ĐỀ TÀI VIẾT CHUYÊN đề về hệ THỐNG PHANH hơi TRÊN XE TẢI đầu KÉO

Một van phân phối khí: khi tác động vào bàn đạp phanh, van này sẽ hoạt động và phân phối khí nén từ bình chứa khí nén tới các bầu phanh ở các bánh xe.. Máy nén khí và van điều áp

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT LÝ TỰ TRỌNG

KHOA ĐỘNG LỰC LỚP: 13TC-Ô2

ĐỀ TÀI: VIẾT CHUYÊN ĐỀ VỀ HỆ THỐNG

PHANH HƠI TRÊN XE TẢI ĐẦU KÉO

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Hữu Mạnh Sinh viên thự hiện: Phan Toàn

Lưu Tấn Minh Nguyễn Minh Tuấn Bùi Ngọc Liền

TPHCM, Ngày 15 Tháng 12 Năm 201

LỜI MỞ ĐẦU

Sản xuất ô tô trên thế giới ngày nay tăng vượt bậc, ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hành khách và hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời

đã trở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển Ở nước

ta, số ô tô tư nhân cũng đang phát triển cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế, mật độ ô

tô lưu thông trên đường ngày càng cao

Do mật độ ôtô trên đường ngày càng lớn và tốc độ chuyển động ngày càng cao cho nên vấn đề tai nạn giao thông trên đường là vấn đề cấp thiết luôn phải quan tâm Theo thống

kê thì trong tai nạn giao thông đường bộ 60 ÷ 70 % do con người gây ra 10 ÷ 15 % do hư hỏng máy móc, trục trặc kỹ thuật và 20 ÷ 30% là do đường sá quá xấu Trong nguyên nhân do hư hỏng máy móc, trục trặc về kỹ thuật thì theo thống kê cho thấy tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn (52 ÷ 75%)

Cũng vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kếchế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ, tăng độ tin cậylàm việc với mục đích đảm bảo an toàn chuyển động và tăng hiệu quả vận chuyển của ôtô

tải Ðó là lý do em chọn đề tài “Viết Chuyên Đề Về Hệ Thống Phanh Hơi Trên Xe Tải

Đầu Kéo Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạt

động của các chi tiết trong hệ thống phanh Em hy vọng đề tài này sẽ giúp người sử dụnghiểu sâu hơn về kết cấu, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh hơi xe tải đầu kéo

NỘI DUNG

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH HƠI TRÊN XE TẢI ĐẦU KÉO I.Công dụng

- Làm giảm tốc độ của ôtô hoặc làm dừng hẳn sự chuyển động của ôtô

- Giữ cố định xe trong thời gian dừng

- Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất vì nóđảm bảo cho ôtô chuyển động an toàn ở chế độ cao, cho phép người lái có thể điềuchỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm

- Theo bộ phận tiến hành phanh, cơ cấu phanh còn chia ra phanh guốc, phanh dải vàphanh đĩa Phanh dải được sử dụng ở cơ cấu phanh phụ (phanh tay)

- Theo loại bộ phận quay, cơ cấu phanh còn chia ra loại trống và đĩa Phanh đĩa cònchia ra một hoặc nhiều đĩa tùy theo số lượng đĩa quay

III Yêu cầu

 Hệ thống phanh phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.Muốn có quãng đường ngắn nhấ thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại

- Phanh êm dịu trong bất kỳ mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khiphanh.

