Khảo sát hệ thống phanh khí nén trên xe ôtô tải N3

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển đượcđúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuậngiữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điề

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Trên thế giới ngày nay, công nghiệp ô tô ngày càng phát triển vượt bậc Ôtô

đã dần trở thành phương tiện vận chuyển hành khách và hàng hóa quan trọng cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời là phương tiện giao thông phổ biếnnhất ở các nước có nền kinh tế phát triển

Nhưng cùng với sự phát triển đó, tai nạn giao thông (TNGT) ngày càng gia tăng Đối với ô tô, nguyên nhân xảy ra tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớnnhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên Chính vì thế mà hiện nay hệ thống phanh ngày càng được cải tiến, tiêu chuẩn về thiết kế chế tạo và sử dụng hệ thống phanh ngày càng nghiêm ngặt và chặt chẽ

Đề tài của em được giao là: “Khảo sát hệ thống phanh khí nén trên xe ôtô tảiN3”

Sau 3 tháng thực hiện đồ án tại bộ môn dưới sự hướng dẫn của thầy NguyễnVăn Hiển cùng sự giúp đỡ của các thầy trong bộ môn em đã hoàn thành đồ ánchuyên nghành của mình Do thời gian có hạn, trong quá trình làm đồ án emkhông thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đónggóp, bổ sung của các thầy và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Nguyễn Trọng Bắc

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.Công dụng, yêu cầu và phân loại

1.1 Công dụng

 Hệ thống phanh ô tô được dùng để giảm tốc độ của ô tô máy kéocho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó, nghĩa là điều khiểntốc độ ô tô theo chiều giảm Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho

ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hoặc trên các mặtđường ngang với thời gian không hạn chế Với các máy kéo xích, hệ thốngphanh còn phối hợp với bộ phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụ điềukhiển và quay vòng máy kéo

 Ðối với ô tô, hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng vì nóđảm bảo cho ô tô - máy kéo chuyển động an toàn trong mọi chế độ làm việc vànhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suấtvận chuyển của xe

1.2.Yêu cầu

Hệ thống phanh chính cần đảm bảo các yêu cầu chính sau :

 Ðảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo khi phanh

 Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hayđòn điều khiển phải nhỏ

 Giữ cho ô tô - máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế

 Làm việc bền vững, tin cậy

 Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trongtrường hợp nguy hiểm

 Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi

 Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳngđứng và khi quay vòng.

 Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trongmọi điều kiện sử dụng

 Có khả năng thoát nhiệt tốt

 Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọitrường hợp, hệ thống phanh của ôtô - máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu baloại phanh, là :

♦ Phanh làm việc : Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ởtất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còngọi là phanh chân

♦ Phanh dự trữ : Dùng để phanh ô tô - máy kéo trong trường hợp phanhchính bị hỏng

♦ Phanh dừng : Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ ô tô - máy kéo đứng yêntại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiểnbằng tay nên gọi là phanh tay

♦ Phanh chậm dần : Trên các ô tô tải trọng lớn như xe tải có trọng lượngtoàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn bô lớn hơn 5 tấn hoặc xelàm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, cònphải có phanh thứ tư là phanh chậm dần Phanh chậm dần được dùng để phanhliên tục, giữ cho tốc độ ô tô - máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khixuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của ô tô - máy kéo trước khi dừng hẳn.Các loại phanh dùng trên có thể có bộ phận chung và kiểm nghiệm chứcnăng của nhau Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập

Để có hiệu quả phanh cao:

 Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

 Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng đượctoàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh trên các bánh

xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng

 Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫnđộng khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọnglượng toàn bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng người ta sử dụng hai chỉ tiêuchính là Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùngcác chỉ tiêu khác như Lực phanh hay thời gian phanh

Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng dưới

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia haytừng hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như Nguồn gốc vàchủng loại ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểmtra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra

Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ô

tô lưu hành trên đường- Do Bộ giao thông Vận tải Việt Nam quy định năm1995

Stt Chủng loại ô tô

Quãng đườngphanh

Sp [ m ] (≤ )

Gia tốc chậmdần ổn định

Jp [ m/s ] ( ≥ )

1

Ô tô du lịch và các loại ô tô

khác thiết kế trên cơ sở ô tô du

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng trên được cho ứng với chế độ thử :

