KHAI THÁC kỹ THUẬT hệ THỐNG PHANH TRÊN XE ISUZU d MAX LS

-Thử “O”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanhcòn nguội và thường tiến hành cho hai trường hợp: động cơ được tách và không tách khỏihệ thống truyền lực.. Đ

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại 4

1.1.1 Công dụng 4

1.1.2 Yêu cầu 4

1.1.3 Phân loại 7

1.2 Kết cấu chung của hệ thống phanh 7

1.2.1 Cơ cấu phanh 7

1.2.2 Các loại dẫn động phanh 18

1.2.3 Hệ thống phanh ABS 26

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE ISUZU D-MAX LS 2.1 Giới thiệu tổng thể xe ISUZU D-MAX LS 34

2.1.1 Sơ đồ tổng thể xe 34

2.1.2 Bảng thông số kỹ thuật 34

2.2 Kết cấu và nguyên lý hoat động hệ thống phanh trên xe ISUZU D-MAX LS 35

2.2.1 Cơ cấu phanh trước 35

2.2.2 Cơ cấu phanh sau 36

2.2.3 Xilanh phanh chính 37

2.2.4 Bộ phận trợ lực chân không 38

2.2.5 Nguyên lý hoạt động 42

2.3 Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe ISUZU D-MAX LS 47

2.3.1 Xác định momen phanh yêu cầu 47

2.3.2 Ðối với cơ cấu phanh trước 48

2.3.3 Ðối với cơ cấu phanh sau 49

2.3.4 Xác định momen phanh mà cơ cấu phanh có thể sinh ra 50

2.3.5 Lực tác dụng lên bàn đạp phanh 55

2.3.6 Tính toán các chỉ tiêu phanh 57

CHƯƠNG III: KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNG PHANH XE ISUZU

D-MAX LS 3.1 Những lưu ý khí sử dụng hệ thống phanh trên xe ISUZU D-MAX LS 61

3.2 Các hư hỏng và biên pháp khắc phục hệ thống phanh xe ISUZU D-MAX LS 62

3.3 Những công việc bảo dưỡng cần thiết 63

3.4 Sửa chữa hư hỏng một số chi tiết, bộ phận chính 63

3.5 Kiểm tra tổng hợp hệ thống phanh xe ISUZU D-MAX LS 64

3.5.1 Kiểm tra tổng hợp khi xe đứng 64

3.5.2 Kiểm tra tổng hợp cho xe chạy 65

3.6 Kiểm tra hệ thống ABS 65

3.6.1 Kiểm tra hệ thống chẩn đoán 65

3.6.2 Kiểm tra bộ chấp hành 72

3.6.3 Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe 73

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng phát triển, kéo theo mọihoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏiphải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người Do đó song song với sự pháttriển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn Nhu cầu củacon người dần dần được đáp ứng về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môitrường, trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hang đầu

Ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật đã đạt được, các nhà sản xuất bắt tay vàonghiên cứu, chế tạo hệ thống phanh với những tính năng ưu việt: chống bó cứng bánh xekhi phanh, ổn định hướng, nhằm hạn chế những tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra

Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viênhướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “KHAI THÁC KỸ THUẬT HỆ THỐNGPHANH TRÊN XE ISUZU D-MAX LS"

Trong thời gian thực hiện đề tài do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nêntrong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong sựgiúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiệnhơn

Hà Nội, ngày 3 tháng 11 năm 2016

LÊ THANH BÌNH

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại

1.1.2 Yêu cầu

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

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợpnguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn chohành khách và hàng hóa

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

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khiquay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều kiện

sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiểnnhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệthống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:

- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọichế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanhchân

- Phanh dữ trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng.

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tạichỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tayđòn nên còn được gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượngtoàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồinúi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư làphanh chậm dần, dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn chophép khi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng củanhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập

Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thànhcác dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bìnhthường

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộtrọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuậnvới phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khínén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm dần

và quãng đường phanh.Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực phanhhay thời gian phanh

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệphội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưuhành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra…

Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng với ba dạngthử khác nhau, [4]:

-Thử “O”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanhcòn nguội và thường tiến hành cho hai trường hợp: động cơ được tách và không tách khỏi

hệ thống truyền lực

-Thử “I”: Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh đãlàm 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 của hệ thống phanh chính, khi ô tô máy kéochuyển động xuống các dốc dài

Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năngcủa nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2 đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanhthực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướngxuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơtách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuốngcác dốc dài 6km, độ dốc 7%, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h, mà không cần sử dụngcác hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéothường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2

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

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển cảu ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bốlực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:

-Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sailệch cho phép không được vượt quá 15% lực phanh lớn nhất

-Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: các bánh xetrước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm ô tômáy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mònlốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

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

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính

a-Phanh trống-guốc; b-Phanh đĩa; c- Phanh dải

1.2 Kết cấu chung của hệ thống phanh

Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh luôn phải có hai phần kết cấu

chính sau:

- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản Trong quá trình phanh động năngcủa ô tô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường

- Dẫn động phanh: để điều khiển các cơ cấu phanh

1.2.1 Cơ cấu phanh

Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu cơ cấuphanh bao giờ cũng có hai phần chính là: các phần tử ma sát và cơ cấu ép

Ngoài ra cơ cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác, như: bộ phận điều chỉnhkhe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận để xả khí đối với dẫn động thủy 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

Loại trống-guốc:

Thành phần cấu tạo:

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 may ơ 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 vịhầu 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 phanh bánh xe lại

- Bộ phận điều chỉnh khe hở và xả khí (chỉ có đối với dẫn động thủy lực)

Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (Hình 1-2) Các sơ đồnày khác nhau ở chỗ:

- Dạng và số lượng cơ cấu ép

- Số bậc tự do của các guốc phanh

- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép

Và do vậy khác nhau ở:

- Hiệu quả làm việc

- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

- Giá trị các lực tác dụng lên ổ trục của bánh xe

- Mức độ phức tạp của kết cấu

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các

sơ đồ trên hình 1-3a và 1-3b Tức là sơ đồ với loại guốc phanh một bậc tự do, quay quanhhai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó là đến các sơ đồ trên hình1-3c và 1-3d

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sửdụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là tính thuận nghịch,tính cân bằng và hệ số hiệu quả

- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh do

nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của ô tô máykéo

- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực tác dụng

từ guốc phanh lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm ổ trục củabánh xe

- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa momen phanh tạo ra và tíchcủa lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh

Sơ đồ tác dụng lên các guốc phanh trên hình 1-3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơngiản hóa nhờ các giả thiết sau:

- Các má phanh bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu

- Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòngcung của má phanh trên bán kính rt

Từ sơ đồ ta thấy rằng:

- Lực ma sát tác dụng lên các guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe) có

xu hướng phụ thêm với lực dẫn động, ép guốc phanh vào trống phanh, nên các guốc nàyđược gọi là guốc tự siết

- Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc nàyđược gọi là guốc tự tách Hiện tượng tự tách và tự siết là một đặc điểm đặc trưng của cơcấu phanh guốc

Sơ dồ trên hình 1-3a có cơ cấu ép cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịchchuyển của các guốc luôn bằng nhau, và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc và mômenphanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

N1=N2=N và MP1=MP2=M

Do hiện tượng tự siết nên khi N1=N2 thì P1<P2 Đây là cơ cấu phanh vừa thuậnnghịch vừa cân bằng Nó thường được dùng với dẫn động khí nén nên thích hợp với cácloại ô tô tải và khách cỡ trung bình và cỡ lớn

Sơ đồ hình 1-3b dùng cơ cấu ép thủy lực nên lực dẫn động hai guốc bằng nhau:

P1=P2=P Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N1>N2 và Mp1>MP2.do vậy áp suất trên

bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn của guốc sau, làm cho các guốc mòn khôngđều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm má phanh củaguốc tự siết dài hơn hoặc dùng xilanh ép có đường kính khác nhau, phía guốc tự siếtđường kính xilanh nhỏ hơn

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng Nóthường được sử dùng trên các ô tô tải cỡ nhỏ và vừa trên các bánh sau của ô tô du lịch

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hiệu quả phanh của sơ đồ 1.3a:

Khq=∑MP/(P1+P2)rt=100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy lực(1.7b) sẽ là 116% ÷ 122% khi có cùng cá kích thước chính và hệ số ma sát giữa máphanh và trống phanh: f= 0,30 ÷ 0,33

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta sử dụng cơ cấu phanh vớihai xilanh riêng lẻ Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác phía, saocho khi xe chạy tiến thì hai guốc đều tự siết (hình 1-3c) Hiệu quả phanh trông trườnghợp này có thể tăng được 1,6 ÷ 1,8 lần so với cách bố trí bình thường Tuy nhiên khi xechạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp Cơ cấu phanh không có tính thận nghịch

Cơ cấu phanh loại này dùng kết hợp với các kết cấu bình thường dặt ở các bánhsau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết PPt > PPs trong khicác chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước Vì thế nó thường được sửdụng ở cầu trước của các ô tô du lịch và tải nhỏ

Hình 1.2 Các sơ đồ phanh trống guốc

Để nhận được hiệu quả phanh cao khi chuyển động cả tiến và lùi, người ta dùng

cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 1-3d Các guốc phanh của

sơ đồ này có hai bậc tự do và không điểm quay cố định Cơ cấu ép gồm hai xilanh làmviệc tác dụng đòng thời lên hai đàu trên và dưới của các guốc phanh Với kết cấu như vậy

guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào Tuy nhiên nó có nhượcđiểm là kết cấu phức tạp.