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạn hay đòn điều khiển khônglớn

- Thời gian nhạy cảm bé, nghĩa là truyền động phanh có độ nhạy cảm lớn

- Phân bố momen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hòan toàntrọng lượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào

- Không có hiện tượng tự siết phanh khi ô tô chuyển động tịnh tiến hoặc quay vòng

- Giữ tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển vớ lực phanh trên bánhxe

- Có khả năng phanh khi đứng trong thời gian dài

- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnhhưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh, phải dễ dàng điều chỉnh thaythế chi tiết hỏng

CHƯƠNG II:

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH HƠI

I Các bộ phận của một hệ thống phanh hơi

Một hệ thống phanh hơi cơ bản có khả năng làm cho xe dừng chuyển động phải cónăm bộ phận chính sau:

1 Máy nén không khí: bơm và nén không khí, với một bộ điều chỉnh để điều chỉnh

áp suất của không khí

2 Bình chứa để lưu trữ không khí nén

3 Một van phân phối khí: khi tác động vào bàn đạp phanh, van này sẽ hoạt động

và phân phối khí nén từ bình chứa khí nén tới các bầu phanh ở các bánh xe Khi thôiphanh, van sẽ xả khí nén từ các bầu phanh bánh xe ra bên ngoài

4 Bầu phanh chuyển lực do khí nén gây ra đến cơ cấu thanh

5 Bố phanh và trống phanh để tạo ra ma sát theo yêu cầu để hãm bánh xe lại

Hình 1.6 Các bộ phận của một hệ thống phanh hơi cơ bản

1 Máy nén khí và van điều áp

Khí nén được dùng để truyền lực trong hệ thống phanh hơi Nguồn khí nén đượctạo ra từ máy nén khí Máy nén khí được thiết kế để bơm không khí vào bình chứa, kếtquả là không khí được tăng áp trong bình chứa

Máy nén được dẫn động nhờ động cơ của xe, thông qua dây đai và puly hoặc bằngtrục và bánh răng Trên xe mà máy nén được dẫn động bằng dây đai, nên thường xuyênkiểm tình trạng và lực căng của dây đay Đồng thời, kiểm tra giá bệ cũng như độ lỏngbulong bắt máy nén với động cơ

Máy nén khí luôn chuyển động cùng với động cơ Hễ khi nào động cơ hoạt độngthì máy nén khí cũng hoạt động theo Khi nào áp suất của hệ thống đầy đủ, từ thấp nhất

là 80psi đến cao nhất là 135psi, thì không cần máy nén bơm không khí nữa Van điều áp

sẽ điều chỉnh áp suất nhỏ nhất và lớn nhất trong hệ thống khi máy nén bơm không khí.Điều này được thực hiện dựa vào giai đoạn tải hoặc không tải của máy nén Đa số máynén khí có hai piston giống nhau chuyển động trong xylanh Khi áp suất khí của hệthống đạt cực đại, khoảng 115 đến 135psi, thì van điều áp sẽ đặt máy nén vào giai đoạnkhông tải Máy nén phải có khả năng làm cho áp suất khí trong bình chứa từ 50 đến90psi trong khoảng 3 phút Nếu không làm được điều đó thì máy nén cần được bãodưỡng Hư hỏng này thường là do bộ lọc khí bị tắt nghẽn hoặc do dây đai bị trượt, nếukhông phải do các lỗi trên thì máy nén có thể đã bị hư hỏng

Hình 1.7 Van điều chỉnh áp suất trong bình chứa khí nén

Việc đặt máy nén ở chế độ không tải được thực hiện nhờ hướng áp suất không khítừ van hút của máy nén, giữ cho van này mở, cho khí đã được nén trở lại và về phíatrước giữa hai xylanh, thay chỗ cho không khí nén Khi áp suất trong hệ thống giảm,van hút đóng lại, máy nén trở lại trạng thái tải Van điều áp đặt máy nén ở trạng thái tảivới áp suất không thấp hơn 80psi Trong suốt kỳ không tải, máy nén có thể được làmmát

Hình 1.8 Máy nén khí ở giai đoạn không tải

Máy nén khí thường được bôi trơn từ hệ thống bôi trơn của động cơ Mặc dù một

số máy nén tự bôi trơn và yêu cầu kiểm tra đúng mức dầu bôi trơn Điều này rất quan

trọng để không khí đi vào được sạch Đầu tiên không khí phải đi qua bộ lọc để tách cáchạt bụi Lọc khí phải được làm được làm sạch kỹ Nếu lọc bẩn sẽ hạn chế dòng khí đivào máy nén, giảm hiệu suất máy nén Một số xe, máy nén có cửa nạp được nối với ốnggóp hút và nhận khí đã được lọc từ bộ lọc khí của động cơ.