Ô tô không tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang

Vận tốc bắt đầu phanh là 30 [ Km/h ] ( 8,33 [ m/s ] )

Do yêu cầu về tốc độ ô tô ngày càng tăng, cho nên có xu hướng tăng vậntốc thử phanh để cho phép lưu hành trên đường Tuy vậy thử phanh ở tốc

độ cao là rất nguy hiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có nhữngbãi thử chuyên dùng Vì thế ở nước ta vẫn đang áp dụng tốc độ thử phanh

là 30 [ Km/h ]

Số liệu cho ở bảng 1-1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm chophép ô tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động Đối vớicác cơ sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩnnghiêm ngặt hơn

Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )

Chủng loại ô tô

Tốc độtrướckhiphanh

Vo[Km/h]

Lực tácdụng lênbàn đạp

Pbđ [ N ](≤ )

Dạngthử Quãngđường

phanh

Sp [ m ](≤ )

Gia tốcchậm dần

ổn định

Jp [ m/g ](≥ )

43,254,057,5

7,05,45,0

2 Ô tô buýt > 8 chỗ

ngồi và trọng lượng

toàn bộ ≤ 5 tấn 60 700

OIII

25,832,334,3

7,05,34,9

3 Ô tô buýt với trọng

lượng toàn bộ > 5

OIII

32,140,142,7

6,04,54,1

4 Ô tô tải với trọng

lượng toàn bộ < 3,5

OIII

44,856,059,6

5,54,13,8

5 Ô tô tải với trọng

lượng toàn bộ từ

3,5 tấn ÷ 12 tấn 50 700

OIII

25,031,333,3

5,54,03,7

6 Ô tô tải với trọng

lượng > 12 tấn

OIII

17,221,522,9

5,54,03,6

26,533,1

5,54,0

5,53,93,6

Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ

( tiêu chuẩn Liên Xô cũ )

Stt Chủng loại ô tô Tốc độ

trướckhi thử

Vo[Km/h]

Lực tác dụng lênbàn đạp Pbđ [ N ] (≤ )

Quãngđườngphanh

Sp [ m ] (≤ )

Gia tốcchậm dần

ổn định

Jp [ m/s2 ] (≥ )

Tayđòn

6 Ô tô tải với trọng

Thử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấuphanh đã làm việc nóng lên Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:

Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên

Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh

Thử " II ": Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô tô, máy kéo chuyểnđộng xuống dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiệncác chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [m/s2] đốivới ô tô khách và 2,8 [ m/s2 ] đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lựcphanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra Khi thử ( theo cảhai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc ) phanhdừng cần phải giữ được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi

hệ thống truyền lực, đứng yên trên dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô - máy kéo, khichuyển động xuống các dốc dài 6 [ Km ], độ dốc 7 %, tốc độ không vượtquá 30±2 [ Km/h ] ( 8,33±0,6 [ m/s ]), mà không cần sử dụng các hệ thốngphanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc của ô tô, máy kéo thườngđạt khoảng 0,6÷2,0 [ m/s2 ]

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển đượcđúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuậngiữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ởbánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô, máy kéo khi phanh, sựphân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn cácđiều kiện chính sau:

Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến củamặt đường tác dụng lên chúng

Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằngnhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớnnhất

Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì:Các bánh xe trước trượt trước sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển Cácbánh xe sau trượt trước sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định Ngoài ra các bánh

xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô, máy kéo hiện đại, người ta sử dụngcác bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe(Antilook Braking System - ABS )

Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớnnhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tươngứng của chúng Giá trị quy định của chúng được cho dưới bảng

Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển vàhành trình tương ứng của chúng đối với hệ thống phanh ô tô

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )

1.3 Phân loại

Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của cácbánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh đểdẫn động cơ cấu phanh

Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực,

Phương

pháp điều

khiển

Hệ thốngphanh

Chủng loại

ô tô

Pbđ max [ N ]

Sbđ max[ mm ]Bằng bàn

đạp

Làm việc,

dự trữ vàphanhdừng

Du lịchVận tải vàkhách

500700

150180

Bằng tay

đòn

Dự trữ vàdừng

Du lịchVận tải vàkhách

400600

160220

Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra:

Phanh đĩa: Theo số lượng đĩa quay còn chia ra :Một đĩa quay và nhiều đĩaquay

Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng

và phanh không cân bằng

Phanh dãi

(a) (b) (c)

Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.

a- Phanh trống- Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dải

Theo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực (phanhdầu), phanh khí nén (phanh hơi), phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp cácloại khác nhau)

Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ởmột số ô tô trước đây Nhược điểm của loại phanh này là đối với phanh chân,lực tác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều khiển nặng nề, nênhiện nay ít sử dụng Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn

và hổ trợ cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện nay nó vẫnđược sử dụng phổ biến trên ô tô

Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ô tô du lịch và

Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đoàn ô tô, ô tô kéo nhiềurơmoóc.

Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô

có tải trọng lớn và rất lớn

2 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Ðể thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấuchính sau

Cơ cấu phanh : Là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản Trong quá trình phanhđộng năng của ôtô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêután ra môi trường bên ngoài

Dẫn động phanh : Ðể điều khiển cơ cấu phanh

2.1 Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là một bộ phận trực tiếp tạo ra lực phanh cũng chính là lực cản,trong quá trình phanh khi ô tô chuyển động, động năng của ô tô sẽ được biếnthành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường

Cơ cấu phanh trên ô tô chủ yếu làm việc theo nguyên lý ma sát Do vậy kếtcấu của nó gồm có hai phần chính: cơ cấu ép và phần tử ma sát Bên cạnh đócòn có thêm các phần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa má phanh vàtrống phanh của loại phanh trống - guốc, bộ phận xả khí của phanh dẫn độngthủy lực

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - Guốc, Đĩa hay Dải.Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt

Kết cấu cơ cấu phanh trên ô tô có đặc trưng tùy thuộc bởi vị trí đặt nó ở bánh

xe hoặc ở truyền lực, bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến phanh

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại trống - guốc và gần đây sử dụngnhiều loại đĩa ở các bánh xe trước

2.1.1 Loại trống - guốc

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:

+ Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe

+ Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh).+ Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và định

vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh

+ Cơ cấu ép: Khi phanh cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động,

sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh,tạo ra lực ma sát để phanh bánh xe lại

cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,2÷0,4)mm để cho phanh nhảđược hoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tănghành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêuthụ không khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng, Để tránh những hậu quả xấu

đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh

Có hai phương pháp để điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động

2.1.2 Loại đĩa

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch

Phanh đĩa có các loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay vàvòng ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hayghép hai kim loại khác nhau

Hình 1- 2 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa

Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau:

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ítphải điều chỉnh

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ (0,05÷0,15)mm nên rất nhạy, giảmđược thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá trịcủa chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiệnbiến dạng của kết cấu Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí trongbánh xe

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩa quay

Tuy vậy phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ôxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước

- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nênkhi động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó sử dụngchúng để kết hợp làm phanh dừng

2.1.3 Loại dải

Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích Vì nó dùng phốihợp với ly hợp chuyển hướng tạo được một kết nối rất đơn giản và gọn

Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối đầu dải phanh và do

đó khác nhau ở hiệu quả phanh

Hình 1-3 Sơ đồ các loại phanh dải.

a- Phanh dải đơn giản không tự siết; b- Phanh dải tự siết một chiều;

Phanh dải đơn giản không tự siết: Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải phanhđược rút lên siết vào trống phanh Ưu điểm của loại này là phanh êm dịu, hiệuquả phanh không phụ thuộc chiều quay Nhược điểm là hiệu quả phanh khôngcao.

Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định nênhiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần Tuy vậykhi phanh thường dễ bị giật, không êm

Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thìhiệu quả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết

Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết,nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay

Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề mặt masát phân bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kínhtác dụng lên trục lớn

2.2 Dẫn động phanh

Các loại dẫn động phanh:

Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điều khiển cơ cấu phanh

Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: cơ khí, chất lỏngthủy lực và khí nén Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vìhiệu suất thấp (η=0,4÷0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Nênđối với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫnđộng là: thủy lực và khí nén

Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như hànhtrình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở mômen phanh cần sinh ra vàcác thông số dẫn động phanh

Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ô tô vậntải có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xylanh phanh chính,

bộ trợ lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe

Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ô tô vận tải có tải trọng cỡtrung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: máy nén khí, van điều chỉnh ápsuất, bình chứa, van phân phối, bầu phanh

Các sơ đồ phân dòng chính:

Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có

ít là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì cácdòng còn lại vẫn được ô tô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nayphổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 2.7

