 15 tấn - thùng ben

Tài liệu tham khảo Phân tích đặc điểm cấu tạo và mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh thủy lực có trợ lực khí nén trên ô tô Hyundai 15 tấn - thùng ben

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu 3

TRANG BỊ TRÊN ÔTÔ

15 TẤN – THÙNG BEN 2.1 Hệ thống phanh trên ôtô hyundai 15 tấn- 38 thùng ben

2.1.2 Nguyên lý hoạt động

39

2.2 Kết cấu và nguyên lý hoạt động của các 40

bộ phận đặc trưng

2.3 Những hư hỏng của hệ thống phanh và 61

ảnh hưởng của chúng

2.3.3 Hư hỏng đường ống và bình khí nén 63

ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

3.1.2 Các phần mềm hổ trợ mô phỏng 67

3.2.1 Thiết kế và mô phỏng trên phần mềm 67

Solidworks 3.2.2 Sử lý ảnh trên Ulead GIF Animator 5.0 full 72 3.2.3 Trình diễn Macromedia Flash MX 2004 72

3.3.2 Mô phỏng hoạt động hệ thống phanh 75

HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ HYUNDAI 15 TẤN THÙNG BEN

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông giữ vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế và đời sống xã hội Ôtô là một trong những phương tiện giao thông phổ biến nhất nước ta, số lượng, chủng loại cũng như tốc độ chuyển động của ôtô trên đường ngày càng tăng cao Và chất lượng đường giao thông cũng không ngừng được nâng cao để đáp ứng

nhu cầu vận chuyển khối lượng lớn hàng hóa và hành khách

Bên cạnh mật độ giao thông cũng như vận tốc chuyển động của ôtô trên đường tăng lên, thì việc đảm bảo an toàn giao thông có tầm quan trọng đặc biệt để tránh tai nạn giao thông trên đường Vì thế vai trò của hệ thống phanh là rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn chuyển động của ôtô

Ngày nay dựa trên hệ thống phanh cổ điển người ta dùng rất đa dạng các bộ phận như bộ phận trợ lực, bộ điều hòa lực phanh và đặc biệt là hệ thống phanh chống trượt ABS, do đó có tốc độ chuyển động trung bình cao hơn nhiều

so với trước đây Vì vậy yêu cầu đối với hệ thống phanh không những đáp ứng những chỉ tiêu về hiệu quả phanh mà còn phải đảm bảo hướng

Ở nước ta công nghệ còn thấp, số lượng ôtô hầu hết vẫn là ngoại nhập

Do vậy việc khai thác kỹ thuật sử dụng ôtô là rất quan trọng Vì thế việc đào tạo

ra những kỹ sư để đáp ứng nhu cầu của nghành ôtô là cần thiết Với mục đích làm quen với công tác khoa học, củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phanh, em đã nhận thực hiện đồ án tốt nghiệp :

“Phân tích đặc điểm cấu tạo và mô phỏng hoạt động của hệ thống phanh thủy lực có trợ lực khí nén trên Ôtô HyunDai 15 tấn – thùng ben”

Mặc dù đã hết sức cố gắn song vì khả năng còn nhiều hạn chế, thời gian thực hiện có hạn nên đồ án của em không thể tránh khỏi những sai sót Rất mong được sự giúp đỡ và góp ý của quý thầy cô và các bạn Nhân đây em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa cơ khí đã giúp đỡ em trong suốt thời gian qua Đặc biệt, em được thầy hướng dẫn ThS Mai Sơn Hải và ThS Huỳnh Trọng

Chương tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn và tạo điều kiện thuận lợi về tài liệu nghiên cứu cũng như tinh thần rất nhiều

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ

TRÊN ÔTÔ 1.1 Công dụng và yêu cầu

1.1.1 Công dụng

Hệ thống phanh của ôtô dùng để làm cho ôtô đang chạy được giảm bớt tốc độ hoặc được dừng bánh nhanh, nó còn giữ cho ôtô đứng yên tại chỗ kể cả khi đang nằm trên đường dốc

Hệ thống phanh bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, nhờ đó mà nâng cao năng suất vận chuyển

Trên các ôtô đều sử dụng hai hệ thống phanh độc lập, một loại được điều khiển bằng bàn đạp, còn một loại được điều khiển bằng tay đòn

Phanh chân tạo ra lực tác động lên các guốc phanh, còn phanh tay gây lực hãm phụ trên bánh sau chủ động hoặc hãm ở khu vực giữa hệ thống truyền động Phanh chân là phanh chính và được dùng trong suốt quá trình ôtô lăn bánh, còn phanh tay dùng để hãm ôtô dừng tại chỗ và được dự phòng thay cho phanh

chân khi phanh chân bị hỏng

1.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô

Do vậy phải đáp ứng những yêu cầu khắt khe, nhất là đối với ôtô thường xuyên hoạt động ở tốc độ cao Các yêu cầu như sau:

- Phải đảm bảo nhanh chóng cho ôtô dừng khẩn cấp trong bất kỳ tình huống nào Khi phanh đột ngột, ôtô phải dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc cực đại

- Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ ôtô trong mọi điều kiện sử dụng, lực phanh trên bàn đạp phải tỷ lệ thuận với hành trình bàn đạp, có khả năng rà phanh khi cần thiết Hiệu quả phanh cao phải kèm theo sự phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần biến đổi đều giữ ổn định chuyển động của ôtô

- Tối thiểu trên ôtô phải có hai hệ thống phanh là: phanh chính (phanh chân) và phanh dự phòng (phanh tay) Hai hệ thống phải sẳn sàng làm việc khi cần thiết Dẫn động phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau Phanh tay có thể thay thế phanh chân khi phanh có sự cố Phanh tay dùng để giữ nguyên vị trí ôtô trên đường bằng cũng như trên đường dốc nghiêng theo thiết kế ban đầu

- Lực điều khiển không quá lớn và điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng kể cả điều khiển bằng chân hoặc bằng tay

- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi nhiều lần giữa các lần phanh Độ chậm trong tác động phải nhỏ, và phải có thể làm việc nhanh chóng tạo hiệu quả phanh ôtô ngay sau khi vừa mới thôi phanh

- Khi phanh lực phanh sinh ra giữa các bánh ôtô trên một cầu phải bằng nhau, nếu có sai lệch thì phải nhỏ trong phạm vi cho phép, khi thử phanh trên đường phải giữ đúng quỹ đạo chuyển động mong muốn theo điều khiển

- Các hệ thống điều khiển có bộ trợ lực phanh, khi hư hỏng bộ trợ lực, hệ thống phanh vẫn được điều khiển và có tác dụng lên ôtô

- Đảm bảo độ tin cậy sử dụng của ôtô trong cả hệ thống và các chi tiết trong hệ thống, nhất là các chi tiết bao kín bằng vật liệu cao su, nhựa tổng hợp

- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh (lốp xe, moayơ) Phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế các chi tiết khi hư hỏng

1.2 Lực phanh

Mp Pp

Wp

V

Hình 1.1 Sơ đồ lực phanh trên bánh xe của ôtô Khi phanh, ma sát giữa tang trống với má phanh ở cơ cấu phanh sẽ tạo ra môment ma sát còn gọi là môment phanh M P,trên moayơ bánh xe sẽ chịu tác dụng bởi môment phanh M P,tại nơi tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ chịu tác dụng bởi phản lực tiếp tuyến  P P và chiều của phản lực ngược với chiều chuyển động của ôtô Phản lực tiếp tuyến P P được gọi là lực phanh, tính theo biểu thức sau:

p p bx

M P r



Với r bx- là bán kính làm việc của bánh xe

Tùy thuộc vào lực tác động lên bàn đạp phanh của người điều khiển mà lực phanh P P có thể điều chỉnh từ giá trị 0  max và khi P p p P.max tương ứng với trường hợp phanh khẩn cấp Nhưng lực phanh  P P ở mỗi bánh của ôtô luôn bị giới hạn bởi điều kiện bám giữa lốp xe với mặt đường, mà đặt trưng là hệ số bám  , theo mối quan hệ sau:

P p  P   Z.