Để nâng hiệu quả phanh hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tự cườnghóa Tức là cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một máphanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép Tăng hiệu quả phanh cho má kia: sơ đồhình 1-4 hay các sơ đồ VI đến IX trên hình 1-2

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số hiệu quả cóthể đạt 360% so với các cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép

Nhưng mômen kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êmnên ít được sử dụng

Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các guốc cóđiểm quay cố định , cùng phía Trường hợp cần thiết thì sử dụng thêm các bộ trợ lực đểtăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh

Để đánh giá mức độ tự cường hóa, người ta sử dụng hệ số tự cường hóa:

Kc= ∑N/∑No

Hình 1.3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ

đồ lực tác dụng.

a-Ép bằng cam; b-Ép bằng xilanh thủy lực; c-

Hai xilang ép, guốc phanh một bậc tự do;

d-Hai xilanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

Hình 1.4 Các cơ cấu phanh guốc

tự cường hóa

Trong đó:

∑N và ∑No tương ứng là tổng các lực pháp tuyến tác dụng lên má phanh khi trốngphanh quay và khi trống phanh đứng yên

Cơ cấu phanh với cơ cấu ép bằng cam hay chêm và các guốc một bậc tự do không

có tính chất tự cường hóa (nên Kc = 1) Cơ cấu phanh với sơ đồ I và II trên H1-2 có mức

tự cường hóa nhỏ (Kc = 1,2  1,4) Các sơ đồ III, X, XI có mức tự cường hóa trung bình(Kc = 1,8  2,2) Các sơ đồ VI đến IX với các guốc tự cường hóa có hệ số tự cường hóacao (Kc = 4,0  4,5)

Trên ôtô sử dụng chủ yếu loại một đĩa quay dạng hở, ít khi dùng loại vỏ quay.Trên máy kéo còn dùng loại vỏ và đĩa cố định, vòng ma sát quay

Trên hình 1-5 là sơ đồ nguyên lý của cơ cấu phanh dạng đĩa quay hở Cấu tạo của

cơ cấu phanh gồm: đĩa phanh gắn với moay ơ bánh xe, má kẹp trên đó đặt các xi lanhthủy lực Các má phanh gắn tấm ma sát đặt hai bên đĩa phanh

Khi đạp phanh, các piston của xi lanh thủy lực đặt trên má kẹp sẽ ép các máphanh tỳ sát vào đĩa phanh, phanh bánh xe lại

Có hai phương án lắp ghép má kẹp: lắp cố định và lắp tùy động kiểu bơi Phương

án lắp cố định (H1-5) có độ cứng vững cao, cho phép sử dụng lực dẫn động lớn

Tuy vậy điều kiện làm mát kém, nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh cao hơn

Vị trí bố trí má kẹp đối với đường kính thẳng đứng của bánh xe ảnh hưởng nhiềuđến giá trị tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các ổ trục của nó Trên hình 1.5b là haiphương án bố trí má kẹp Rõ ràng:

RG1 = RZ + 2fNcos ; RG2 = RZ - 2fNcos Tức là RG2 < RG1 hay: bố trí má kẹp ởphía sau tâm bánh xe (tính theo chiều chuyển động) sẽ giảm được tải trọng thẳng đứngtác dụng lên ổ trục

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa

Các sơ đồ kết cấu phanh đĩa thường dùng trên ô tô:

Hình 1.6 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp cố định.

1- Má phanh; 2- Má kẹp; 3- Piston;4- Vòng làm kín; 5- Đĩa phanh

Hình 1.7 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động - xi lanh cố định.

1- Đĩa phanh; 2- Má kẹp; 3- Đường dầu; 4- Piston; 5- Thân xi lanh; 6- Má phanh

5

Hình 1.8 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động- xi lanh bố trí trên má kẹp.

1- Má kẹp; 2- Piston; 3- Chốt dẫn hướng; 4- Đĩa phanh; 5- Má phanh

Đặc điểm kết cấu các chi tiết và bộ phận chính:

+ Đĩa phanh: thường được chế tạo bằng gang Đĩa đặc có chiều dày 8  13 mm.

Đĩa xẻ rãnh thông gió dày 16  25 mm Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhôm hay đồngcòn lớp mặt ma sát - bằng gang xám

Hình 1.9 Kết cấu đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió của hãng Rockwell

+ Má kẹp: được đúc bằng gang rèn.