Để phân chia các dòng có thể sử dung bộ phận điều khiển kép, như: van khí nénhai khoang, xi lanh chính kép hay bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòngphải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Mức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 1.4a) Đây là sơ đồphân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanhcầu trước

Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảmbảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó Tuy vậy khi dùng sơ đồ b

và d, lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu mộttrong hai dòng bị hỏng Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái( dùng cánh tay đòn âm)

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng củng phức tạp nhất

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn độngphanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp vàhành trình của nó

- Thời gian chậm tác dung khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhảphanh không được lớn hơn 1,2s

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phảicòn tối thiểu là 50%

- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại

Hình 1-4 Các sơ đồ phân dòng

b)

2.2.1 Dẫn động thủy lực

a Ưu, nhược điểm:

Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫnđộng chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh

- Hiệu suất cao

- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp

- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơcấu phanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực:

- Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn độngkhông làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợlực để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp

- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rungđộng và mômen phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên cơ cấu phanh là

áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực

Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

Hình 1-5 Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp.

1,7- Xylanh bánh xe; 3,4- Piston trong xylanh chính;

2,8- Đường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5- Xylanh chính; 6- Bàn đạpphanh

Dẫn động tác động gián tiếp:

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trongđường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệuquả trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn vàchỉ thích hợp với các xe có động cơ xăng cao tốc

Hiện nay, bộ trợ lực chân không có nhiều dạng và sơ đồ kết cấu khác nhau.Tuy vậy tất cả chúng đều có chung một nguyên lý làm việc và luôn luôn phải có

ba phần tử kết cấu chính là:

- Buồng hay xylanh sinh lực: Để tạo lực tác dụng lên dẫn động

- Cơ cấu tỷ lệ: Để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp,hành trình bàn đạp và lực phanh

- Các van chân không và không khí

Hình 1-6 Dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.

1,3- Đường ống dẫn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh bánh xe; Đường nạp động cơ; 5,9- Van chân không; 6- Lọc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy; 10-Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng (hoặc piston) trợ lực; 12- Bầu trợ lựcchân không

4-Tùy thuộc vào cách bố trí và lắp đặt cơ cấu tỷ lệ, buồng sinh lực và xylanhchính, các bộ trợ lực chân không có thể chia thành ba nhóm chính:

- Nhóm 1: Các bộ trợ lực mà cơ cấu tỷ lệ có dạng đòn và không có liên hệtrực tiếp với hệ thống thủy lực dẫn động phanh

- Nhóm 2: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bốtrí riêng rẽ

- Nhóm 3: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bốtrí đồng trục chung trong một kết cấu

Nguyên lý làm việc:

- Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston(hoặc màng)11 Van chân không 5, làm nhiệm vụ nối thông hai khoang A và Bkhi nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9,làm nhiệm vụ cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và

mở đường thông của khoang A khi đạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệlàm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

- Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 quavan một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh vanchân không 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và cócùng áp suất chân không Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8dịch chuyển sang phải làm van chân không 5 đóng lại, cắt đường thông haikhoang A và B, còn van không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi

vào khoang A Độ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áplực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổtrợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 2, ép dầu theo cácống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh.Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăngtheo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí

9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốntăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sangphải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A Độ chênh

áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm pistôn hơi dịch về phíatrước so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo cho độ chênh áphay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì vankhông khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cựcđại

- Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các

ô tô du lịch và tải nhỏ

Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:

Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ,thường được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ chongười lái Bộ trợ lực phanh loại khí nén có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạolực phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải

Hình 1-7 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén.

1 Bàn đạp; 2 Đòn bẩy; 3 Cụm van khí nén; 4 Bình chứa khí nén; 5 Xylanh lực; 6 - Xylanh chính; 7,9 - Đường ống dẫn dầu đến các xylanh bánh xe; 8,10- Xylanh bánh xe