Như vậy lực phanh lớn nhất P p.max, phải được tính theo biểu thức sau:

P p.max   P b Z.

Trong đó:

P - lực bám của bánh xe với mặt đường

b

Z - Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe

 - Hệ số bám của bánh xe với mặt đường

Như vậy, khi ôtô đang di chuyển người điều khiển tác động lực phanh

 P P sẽ làm cho tốc độ ôtô thay đổi chậm dần hoặc dừng lại, xuất hiện gia tốc

chậm dần sinh ra môment quán tính tác dụng lên bánh xe Vì vậy, khi phanh ở

mỗi bánh xe sẽ có các môment sau:

f

M - Môment cản lăn, có chiều ngược chiều với chuyển động

jb

M - Môment quán tính, có chiều cùng chiều với chuyển động

Vì vậy, lực phanh tổng cộng P Ptại mỗi bánh xe phải thỏa mãn :

Khi tác dụng phanh, bố phanh nóng lên Lượng nhiệt năng được xác định

bằng cách thay đổi vận tốc và trọng lượng ôtô Tổng số nhiệt độ tăng lên trong

bố phanh và guốc phanh được xác định bằng vùng diện tích tiếp xúc của bố

phanh với bề mặt đĩa phanh hay tang trống, nhiệt độ môi trường và lưu lượng

dòng khí thổi qua Quan trọng nhất là vùng diện tích tiếp xúc của bố phanh vì nó

ảnh hưởng tới độ hấp thụ nhiệt năng Nếu chúng ta giảm diện tích tiếp xúc của

bố phanh xuống một nửa, sẽ làm tăng nhiệt độ lên gấp đôi ở phần bố phanh còn

lại Giữa bố phanh và đĩa phanh dễ đạt được mối tiếp xúc tốt vì tiếp xúc mặt đĩa

phanh, còn ở phanh tang trống thì khó hơn, vì tang trống có mặt cong, độ cong

của bố phanh phải phù hợp với độ cong của tang trống Đối với các bố phanh mới

thay, khi thắng gấp, bố lắp không chính xác dễ gây ra quá nhiệt ở vùng diện tích tiếp xúc của bố phanh Sự quá nhiệt làm cho bố phanh sớm bị hỏng

Một thuật ngữ kỹ thuật được dùng để mô tả công suất phanh là diện tích quét Đây là vùng diện tích của đĩa phanh hay tang trống bị quét hay bị cọ sát bởi gối phanh

Pw Pr

Hình 1.2 Diện tích quét của thắng đĩa Để tính toán diện tích quét của đĩa phanh, ta sử dụng công thức sau:

SA = 2.Pr x  – 2[(Pr – Pw) x n]

Trong đó:

SA : Diện tích quét

Pw : Chiều rộng của bố phanh

Pr : Bán kính bố phanh tính ở cạnh ngoài

Để tính toán diện tích quét của phanh trống, ta sử dụng công thức:

S A = D x n x Sw

S wD

Hình 1.3 Diện tích quét của phanh tang trống

Trong đó:

D : Đường kính phanh trống

Sw : Chiều rộng của phanh

Diện tích quét của cả hai loại phanh đĩa và phanh trống đều bị hạn chế bởi đường kính trong của bánh xe Rõ ràng là diện tích quét liên quan đến diện tích bề mặt bố phanh Đây cũng là một đặc điểm quan trọng và được các nhà chế tạo lưu ý

1.3 Chế độ phanh

Trong thực tế quá trình phanh được phân theo các dạng sau :

Phanh cấp tốc: Là quá trình phanh với gia tốc của phanh là lớn nhất Nếu gia tốc phanh lớn thì thời gian và quãng đường phanh nhỏ Ở chế độ phanh này động năng của ôtô bị tiêu hao chủ yếu do lực phanh tạo ra (nó chiếm khoảng 90%), phần động năng còn lại sẽ bị tiêu hao do lực cản mặt đường và lực cản không khí Trong quá trình chuyển động của ôtô phanh cấp tốc chiếm khoảng 5 - 10% tổng số lần phanh

Phanh chậm dần: Được sử dụng để dừng ôtô ở vị trí định trước hay giảm tốc độ duy chuyển trên đường Khi phanh chậm dần động năng ôtô được tiêu hao bởi lực cản của mặt đường, lực cản của không khí và do lực phanh Gia tốc phanh trong chế độ phanh chậm dần là nhỏ hơn nhiều so với phanh cấp tốc

Phanh dừng: Được sử dụng để cố định ôtô tại chổ, trên đường bằng hoặc trên dốc đứng Gia tốc phanh trong trường hợp này bằng không

Song song việc thực hiện hãm tốc độ của ôtô nhờ vào hệ thống phanh, người điều khiển còn có thể sử dụng động cơ và hộp số để hãm tốc độ chuyển động của ôtô và xem động cơ với hộp số của ôtô như một hệ thống phanh phụ Phương pháp phanh ôtô bằng động cơ được thực hiện khi không cắt ly hợp để sử dụng môment của động cơ với hệ thống truyền lực, lực phanh trên các bánh xe là do môment phanh của ma sát trong hệ thống truyền lực và ở các bánh xe sinh

ra

1.4 Hệ thống phanh trên ô tô

1.4.1 Dẫn động phanh

Dẫn động phanh trên ô tô hiện nay chủ yếu có hai loại sau:

- Hệ thống phanh tay

+ Dẫn động bằng cơ khí

+ Dẫn động bằng khí nén

- Hệ thống phanh chân

+ Dẫn động thủy lực

+ Dẫn động khí nén

+ Dẫn động hỗn hợp

1.4.1.1 Hệ thống phanh tay

Hệ thống phanh tay hay còn gọi là phanh đậu xe, được vận hành bằng cơ khí, có công dụng giữ cho xe đứng yên mỗi khi đậu xe, dù xe đang đậu ở những nơi độ dốc khác nhau Những nơi có độ ma sát giữa vỏ xe và mặt đường kém, phanh đậu xe sẽ giữ không cho bánh xe quay Cơ cấu phanh tay phải có khóa cài