Piston của máy nén khí hoạt động theo nguyên lý nạp và nén giống như các kỳ củađộng cơ đốt trong

- Kỳ nạp: kỳ đi xuống của piston tạo ra độ chân không trong xylanh làm cho vanhút mở ra, hút khí trời vào trong xylanh

Hình 1.9 Kỳ nạp của máy nén khí

- Kỳ nén: piston đi lên nén khí trong xylanh Áp suất tăng lên không thể thoát raqua van hút (do khí nén đã đóng van hút lại) Khi piston gần đến điểm chếttrên, không khí bị nén được đẩy qua van xả đi đến bình chứa

Hình 1.10 Kỳ nén của máy nén khí

2 Bình chứa khí nén

Bình chứa dùng để dữ trữ khí nén Số bình chứa và kích thước bình chứa trên xe sẽphụ thuộc vào số lượng và kích thước của bầu phanh, theo cùng với hình dạng củaphanh tay Phanh hơi trên xe dùng nhiều bình chứa, để có thể tích khí nén được dữ trữlớn

- Bình chứa thứ nhất đặt sau máy nén để chứa khí nén còn ẩm nên được gọi là bìnhchứa ẩm

- Các bình chứa khác được biết như bình chứa cấp một và bình chứa cấp hai haybình chứa khí nén khô

Khí nén có nhiệt độ cao Khí nén được làm mát trong bình chứa, hình thành hơinước ngưng tụ Nước trong bình chứa ẩm là do ngưng tụ từ không khí nén còn ẩm đivào Nếu dầu bôi trơn máy nén bị rò rỉ và hòa trộn với không khí ẩm, sau một thời giantích tụ sẽ tạo thành một lớp bùn dưới đáy bình chứa Nếu để lâu, chất bùn này (gồmnước và dầu) sẽ đi vào hệ thống phanh, có thể làm hỏng các van và bộ phận khác

Bình chứa được trang bị một van xả, để xả nước và bùn bẩn ra ngoài Đối với bìnhchứa có nhiều khoang thì mỗi khoang có một van xả riêng Một vài bình chứa trang bịvan xả tự động, các van này sẽ tự động xả hơi ẩm trong bình khi cần thiết.

Nếu van an toàn phải điều chỉnh áp suất, thì máy nén và van điều áp đòi hỏi phảiđiều chỉnh, bão dưỡng hoặc sữa chửa lại.

Hình 1.13.Van an toàn

5 Van phân phối khí hay van chân

Van chân hoạt động nghĩa là dùng khí nén để phanh xe Khoảng cách bàn đạp để

ấn van chân xuống là do người lái xe quyết định, từ đó áp lực khí được sử dụng, nhưng

áp suất được dùng lớn nhất sẽ không lớn hơn áp suất khí nén trong bình chứa Nhả bànđạp van chân cũng là nhả phanh

Hình 1.13 Van phân phối khí

Nguyên lý hoạt động của van phân phối (hình 1.14)

Hình 1.14 Cấu tạo van bàn chân.

Lúc đầu khi chưa đạp phanh, các lò xo 1 , 2 ,3 ở trạng thái bình thường không bị nén, khoang A ngăn cách với khoang B.Khi đó khí nén từ bình chứa đến và chỉ chờ sẵn

ở khoang A

Khi người lái đạp bàn đạp phanh, thông qua cơ cấu truyền động lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ làm các lò xo 1 , 2 , 3 nén lại.Ống chụp sẽ được đẩy đi lên làm cho piston 2 cũng đi lên, khi piston 2 tiếp xúc piston 1sẽ làm che kín phần rỗng của piston, tiếp tục sẽ làm cho piston 1 đi lên Khi đó khoang A thông với khoang B, khí nén từ bình chứa chờ sẵn ở khoang A sẽ qua khoang B và đi đến các bầu phanh