-Bộ trợ lực gồm cụm van khí nén 3 nối với bình chứa khí nén 4 và xylanh lực

5 Trong cụm van 3 có các bộ phận sau:

- Cơ cấu tỷ lệ: Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

- Van nạp: Cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạp phanh

- Van xả: Cho khí nén trong dòng dẫn động thoát ra ngoài khí quyển khinhả phanh

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyềnđồng thời lên các cần của xylanh chính 6 và của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển

mở đường nối khoang A của xylanh lực với bình chứa khí nén 4 Khí nén từbình chứa 4 sẽ đi vào khoang A tác dụng lên piston của xylanh trợ lực, hỗ trợcho người lái ép các piston trong xylanh chính 6 dịch chuyển, đưa dầu đến cácxylanh bánh xe Khi đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía saupiston của van 3, ép lò xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lực khí néncân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóngluôn đường khí nén từ bình chứa đến khoang A duy trí một áp suất không đổitrong hệ thống, tương ứng với lực tác dụng và dịch chuyển của bàn đạp Nếumuốn tăng áp suất lên nữa thì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đườngcho khí nén tiếp tục đi vào Như vậy cụm van 3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lựctác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh

Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:

Bơm thủy lực: Là nguồn cung cấp chất lỏng cao áp cho dẫn động Trong dẫnđộng phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như bánh răng, cánh gạt, pistôn hướngtrục Bơm thủy lực cho tăng áp suất làm việc, cho phép tăng độ nhạy, giảm kíchthước và khối lượng của hệ thống Nhưng đồng thời, yêu cầu về làm kín về chấtlượng đường ống cũng cao hơn

Bộ tích năng thủy lực: Để đảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thốngtrong trường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế độ phanh ngặt Bên cạnh bơm thủylực cần phải có các bộ tích năng, có nhiệm vụ tích trữ năng lượng khi hệ thốngkhông làm việc và giải phóng nó, cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khicần thiết

Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm

và các bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xanhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xylanh chính 2

Hình 1-8 Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.

1- Bàn đạp; 2- Xylanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xylanh bánh xe; 7- Bộ tíchnăng; 8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle; 9- Bơm tích năng; 10- Van antoàn; 11- Bơm

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và

4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xylanh bánh xe

5 và 6 Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao Bộ điềuchỉnh tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trongcác bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụngbảo vệ cho hệ thống khỏi bị quá tải

2.2.2 Dẫn động khí nén

Hệ thống phanh khí nén là hệ thống phanh trong đó sử dụng năng lượng củadòng khí nén để tạo ra momen phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe Lực đạpphanh của người lái ở đây đóng vai trò lực điều khiển để đóng mở van phân phốikhí nén chính của hệ thống Do đó, lực đạp phanh có thể không lớn nhưng vẫntạo được momen phanh lớn trên các bánh xe Vì vậy, hệ thống phanh loại nàythường được sử dụng trên các ô tô có khối lượng lớn

Các hệ thống phanh khí nén thông thường có áp suất khí nén nhỏ hơn0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp Ngày nay còn sửdụng hệ thống phanh khí nén áp suất cao, có áp suất khí nén cho phép lên tới1,3MN/m2 Sử dụng hệ thống phanh có áp suất công tác cao sẽ làm tăng hiệuquả phanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chungcủa các cụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều.Các hệ thống phanh khí nén thông thường có áp suất khí nén nhỏ hơn0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp Ngày nay còn sử

quả phanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chungcủa các cụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều.

a Ưu nhược điểm.

Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn cóthể làm việc dược, tuy hiệu quả phanh giảm)

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như:phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

Tuy vậy dẫn động khí nén cũng có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn củachất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 1015 lần Nên kích thước và khối lượngcủa dẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường

Dẫn động phanh trên ôtô đơn:

Hình 1-9 Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc.

1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất; 4- Bộ lắng lọc táchẩm; 5- Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén; 7,9- Các bầu phanh xe kéo;8- Tổng van phân phối

Nguyên lý làm việc:

- Không khí nén được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắnglọc tách ẩm 4 và van bảo vệ kép 5, vào các bình chứa 6 và 10 Van an toàn 2 cónhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều khiển 3 có sự cố Các bộ phận nói trênhợp thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động

- Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8 Ởtrạng thái nhả phanh, van 8 đóng đường không khí nén từ bình chứa đến các bầuphanh và mở thông các bầu phanh với khí quyển

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thôngcác bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh

1514

1312

11

Hình 1-10 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc một đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầunối ống giữa xe kéo và rơmoóc; 14- Đường nối giữa xe kéo và rơmoóc trong dẫnđộng một đường; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc;18- Van điều khiển phanh rơmoóc

qua van phân phối khí rơmoóc 15 đi vào bình chứa khí 16 của rơmoóc.