kiểu cơ cấu bánh cóc để duy trì vị trí phanh của nó Phanh tay có thể dùng chung

guốc phanh và trống phanh hoặc đĩa phanh với phanh hành trình, nhưng chúng

phải tác động riêng biệt Ngoài ra cơ cấu điều khiển của phanh tay phải không

liên hệ với hoạt động của phanh hành trình

Thật ra, phanh tay không được thiết kế cho khả năng dừng khi xe đang

chạy, mà chỉ yêu cầu là giữ xe đứng yên khi xe đã dừng Nếu ai cố gắng dừng

xe mà chỉ dùng phanh tay thì sẽ thấy nó không thích hợp và nguy hiểm như thế

nào Nếu phanh tay không nhả ra hoàn toàn khi xe đang chạy sẽ dẫn đến sớm bị

mòn, bố phanh láng bóng do hiện tượng trượt bố phanh, nhưng điều nguy hiểm

hơn là nhiệt phát sinh có thể làm sôi dầu phanh dẫn đến hậu quả là phanh mất

tác dụng

a Kết cấu và nguyên lý hoạt động phanh tay dẫn động phanh cơ khí

Dẫn động bằng cơ khí được lắp trên trục thứ cấp hộp số

Kết cấu

6

7 8 Càng kéo

Bánh răng rẽ quạt

Cốt má hãm

Lòxo kéo Tang trống

Tay phanh Cần điều chỉnh Quả đào hãm

Hình 1.4 Phanh tay lắp trên trục thứ cấp hộp số

1 Nút ấn; 2 Tay điều khiển; 3 Đĩa tĩnh; 4 Chốt; 5 Lò xo;

6 Tang trống; 7 Vít điều khiển; 8 Guốc phanh

Đĩa tĩnh (3) của phanh được bắt chặt vào cacte hộp số Trên đĩa tĩnh lắp hai guốc phanh (8) đối xứng nhau sao cho má phanh gần sát mặt tang trống phanh (6), lắp trên trục thứ cấp của hộp số Đầu dưới của má phanh tỳ lên đầu hình côn của chốt điều chỉnh (7), đầu trên tỳ vào mặt một cụm đẩy guốc phanh gồm một chốt (4) và hai viên bi cầu Chốt đẩy guốc phanh thông qua hệ thống tay đòn được nối với tay điều khiển (2)

Nguyên lý hoạt động

Muốn hãm xe chỉ cần kéo tay điều khiển (2) về phía sau qua hệ thống tay đòn kéo chốt (4) ra phía sau đẩy đầu trên của guốc phanh hãm cứng trục truyền động Vị trí hãm của tay điều khiển được khóa chặt nhờ cơ cấu con cóc chèn vào vành răng của bộ khóa Muốn nhả phanh tay chỉ cần ấn ngón tay vào nút (1) để nhả cơ cấu con cóc rồi đẩy tay điều khiển (2) về phía trước Lò xo (5) sẽ kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu Vít điều chỉnh (10) dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống

Dây cáp

Thanh nối Cam điều chỉnh

Cần dẫn độngHình 1.5 Phanh tay ôtô ZA3 – 53A

b Kết cấu và nguyên lý hoạt động của phanh tay dẫn động phanh khí nén

Kết cấu

Xylanh con các bánh xe Bầu phanh

Khí nén đếnHình 1.6 Hệ thống phanh tay dẫn động phanh bằng khí nén

Nguyên lý hoạt động

Khi cần sử dụng phanh tay, người điều khiển khóa đường ống dẫn khí nén

đến buồng áp suất, màng cao su của buồng áp suất không bị áp suất của khí nén

tác động nên chiều dài của lò xo giãn ra tác động lên các chi tiết liên kết làm

cho má phanh cùng guốc phanh ép sát vào tang trống hãm ôtô chuyển động

Khi không cần sử dụng, người điều khiển mở khóa khí nén sẽ tràn vào

làm tăng áp suất trong buồng áp suất, các cơ cấu liên kết tác động theo làm cho

các má phanh tách khỏi tang trống, như vậy ôtô có thể di chuyển động được

1.4.1.2 Hệ thống phanh chân

a Phanh thủy lực (phanh dầu )

Là hệ thống phanh dựa vào tính chất không chịu nén của chất lỏng để dẫn

động Hệ thống phanh thủy lực thường gặp trên ôtô con, ôtô tải nhẹ (tổng trọng

lượng không quá 12 tấn) và có thể chia ra:

Phanh thủy lực đơn giản: bàn đạp, xylanh chính, xylanh con, cơ cấu phanh

Phanh thủy lực có trợ lực bàn đạp phanh, các dạng trợ lực là: trợ lực chân

không, trợ lực điện từ, trợ lực khí nén, trợ lực thủy lực

Phanh thủy lực có điều chỉnh lực phanh cho bánh xe, các bộ điều chỉnh thường dùng là: bộ điều chỉnh lực phanh đơn giản, bộ điều chỉnh lực phanh tự động chống trượt lết (ABS)

Sơ đồ hệ thống

1

3 4

12 11

2

10

Hình 1.7 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực

1 Bàn đạp phanh; 2 Cán đẩy; 3 Piston chính; 4 Xylanh chính;

5 Van cao áp; 6 Đường ống; 7 Xylanh con; 8 Piston con;

9 Guốc phanh; 10 Chốt; 11 Tang trống; 12 Lò xo.

Nguyên lý hoạt động

Tác dụng của phanh là dựa trên cơ sở lực ma sát Khi chưa đạp bàn đạp, các guốc phanh (9) được lò xo (12) kéo vào nên mặt ma sát (mặt ngoài) của chúng tách rời khỏi mặt trong của tang trống (11) nên bánh xe được quay tự do trên moayơ

Khi đạp chân lên bàn đạp (1), cán đẩy (2) sẽ đẩy piston (3) chuyển dịch sang phải làm tăng áp suất dầu đẩy mở van cao áp (5) đưa dầu vào đường ống (6) để tới xylanh ở các bánh xe Lúc này do áp suất dầu trong các xylanh con (7) tăng lên tạo lực đẩy hai piston con (8) chạy sang hai bên đẩy guốc phanh (9) quay quanh các chốt (12) để các má phanh tỳ ép và hãm chặt tang trống (11) Lực ma sát giữa má phanh và tang trống giữ không cho các bánh xe quay tiếp

Lúc này nếu bánh xe bám tốt mặt đường thì lực ma sát trên sẽ tạo ra môment phanh, bánh xe dừng lại

Nếu nhấc chân khỏi bàn đạp (nhả chân phanh) thì áp suất trong hệ thống dầu sẽ giảm nhanh, nhờ lò xo (12) các guốc phanh được kéo lại gần nhau làm cho các piston (8) cũng bị kéo vào đẩy dầu qua van hồi dầu trở về xylanh chính và bệ chứa, các má phanh rời khỏi mặt tiếp xúc nên mặt trong của tang trống không còn tác dụng phanh

Ưu nhược điểm của hệ thống phanh thủy lực

Ưu điểm: Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu Có hiệu suất phanh cao, độ nhạy

tốt, kết cấu đơn giản nên được sử dụng rộng rãi cho nhiều loại ôtô

Nhược điểm: Không thể làm tỷ số truyền lớn được vì thế nếu hệ thống phanh thủy lực không có trợ lực chỉ dùng cho các ôtô có trọng lượng nhỏ, lực tác dụng lên bàn đạp phanh lớn Khi bị hư hỏng, rò rỉ dầu hoặc vỡ đường ống thì cả hệ thống không làm việc được Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

b Phanh khí nén ( phanh hơi )