Như vậy, khi người lái dùng phanh, bằng cách đạp bàn đạp phanh, van phân phối

sẽ tự động duy trì tác dụng của áp lực khí, người lái không phải điều chỉnh lực của chânlên bàn đạp phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, các lò xo 1, 2, 3 không còn chịu lực tác dụng nữa sẽ đẩycác piston trở về trạng thái ban đầu, khi đó khoang A lại ngăn cách với khoang B, khínén từ các bầu phanh trả về sẽ theo phần rỗng của piston đi ra ngoài khí trời Đây làđiểm khác nhau giữa phanh hơi và phanh thủy lực

Hình1.15.Van phân phối một cấp.

* Giới thiệu về van phân phối kép.

Hình 1.16: Van làm việc cho 1 cấp Hình 1.17 Van đang mở (kép).

Hình1.18 Van đang đóng, xả khí.

6 Bầu phanh, đòn quay cam phanh và bố phanh

6.1 Bầu phanh và đòn quay cam phanh

Bầu phanh là một bình chứa hình tròn, bên trong ở giữa được chia thành haikhoang bởi màng ngăn dẻo

Áp lực khí đẩy áp vào màng ngăn làm màng ngăn di chuyển, tạo nên lực đẩy thanhdẫn ở bên ngoài, thanh dẫn đẩy đòn quay cam phanh quay sinh ra momen quay Lựcgây ra momen này phụ thuộc vào áp lực khí nén và diện tích màng ngăn Nếu xảy rahiện tượng rò rỉ trên màng ngăn, khí bị thoát ra, làm giảm hiệu suất của bầu phanh Nếumàng ngăn bị thủng hoàn toàn thì bầu phanh trở nên vô tác dụng

(a) Không phanh

(b) Khi phanh Hình 1.14 Bầu phanh và đòn quay cam phanh

Bầu phanh ở bánh xe trước thường nhỏ hơn các bầu phanh ở bánh xe sau vì cầutrước chịu tải ít hơn Bầu phanh thường được lắp trên cầu, gần bánh xe để trang bị chophanh Áp lực khí được cung cấp qua cửa vào Khí nén đẩy áp vào màng ngăn và cầndẫn Cần dẫn thì được nối với đòn quay qua tay nạn chữ U Các liên kết này sẽ truyền

lực từ bầu phanh thành momen lực đến cam phanh chữ S Khi khí được xả ra, lò xo hồivị kéo màng ngăn và thanh dẫn về vị trí không phanh.

Đòn quay điều chỉnh khe hở trong mối liên kết giữa thanh dẫn và guốc phanh.Xuất hiện khe hở này là do bố phanh bị mòn Nếu khe hở lớn giới hạn thì hiệu quảphanh bị giảm và thời gian tác dụng phanh sẽ tăng Nếu khe hở quá lớn thì màng ngănkhi phanh hết cỡ sẽ ở vị trí cuối đáy của bầu phanh, thì phanh sẽ không có hiệu quả.Ảnh minh họa dưới đây (hình 1.15) là hai loại đòn quay cơ khí phổ biến nhất, điềuchỉnh bằng cơ cấu bánh vít và trục vít

Ở đòn quay cơ khí, bulong vít điều chỉnh xoay cho đến khi bố phanh tiếp xúc vớitrống phanh và được hớt lưng, thường là ½ đến ¼ vòng quay Một thiết bị khóa, có thể

là đệm lò xo chịu tải qua đầu bulong điều chỉnh, nó phải được hạ xuống khi chìa khóaxiết qua đầu bulong Lúc này đòn quay ở vị trí khóa (hình 1.15 b)