+ Các xi lanh thủy lực: được đúc bằng hợp kim nhôm Để tăng tính chống mòn và

giảm ma sát, bề mặt làm việc của xi lanh được mạ một lớp crôm Khi xi lanh được chếtạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh Một trong cácbiện pháp để giảm nhiệt độ của dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với guốcphanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

+ Các thân má phanh: chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá.

+ Tấm ma sát: của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích bề mặt khoảng

12  16% diện tích bề mặt đĩa, nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

Trên hình 1.10a, minh hoạ sự biến dạng của vòng làm kín tương ứng với cùng một

áp suất p và ba giá trị khe hở J1, J2 và J3 khác nhau: Với khe hở lớn như J3, vòng làm kín

có thể bị ép tụt ra khỏi rãnh lắp trên xi lanh Với khe hở như J2, vòng làm kín sẽ hư hỏngsau một thời gian ngắn do biến dạng quá lớn Khe hở với giá trị J1 là vừa phải, với khe hởnày, khi áp suất thôi tác dụng, vòng làm kín sẽ trở về trạng thía ban đầu

Nhờ độ đàn hồi của các vòng làm kín 7 (H1-10c) và độ đảo chiều trục của đĩa, khinhả phanh các má phanh luôn được giữ lại cách mặt đĩa một khe hở nhỏ Do đó khôngđòi hỏi phải có cơ cấu tách các má phanh và điều chỉnh khe hở đặc biệt nào Tuy vậy,trên một số xe kích cỡ lớn có thể có trang bị thêm cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động

Hình 1.10 Biến dạng đàn hồi của vòng làm kín.

a- Biến dạng của vòng làm kín tương ứng với các khe hở J1, J2, J3 khác nhau và áp suất pbằng nhau; b, c- Trạng thái chưa làm việc và đang chịu áp suất; 1- Piston; 2- Vòng làmkín; 3- Xilanh

Ưu nhược điểm:

Qua phân tích nguyên lý làm việc và đặc điểm kết cấu, ta thấy phanh đĩa có một

loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống - guốc như sau:

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ 0,05  0,15 mm nên rất nhạy, giảm đượcthời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều

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

1

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị củachúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng củakết cấu Vì thế phanh đĩa có kích thước nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.

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

- Điều kiện làm mát tốt hơn

Tuy vậy, phanh đĩa còn 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 oxy 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, nên khiđộng cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng để kết hợplàm phanh dừng

Loại dải:

Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích Vì nó dùng phối hợp với

ly hợp chuyển hướng tạo được một kết cấu rất đơn giản và gọn (Hình 1-11)

Để tạo nên cơ cấu phanh chỉ cần dùng một dải phanh (4) bao ngoài trống (3) của

Hình 1-12b là sơ đồ phanh dải đơn giản tự siết một chiều Nhờ có một đầu đượcnối cố định nên hiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần.Tuy vậy khi phanh thưòng dễ bị giật, không êm

Hình 1-12c là sơ đồ phanh dải loại kép Kết cấu của nó giống như ghép hai phanhdải loại đơn có chung một đầu cố định Bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì hiệuquả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết

Hình 1-12d là sơ đồ phanh dải loại bơi Nó làm việc tương tự như phanh dải đơngiản 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 ma sátphân bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụng lêntrục lớn.

Hình 1.11 Ly hợp chuyển hướng và cơ cấu phanh của máy kéo xích.

1- Ly hợp chuyển hướng; 2- Bánh sao chủ động; 3- Trống phanh; 4- Dải phanh.

Hình 1.12 Sơ đồ các loại phanh dải.

a) Phanh dải đơn giản không tự siết; b) Phanh dải tự siết một chiều; c) Phanh dải loại kép;d) Phanh dải loại bơi

2 1

3 4

1.2.2 Các loại dẫn động phanh

Đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô, người ta sử dụng chủ yếu hai loại dẫn

động là: thủy lực và khí nén

Dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng, vì: Hiệu suất thấp (=0,40,6)

và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe

Dẫn động điện chỉ dùng cho đoàn xe kéo moóc, nhưng cũng rất hiếm Trên các xe

và đoàn xe tải trọng lớn và rất lớn sử dụng nhiều loại phanh liên hợp thủy khí

Đối với máy kéo, ngược lại, thường dùng dẫn động cơ khí, vì: nó có kết cấu đơngiản, làm việc tin cậy Dẫn động cơ khí, tuy hiệu suất thấp, độ chính xác kém và khó đảmbảo phanh đồng thời các bánh xe Nhưng ở máy kéo các đường dẫn động không dài, tốc