Hệ thống phanh khí nén sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người điều khiển không cần mất nhiều lực để tác động phanh mà chỉ cần đủ lực thắng lò xo ở tổng van khí nén để điều khiển cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí nén ở các bộ phận làm việc Nhờ thế mà phanh khi điều khiển sẽ nhẹ hơn Phanh khí nén thường được sử dụng trên ôtô có tải trọng trung bình và lớn

Sơ đồ hệ thống

1 2 3 4 5 6

7 8

9 10 11

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống phanh hơi

1 Máy nén khí; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Đồng hồ áp; 4,5 Bình

khí nén; 6 Bầu phanh; 7 Cam banh; 8 Van điều khiển; 9 Bàn

đạp phanh; 10 Ống mềm; 11 Guốc phanh

Máy nén khí (1) chính là máy bơm được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí đến bình hơi (4, 5), dung tích hơi đảm bảo dự trữ hơi để đạp phanh một số lần Bộ điều chỉnh áp suất (2) giới hạn áp suất khí nén trong bình ở mức qui ước Áp suất của khí nén trong bình được xác định nhờ áp kế (3) đặt trong buồng lái

Nguyên lý hoạt động

Khi đạp chân phanh (9), nắp van của van điều khiển (8) sẽ thay đổi vị trí bầu phanh (6) và cắt đứt đường thông với khí trời và bắt đầu nối thông với bình chứa khí nén để không khí nén đi vào các hộp phanh, đẩy màng của bầu phanh áp vào cán làm quay đòn và cam, banh đầu guốc phanh để hãm tang trống

Nếu nhả chân khỏi bàn đạp phanh (9) sẽ cắt đứt đường không khí nén tới các bầu phanh (6) và nối các bầu phanh với khí trời, áp suất khí trong bầu phanh giảm xuống và các guốc phanh trượt về vị trí ban đầu dưới tác dụng của lò xo, nhờ đó bánh xe làm việc bình thường

Ưu nhược điểm hệ thống phanh khi nén

Ưu điểm: Lực tác dụng lên bàn đạp bé, vì vậy mà phanh khí nén thường được trang bị cho ôtô có tải trọng lớn, có khả năng điều chỉnh hệ thống phanh rơmoóc Hệ thống phanh khí nén có thể cơ khí hóa quá trình điều khiển ôtô và có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí

Nhược điểm: Số lượng các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước chung lớn

và giá thành cao, độ nhạy nhỏ

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống phanh thủy khí

1 Máy nén khí; 2 Van áp suất; 3 Đồng hồ đo áp suất; 4 Bình nén khí;

5 Bình chứa dầu; 6 Bàn đạp phanh; 7 Bầu phanh; 8 Ống mềm;

9 Xylanh con; 10 Guốc phanh; 11 Tang trống

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống phanh thủy khí là sự kết hợp của hệ thống phanh dầu và hệ thống phanh khí, nhằm vận dụng các ưu điểm của hai hệ thống này

Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thủy khí theo sơ đồ trên như sau: Khí được nén ở máy nén khí (1) được dẫn động cung cấp khí nén đến bình chứa

(4), áp suất của khí nén trong bình được định theo van áp suất (2) và biểu thị qua đồng hồ áp suất (3) đặt trong buồng lái Khi cần phanh người điều khiển tác động vào bàn đạp phanh (6), bàn đạp sẽ dẫn động đến tổng van khí nén, lúc đó khí nén sẽ từ bình chứa (4) qua tổng van khí nén tạo áp lực ép màng của bầu phanh (7) tác động lên xylanh chính Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua ống dẫn (8) đến các xylanh con (9), dẫn động các má phanh (10) và tiến hành quá trình phanh

Ưu nhược điểm của hệ thống phanh thủy khí

Ưu điểm: Hệ thống phanh thủy khí thường dùng trên ôtô vận tải trung bình và lớn Nó phối hợp cả ưu điểm của phanh khí nén và phanh thủy lực, cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhảy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng

cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau

Nhược điểm: Hệ thống phanh thủy khí sử dụng chưa rộng rãi do phần truyền động thủy lực còn bị ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ, kết cấu phức tạp,

nhiều chi tiết

1.4.1.3 Bộ trợ lực

a Bộ trợ lực chân không

Sơ đồ nguyên lý

Buồng chân không III được nối với đường ống nạp của động cơ qua van một chiều (1) Ở vị trí không sử dụng phanh (hình 1.10.a) dưới tác dụng của các lò xo van không khí (4) đóng kín, van chân không (5) mở, làm cho không gian II ngăn với không gian I nhưng lại thông với không gian III Lúc này độ chân không ở hai không gian II và III là như nhau và bằng độ chân không trên đường ống hút của động cơ Do không có độ chêch lệch áp suất trên hai mặt của màng (3) nên lực lò xo đẩy màng (3) sang trái

Nối với

ống nạp

Nối với xylanh chính

Nối với xylanh con

Không khí

a) Chưa tác dụng phanh b) Tác dụng phanh

Hình 1.10 Bộ trợ lực chân không

1 Van một chiều; 2 Bầu chân không; 3 Màng ép; 4 Van

không khí; 5 Van chân không; 7,9 Piston; 8 Thanh đẩy

Nguyên lý hoạt động

Khi người lái đạp chân phanh (hình 1.10.b), dầu phanh đi từ xylanh chính

đi lên với áp suất P đẩy piston (7) đi lên và thực hiện đóng van chân không (5),

mở van không khí (4) Lúc này không gian II bị ngăn cách với không gian III

nhưng lại ăn thông với không gian I Không khí từ ngoài trời tràn vào không gian

II làm tăng áp suất khí ở đây, trong khi đó không gian III vẫn tiết tục thông với

đường ống chân không trên đường ống nạp Nhờ chệch lệch áp suất hai bên,

màng (3) bị hút sang phải thông qua thanh đẩy (8) đẩy piston (9) sang phải,

ngoài ra piston (9) vẫn chịu tác dụng của áp suất dầu do xylanh chính tạo ra

Khi bộ trợ lực chân không gặp sự cố không có tác dụng hệ thống phanh

vẫn hoạt động được Tuy nhiên lực tác dụng phải rất lớn để dầu có thể đẩy

piston (9) ép dầu xuống xylanh con để phanh ôtô

b Bộ trợ lực khí nén thủy lực

Sơ đồ nguyên lý

1 5

R1 R4

4 2

R2

3

S2 S1

a) Chưa tác dụng phanh b) Tác dụng phanh

Hình 1.11 Bộ trợ lực phanh khí nén thủy lực

1 Xylanh chính; 2 Màng ép; 3 Xylanh thủy lực; 4 Ống thoát; 5 Ống

dẫn khí; P2 Piston lực; P1, P3 Piston thủy lực; R1,R2,R3,R4 Lò xo

Nguyên lý hoạt động

Khi tác động phanh, ấn bàn đạp phanh, xylanh tổng dồn dầu xuống tổng van điều khiển Tại đây áp suất thủy lực đẩy piston P1 và màng (2) qua phải Màng (2) áp lên van S1 làm mở van khí nén S2. Khí nén từ bình chứa đi qua van theo ống dẫn (5) vào mặt sau của piston không khí P2 có đường kính lớn, nên nhận một lực rất mạnh đẩy piston P3, bơm dầu qua van liên hợp xuống các xylanh con