Hoặc có thể sử dụng bi trong van một chiều lò xo tải để khóa sự điều chỉnh, nóphải được dịch chuyển để làm bất cứ sự điều chỉnh nào Cơ cấu này được biết như là biđiều chỉnh khe hở lõm (hình 1.15.a)

Hình 1.15 Đòn quay cơ khí

6.2 Đòn quay tự động

Hình 1.16 Đòn quay tự động

Một số hệ thống phanh hơi có đòn quay tự động, nó điều chỉnh một cách tự động

để bù vào phần bố phanh bị mòn, giữ cho khe hở giữa má phanh và trống phanh luôn ởmức cho phép Đòn quay tự động phải được kiểm tra thường xuyên để chắc chắn rằngkhe hở vẫn đang được giữ đúng

Có sự khác nhau giữa kiểu và dạng mẫu của đòn quay tự động trong sử dụng Đầutiên là sự khác nhau giữa cảm biến độ dịch chuyển hoặc cảm biến độ hở Bộ điều chỉnhcảm biến độ dịch chuyển sẽ điều chỉnh khe hở khi nó nhận biết độ dịch chuyển vượt giátrị được thiết lập trong nó Bộ điều chỉnh cảm biến độ hở sẽ điều chỉnh khi chính khe hởgiữa trống phanh và guốc phanh không được duy trì nữa

Hình 9.4 Bố thắng tán đinh vít

 Bố tán rivet : Rivet bằng đồng thau hoặc nhôm làm loe hai đầu gắn chặt vào bố

và guốc phanh

 Bố dán : Bố được dán vào guốc bằng keo chuyên dùng chịu nhiệt

 Bố bắt bulong : Bố được khoan lỗ và bắt bulong vào guốc phanh ( dùng cho tảinặng )

Khi nhiệt độ của trống phanh tăng cao thì độ mòn của bố phanh cũng như là sựgiảm hiệu quả phanh cũng tăng Đồng thời bố phanh cũng mất tác dụng khi quá nhiệt.Hoạt động xoắn của trục cam phanh và cam chữ S đẩy guốc phanh và bố phanh ápvào trống phanh Bố phanh phát sinh nhiệt do ma sát với bề mặt trống phanh

Chiều dày của trống phanh xác định lượng nhiệt mà nó hấp thụ và tán xạ ra môitrường Trống phanh bị mòn mỏng quá sẽ tích nhiệt rất nhanh Chất lượng phanh khôngtin cậy được và nguy hiểm là kết quả của sự cong vênh trống phanh, bố phanh bị mòn,dính dầu bôi trơn hoặc chất bẩn trên bố phanh

Phanh nêm

Đây là một mẫu khác của cụm phanh sử dụng trên một vài cơ cấu phanh hơi đượctrang bị trên xe Thanh dẫn bầu phanh hoạt động đẩy đầu hình nêm của thanh dẫn vàogiữa hai con lăn của guốc phanh, ép bố phanh vào trống phanh

Hình 1.18 Phanh nêm bầu phanh đơn

Xe có thể trang bị bầu phanh đơn hoặc đôi trên cùng một bánh xe, tùy thuộc vàokiểu và kích cỡ của xe

Hình 1.19 Bầu phanh đơn (a) và bầu phanh đôi (b)

8 Những chi tiết phụ của hệ thống phanh cơ bản

8.1 Van một chiều

Trong sơ đồ hình 3.1, có hai bình chứa (5) (10) Để cản trở không khí chảy

ngược trong hệ thống về phía máy nén( không tải, tốc độ thấp), van một chiều (7)

(hình 3.1) được lắp giữa bình chứa Van này cho phép không khí chỉ chảy theo

một chiều Van chịu tải bằng lò xo.

Khí nén bên trong thắng lực lò xo làm nâng bi hay đĩa Không khí được thông qua đi vào bình chứa Khi áp suất trong bình chứa đủ lớn hơn máy nén, lò

xo cùng với viên bi đóng lại nhờ khí trong bình chứa Ngăn ngừa khí chảy ngược

về máy nén.