Chương 4 hệ thống phanh

Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh CHƯƠNG HỆ THỐNG PHANH CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU 1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ ôtô đến giá trò cần thiết dừng hẳn ôtô; - Giữ ôtô dừng đỗ đường dốc 1.2 Phân loại 1.2.1 Theo công dụng Theo công dụng hệ thống phanh chia thành loại sau: - Hệ thống phanh (phanh chân); - Hệ thống phanh dừng (phanh tay); 1.2.2 Theo kết cấu cấu phanh Theo kết cấu cấu phanh, hệ thống phanh chia thành ba loại sau: - Hệ thống phanh với cấu phanh guốc; - Hệ thống phanh với cấu phanh đóa - Hệ thống phanh với cấu phanh dải 1.2.3 Theo dẫn động phanh Theo dẫn động phanh hệ thống phanh chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động khí; - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động khí nén; - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực; - Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá 1.2.4 Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh Theo khả điều chỉnh mômen phanh cấu phanh, có hệ thống phanh với điều hoà lực phanh 1.2.5 Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 140 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Theo khả chống bó cứng bánh xe phanh, có hệ thống phanh với chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS) 1.3 Yêu cầu Hệ thống phanh ôtô cần đảm bảo yêu cầu sau: - Có hiệu phanh cao tất bánh xe nghóa đảm bảo quãng đường phanh ngắn phanh đột ngột trường hợp nguy hiểm; - Phanh êm dòu trường hợp để đảm bảo ổn đònh chuyển động ôtô; - Điều khiển nhẹ nhàng, nghóa lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn; - Dẫn động phanh có độ nhạy cao; - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh bánh xe phải theo quan hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám phanh cường độ khác nhau; - Không có tượng tự xiết phanh; - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt; - Có hệ số ma sát trống phanh má phanh cao ổn đònh điều kiện sử dụng; - Giữ tỉ lệ thuận lực bàn đạp với lực phanh bánh xe; - Có khả phanh ôtô đứng thời gian dài CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH Cấu tạo chung hệ thống phanh ôtô mô tả hình 8.1 Hình 8.1 - Hệ thống phanh ôtô Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 141 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Nhìn vào sơ đồ cấu tạo, thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính: - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh bố trí bánh xe nhằm tạo mômen hãm bánh xe phanh ôtô - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà dẫn động phanh bao gồm phần tử khác Ví dụ dẫn động khí dẫn động phanh bao gồm bàn đạp thanh, đòn khí Nếu dẫn động thuỷ lực dẫn động phanh bao gồm bàn đạp, xi lanh (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) ống dẫn CƠ CẤU PHANH 3.1 Cơ cấu phanh guốc (phanh trống) 3.1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục a b Hình 8.2 - Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục a Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh cam - Guốc phanh; -Lò xo phanh; - Bầu phanh; - Giá đỡ bầu phanh; - Đòn trục cam; - Cam ép; - Lò xo lá; - Má phanh; - Trống phanh; 10 - Chốt guốc phanh b Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh xi lanh thuỷ lực - Chụp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; - Mâm phanh; - Lò xo; - Tấm kẹp; - Guốc phanh; - Má phanh; - Bulông điều chỉnh; - Đệm; 10 - Lò xo; 11 - Cam lệch tâm; 12 - Tấm đỡ; 13 - Bạc lệch tâm; 14 - Bulông điều chỉnh; 15 - Đai ốc; 16 - Đệm vênh Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 142 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghóa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) thể hình 8.2 Trong sơ đồ hình 8.2.a loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại hay sử dụng ôtô tải lớn; sơ đồ hình 8.2.b loại sử dụng xi lanh thuỷ lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại thường sử dụng ôtô du lòch ôtô tải nhỏ Cấu tạo chung cấu phanh loại bao gồm mâm phanh bắt cố đònh dầm cầu Trên mâm phanh có lắp hai