Khi thôi phanh bàn đạp xylanh chính được buông ra, áp suất thủy lực mất, piston P1 trở về, lò xo R1 đẩy màng tách khỏi van S1 Lò xo R4 ấn van khí nén S2đóng chặn luồng khí nén từ bình chứa Lúc này, lò xo R3 đẩy piston không khí P2lui, khí nén phía sau P2 theo ống dẫn (5) vào hộp van điều khiển đi qua các lỗ ở màng (2) thoát ra ngoài theo lỗ (4) Đồng thời R2 đẩy P3 ra phía sau, dầu từ các xylanh con đi qua lỗ giữa của cuppen và piston (3) hồi trở về xylanh chính

Trường hợp bình chứa hết khí nén hệ thống phanh vẫn hoạt động được để phanh ôtô Tuy nhiên phải đạp chân rất mạnh lên bàn đạp phanh, áp suất thủy lực từ xylanh chính đẩy dầu đi qua lỗ giữa của cuppen và piston (3) tới van liên hợp xuống các xylanh con để phanh ôtô

c Bộ trợ lực chân không - thủy lực

Sơ đồ nguyên lý

Ống chân không

V1 V2 R2

R3 M V3 P3

R4 P4 V4 P1

a) Chưa tác dụng phanh b) Tác dụng phanh

Hình 1.12 Bộ trợ lực phanh chân không thủy lực

P1,P2 Pittông lực; R1,R2,R3,R4 Lò xo; V1 Van một chiều;V2 Van

không khí; V3 Van đội màng; V4 Van côn; P3 Piston -cuppen tác

động tổng van; P4 Piston - cuppen thuỷ lực có lỗ thông

Bao gồm các chi tiết chính: Tổng van điều khiển, xylanh lực bố trí ở đầu xylanh chân không, xylanh chân không được ngăn đôi nhờ vách giữa Piston chân không P1 và P2 ,ty đẩy, piston - cuppen thủy lực P4 Xylanh chân không được chia thành 4 khoang: I, II, III và IV Khoang III thông với khoang I, thông tiếp đến vùng phía dưới màng M và với bơm chân không Khoang IV thông với khoang II qua ống rỗng của ty đẩy với vùng phía bên trên màng M

Nguyên lý hoạt động

Có chân không nhưng chưa đạp phanh Ở chế độ này, piston - cuppen P3, van V3 và màng M bị ép xuống do lực đẩy của lò xo R3, lò xo R2 ấn van không khí V2 đóng cách ly áp suất không khí Độ chân không tác động thông suốt qua bốn khoang Cả hai mặt của piston P1 và P2 đều chịu tác động của chân không nên hai piston này bị lò xo R1 ấn tận cùng về phía bên trái

Lúc có chân không, ấn vào bàn đạp phanh, áp suất thủy lực từ xylanh chính nâng piston - cuppen P3, van V3 và màng M đi lên V3 áp kín vào màng M làm cách ly ngăn trên và ngăn dưới của màng M, đồng thời nâng V2 mở cho không khí lùa vào khoang II, áp suất không khí theo cây đẩy rỗng đến khoang

IV Lúc này khoang III và khoang I thông với chân không nên áp suất không khí tác động vào mặt sau của P1, P2 đẩy hai piston này tiến tới, ty đẩy đẩy piston và cuppen P4 tới nén dầu phanh xuống các xylanh con với áp suất lớn để phanh ôtô

Khi thôi phanh, áp suất thủy lực trong xylanh chính mất, lò xo R3 đẩy P3,

V3 và màng M đi xuống, van không khí V2 đóng Lúc này khoang dưới và khoang trên của màng M thông nhau, sức hút của bơm chân không hút hết không khí trong các khoang II, IV có nghĩa là lúc này cả hai mặt các piston P1,

P2 đều là chân không nên lò xo R1 đẩy P1 và P2 trở về vị trí cũ V4 mở trống lỗ giữa của piston thủy lực P4, dầu phanh từ các xylanh con hồi về trở lại xylanh chính

Khi mất chân không, tác động phanh lúc này phanh không có trợ lực, phải đạp thật mạnh chân vào bàn đạp phanh Dầu phanh từ xylanh chính đi qua lỗ giữa piston và cuppen P4 đi xuống các xylanh con tác động càng phanh ôtô

1.4.1.4 Bộ phận chống hãm cứng bánh xe (ABS)

Để khắc phục hiện tượng trượt lê bánh xe khi phanh nhằm tăng ma sát tĩnh , trên ôtô con ngày nay thường lắp hệ thống chống hãm cứng bánh xe gọi tắt là ABS (anti-lock brake system)

Hệ thống ABS gồm các phần tử chính sau:

Cảm biến tốc độ bánh xe, được đặt tại các bánh xe, thu nhận và gởi các tín hiệu về trạng thái của bánh xe về bộ điều khiển Ngoài ra còn có một số thiết

bị cảm biến khác như: cảm biến gia tốc, cảm biến trọng lực …

Hình 1.13 Sơ đồ hệ thống phanh ABS

1 Bàn đạp 2 Xylanh chính 3 Xylanh con 4 Cảm biến tốc độ bánh xe 5 Bộ

điều khiển trung tâm 6 Bộ điều khiển thủy lực 7 Bình chứa dầu 8 Rôto

Bộ điều khiển trung tâm, tiếp nhận thông tin từ các thiết bị cảm biến và điều chỉnh áp lực phanh Hầu hết bộ điều khiển là thiết bị điện tử

Bộ điều khiển thủy lực, thực hiện các lệch do bộ điều khiển trung tâm gởi đến

Nguyên lý điều chỉnh

Hệ thống phanh ABS điều chỉnh áp suất dầu trong dẫn động phanh theo gia tốc chậm dần của bánh xe và bánh xe có bố trí các cảm biến tốc độ

Khi đạp phanh thì áp suất trong dẫn động phanh tăng lên, tức môment phanh tăng lên làm tăng giá trị gia tốc chậm dần của bánh xe và là tăng độ trượt của nó Sau khi vượt qua điểm cực đại trên đường cong  x f( ) thì gia tốc

chậm dần của bánh xe bắt đầu tăng đột ngột Điều này báo hiệu bánh xe có thể thể bị hãm cứng Giai đoạn này ứng với các đường cong (0-1) trên hình1.14, giai đoạn này gọi là pha I (pha bắt đầu tăng hay pha tăng áp suất trong dẫn động phanh)

C 2

C 1 0

C 3

3

j

t

Hình 1.14 Sự thay đổi các thông số Mp, Fp, j khi phanh có chống hãm cứng

Bộ điều khiển trung tâm của hệ thống chống hãm cứng lúc này ghi lại gia tốc tại điểm 1 đạt giá trị (đoạn C1) và ra lệnh cho bộ điều khiển thủy lực phải giảm áp suất trong dẫn động phanh Sự giảm áp suất này được bắt đầu với độ chậm trễ nhất định do đặc tính của bộ chống hãm cứng bánh xe khí phanh Quá trình này diễn ra từ điểm 1 đến điểm 2, được gọi là pha II (pha giảm áp suất trong dẫn động phanh) Gia tốc của bánh xe lúc này giảm dần và tại điểm 2 gia tốc tiến gần tới giá trị 0 Giá trị gia tốc lúc này tương ứng đoạn C2 trên hình 1.32 Sau khi ghi lại giá trị này, bộ điều khiển trung tâm ra lệnh cho bộ điều khiển thủy lực ổn định áp suất trong dẫn động phanh Lúc này bánh xe sẽ tăng tốc trong chuyển động tương đối và vận tốc bánh xe tiến gần tới vận tốc ôtô,

nghĩa là độ trượt sẽ giảm và hệ số bám dọc tăng lên (đoạn 2-3) Giai đoạn này gọi là pha III (pha giữ áp suất ổn định)