độ chuyển động thấp nên các nhược điiểm đó ít nghiêm trọng

Dẫn động thủy lực hầu như không dùng cho máy kéo nhưng lại thường dùng đểdẫn động phanh của rơ moóc kéo theo sau Trên các máy kéo cỡ lớn thường sử dụng dẫnđộng khí nén

Các sơ đồ phân dòng chính:

Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ítnhất là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng cònlại vẫn được ôtô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nay phổ biến nhất làcác dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 1-13 Để phân chia các dòng cóthể sử dụng bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi lanh chính kép hay

bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có các 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

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

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

Thời gian chậm tác dụng khi phanh không được vượt quá 0,6 s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2 s;

Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còntối thiểu là 50%;

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

Hình 1.13 Các sơ đồ phân dòng

Dẫn động thủy lực:

Ưu nhược điểm:

Dẫn động thủy lực có ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ (dưới 0,2  0,4 s)

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dẫn động chỉbắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đã ép sát trống phanh

- Hiệu suất cao (=0,8  0,9)

- Kết cấu đơn giản, kích thước, khối lượng, giá thành nhỏ

- Có khả năng dùng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấuphanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực là:

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

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường phải sử dụng các bộ trợ lực đểgiảm lực đạp, làm cho kết cấu phức tạp

- Sự dao động áp suất của chất lỏng làm việc có thể làm cho các đường ống bịrung động và mô men phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

Phạm vi sử dụng:

Với các đặc điểm đó, dẫn động thủy lực được sử dụng rộng rãi trên các ôtô dulịch, ôtô tải cỡ nhỏ hoặc cỡ đặc biệt lớn

Các loại và sơ đồ dẫn động:

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thuỷ lực có thể chia thành ba loại:

1) Dẫn động tác dụng trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng

lực tác dụng của người lái

2) Dẫn động tác dụng gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực

người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

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

áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực Người lái chỉ điềukhiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơ cấu phanhtùy theo cường độ phanh yêu cầu

Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

Sơ đồ và nguyên lý làm việc: (hình 1-14)

Hình 1.14 Dẫn động phanh thủy lực tác động trực tiếp.

1,8 - Xylanh bánh xe; 3,4 - Piston trong xylanh chính; 2,7-Ðường ống dẫn dầu đếnxylanh bánh xe; 5-Bàn đạp phanh; 6-Xylanh chính

Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4 trong xylanh chính 6 sẽ dịchchuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do đó ápsuất trong khoang B cũng tăng lên theo Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống 2 và 7 điđến các xylanh bánh xe 1 và 8 để thực hiện quá trình phanh

Khi người lái nhả bàn đạp phanh 5 thì dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, cácpiston trong xylanh của bánh xe 1 và 8 sẽ ép dầu trở về xylanh chính 6, kết thúc một lầnphanh

Dẫn động tác động gián tiếp

Dẫn động thủy lực dùng bầu trợ lực chân không

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đườngnạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kíchthước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe cóđộng cơ xăng cao tốc

Sơ đồ dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không: (hình 1-15)

Hình 1.15 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không

1,2-Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 3-Xylanh chính; 4-Ðường nạp độngcơ; 5-Bàn đạp; 6-Lọc; 7-Van chân không; 8-Cần đẩy; 9-Van không khí; 10-Vòng cao sucủa cơ cấu tỷ lệ; 11-Màng (hoặc piston) trợ lực; 12-Bầu trợ lực chân không

Nguyên lý làm việc:

Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston 11(hoặc màng) Van chân không 7, làm nhiệm vụ: Nối thông hai khoang A và B khi nhảphanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9, làm nhiệm vụ: cắtđường 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 lệ: Làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữalực đạp và lực phanh

Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van mộtchiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không

Khi nhả phanh: van chân không 7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B quavan này và có cùng áp suất chân không

Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm vanchân không 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9 mở ra chokhông khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và

B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên mộtlực phụ hỗ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 3, ép dầu theo cácống dẫn (dòng 1 và 2) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác

1

121110

dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơidịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh ápkhông đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạpmạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đithêm vào khoang A Ðộ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm pistonhơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại đảm bảo cho độchênh áp hay 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 cực đại.