chốt cố đònh để lắp ráp đầu hai guốc phanh Hai chốt cố đònh có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh phía Đầu hai guốc phanh lò xo guốc phanh kéo vào ép sát với cam ép (hình 8.2.a) với pittông xi lanh (hình 8.2.b) Khe hở phía má phanh trống phanh điều chỉnh trục cam ép (hình 8.2.a) hai cam lệch tâm 11 (hình 8.2.b) Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) ma sát Các dài liên tục (hình 8.2.b) phân chia thành số đoạn (hình 8.2.a) Trên hình 8.2.b trống phanh quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ guốc phanh bên trái guốc xiết, guốc bên phải guốc nhả Vì má phanh bên guốc xiết dài má phanh bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có hao mòn trình sử dụng má xiết chòu lực lớn 3.1.2 Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm Hình 8.3 - Cơ cấu phanh đối xứng qua tâm – Ống nối; - Vít xả khí; - Xi lanh bánh xe; - Má phanh; - Phớt làm kín; - Pittông; - Lò xo guốc phanh; - Tấm chặn; - Chốt guốc phanh; 10 - Mâm phanh Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 143 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua tâm thể hình 8.3 Sự đối xứng qua tâm thể mâm phanh 10 bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống chúng đối xứng với qua tâm Mỗi guốc phanh lắp chốt cố đònh mâm phanh có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía má phanh với trống phanh Một phía guốc phanh tì vào pittông xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía má phanh trống phanh điều chỉnh cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động thuỷ lực bố trí cầu trước ôtô du lòch ôtô tải nhỏ Người ta bố trí cho ôtô chuyển động tiến hai guốc phanh guốc xiết lùi lại trở thành hai guốc nhả Như hiệu phanh tiến lớn lùi nhỏ Tuy nhiên thời gian lùi ôtô tốc độ chậm nên không cần hiệu phanh cao 3.1.3 Cơ cấu phanh guốc loại bơi Hình 8.4 - Cơ cấu phanh guốc loại bơi Cơ cấu phanh loại bơi có nghóa guốc phanh không tựa chốt quay cố đònh mà hai đầu tựa mặt tựa di trượt (xem hình 8.4) Có hai loại cấu phanh bơi: Loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 8.4.a), loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 8.4.b) A Loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 8.4.a): Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 144 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Ở loại này, đầu guốc phanh tựa mặt tựa di trượt phần vỏ xi lanh, đầu lại tựa vào mặt tựa di trượt pittông Ở trạng thái bình thường, tác dụng hai lò xo guốc phanh, guốc phanh ép sát vào mặt tựa tạo khe hở má phanh trống phanh Khi làm việc, trước hết đầu guốc phanh pittông đẩy ép sát vào trống phanh theo chiều quay trống phanh, làm đầu lại guốc phanh trượt mặt tựa để khắc phục hết khe hở má phanh trống phanh trở thành điểm tựa cố đònh Loại này, trống phanh quay theo chiều mũi tên hai guốc phanh guốc xiết (ứng với chiều tiến ôtô) Khi trống phanh quay theo chiều ngược lại (ứng với chiều lùi ôtô) hai guốc phanh trở thành hai guốc nhả Như có nghóa hiệu phanh tiến lớn hiệu phanh lùi Loại thường bố trí bánh xe trước ôtô du lòch ôtô tải nhỏ B Loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 8.4.b): Ởû loại xi lanh bánh xe có hai pittông hai đầu guốc phanh tựa hai mặt tựa di trượt hai pittông Khi làm việc guốc phanh đẩy ép sát vào trống phanh hai đầu guốc phanh nên thời gian khắc phục khe hở má phanh trống phanh ngắn nghóa thời gian chậm tác dụng giảm loại hiệu phanh tiến lùi hai trường hợp hai guốc phanh guốc xiết Cơ cấu phanh loại thường bố trí bánh xe sau ôtô du lòch ôtô tải nhỏ 3.1.4 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá Hình 8.5 - Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá có nghóa phanh bánh xe guốc phanh thứ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 145 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Cấu tạo nguyên lý cấu phanh tự cường hoá mô tả hình 8.5 Có hai loại cấu phanh tự cường hoá: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn (hình 8.5.a); cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (hình 