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo

sẽ làm việc như đã mô tả trên Đồng thời, không khí nén từ tổng van phân phối

đi đến van 18, điều khiển nó cắt đường nối từ bình chứa11 với đường ống 14, vànối thông đường ống 14 với khí quyển Không khí nén trong đường ống 14 thoát

ra ngoài, dưới tác dụng của độ chênh áp giữa bình chứa 16 và đường ống 14,van phân phối rơmoóc 15 sẽ làm việc, đóng đường thông giữa các bầu phanhcủa rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến cácbầu phanh của rơmoóc để phanh rơmoóc lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các

lò xo hồi vị

- Quá trình phanh ứng với quá trình giảm áp suất trong đường ống nối giữa

xe kéo và rơmoóc (xả khí nén ra ngoài)

- Trong trường hợp rơmoóc bị tuột khỏi xe kéo, thì khí nén từ đường nối 14cũng bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh Nhờ đó rơmoóc sẽđược tự động phanh lại, đảm bảo tránh các sự cố giao thông nguy hiểm

- Khi phanh, bình chứa của rơmoóc không được cung cấp khí nén

Dẫn động phanh rơmoóc hai đường:

Hình 1-11 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc hai đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nốiống giữa xe kéo và rơmoóc; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầuphanh rơmoóc; 19- Đường ống dẫn khí điều khiển; 20- Đường ống dẫn khí cungcấp; 21- Van điều khiển phanh rơmoóc

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo

sẽ làm việc như đã mô tả trên Đồng thời, không khí nén sẽ từ tổng van phânphối đi đến van 12, điều khiển nó cắt đường nối giữa đường ống 19 với khíquyển và cho khí nén đi vào 19 Lúc này, do độ chênh áp giữa đường cung cấp

20 và đường điều khiển 19 thay đổi, van phân phối 15 của rơmoóc sẽ làm việc,đóng đường thông các bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường chokhí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc để phanh rơmoóc lại.

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

Trong các dẫn động này, chức năng điều khiển được thực hiện bởi phần điện

có độ nhạy cao, còn chức năng sinh lực do phần khí nén đảm nhận

Trong những năm gần đây trên các ô tô và đoàn xe kéo moóc, sử dụng rộng rãicác bộ vi xử lý để thực hiện các thao tác tính toán và xử lý khác nhau Sử dụngcác bộ vi xử lý như vậy trong dẫn động điện khí nén cho phép tạo được các dẫnđộng có độ nhạy, tính đồng bộ và chính xác rất cao

2.3 Phanh dừng và hệ thống phanh phụ

2.3.1 Phanh dừng

Để đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính(phanh chân) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanhdừng để hãm ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng màkhông bị trôi tự do, đồng thời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết

Cơ cấu phanh dừng có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩa hoặc dãi

Hệ thống phanh dừng có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đó được đặt trêntrục ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiềucầu chủ động và dẫn động phanh là loại cơ khí Loại phanh dừng này còn làphanh truyền lực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực Phanhtruyền lực có thể là loại phanh đĩa hoặc phanh dãi

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh dừnglàm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính Lúc đó cơ cấu phanhđược đặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ vàthường là loại cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực

2.3.2 Hệ thống phanh phụ

Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trênđường dài và liên tục Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần

Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điềukiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.

Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độtrung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính,lốp và có khi là động cơ nữa Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệthống phanh chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc

Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí ( không khí ),thủy lực và điện động

Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hànhkhách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ PHANH KHÍ NÉN

1, Giới thiệu về phanh khí nén :

Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động của phanh khí nén trên các xe tải và xebuýt hiện nay cũng hoàn toàn giống như trên tàu hỏa với nguyên lý “van bangả”, khí nén chứa sẵn trong các đường ống, cách nhả phanh…

Hầu như tất cả các phương tiện đường bộ sử dụng phanh khí nén hiện nay đều

có chế độ nhả phân cấp – cho phép điều khiển mức độ nhả phanh từng phần tỷ lệSau đây là cấu tạo của một hệ thống phanh kiểu khí nén điển hình trên xe tải và

- Các bình chứa (air reservoir tanks): chứa khí nén cho toàn hệ thống

- Các van xả hơi nước (drain valves): nằm phía dưới thân các bình chứa, dùng

để xả hơi nước lẫn trong khí nén

- Tổng van phanh (foot valve): khi nhận tác động từ chân phanh sẽ điều khiển nhả khí nén từ các bình chứa