Như vậy sau điểm 3 lại bắt đầu pha I của chu kỳ làm việc mới của hệ thống chống hãm cứng của bánh xe khi phanh Hệ thống chống hãm cứng bánh

xe khi phanh sẽ điều khiển môment phanh thay đổi theo chu kỳ khép kín 1-2-3-1 khi đó bánh xe làm việc ở số bám  x max và hệ số bám ngang  ycũng đạt giá trị lớn Trong trường hợp bánh xe bị hãm cứng thì các thông số diễn biến theo đường nét đứt trên hình 1.14.a

Hình 1.15 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi góc  bcủa bánh xe,

tốc độ của ôtô và độ trượt  theo thời gian Đồ thị hình 1.33.,ta thấy vận tốc góc  bcủa bánh xe theo chu kỳ Ở một số hệ thống chống hãm cứng bánh xe khác khi phanh áp suất trong dẫn động phanh thay đổi, có lúc tăng lúc giảm và đồ thị thay đổi áp suất theo thời gian có dạng hình răng cưa Với hệ thống này gọi là hai pha, nó khác với sự làm việc ở hệ thống được xét ở trên

1.4.2 Cơ cấu phanh

Quá trình phanh được thực hiện nhờ cơ cấu ma sát giữ phần quay và phần cố định Phần quay có thể ở dạng trống hoặc dạng đĩa Phần cố định được liên kết cứng với dầm cầu hoặc đôi khi phần cố định đặt ở vỏ của ôtô

Trên các xe ôtô hiện nay sử dụng phổ biến nhất hai loại cơ cấu phanh là:

Cơ cấu phanh tang trống và cơ cấu phanh đĩa Phanh dải chỉ dùng cho cơ cấu điều

khiển của hộp số hành tinh, chủ yếu thường dùng cho máy kéo

Cơ cấu phanh đặt trong lòng bánh xe có ưu điểm là phanh trực tiếp bánh

xe, không ảnh hưởng tới khoảng sáng gầm xe, dễ dàng bảo dưỡng điều chỉnh, phù hợp với các dạng cầu chủ động và bị động Cơ cấu phanh đặt cạnh cầu ôtô (truyền lực chính) chỉ phù hợp với cầu chủ động, ưu điểm cơ bản của nó là giảm bớt một phần tải trọng đặt trên các đòn khớp của hệ thống treo, vì vậy chỉ gặp trên những ôtô có yêu cầu bán kính quay r0 nhỏ, bánh xe dẫn hướng nhỏ hoặc không có không gian bố trí trong lòng bánh xe

1.4.2.1 Cơ cấu phanh tang trống

8 9

10

6 7

Hình1.16 Cơ cấu phanh tang trống

1 Chụp che bụi; 2 Pittông; 3 Xylanh con; 4 Lò xo hồi vị; 5 Guốc phanh;

6 Tấm ma sát; 7 Mâm phanh; 8 Tấm dẫn hướng; 9 Tang trống; 10 Chốt

điều chỉnh; 11 Bánh cam điều chỉnh.

Cơ cấu phanh dạng tang trống gồm có: đĩa cố định hay mâm phanh (7), trên lắp guốc phanh (5) và xylanh con (3) Phần dưới của đĩa có các chốt (10) với bánh hay cam lệch tâm (11) Các guốc phanh (5), một đầu được đặt trên các chốt (14) ở phần lệch tâm (13), một đầu tựa vào đáy của piston ở xylanh con (3) Dưới tác dụng của lò xo hồi vị (4) các guốc phanh (5) được ép sát vào cam lệch tâm Trên bề mặt của má phanh có gắn tấm ma sát (6), để đảm bảo tuổi thọ đồng đều giữa các má phanh nên chiều dài làm việc của guốc trước dài hơn guốc sau Để giữ cho má phanh chuyển động ổn định trong mặt phẳng đứng, trên đĩa hay mâm phanh có gắn các tấm dẫn hướng (8)

Khi phanh, dưới tác dụng của áp lực dầu có áp suất cao khoảng (8 ÷ 9)Mpa trong xylanh chính Khi bố phanh chạm vào tang trống, tác động quay của tang trống có xu hướng kéo guốc phanh đi cùng với nó hay đẩy ra, phụ thuộc vào sự định vị tương quan giữa chốt, guốc phanh và chiều quay Những hoạt động này liên quan đến việc tạo ra tác động phanh hay khử tác động phanh của guốc Guốc phanh tạo tác động gọi là guốc dẫn động và guốc không tác động gọi là guốc bị dẫn Xylanh con tạo nên lực ép trên các piston (2), đẩy các guốc phanh ép guốc phanh sát vào mặt trong của tang trống (9) (nếu dẫn động bằng khí nén thì cam xoay làm nảy guốc phanh ra ép má phanh vào tang trống tạo nên lực ma sát giữa)

Trong quá trình sử dụng, các tấm ma sát gắn vào má phanh sẽ bị hao mòn, làm cho khe hở giữa tấm ma sát và tang trống phanh tăng lên Vì vậy, đảm bảo an toàn khi phanh, ta phải điều chỉnh lại khe hở với một giá trị quy định của nhà sản xuất bằng cách xoay hay điều chỉnh bánh cam và chốt (10)

a Tang trống

a) b) c) d) e)

Hình 1.17 Các dạng tang trống Tang trống là một chi tiết quay chịu lực ép của guốc phanh từ trong ra, bởi vậy tang trống phải có độ bền cao, ít bị biến dạng, cân bằng tốt, dễ dẫn nhiệt Bề mặt làm việc của tang trống là mặt phía trong, có độ bóng cao, bề mặt lắp ghép với moayơ có độ chính xác cao để định vị và đồng tâm Rãnh tròn nằm ở mặt đầu tang trống cho phép mâm phanh lọt vào vừa tạo đường gấp khúc tránh bụi, nước rơi trực tiếp vào bề mặt ma sát vừa che khít gờ của mâm phanh Vật liệu chế tạo tang trống thường bằng gang Để tăng khả năng dẫn nhiệt và đảm bảo hệ số ma sát với má phanh, trên các loại ôtô nhỏ còn sử dụng tang trống đúc từ hợp kim nhôm có vành gang ép chặt (hình 1.18.d-e) nhờ vậy tang trống vừa nhẹ vừa dẫn nhiệt nhanh Chiều dày tang trống tại bề mặt làm việc, trong quá

trình sửa chữa không được phép nhỏ hơn chiều dày giới hạn của các hãng sản

xuất Tang trống được định vị trên moayơ bằng vít định vị, sau đó bắt chặt bằng bulông bánh xe, vì vậy tang trống làm việc tin cậy và được cân bằng tốt

Tang trống được chế tạo bằng phương pháp: đúc, dập rồi sau đó đêm gia công lại

b Guốc phanh

Guốc phanh bao gồm guốc và má phanh, chúng được liên kết với nhau bằng keo dán hoặc tán bằng đinh tán

