KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI BEN HAI CẦU DẪN HƯỚNG -HD370

Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn.. 5 Ô tô tải với tr

L ỜI NÓI ĐẦU

S ự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở

kh ối lượng lớn hàng hóa và hành khách Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng

ho ạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ô tô trở thành một trong

nh ững phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được

s ử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đời sống kinh tế - xã hội con người

Trong chương trình đào tạo kỹ sư nghành động lực thì đồ án tốt nghiệp là không th ể thiếu, là điều kiện tất yếu rất quan trọng mà mọi sinh viên cần phải hoàn thành, để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô tô Và trong quá trình

h ọc tập, tích lũy kiến thức, việc bắt tay vào khảo sát tính toán thiết kế một bộ phận,

m ột hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọng hơn hết Điều này củng cố

ki ến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sự vận

d ụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý; Nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm

vi ệc của một cán bộ kỹ thuật

Phanh ô tô là m ột bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy

an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng cao được năng suất vận chuyển Nên hệ thống phanh ô tô c ần thiết bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh được để tăng tính an toàn cho ô tô khi

v ận hành

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ: KHẢO SÁT

H Ệ THỐNG PHANH XE HYUNDAI BEN HAI CẦU DẪN HƯỚNG -HD370

M ặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn và thời gian khống chế, thiếu kinh nghi ệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này sẽ không tránh những thiếu sót

Em r ất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, các

th ầy giáo bộ môn động lực đã tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài của mình

Đà Nẵng, ngày 04 tháng 09 năm 2006 Sinh viên th ực hiện

Lê Ng ọc Tâm

1 M ỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI:

Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp về mọi mặt, đặc biệt là về

mặt kỹ thuật Ngành ô tô cũng có những bước phát triển rõ nét và có tính đặc trưng riêng Ngày nay ô tô không chỉ đơn thuần là mục đích phục vụ đi lại nhanh, chuyên

chở nhiều, tuổi thọ cao, Mà các loại ô tô đời mới trong thời gian gần đây còn đáp ứng nhu cầu càng cao và khắt khe của con người, như: Tính hiệu quả, tính kinh tế, tính công nghệ, tính tiện nghi, nồng độ khí xả đối với môi trường và đặc biệt là vấn

đề an toàn cho người và tài sản

Một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng an toàn khi chuyển động của ô tô là hệ thống phanh Vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn với

tốc độ Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguy hiểm có thể xảy ra khi vận hành,

nhờ điều khiển quá trình phanh làm chủ được tốc độ, nhanh, chậm và dừng hẳn khi

cần thiết Vì vậy đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, nghiên

cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn

Xuất phát từ những lý do trên nên đề tài khảo sát hệ thống phanh khí nén trên xe HYUN DAI_HD 370 được chọn làm đề tài tốt nghiệp Đề tài có mục đích và

ý nghĩa như sau:

1 1 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI:

- Thấy rõ vai trò quan trọng của hệ thống phanh

- Nắm rõ hơn về kết cấu và các ưu, nhược điểm của hệ thống phanh

-Tìm hiểu được các tính năng hoạt động của toàn bộ hệ thống và các chi tiết

của hệ thống phanh

-Tìm ra những hư hỏng thường gặp trên hệ thống phanh Để từ đó đưa ra các

biện pháp khắc phục, sữa chữa, nâng cao tính kinh tế và tiện nghi sử dụng cũng như

độ an toàn khi làm việc của hệ thống phanh Từ đó giúp cho ta có biện pháp sử

dụng hợp lý hơn, đồng thời đánh giá được tình trạng và khả năng làm việc của hệ

thống phanh

1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI:

- Giúp cho sinh viên củng cố và bổ sung kiến thức trong việc tiếp cận với các

loại hệ thống phanh trên xe ô tô

- Giúp cho sinh viên nắm vững và hiểu rõ nguyên lý hoạt động của các hệ

thống phanh trên ô tô nói chung và hệ thống phanh trên xe HYUN DAI -HD370 nói riêng

- Có thể làm tài liệu tham khảo khi chưa có nhịp tiếp xúc với các loại hệ thống phanh từ thực tế

2 GI ỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ:

2.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI:

2.1.1.Công d ụng:

Hệ thống phanh dùng để:

Giảm tốc độ của ô tô, máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó

Ngoài ra hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô, máy kéo đứng yên tại

chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường ngang

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:

Nó đảm bảo cho ô tô,máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc

Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng

suất vận chuyển của xe

Có khả năng thoát nhiệt tốt

Điều khiển nhẹ, nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ

thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh, là:

Phanh làm vi ệc: Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất

cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân

Phanh d ự trữ : Dùng để phanh ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính

hỏng

Phanh d ừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên

tại chổ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển

bằng tay đòn nên gọi là phanh tay

Ngoài ra còn có phanh chậm dần: Trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe

tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách- lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi,thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:

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

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

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau Nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường

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 được toàn

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 dẫn động khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính, là: Gia tốc

chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác, như:

Lực phanh hay thời gian phanh

Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng 2-1, 2-2 và 2-3

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng

hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như : Nguồn gốc và chủng loại ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra

B ảng 2-1: 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 năm 1995 Stt Chủng loại ô tô Quãng đường

phanh

Sp [ m ] (≤ )

Gia tốc chậm dần ổn định

Jp [ m/s ] ( ≥ )