- Bầu phanh (brake chambers): thường là một bình hình trụ có nhiệm vụ tạo lực đẩy lên đòn điều chỉnh khe hở má phanh thông qua một cần đẩy để quay cơ cấu cam phanh xe

- Cần đẩy (push rod): một thanh nối bằng thép hoạt động tương tự như một tông nối giữa bầu phanh với đòn điều chỉnh khe hở má phanh

pit Đòn điều chỉnh khe hở má phanh (slack adjusters): một tay đòn nối cần đẩy với

cơ cấu cam kiểu chữ S để điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và tang phanh

- Cam kiểu chữ S (brake s-cam): cơ cấu cam kiểu chữ S ép các guốc phanh vào

sát tang phanh để phanh xe.

- Guốc phanh (brake shoes): các kim loại được phủ một lớp vỏ đặc biệt nhằm tạo ra ma sát với tang phanh

- Lò xo hồi vị (return spring): một lò xo cứng được nối với các guốc phanh ở mõi bánh xe nhằm giữ các guốc ở vị trí không phanh khi không bị ép bởi cơ cấu cam

Hỗ trợ phanh khẩn cấp (phanh dừng) cũng là một phần không thể thiếu của một hệ thống phanh khí nén tiêu chuẩn và có thể được kích hoạt bằng cách kéo một nút trên bàng điều khiển trung tâm, gần với đèn báo sự cố kiểm tra phanh Trước khi vận hành một chiếc xe dùng phanh khí nén, lái xe phải ấn nút phanh khẩn cấp

để nạp khí nén cho hệ thống

Ngay khi đường dẫn phanh khẩn cấp đạt đủ áp suất, phanh sẽ nhả Nếu hệ thống có rò rỉ, áp suất sẽ giảm một cách vừa đủ để kích hoạt lại phanh khẩn cấp Thêm vào đó, các xe tải hạng nặng thường được trang bị thêm phanh cổ

xả động cơ nhằm bổ trợ cho quá trình phanh Tuy nhiên, kiểu phanh phụ này nằm ở động cơ nên không được xem như một phần của hệ thống phanh

khí nén

2, Đặc điểm dẫn động

Dẫn động phanh khí nén

Một hệ thống dẫn động phanh khí nén, cũng như dẫn động điều khiển khí nén ở các hệ thống khác trên ôtô như là dẫn đông điều khiển ly hợp, điều khiển hộp số,điều khiển hệ thống nâng hạ thùng xe đều bao gồm ba phần chính : phần nguồncung cấp năng lượng, phần điều khiển và bộ phận chấp hành

Phần nguồn của dẫn động dùng để cung cấp năng lượng khí nén cho hệ thống hoạt động (hình 1) bao gồm máy nén khí 1, van an toàn 2, van điều chỉnh áp suất

3, bầu lọc cặn 4và các van bảo vệ một ngã 5, hai ngã 6

Khi sử dụng nhiều hơn hai mạch dẫn động phanh như xe tải Hyundai, Kamaz,đầu kéo International, Man , ở phần cung cấp năng lượng khí nén ngoài van bảo

vệ hai ngã còn có van bảo vệ ba ngã, bốn ngã

Bình chứa phụ 7(Hình 1) được nối vào hệ thống đường ống máy nén khí quavan một chiều 5 để cung cấp khí nén cho các hộ tiêu thụ khác không phải làphanh, nên có thể nhiều hơn một, hoặc có hoặc không, chỉ khi áp suất trongmạch đủ lớn thì mới nâng van lên cho hoạt động,

Phần điều khiển gồm các cụm chi tiết nối giữa nguồn và cơ cấu chấp hành Một mạch điều khiển dẫn động phanh chân đơn giản nhất (hình 3), bao gồm :

tổng van phanh tuỳ động 2, tác động trực tiếp lên tổng van phanh làbàn đạpphanh

1; đường ống điều khiển 3; bầu phanh 4 là cơ cấu chấp hành, thông qua cần bầu phanh để tác động trực tiếp lên cơ cấu phanh bánh xe Đường ống 5 nối tới tổng van phanh là nguồn cung cấp khí nén cho điều khiển dẫn động

Trong nhiều trường hợp khác, người ta sử dụng mạch điểu khiển dẫn độngphanh chân kiểu gián tiếp (hình 4)