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô dulịch 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, thườngđược lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho người lái Bộ trợlực phanh loại khí có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực phanh lớn cho nên đượcdùng nhiều ở ô tô tải

Sơ đồ và nguyên lý làm việc: (hình 1.16)

Hình 1.16 Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén

1-Bàn đạp; 2-Ðòn đẩy ; 3-Cụm van khí nén ; 4-Bình chứa khí nén; 5-Xylanh lực; Xylanh chính; 7-Ðường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 8-Xylanh bánh xe; 9-Ðườngống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 10-Xylanh bánh xe

10

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 khi nhả phanh.Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền đồng thời lên các cần củaxylanh chính 6 và của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển: Mở đường nối khoang A củaxylanh lực với bình chứa khí nén 4 Khí nén từ bình chứa 4 sẽ đi vào khoang A tác dụnglên piston của xylanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép các piston trong xylanh chính 6 dịchchuyển đưa dầu đến các xylanh bánh xe Khi đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vàokhoang phía sau piston của van 3, ép lò xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lựckhí nén cân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóng luônđường khí nén từ bình chứa đến khoang A duy trì một áp suất không đổi trong hệ thống,tương ứng với lực tác dụng và dịch chuyển của bàn đạp Nếu muốn tăng áp suất lên nữathì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào Nhưvậy cụm van 3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lựcphanh

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 dẫn độngphanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như: bánh răng, cánh gạt, piston hướng trục Bơm thủylực cho tăng áp suất làm việc, cho phép tăng độ nhạy, giảm kích thước và khối lượng của

hệ thống Nhưng đồng thời, yêu cầu về làm kín về chất lượng đường ống cũng cao hơn

Bộ tích năng thủy lực: Ðể đảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thống trongtrường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế độ phanh ngặt, bên cạnh bơm thủy lực cần phải

có các bộ tích năng có nhiệm vụ: tích trữ năng lượng khi hệ thống không làm việc và giảiphóng nó cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần thiết

Sơ đồ và nguyên lý làm việc (hình 1-17):

Hình 1.17 Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.

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

Van an toàn; 11-Bơm

Nguyên lý làm việc:

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 xa nhờ dẫn độngthủy lực hai dòng với xylanh chính 2 Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên cácvan 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 điều chỉnh tựđộng áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tíchnăng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thốngkhỏi bị quá tải

Dẫn động khí nén

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 dò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thểtiếp tục làm việc được, tuy hiệu quả phanh giảm)

1

2

56

7

8

9

1011

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác, như: phanh rơmoóc, 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 có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện dò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chấtlỏng trong dẫn động thủy lực tới 10  15 lần Kích thước và khối lượng của dẫn độnglớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

Phạm vi sử dụng: Với các đặc điểm đó, dẫn động khí nén hiện nay được sử dụngrộng rãi trên các ôtô máy kéo cỡ trung bình và lớn, cũng như trên các đoàn xe kéo moóc

Các sơ đồ chính:

Dẫn động phanh khí nén có ba sơ đồ điển hình, tương ứng với ba trường hợp là:

- Xe ôtô đơn không kéo moóc

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc một đường

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường

Chú ý: Dẫn động phanh rơ moóc một đường và hai đường phân biệt nhau ở số

lượng đường ống nối giữa xe kéo và rơ moóc:

Dẫn động một đường có một đường ống nối giữa xe kéo và rơ moóc Dẫn động haiđường có hai đường ống nối giữa xe kéo và rơ moóc

Dẫn động liên hợp: gồm các loại: dẫn động liên hợp thuỷ khí, dẫn động liên hợpđiện khí nén

1.2.3 Hệ thống ABS

1.2.3.1 Chức năng và nhiệm vụ

Các bộ điều chỉnh lực phân bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫnđộng phanh đến các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:

Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng được triệt để trọng lượng bám

và tránh quay xe khi phanh)

Hoặc hãm cứng các bánh xe trước → trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toànnhất, vì:

Khi phanh ngặt, các bánh xe vẫn có thể bị hãm cứng và trượt dọc Các bánh xetrượt lết trên đường sẽ làm mòn lốp và giảm hệ số bám Nghiên cứu đã cho thấy hệ sốbám dọc có giá trị cao nhất (Hình 2-7) khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong giớihạn hệ số trượt:

)%

30 15 (

rb - Bán kính lăn của bánh xe

Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mònvẹt đị một lớp dày tới 6mm

Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lực ngang vàkhông thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đọan đường cong hoặc đổi hướng để tránhchướng ngại vật (Hình 2-8), đặc biệt là các đoạn đường có độ bám thấp Do đó dễ gây ratai nạn nguy hiểm khi phanh

0 0.2 0.4 0.6 0.8

Hình 1.18 Sự thay đổi hệ số bám dọc φ x và hệ số bám ngang φ y theo độ trượt tương

đối λ của bánh xe.