8.5.b) - Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn (hình 8.5.a): Cấu tạo cấu phanh loại khác biệt với cấu phanh kể chỗ hai đầu hai guốc phanh liên kết với qua hai mặt tựa di trượt cấu điều chỉnh di động Hai đầu lại hai guốc phanh tựa vào mặt tựa di trượt vỏ xi lanh bánh xe tựa vào mặt tựa di trượt pittông xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh hai guốc phanh Lúc chưa làm việc, hai guốc phanh lò xo guốc phanh kéo ép sát vào mặt tựa tạo khe hở má phanh trống phanh Khi làm việc, đầu guốc phanh pittông đẩy ép sát vào trống phanh theo chiều quay trống phanh, thông qua cấu điều chỉnh tác dụng lên guốc phanh lại khắc phục hết khe hở hai guốc phanh có điểm tựa cố đònh mặt tựa vỏ xi lanh Như hai guốc phanh guốc xiết mà guốc thứ hai guốc thứ cường hoá lực thông qua cấu điều chỉnh Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hiệu phanh theo chiều quay trống phanh ngược chiều kim đồng hồ (ứng với chiều tiến ôtô) lớn, chiều quay ngược lại (ứng với chiều lùi ôtô) nhỏ Cơ cấu phanh loại thường bố trí bánh xe phía trước ôtô du lòch ôtô tải nhỏ đến trung bình - Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép (hình 8.5.b): Khác với loại trên, loại cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có hai đầu hai guốc phanh tựa hai mặt tựa di trượt hai pittông xi lanh bánh xe Vì tượng tự cường hoá hiệu phanh hai chiều quay trống phanh Cơ cấu phanh loại sử dụng bánh xe sau ôtô du lòch ôtô tải nhỏ đến trung bình 3.1.5 Vấn đề điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh Khe hở má phanh trống phanh có ảnh hưởng lớn đến hiệu phanh Khe hở không ảnh hưởng đến thời gian chậm tác dụng mà làm giảm mômen phanh cấu phanh sinh ra, khe hở điều chỉnh không diện tích tiếp xúc má phanh trống phanh bò giảm mômen phanh giảm theo Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 146 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh thực tay tự động 3.1.5.1 Điều chỉnh tay Để điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh người ta thường bố trí cấu điều chỉnh hai vò trí: Vò trí thứ chốt quay cố đònh guốc phanh; vò trí thứ hai nằm sát phần guốc phanh (hình 8.6, chi tiết 13 11) Hình 8.6 - Điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh Một bạc lệch tâm bố trí chốt cố đònh dùng để điều chỉnh khe hở phía má phanh trống phanh Bạc lệch tâm ăn khớp mặt vát với chốt để có khả quay chốt điều chỉnh mặt với lỗ guốc phanh Khi điều chỉnh, người ta quay chốt 14 làm bạc lệch tâm quay theo, mang phần guốc phanh dòch chuyển làm khe hở má phanh trống phanh thay đổi Khe hở phía má phanh trống phanh điều chỉnh cam lệch tâm 11, biên dạng cam tì vào mặt cong guốc phanh nên quay cam lệch tâm, guốc phanh dòch chuyển theo làm thay đổi khe hở má phanh trống phanh Khe hở má phanh trống phanh phía phía khác Thường khe hở phía nhỏ khe hở phía trên, guốc phanh ép sát vào trống phanh phải quay quanh chốt nên phần dòch chuyển nhiều phần Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 147 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh 3.1.5.2 Điều chỉnh tự động Việc điều chỉnh tay thiếu xác phụ thuộc vào trình độ người thợ điều chỉnh, việc điều chỉnh nhiều không kòp thời nên khe hở tăng tiêu chuẩn, điều làm giảm hiệu phanh Để khắc phục nhược điểm trên, số ôtô người ta sử dụng cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh Chúng ta thường gặp số cấu tự động điều chỉnh sau: * Điều chỉnh dẫn động phanh chân Cấu tạo nguyên lý làm việc cấu tự động điều chỉnh dẫn động phanh chân mô tả hình 8.7 Trong pittông xi lanh bánh xe, người ta lắp bulông điều chỉnh Bulông ăn ren với lõi pittông, đầu lại có rãnh để tì vào đầu guốc phanh (hình 8.7.a) Một cấu tự động điều chỉnh bao gồm bánh xe điều chỉnh, nối, cần điều chỉnh chốt quay Toàn chi tiết gá vỏ xi lanh bánh xe (hình 8.7.b) Vò trí không phanh gờ pittông tựa vào mặt đầu xi lanh Cần điều chỉnh quay quanh chốt cố đònh vỏ xi lanh Một đầu cần điều chỉnh ăn khớp với bánh CÇn ®iỊu chØnh B¸nh ®iỊu chØnh Pitt«ng Bul«ng ®iỊu chØnh a CÇn ®iỊu chØnh tù ®éng B¸nh ®iỊu chØnh èng ¨n khíp víi pitt«ng CÇn ®iỊu chØnh tù ®éng Tay ®ßn