1 2

Hình 1.18 Guốc phanh phân theo hướng tác động

1 Guốc phanh dẫn; 2 Guốc phanh kéo

Guốc phanh được chế tạo từ thép lá hàn hoặc nhôm đúc có độ cứng vững

cao, guốc phanh thường được thiết kế hình bán nguyệt với tiết diện chữ T

Chiều dài má phanh lúc đầu từ (5 ÷ 8)mm Với các má phanh tán, khi

mòn đến mặt đinh tán phải thay, còn các má phanh dán cho phép sử dụng đến

0,5 mm mới thay, sử dụng keo dán cho phép tận dụng tối đa vật liệu ma sát Má

phanh được chế tạo từ atbét hoặc atbét đồng, có hệ số ma sát ổn định từ (0,25 ÷

0,3)

Đinh tán thường làm bằng hợp kim nhôm hoặc đồng để khi má phanh

mòn quá quy định sẽ không gây xước bề mặt làm việc của trống phanh

Cụm má phanh và tang trống được gia công chính xác để đảm bảo diện

tích ma sát lớn nhất Khi sửa chữa hay thay thế cần mài ra đảm bảo tiếp xúc từ

80% ÷ 90% diện tích làm việc Bề mặt làm việc phải sạch, tránh bụi và dầu mỡ

a) Keo dán b) Đinh tán

Hình 1.19 Liên kết giữa guốc phanh và bố phanh

1 Dán keo; 2 Thân bằng thép; 3 Thân bằng gang; 4 Tán ri vê

Các loại guốc phanh

Phân loại guốc phanh theo dẫn động phanh

chốt tựa

a) Dẫn động bằng thủy lực b) Dẫn động bằng khí nén

Hình 1.20 Guốc phanh

Phân loại guốc phanh theo kết cấu

Thường phân thành hai loại

Guốc phanh loại xoay quanh trục (hình 1.21.a)

Một đầu của guốc phanh được cố định tại trục xoay (có thể là trục cam xoay) được lắp trên tấm giữ để chịu môment phanh và guốc phanh có thể xoay quanh trục xoay một góc giới hạn, ở đầu còn lại của guốc phanh được tựa vào cơ cấu truyền động: Xylanh bánh xe (truyền động phanh bằng thủy lực) hay cam xoay (truyền động phanh bằng khí nén)

a) Loại xoay quanh trục b) Guốc phanh loại di động

Hình 1.21 Guốc phanh

Guốc phanh loại di động( hình 1.21.b)

Một đầu của guốc phanh được tựa vào cơ cấu điều chỉnh Vì thế, cho phép guốc phanh chuyển động trượt tiếp xúc theo dạng đường cong của bề mặt trống phanh, nhược điểm của guốc phanh loại này là không ổn định khi làm việc, lực của các lò xo khi không cân bằng có khả năng kéo lê khi phanh

Phân loại guốc phanh theo hướng tác động

Phanh tang trống thường được phân loại theo cách sử dụng của guốc phanh, nhưng cũng có thể phân cụ thể hơn theo nhóm riêng, tùy theo hướng tác động giữa trống phanh và má phanh với sự kết hợp của guốc phanh

Guốc phanh dẫn: Khi chiều của các lực tác động lên một đầu guốc phanh cùng chiều chuyển động của trống phanh, đầu guốc phanh còn lại được lắp xoay chung quanh trên cơ cấu điều chỉnh Guốc phanh này là guốc phanh dẫn và nó có thể trở thành “cái nêm” của trống phanh và có tác dụng tự trợ lực phanh

Guốc phanh kéo: Khi chiều của lực tác động truyền đến đầu guốc phanh ngược chiều với chiều quay của tang trống và đầu của guốc phanh còn được lắp

trên cơ cấu điều chỉnh Guốc phanh này là guốc phanh kéo, loại này tạo ra lực phanh yếu hơn so với loại dẫn

c Xylanh công tác

Xylanh công tác được bắt chặt trên mâm phanh Nhiệm vụ của nó là tạo nên lực đẩy ép guốc phanh vào tang trống

Loại xylanh kép (hình 1.22.a) bao gồm một xylanh, hai piston và hai vòng chắn dầu, lò xo tỳ, vòng che bụi và chốt đẩy Trên xylanh có một lỗ cấp dầu và một lỗ xả không khí Dầu có áp suất cao được đẩy vào giữa hai vòng chắn dầu đẩy hai piston dịch chuyển ra ngoài tạo nên lực đẩy guốc phanh Khi thôi tác dụng phanh các piston dịch chuyển về vị trí ban đầu nhờ lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh

a)Xylanh kép b)Xylanh đơn c)Xylanh bậc

Hình 1.22 Các dạng xylanh của bánh xe

Loại xylanh đơn có cấu tạo là một nửa xylanh kép, thường thấy ở ôtô con Xylanh đơn được cố định cùng với chốt quay của guốc phanh (hình 1.22.b)

Loại xylanh bậc (hình 1.22.c), các guốc phanh ở trước và sau cấu tạo như nhau Phần xylanh có đường kính nhỏ lắp về phía guốc trước để tạo nên lực điều khiển nhỏ hơn, đảm bảo áp lực ở guốc trước và guốc sau như nhau, tức là tuổi thọ của má phanh sẽ đồng đều khi kích thước của má phanh như nhau

1.4.2.2 Cơ cấu phanh đĩa

Hình 1.23 Kết cấu phanh đĩa

1 Đĩa phanh 2 Giá đỡ và má phanh 3 Cửa kiểm tra

4 Ống dẫn dầu phanh 5 Vỏ xylanh con 6 Ốc xả gió

Phanh đĩa dùng phổ biến trên các xe có tốc độ cao, đặt biệt hay gặp ở cầu trước Ngày nay chúng được phổ biến cho cả cầu trước lẫn cầu sau xe vì nó có những ưu điểm sau:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép môment phanh (ma sát) ổn định khi hệ số ma sát thay đổi Điều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ, giảm được thời gian tác dụng và đảm bảo môment phanh như nhau khi tiến cũng như lùi

- Khả năng thoát nhiệt ra môi trường dễ dàng bởi phần lớn bề mặt ma sát của đĩa phanh được tiếp xúc với không khí làm mát

- Khối lượng của các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn nhẹ, dễ dàng trong điều chỉnh khe hở, sửa chữa và thay thế tấm ma sát

- Phanh đĩa cũng sạch hơn so với loại tang trống, ít bị nước, rỉ sét, bụi bẩn

,lực li tâm sẽ đẩy tất cả các chất bẩn ra ngoài

- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh tự động khe hở giữa má phanh và đĩa phanh

- Công nghệ chế tạo ít gặp khó khăn, có nhiều khả năng giảm giá thành trong sản xuất

a Các loại đĩa phanh

Hầu hết các xe ô tô hiện nay sử dụng hai loại phanh đĩa sau:

Phanh đĩa có giá đặt xylanh cố định (hình 1.24.a)

Phanh đĩa có giá đặt xylanh di động (hình 1.24.b)

a) Giá đặt xylanh cố định b) Giá đặt xylanh di động

Hình 1.24 Cấu tạo phanh đĩa

Phanh đĩa có giá đặt xylanh cố định gồm hai xylanh công tác đặt hai bên đĩa phanh Số lượng xylanh công tác có thể là hai hay bốn đặt đối xứng nhau hoặc là ba xylanh với xylanh nhỏ một bên còn bên kia là một xylanh lớn