Vì thế, để đảm bảo đồng thời điệu quả phanh và tính ổn định cao Ngoài ra còngiảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ở trong mộtgiới hạn nhất định, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trong quá trình phanh không bịtrượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ= (15-30)% Đó chính là chức năng

và nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

Để cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cần phải điềuchỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường nằmtrong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh

có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnh khác nhau, như:

Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

Theo giá trị độ trượt cho trước

Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống an toàn chủđộng của một ôtô hiện đại Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm nhờ điều khiểnquá trình phanh một cách tối ưu

Hình 1.19 Quá trình phanh có và không có ABS trên đọc đường cong.

1.2.3.2 Nguyên lý làm việc

Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lựcphanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạng như trên hình2.10, gồm:

Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thựchiện 3 và nguồn năng lượng 4

Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông số được chọn

để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá độ trượt)

và truyền tín hiệu điện đến bộ phận điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyềnlệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặc tăng áp sất trong dẫn động phanh

Chất lỏng được được truyền từ xilanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đếncác xilanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các phần tử và thực hiện quá trình phanh

Điều hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảosát quá trình phanh bánh xe như trên hình 2.10

Hình 1.20 Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe.

1-Cảm biến tốc độ; 2- Bộ phận điều khiển; 3- Cơ cấu thực hiện;

4- Nguồn năng lượng; 5- Xilanh chính hoặc tổng van khí nén;

6- Xilanh bánh xe hoặc bầu phanh

Nếu bỏ qua mô men cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx =const, thì phươngtrình cân bằng mômen tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh, có dạng:

b p



Ở đây:

Mp – Mômen phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh;

Mφ – Mômen bám của bánh xe với đường;

Jb – Mômen quán tính của bánh xe;

ωb - Tốc độ của bánh xe

Từ đó ta có gia tốc chậm dần cả bánh xe khi phanh:

b

p b b

J

M M dt

Hình 1.21 Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh.

Sự thay đổi Mp, Mφ và εb theo độ trượt thể hiện trên hình 2.11

Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi Mp-Mφ) Vào thời điểmtương ứng với điểm 4 – Mômen phanh có giá trị cực tiểu không đổi

Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mômen phanh nhỏ hơn mômen bám, nên xảy ra

sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai đểđiều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5)

Khi tốc độ bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ cũng như Mφ tăng lên

Tiếp theo, chu trình lặp lại Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thìtăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mp thay đổi theo chu trình kín 1-2-3-4-5-6-1, giữ cho độtrượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1-λ2 (Hình 2-11), đảm bảo cho hệ số bám cógiá trị gần với giá trị cực đại nhất.

Trên hình là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốcchậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian

Hình 1.22 Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS

Hình 1.23 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b)

khi phanh có ABS.

Hình 2-13a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha):tăng áp suất (1→2), giảm áp suất (2→4) và duy trì (giữ) áp suất (4→5) ABS làm việcvới 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha Một số ABS có thể không có pha duy trì ápsuất- gọi là ABS 2 pha

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trongkhoảng λ1-λ2= (15-30) % Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3-8)

Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz

Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 2.1 nhận được khithử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trìnhphanh trên hình

Bảng 2.1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS (mỗi bánh xe có một cảm

biến và điều khiển riêng)

Loại đường Tốc độ bắt đầu

phanh V(m/s)

Quãng đườngphanh Sp (m)

Mức tănghiệu quảphanh(%)

CóABS

KhôngABSĐường bêtông khô

Đường bêtông ướt

13,8813,88

10,618,7

13,123,7

19,121,1Đường bêtông khô

Đường bêtông ướt

27,7727,77

41,162,5

50,0100,0

17,837,5

Hình 1.24 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn của ô tô có trang bị ABS

Hình 1.25 Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS.

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE ISUZU

D-MAX LS 2.1 Giới thiệu tổng thể xe ISUZU D-MAX LS

2.1.1 Sơ đồ tổng thể xe.

1520 3050

Bảng 1-1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của xe ISUZU DMAX

Lốp xe trước / sau 245/70R16

2.2 Kết cấu hệ thống phanh trên xe ISUZU D-MAX LS

2.2.1 Cơ cấu phanh trước

Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý masát Trong quá trình phanh động năng của ôtô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanhrồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài

Kết cấu cơ cấu phanh gồm hai phần chính: Các phần tử ma sát và cơ cấu ép

Trên xe Isuzu D-max, phần tử ma sát của cơ cấu phanh trước có dạng đĩa; phần tử

ma sát của cơ cấu phanh sau dạng trống- guốc

Phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động với cơ cấu ép bằng xilanh thủy lực

Má kẹp làm tách rời với xilanh bánh xe

Với kết cấu như vậy thì điều kiện làm mát tốt hơn, nhiệt độ làm việc của cơ cấuphanh thấp.Tuy nhiên kết cấu như vậy có độ cứng vững không cao