Lß xo Tay ®ßn vµ lß xo Chèt Chèt b c Hình 8.7 - Cơ cấu tự động điều chỉnh Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 148 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh xe điều chỉnh đầu liên kết với nối Thanh nối nối từ cần điều chỉnh tới mặt đầu pittông Một lò xo kéo giữ nối với cần điều chỉnh Mỗi lần đạp phanh, pittông dòch chuyển tì vào nối kéo cần điều khiển quay góc quanh chốt Khi khe hở má phanh trống phanh nằm giới hạn cho phép góc quay cần điều chỉnh chưa đủ hành trình để tác dụng làm bánh xe điều chỉnh quay nên pittông chưa quay Khi khe hở má phanh trống phanh lớn giới hạn cho phép góc quay cần điều chỉnh đủ hành trình để tác dụng làm bánh xe điều chỉnh quay góc tương ứng với bước nên pittông quay góc tương ứng Do rãnh bulông điều chỉnh bò giữ guốc phanh (không xoay) nên pittông xoay làm bulông lượng khắc phục lượng khe hở vượt tiêu chuẩn (hình 8.7.c) * Điều chỉnh dẫn động phanh tay Ở số ôtô, việc tự động điều chỉnh khe hở má phanh trống phanh thực cấu dẫn động phanh tay (hình 8.8) VÝt ®iỊu chØnh CÇn ®iỊu chØnh §ßn phanh tay C¸p kÐo phanh tay b a c Hình 8.8 - Điều chỉnh dẫn động phanh tay Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 149 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Phần xi lanh loại đơn xi lanh bánh xe có kết cấu nguyên lý làm việc hệ thống dẫn động thuỷ lực Vì không mô tả lại hai phần vừa nêu Đây dẫn động thuỷ khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí loại van kép, có hai xi lanh hai xi lanh khí Trong phần quan tâm mô tả nguyên lý làm việc cụm xi lanh dẫn động thuỷ lực kết hợp với xi lanh khí dẫn động khí nén Cấu tạo nguyên lý làm việc cụm mô tả hình 8.34 Tõ b×nh khÝ a Tõ van phanh khÝ Tõ b×nh khÝ ¸p st thủ lùc Tíi xi lanh b¸nh xe b Hình 8.34 - Cấu tạo nguyên lý làm việc a Trạng thái chưa phanh; b Trạng thái phanh Trong cụm có ba phần chính: - Xi lanh (dẫn động thuỷ lực); - Xi lanh khí nén (dẫn động khí nén); - Van điều khiển Xi lanh khí nén pittông chia làm hai khoang: Khoang công tác bên trái nối tới van điều khiển; khoang bên phải thông với khí trời Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 175 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Van điều khiển có ba cửa: cửa lớn nối từ bình chứa khí tới; cửa lớn nối tới khoang công tác xi lanh khí; cửa nhỏ (cửa điều khiển) nối từ van phân phối khí nén đến Như khí nén từ bình chứa thường trực cửa lớn van điều khiển, van điều khiển nhận dòng khí nén điều khiển từ van phân phối van điều khiển mở thông hai cửa lớn vào để khí nén từ bình chứa qua van điều khiển đến khoang công tác xi lanh khí thực đẩy pittông khí nén, nối pittông thủy lực xi lanh sang phải Do dầu phía trước pittông xi lanh ép tăng áp suất để dẫn tới xi lanh bánh xe Sở dó phải dùng van điều khiển để cấp dòng khí nén tới khoang công tác xi lanh khí mà không lấy dòng khí nén trực tiếp từ van phân phối khí để nhằm mục đích giảm tổn thất tăng độ nhạy cho phần dẫn động khí nén (giảm thời gian chậm tác dụng) Ngoài ra, nhằm mục đích giảm tổn thất tăng độ nhạy cho hệ thống thuỷ khí kết hợp cụm hệ thống bố trí theo nguyên tắc sau: phần dẫn động khí nén kể từ xi lanh khí nén phải bố trí gần với van phân phối, nhằm mục đích giảm tổn thất giảm thời gian chậm tác dụng dẫn động khí nén Còn từ xi lanh đến xi lanh bánh xe bố trí xa, dầu không chòu nén nên ảnh hưởng đến thời gian chậm tác dụng DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC CÓ ĐIỀU HOÀ LỰC PHANH 9.1 Đặt vấn đề Chức hệ thống phanh để giảm tốc độ hay dừng hẳn xe cách sử dụng hai loại lực cản Loại thứ lực cản má phanh trống phanh (hoặc đóa phanh); loại thứ hai lực cản lốp mặt đường Chúng ta biết lực cản lốp mặt đường lực bám sinh bánh xe phanh xác đònh theo công thức: Pϕ = ϕ Gϕ (1) Trong đó: ϕ - hệ số bám bánh xe với mặt đường; Gϕ - trọng lượng bám Chất lượng phanh bảo đảm (hiệu phanh cao, ôtô ổn đònh phanh) mối liên hệ lực cản cấu phanh lực cản lốp với mặt đường thoả mãn điều kiện: Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 176 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Lực cản cấu phanh < Lực cản lốp mặt đường (2) Theo công thức (1) lực bám sinh bánh xe với mặt đường phụ thuộc vào tải trọng phân bố lên ôtô phanh Cụ thể phanh, quán tính khối lượng toàn ôtô nên trọng tâm bò dòch chuyển phía trước (hình 8.35) Hình 8.35 - Phân bố lại trọng tâm phanh Do trọng tâm dòch chuyển phía trước nên tải trọng phân bố lên cầu trước tăng, tải trọng phân bố lên cầu sau giảm Có nghóa lực cản cấu phanh bánh sau sinh phải giảm theo thoả mãn điều kiện (2) để bảo đảm phanh hiệu ổn đònh Đối với hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thông thường áp suất dầu phanh xi lanh bánh xe trước sau nên không giảm lực cản cấu phanh sau tỉ lệ với giảm tải trọng theo yêu cầu Muốn tạo áp suất dầu dẫn động đến bánh xe cầu sau giảm tỉ lệ với giảm tải trọng lên cầu sau dòng dầu dẫn bánh xe cầu sau người ta bố trí cấu điều chỉnh, cấu gọi điều hoà (hình 8.36.a) Nhờ có điều hoà lực phanh nên phanh, áp suất dẫn đến xi lanh bánh xe trước với áp suất xi lanh áp suất sau điều hoà, tức áp suất xi lanh bánh xe sau điều chỉnh Trên hình 8.36.b thể đặc tính điều hoà lực phanh Đường nét đứt thể mối quan hệ áp suất xi lanh bánh xe trước sau điều hoà (bằng nhau) Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 177 Chương – Hệ thống phanh ¸p st xi lanh b¸nh sau Cấu tạo ô tô Kh«ng cã bé §H Cã bé §H Bé ®iỊu hoµ lùc phanh Hình 8.36 - Sơ đồ bố trí đặc tính điều hoà lực phanh a - Sơ đồ bố trí điều hoà lực phanh; b - Đặc tính điều hoà lực phanh ¸p st xi lanh b¸nh tr­íc b xi lanh bánh xe Đường cong aliên tục đường thể mối quan hệ áp suất trước sau điều kiện lý tưởng (tối ưu) Đường gãy khúc đặc tính thể mối quan hệ áp suất xi lanh bánh xe trước sau có điều hoà lực phanh Đường chưa trùng với đường đặc tính lý tưởng bám sát đường lý tưởng nên hiệu phanh cải thiện 9.2 Cấu tạo điều hoà lực phanh Trong hệ thống dẫn động thuỷ lực có điều hoà lực phanh, cấu tạo phần khác hoàn toàn giống hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực trình bày mục Vì phần chủ yếu giới thiệu cấu tạo nguyên lý làm việc điều hoà lực phanh Ngay điều hoà lực phanh có nhiều loại khác nhau, giới hạn chương trình nên giới thiệu điều hoà tiêu biểu, điều hoà hai thông số (bộ điều hoà phụ thuộc vào áp suất tải) Sơ đồ bố trí chung cấu tạo điều hoà mô tả hình 8.37 Từ xi lanh hai dòng loại "tăng đem" dòng dẫn động trực tiếp xi lanh bánh xe cầu trước dòng dẫn động qua điều hoà tới xi lanh bánh xe cầu sau Bộ điều hoà bao gồm thân 11 có lắp pittông với lò xo, bạc đỡ chặn, phớt làm kín đậy nắp Trên thân điều hoà có hai lỗ tương ứng với hai cửa vào điều hoà Pittông lò xo ép sát lên phía tạo đường lưu thông dầu từ cửa vào sang cửa Ngoài pittông chòu lực đàn hồi tác dụng lên Lực tuỳ thuộc vào mức tải ôtô Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 178 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh B Hình 8.37 - Cấu tạo điều hoà - Thanh đàn hồi truyền tín hiệu tải trọng; 2, - Đầu nối; - Pittông điều hoà; - Nắp; - ng chặn; - Phớt làm kín; - Bạc đỡ chặn; - Lò xo; 10 - Phớt làm kín; 11 - Thân điều hoà; 12 - Xi lanh bánh xe sau; 13 - Bàn đạp phanh; 14 - Xi lanh chính; 15 - Xi lanh bánh xe trước Thân điều hoà lắp cố đònh khung sàn ôtô, đầu đàn hồi lắp dầm cầu sau ôtô Khi mức tải thay đổi có nghóa độ võng tónh hệ thống treo sau thay đổi đàn hồi thay đổi lực tác dụng lên pittông Nguyên lý làm việc điều hoà mô tả sau: Giả sử mức tải đó, pittông bò đẩy lên lực căng lò xo đàn hồi Khi phần tán dầy đỉnh pittông tách khỏi phớt Khi tiến hành phanh, dầu từ xi lanh theo ống dẫn đến cửa vào qua khe a phần tán mỏng pittông sang cửa để dẫn đến xe lanh bánh xe sau Do có chênh lệch đường kính tán dầy phía D đường kính thân pittông d nên diện tích chòu áp suất phía lớn diện tích phía Vì giá trò áp suất đó, pittông chòu áp lực tổng cộng dầu tác dụng theo xu hướng đẩy pittông xuống để cân với lực đẩy lò xo Khi áp suất dầu hệ thống tăng dần lên đến giá trò áp lực tổng cộng dầu tác dụng lên pittông thắng sức căng lò xo đàn hồi làm pittông xuống Khi pittông xuống tán dầy đỉnh pittông với phớt giảm khe hở lưu thông dầu từ cửa vào sang