Phanh đĩa có giá đặt xylanh di động bố trí một xylanh Giá xylanh được di chuyển trên các trục nhỏ dẫn hướng Khi phanh xylanh đẩy piston và má phanh vào má của đĩa phanh, sau đó đẩy giá xylanh trượt trên trục dẫn hướng để ép nốt má phanh bên kia vào đĩa phanh Loại có kết cấu các má phanh tự lựa được điều khiển bằng một xylanh lực đặt trên giá quay cũng thuộc vào loại này (hình 1.25)

Ở đây các tấm má phanh có thể quay tự lựa của xylanh quay

Hiện nay trên các xe chủ yếu sử dụng phanh đĩa có giá di động vì:

- Dầu phanh chỉ đưa vào một xylanh, bởi vậy tăng diện tích cho không khí luôn vào làm mát cho đĩa phanh và má phanh tranh hiện tượng “sôi” dầu phanh khi cần phanh liên tục

Hình 1.25 Phanh đĩa có má tự lựa

- Ở đây cơ cấu phanh có thể nằm sát ra phía vành bánh xe, dành không gian bố trí các chi tiết để tạo nên đường tâm trụ đứng “giả tưởng” với bán khí bằng không hoặc âm

- Kết cấu đơn giản, dẫn đến hạ giá thành của cụm chi tiết cơ cấu phanh

b Đĩa phanh

Thép dập Thép đúc Cánh thông gió

a) Thành phần cấu tạo b) Đĩa phanh có cánh thông gió

Hình 1.26 Cấu tạo phanh đĩa

Đĩa phanh được làm bằng thép đúc, một số được đúc liền với moayơ của bánh xe như một chi tiết, nhưng thường là bộ phận rời nhau để khi cần thiết có thể dể dàng thay thế Đôi khi đĩa phanh được hai phần: phần có bề mặt ma sát làm bằng thép đúc và phần giữa là thép được dập mỏng hơn

Có hai loại đĩa phanh: Loại đặc và loại có rãnh thông gió Loại đĩa phanh đặc mỏng, nhẹ hơn và rẻ tiền, thường được dùng trên các ôtô nhỏ Các ôtô tải nặng, khi thắng tạo ra nhiều nhiệt nên thường dùng đĩa phanh có rãnh thông gió

c Bố phanh

Bố phanh Lá thép đỡ

1 2

3 4

Hình 1.27 Bố phanh đĩa

1 Đĩa phanh; 2 Chốt báo hết; 3 Má phanh; 4 Tấm đỡ má phanh

Bố phanh của phanh đĩa cơ bản giống như bố phanh của phanh trống Ở các xe dẫn động bằng các bánh trước, thông thường bố phanh có trộn bột kim loại để tăng nhiệt độ làm việc Bố phanh được gắn với lưng đế bằng cách tán rive, dán hoặc kết dính bằng cách đúc Trong tất cả các trường hợp bề mặt bố phanh phải phẳng Nhiều đệm phanh được lắp một bộ phận để báo độ mòn của bố phanh Thường dùng nhất là một vấu gắn chặt ở đầu dẫn hướng của đệm phanh phía ngoài được gọi là cảm biến âm thanh Khi bố phanh mòn đến mức cần thay thế thì vấu này sẽ cạ vào cạnh ngoài của đĩa phanh tạo ra tiếng rít cường độ cao dễ nhận biết

d Xylanh con

Cụm xylanh công tác bao gồm : xylanh được chế tạo liền khối với giá đỡ hoặc chế tạo rời, piston, vòng cao su làm kín, vòng chắn bụi Cấu tạo cụ thể chỉ

ra trên hình 1.12 và hình 1.16

Hình 1.28 Cấu tạo của xylanh con

1 Xylanh; 2 Piston; 3 Vòng làm kín dầu; 4 Vòng chắn bụi; 5.Tấm ma sát

Khi tác động phanh dầu phanh được cấp vào xylanh nhờ đường dầu khoan trên vỏ đồng thời có lỗ xả không khí cho xylanh Khi phanh dầu phanh đẩy pittông ra phía ngoài tạo nên lực ép lên bố phanh Khi thôi tác dụng phanh do khe hở cho phép của ổ bi bánh xe tạo nên rung lắc đĩa phanh theo phương dọc trục, đẩy bố phanh và piston chuyển động ngược lại Khe hở giữa má phanh và đĩa phanh rất nhỏ (0,05÷ 0,1 mm)

e Cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh

Phanh đĩa có hai loại cơ cấu tự điều chỉnh: bằng vành ma sát và bằng biến dạng của vành khăn làm kín

s

Hình 1.29 Cơ cấu tự điều chỉnh vành ma sát

Dùng vành ma sát: piston thủy lực có gờ cao (hình1.29), bên trong đặt đĩa

thép và khối nhựa hình vành khăn Trục của piston cố định trên xylanh và nằm trong khối nhựa Khối nhựa và trục được ép bằng ma sát với nhau, pittông chỉ dịch chuyển trong khe hở “s” Khi bố phanh bị mòn, pittông dịch chuyển lớn hơn khe hở “s” và thắng lực ma sát giữa trục và khối nhựa hình vành khăn tạo nên một vị trí mới của piston và xylanh

a) Chứa hoạt động b) Hoạt động

Hình 1.30 Cơ cấu tự điều chỉnh vành khăn

Dùng biến dạng của vành khăn: vành khăn với tiết diện hình chữ nhật,

có tác dụng bao kín đầu ở áp suất cao trong khoang giữa piston và xylanh công tác Rãnh chứa vành khăn có tiết diện hình thang đáy lớn nằm trên phần tiết xúc với piston Khi piston dịch chuyển, ma sát giữa vành khăn và piston lớn, nên vành khăn bị biến dạng trong rãnh Khi thôi phanh vành khăn kéo piston về vị trí ban đầu và hết biến dạng Nếu khe hở má phanh và đĩa phanh lớn, sự biến dạng vành khăn không đủ đảm bảo sự chuyển dịch của piston, vành khăn trượt trên piston Khi thôi phanh, piston chỉ trở về bằng biến dạng của vành khăn, do vậy piston nằm ở vị trí mới so với xylanh Phương pháp này được sử dụng hầu hết các cơ cấu phanh đĩa của ôtô con

Chương 2 HỆ THỐNG PHANH TRÊN ÔTÔ HUYNDAI 15 TẤN

- THÙNG BEN - 2.1 Hệ thống phanh trên ô tô Huyndai 15 tấn – thùng ben

2.1.1 Sơ đồ hệ thống

13

24

56

Hình 2.1 Hệ thống phanh Hyundai 15 tấn thùng ben

1 Máy nén; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Bình khí nén;

4 Tổng van; 5 Bộ trợ lực; 6 Cơ cấu phanh

Hệ thống phanh ô tô Hyundai 15 tấn - thùng ben là hệ thống phanh thủy lực được trợ lực bằng khí nén, do đó nó phối hợp được cả hai ưu điểm của phanh thủy lực và của phanh khí nén

- Lực tác dụng của người điều khiển lền bàn đạp nhỏ