Trong đó van tăng tốc 5 là cụm chi tiết trung gian Trong sơ đồ này đường ống cung cấp khí nén 6 nối trực tiếp vào tổng van phanh Bàn đạp phanh 1 và tổngvan phanh 2 chỉ thực hiện việc điều khiển van tăng tốc 5 Lượng khí nén cầnthiết để làm dịch chuyển cần bầu phanh 4 được cung cấp từ một bình khí nénkhác qua van tăng tốc Bằng cách này, nguồn cung cấp khí nén dẫn đến bầuphanh sẽ đi theo con đường ngắn hơn so với trường hợp điều khiển trực tiếp(hình 3) nhờ vậy mà tăng được khả năng phản ứng nhanh của hệ thống

Trên đường dẫn từ tổng van phanh đến các bầu phanh (Hình 5), thường người ta còn bố trí thêm các cụm van phụ khác như van hạn chế áp suất, bộ điều hoà lực phanh, van modul của bộ chống hãm cứng bánh xe ABS ,

Trong trường hợp hệ thống phanh chân bao gồm hai hoặc ba mạch phanh độclập nhau thì chúng được điều khiển bằng tổng van phanh một tầng, hai tầng,hoặc ba tầng

Ngoài mạch dẫn động phanh chân tác động trên tất cả các bánh xe, dẫn động phanh khí nén trên xe tải còn có các mạch dẫn động phanh tay, mạch dẫn động phanh dự phòng và mạch dẫn động phanh bổ trợ

Phần điều khiển mạch dẫn động phanh khí nén trên rơmoóc, cũng được thựchiện bằng bàn đạp 1 và tổng van phanh 2

Tổng van phanh 2 đặt trênxe kéo, tín hiệu điều khiển từ tổng phanh đi theođường ống 3 qua đầu nối 4 đến van phân phối 5 đặt trên rơmoóc làm nhiệm vụđiều khiển Khi nhận tín hiệu điều khiển, van 5 cho khí nén từ bình 6 dẫn đếncác bầu phanh 7 và 8

Đồng thời áp suất khí nén trên đầu ra của van 5 tương ứng với áp suất trongđường ống điều khiển 3 Cung cấp khí nén là đường ống 9 Ở hệ thống dẫnđộng phanh rơmoóc một dòng, không có đường ống 3 mà đường 9 vừa là đườngcung cấp vừa là đường điều khiển ,nó được nối thẳng tới tổng phanh và làm việctheo nguyên tắc tác động ngược , do đó độ tin cậy thấp, nhất là khi phanh liêntục nên hiện nay dẫn động phanh một dòng ít dùng trên rơmooc

Đối với hệ thống phanh ôtô và xe đoàn , cần đảm bảo tính đồng bộ khi phanh, ởtất cả các bánh xe và đặc biệt là khả năng phản ứng nhanh

giới đều sử dụng ở cầu trước là các bầu phanh đơn (hình 9, a) hoặc cầu sau làbầu phanh đơn kết hợp với bầu phanh có lò xo và thường được gọi là bầu phanhtích năng.(hình 9, b, c)

Bầu phanh có thể có kết cấu màng hoặc kết cấu kiểu piston – xilanh, và liên kết trực tiếp với cơ cấu phanh thông qua cần đẩy bầu phanh (Hình 10 a, b)

Bầu phanh có nhiệm vụ tiếp nhận năng lượng khí nén từ nguồn cung cấp, quacác cụm van điều khiển, tạo áp lực phanh để ép các má phanh vào tang trống,thực hiện quá trình phanh xe Như vậy bầu phanh là kết cấu để biến đổi nguồnnăng lượng khí nén thành cơ năng

3, Phân tích ưu nhược điểm so với các hệ thống phân khác :

• Phanh khí nén :

Ưu điểm : không cần lực phanh lớn ( do người chỉ có tác dụng nhẹ để mở van khí, lực tác động phanh hoàn toàn là do lực nén của khí ) Đặc biệtthích

hợp cho phanh xe kéo ( xe kéo sơ mi, xe móc…)

Nhược điểm : kết cấu cồng kềnh, khi thiếu hơi hoặc mất hợ thì xe không

di chuyển được

• Phanh khác :

Ưu điểm : kết cấu gọn, có thể điều chỉnh dễ dàng theo cảm tính

Nhược điểm : người cần pahir tác dụng lực phanh lớn