cửa nên gây tổn thất áp suất Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 179 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh áp suất đầu điều hoà (tức áp suất xi lanh bánh xe sau) giảm lượng so với áp suất đầu vào (áp suất xi lanh bánh xe trước) Khi mức tải ôtô lớn lực từ đàn hồi tác dụng lên pittông lớn nên thời điểm làm việc điều hoà chậm 10 HỆ THỐNG PHANH CÓ BỘ CHỐNG HÃM CỨNG BÁNH XE (ABS) 10.1 Đặt vấn đề Ở mục 7.1 , phần hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực có điều hoà đưa điều kiện phanh có hiệu ổn đònh là: Lực cản cấu phanh < Lực cản lốp mặt đường (2) Và xác đònh lực cản lốp mặt đường (tức lực bám) phụ thuộc vào trọng lượng bám Gϕ hệ số bám ϕ Khi phanh, bánh xe bò bó cứng có nghóa hệ số trượt bánh xe với mặt đường 100% Khi hệ số trượt 100% hệ số bám dọc bánh xe với mặt đường giảm xuống thấp Ngoài bánh xe bò bó cứng tức hệ số trượt tăng hệ số bám ngang bánh xe với mặt đường bò giảm Điều dẫn đến không hiệu phanh giảm mà tính ổn đònh ôtô phanh giảm Có nghóa ôtô bò lệch hướng Kho¶ng lµm viƯc ABS : HƯ sè b¸m däc : HƯ sè b¸m ngang HƯ sè b¸m ngang HƯ sè b¸m däc chuyển động quay ngang Điều thể đồ thò hình 8.38 Hình 8.38 - Đồ thò quan hệ hệ số bám với hệ số trượt Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 180 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Qua đồ thò thấy hệ số trượt nằm khoảng từ 10%-30% cho hệ số bám dọc hệ số bám ngang lớn hệ số trượt tăng lên từ 30%-100% hệ số bám dọc hệ số bám ngang giảm mạnh Mục đích chống hãm cứng bánh xe trì hệ số trượt bánh xe với mặt đường phanh điều kiện nằm khoảng 10%-30% để bảo đảm hệ số bám dọc ngang cao Do bảo đảm hiệu phanh tính ổn đònh phanh cao 10.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS Ngoài cường hoá chân không xi lanh hệ thống phanh ABS có thêm phận sau: cảm biến tốc độ bánh xe, ABS-ECU, chấp hành ABS (hình 8.39) Hình 8.39 - Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh ABS Chức phận sau: - Cảm biến tốc độ bánh xe nhằm phát tốc độ góc bánh xe gửi tín hiệu đến ABS-ECU; Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 181 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh - ABS-ECU theo dõi tình trạng bánh xe cách tính tốc độ ôtô thay đổi tốc độ bánh xe từ tốc độ góc bánh xe Khi phanh ABS-ECU điều khiển chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho xi lanh bánh xe; - Bộ chấp hành ABS (cụm điều khiển thuỷ lực) hoạt động theo mệnh lệnh từ ECU để tăng, giảm hay giữ nguyên áp suất dầu cần thiết đảm bảo hệ số trượt tốt (10%-30%) tránh bó cứng bánh xe 10.3 Các phận ABS Các phận bố trí chung hệ thống phanh ABS hình 8.40 Và trình bày phần sơ đồ cấu tạo nguyên lý Dưới phân tích cấu tạo nguyên lý làm việc phận Hình 8.40 - Các phận hệ thống phanh ABS 12.3.1 Cảm biến tốc độ bánh xe * Cấu tạo: Cảm biến tốc độ bánh xe (trước sau) bao gồm nam châm vónh cửu gắn với lõi thép từ, lõi thép có cuộn dây tín hiệu Một rôto cảm biến dạng bánh xe răng, số lượng vấu bánh xe tuỳ thuộc vào kiểu xe Trên hình 8.41.a 8.41.b thể cấu tạo bố trí chung cảm biến tốc độ bánh xe Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 182 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh a c b d Hình 8.41 - Cấu tạo nguyên lý làm việc cảm biến tốc độ bánh xe * Nguyên lý làm việc: Sơ đồ nguyên lý hoạt động cảm biến tốc độ bánh xe hình 8.41.c Giữa lõi thép từ vấu rôto có khoảng cách A Khi rôto cảm biến gắn bánh xe ôtô quay làm cho mạch từ nam châm vónh cửu khép kín qua lõi thép cuộn dây thay đổi chiều giá trò Vì phát sinh cuộn dây sức điện động xoay chiều có đặc tính thể hình 8.41.c Tín hiệu điện áp gửi ABS-ECU để phân tích xác đònh trạng thái bánh xe ôtô phanh 10.3.2 Bộ chấp hành ABS Bộ chấp hành ABS có nhiệm vụ cấp hay ngắt dầu có áp suất từ xi lanh phanh đến xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu từ ABS-ECU để điều khiển tốc độ bánh xe ôtô phanh Có nhiều kiểu chấp hành ABS khác nhau, mô tả chấp hành ABS điển hình loại bốn van điện từ ba vò trí Cấu tạo chung hình dáng bên chấp hành ABS thể hình 8.42.a Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 