Khi các chốt dẫn hướng bị mòn biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mònkhông đều, hiệu quả phanh giảm và gây rung động

Phanh trống-guốc với cơ cấu ép là xilanh thủy lực kép, mỗi guốc phanh quayquanh một điểm cố định nằm cùng phía

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng

Thông số kỹ thuật và kết cấu:

Đường kính ngoài * chiều dày đĩa phanh: 264 * 26 [mm]

(Đĩa phanh có xẻ rãnh thông gió)

Bề dày má phanh : 10 [mm]

Đường kính xilanh lực : 64 [mm]

Hình 2.2 Cơ cấu phanh trước

1-Má kẹp, 2-Piston, 3-Chốt dẫn hướng, 4-Đĩa Phanh, 5-Má phanh

2.2.2 Cơ cấu phanh sau

Thông số kỹ thuật và kết cấu:

Đường kính tang trống : 295 [mm]

Bề rộng má phanh : 44 [mm]

Đường kính xilanh lực : 26 [mm]

Hình 2.3 Cơ cấu phanh sau

1-Trống phanh; 2-Xilanh bánh xe; 3-Guốc phanh; 4-Má phanh

chiều tăng áp suất dầu phanh trong xilanh chính Dầu được đẩy từ xilanh chính đến vanphân phối, phân dòng đến các xilanh bánh xe thực hiện quá trình phanh

Khi nhả phanh: các chi tiết trở về vị trí ban đầu nhờ các lò xo hồi vị, má phanhtách ra khỏi đĩa phanh (đối với cơ cấu phanh trước) và trống phanh (đối với cơ cấu phanhsau)

Bộ phận điều chỉnh khe hở: Nhờ độ đàn hồi của vòng làm kín và lò xo trên chốtdẫn hướng, cộng với độ đảo chiều trục của đĩa, khi nhả phanh các má phanh luôn đượcgiữ cách mặt đĩa một khe hở nhỏ Do đó tự động điều chỉnh khe hở Đối với cơ cấu phanhsau có thể điều chỉnh khe hở một cách tự động nhờ kết cấu của xilanh con, hoặc điềuchỉnh bằng tay nhờ thanh ren và lò xo liên kết hai guốc phanh

Má kẹp: Được đúc bằng gang rèn

Xilanh thuỷ lực: Được đúc bằng hợp kim nhôm, bề mặt làm việc của xilanh được

mạ một lớp crôm Khi xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt

độ đốt nóng dầu phanh Do vậy để giảm nhiệt độ dầu phanh người ta giảm diện tích tiếpxúc giữa piston với guốc phanh và sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim

Các thân má phanh: Chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá

Tấm ma sát của má phanh loại đĩa có diện tích ma sát khoảng 12-16 % diện tích bềmặt đĩa, do vậy điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi

Nhiệm vụ: Tạo áp suất làm việc hay áp suất điều khiển cần thiết và đảm bảolượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống

Thông số kỹ thuật của xilanh chính:

Ðường kính xilanh chính: dc = 24 [mm]

Xilanh chính được đúc bằng gang, bề mặt làm việc được mài bóng

Piston xilanh chính được làm bằng hợp kim nhôm

Nguyên lý làm việc:

Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cần đẩy, đẩy pistonvới cupben di chuyển vào phía trong che kín lỗ thông làm dầu trong xylanh chính sinh

ra một áp suất đẩy dầu đi theo đường ống để tạo ra lực phanh

Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị trí ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồivị

9

Hình 2.4 Xilanh chính trên xe Isuzu D-max.

1-Bình chứa dầu; 2- Lò xo trụ; 3- Lỗ bù dầu; 4,5- Piston; 6- Vòng chặn; 7- Thân xilanh;

8- Chốt chặn; 9- Cụm van ngược

Nếu khi nhả phanh đột ngột, do piston lùi lại rất nhanh thì phía trước pistonsinh ra độ chân không, do dầu từ dòng dẫn động không kịp điền đầy, dưới tác dụngcủa độ chân không, dầu từ khoang trống sau piston đi qua các lỗ nhỏ ở đáy piston vàuốn cong mép cao su vào khoang trống phía trước piston điền đầy khoảng trống đó vàloại trừ không khí lọt vào hệ thống phanh

2.2.4 Bộ phận trợ lực chân không

 Bơm chân không:

Các thông số kỹ thuật và kết cấu của bơm:

Thể tích công tác: 110 [cm3/vòng]

Số vòng quay lớn nhất cho phép: 7200 [vòng/phút]

Thể tích bình chứa chân không: 22 [lít]