183 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Hình 8.42.a - Cấu tạo chung chấp hành ABS Để dễ dàng nhận biết sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc chấp hành ABS, phân tích hình 8.42.b Bộ chấp hành ABS loại có hai van để điều khiển bánh xe trước bên phải bên trái cách độc lập với hai van lại điều khiển đồng thời bánh xe sau bên phải bên trái Vì hệ thống gọi hệ thống ba kênh Hình 8.42.b - Sơ đồ nguyên lý chấp hành ABS Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 184 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Hoạt động chấp hành ABS mô tả sau: * Khi phanh bình thường - ABS không hoạt động (hình 8.43): Khi phanh bình thường, tức lực cản cấu phanh nhỏ chưa có nguy làm bánh xe bò trượt, ABS không hoạt động ABS-ECU không gửi tín hiệu dòng điện đến cuộn dây van van ba vò trí bò ấn xuống lò xo hồi vò cửa "A" mở cửa "B" đóng Khi đạp phanh, áp suất dầu xi lanh phanh tăng dầu phanh từ cửa "A" đến cửa "C" van điện từ ba vò trí tới xi lanh bánh xe Dầu phanh không vào bơm van chiều số gắn mạch bơm Khi phanh, dầu phanh hồi từ xi lanh bánh xe xi lanh qua cửa "C" đến cửa "A" van chiều số van điện từ ba vò trí Hình 8.43 - Nguyên lý chấp hành ABS phanh bình thường Ở chế độ trạng thái chấp hành ABS tóm tắt bảng sau: Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 185 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Tên chi tiết Van điện từ ba vò trí Môtơ bơm Hoạt động Cửa "A" mở Cửa "B" đóng Không hoạt động * Khi phanh ngặt - ABS có hoạt động (hình 8.44): Khi phanh ngặt có bánh xe gần bò bó cứng chấp hành ABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xi lanh bánh xe theo tín hiệu từ ECU bánh xe không bò bó cứng Khi chấp hành ABS hoạt động chia thành ba chế độ sau: - Chế độ "giảm áp" (hình 8.44): Hình 8.44 - Nguyên lý chấp hành ABS - chế độ "giảm áp" Khi bánh xe gần bò bó cứng, ECU gửi dòng điện (5 A) đến cuộn dây van điện từ tạo lực từ mạnh Van ba vò trí chuyển động lên phía trên, cửa "A" đóng lại, cửa "B" mở Dầu phanh từ xi lanh bánh xe qua cửa "C" tới cửa "B" để chảy bình chứa Cùng lúc đó, môtơ bơm hoạt động nhờ tín hiệu từ ECU, dầu phanh bơm trả xi lanh phanh Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 186 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh từ bình chứa Mặt khác cửa "A" đóng ngăn không cho dầu phanh từ xi lanh vào van điện từ ba vò trí, van chiều số số Kết áp suất dầu xi lanh bánh xe giảm xuống làm lực cản cấu phanh giảm xuống ngăn không cho bánh xe bò bó cứng Mức độ giảm áp suất dầu điều chỉnh cách lặp lại chế độ "giảm áp" "giữ" Chế độ giảm áp tóm tắt bảng sau: Tên chi tiết Van điện từ ba vò trí Hoạt động Cửa "A" đóng Cửa "B" mở Môtơ bơm Hoạt động - Chế độ "giữ" (hình 8.45): Hình 8.45 - Nguyên lý chấp hành ABS - chế độ "giữ" Khi áp suất bên xi lanh bánh xe giảm hay tăng làm tốc độ bánh xe thay đổi, cảm biến tốc độ gửi tín hiệu báo tốc độ bánh xe đạt đến giá trò mong muốn Khi Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 187 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh ECU cấp dòng điện (2 A) đến cuộn dây van điện từ để giữ áp suất xi lanh bánh xe không đổi Khi dòng điện cấp cho cuộn dây van điện từ bò giảm từ A (ở chế độ giảm áp) xuống A (ở chế độ giữ), lực điện từ sinh cuộn dây giảm Kết van điện từ ba vò trí dòch chuyển xuống vò trí nhờ lực lò xo hồi vò làm đóng cửa "B" Chế độ giữ tóm tắt bảng sau: Tên chi tiết Van điện từ ba vò trí Hoạt động Cửa "A" đóng Cửa "B" đóng Môtơ bơm Hoạt động * Chế độ "tăng áp" (hình 8.46): Khi cần tăng áp suất xi lanh bánh xe để tạo lực phanh lớn, ECU ngắt dòng điện cấp cho van điện từ Vì cửa "A" van điện từ ba vò trí mở cửa "B" đóng Nó cho phép dầu xi lanh phanh qua cửa "C" van điện từ ba vò trí để đến xi lanh bánh xe Mức độ tăng áp suất dầu điều khiển nhờ lặp lại chế độ "tăng áp" "giữ" Hình 8.46 - Nguyên lý chấp hành ABS - chế độ "tăng áp" Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 188 Cấu tạo ô tô Chương – Hệ thống phanh Chế độ tăng áp tóm tắt bảng sau: Tên chi tiết Van điện từ ba vò trí Hoạt động Cửa "A" mở Cửa "B" đóng Môtơ bơm Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM Hoạt động 189 [...]... má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đóa phanh theo hướng ngược với lực của má phanh do pittông tác dụng Kết quả là đóa phanh được ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe được thực hiện Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 151 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống phanh 3.2.2 Cấu tạo của đóa phanh và má phanh Cấu tạo của đóa phanh và má phanh được chỉ ra trên hình 8.10 a b M¸ phanh M¸ phanh. .. của cơ cấu phanh dừng Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 156 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống phanh 5 DẪN ĐỘNG PHANH CHÍNH BẰNG THUỶ LỰC 5.1 Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực được thể hiện trên hình 8.17 Hình 8.17 - Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: Bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh) , các... §Ưm m¸ phanh §Ưm m¸ phanh c d Hình 8.10 - Cấu tạo của đóa phanh và má phanh * Cấu tạo đóa phanh: Đóa phanh thường được chế tạo liền với moa bánh xe Có hai loại đóa phanh: Đóa phanh đặc (hình 8.10.a) và đóa phanh có lỗ rỗng (hình 8.10.b) Đóa phanh có lỗ rỗng, do diện tích tiếp xúc với không khí nhiều hơn nên khả năng thoát nhiệt tốt hơn so với đóa phanh đặc * Cấu tạo má phanh: Má phanh của cơ cấu phanh. .. khoa TPHCM 153 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống phanh - Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số - Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay Sơ đồ bố trí chung của phanh dừng được mô tả trên... của dẫn động phanh bằng thuỷ lực 6 DẪN ĐỘNG THUỶ LỰC HAI DÒNG CÓ CƯỜNG HOÁ CHÂN KHÔNG 6.1 Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực hai dòng có cường hoá chân không được mô tả trên hình 8.23 Hình 8.23 - Cấu tạo của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực hai dòng có cường hoá chân không Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 161 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống phanh Hệ thống bao... phanh 29 trở về vò trí ban đầu Lúc đó cam ép trở về vò trí trung gian, các guốc phanh được lò xo co lại tạo khe hở giữa má phanh và trống phanh, trống phanh được quay tự do 4. 2 Phanh dừng bố trí ở các bánh xe phía sau Trên một số ôtô, nhất là đối với ôtô du lòch người ta sử dụng cơ cấu phanh ở các bánh xe phía sau làm phanh dừng Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 155 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống. .. của guốc phanh bên trái Thông qua thanh nối 2 mà lực kéo ở đầu dây cáp 3 sẽ chuyển thành lực đẩy từ chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo vào điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải Do đó hai guốc phanh được bung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng... Gi¸ ®ì Chèt §Üa phanh a M¸ phanh Pitt«ng b Hình 8.12 - Cấu tạo của cơ cấu phanh đóa với giá đỡ di động 4 PHANH DỪNG Phanh dừng được dùng để dừng xe (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên không di chuyển trên các loại đường khác nhau Về cấu tạo, phanh dừng cũng bao gồm hai bộ phận chính là cơ cấu phanh và dẫn động phanh Bộ môn Ô... 8.19 - Dẫn động thuỷ lực một dòng 1 - Bàn đạp phanh; 2 - Xi lanh chính; 3 - Xi lanh bánh xe; 4 - Guốc phanh; 5 - Ống dẫn Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 158 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống phanh Cấu tạo chung của hệ thống dẫn động một dòng bao gồm: - Bàn đạp phanh; - Xi lanh chính; - Xi lanh bánh xe; - Cơ cấu phanh; - Các ống dẫn dầu Phần cơ cấu phanh đã được xem xét ở mục 1 nên trong phần này... guốc phanh bung ra ép sát vào trống phanh, thực hiện phanh các bánh xe - Khi nhả phanh: Khi nhả phanh, người lái nhấc chân khỏi bàn đạp phanh Dưới tác dụng của lò xo hồi vò, ty đẩy pittông dòch chuyển sang trái trở về vò trí ban đầu Dưới tác dụng của lò xo cơ cấu phanh, hai guốc phanh được kéo trở lại ép hai pittông đẩy dầu ở Bộ môn Ô tô – Đại học Bách khoa TPHCM 160 Cấu tạo ô tô Chương 3 – Hệ thống phanh