1 Ô tô du lịch và các loại ô tô khác

thiết kế trên cơ sở ô tô du lịch 7,2 5,8

2 Ô tô vận tải trọng lượng toàn bộ ≤ 8

tấn và ô tô khách có chiều dài toàn

3 Ô tô vận tải hoặc đoàn ô tô có trọng

lượng toàn bộ > 8 tấn và ô tô khách

có chiều dài toàn bộ > 7,5 m 11 4,2

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 2-1 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 vận tốc

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 những bãi 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 2-1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm cho phép ô tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động Đối với các cơ sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn

B ảng 2.2 Các chỉ tiêu đánh giá hiiệu quả của hệ thống phanh chính

(Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ):

Stt Chủng loại ô tô Tốc độ

trước khi phanh

Vo[Km/h]

Lực tác dụng lên bàn đạp

Pbđ [ N ]

(≤ )

Dạng thử Quãng đường

phanh

S p [ m ] (≤ )

Gia tốc chậm dần ổn định

J p [ m/g ] (≥ )

7,0 5,4 5,0

2 Ô tô buýt > 8 chỗ ngồi

7,0 5,3 4,9

3 Ô tô buýt với trọng

6,0 4,5 4,1

4 Ô tô t ải với trọng

5,5 4,1 3,8

5 Ô tô tải với trọng

5,5 4,0 3,7

B ảng 2-3: 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

trước khi

thử Vo [Km/h]

Lực tác dụng lên bàn đạp Pbđ [ N ]

(≤ )

Quãng đường phanh

Sp [ m ] (≤ )

Gia tốc

chậm dần

ổn định

Jp[ m/s2 ] (≥ )

Tay đòn Bàn đạp

5,5 4,0 3,6

5,5 4,0 3,7

5,5 3,9 3,6

5 Ô tô tải với trọng

Th ử " O ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu

phanh còn nguội và thường tiến hành hai trường hợp: Động cơ được tách và không tách ra khỏi hệ thống truyền lực

Th ử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu

phanh 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

Th ử " II ": Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô tô, máy kéo chuyển

động xuống dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện các chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [ m/s2 ] đối với 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 lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra Khi thử ( theo cả hai chiều : Đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc ) phanh dừng 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, khi chuyển động xuống các dốc dài 6 [ Km ], độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 30±2 [ Km/h ] ( 8,33±0,6 [ m/s ]), mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh

bằng phanh này, gia tốc của ô tô, máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 [ m/s2

]

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh 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, sự phân

bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chính sau:

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

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

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 Các bánh 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 dụng các

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 lớn

nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của

B ảng 2- 4: Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều

khiển và hành trình tương ứng của chúng đối với hệ thống phanh ô tô

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ ) Phương pháp

điều khiển

Hệ thống phanh Chủng loại ô tô Pbđ max

[ N ]

Sbđ max [ mm ]

Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực, phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lực

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 đĩa

quay

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

và phanh không cân bằng

Phanh dãi

(a) (b) (c)

Hình 2.1 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 (phanh

dầu), phanh khí nén (phanh hơi), phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau)

Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ở

một 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, nên hiện 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 vẫn được sử dụng

phổ biến trên ô tô

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

xe ô tô tải trọng nhỏ

Phanh truyền động bằng khí nén thì được dùng trên ô tô tải trọng lớn và ô tô hành khách Ngoài ra nó còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình có động cơ diesel cũng như trên các ô tô kéo đoàn xe

Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đoàn ô tô, ô tô kéo nhiều rơmoóc

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

- Cơ cấu phanh: Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản

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

2.2.1 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 biến thành 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 kết

cấu của nó gồm có hai phần chính: Cơ cấu ép và phần tử ma sát Bên cạnh đó còn

có thêm các phần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa má phanh và trống phanh của loại phanh trống - guốc, bộ phận xả khí của phanh 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

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 dụng nhiều loại đĩa ở các bánh xe trước

2.2.1.1 Lo ại trống - gu ốc:

a 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 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

+ Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh

cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,2÷0,4)mm để cho phanh nhả được hoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành

trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ 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

b Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:

Hình 2.2 Các sơ đồ phanh trống guốc

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (hình 2.2) Các sơ

đồ này khác nhau ở chổ:

+ 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 lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe

I

IV III

II

IX VIII

VII

VI V

XVI

X

XIV XIII

Hình 2.3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụng

a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xylanh thủy lực; c- Hai xylanh ép, guốc phanh một bậc

tự do; d- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các sơ đồ trên hình 2.3a và 2.3b Tức là sơ đồ với guốc phanh một bậc tự do, quay quanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó đến các sơ đồ 2.3c

và 2.3d

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta

sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đăc trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là: Tính thuận nghịch (đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mô men phanh

do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động

của ôtô- máy kéo

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

guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên cụm ổ trục bánh xe

Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tích

của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (hay còn gọi một cách quy ước là mômen của lực dẫn động)

Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 2.3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn giản hóa nhờ các giả thiết sau:

+ Các má phanh được 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 vòng cung của má phanh trên bán kính rγ

Từ sơ đồ ta thấy rằng:

+ Lực ma sát tác dụng lên 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 này gọi là guốc tự siết

+ Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc này được gọi là guốc tự tách Hiện tượng tự siết, tự tách này là một đặc điểm đặc trưng của cơ cấu phanh trống- guốc

Sơ đồ hình 2.3a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc

và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp

Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thì P1< P2 Đây là cơ cấu vừa thuận nghịch vừa cân bằng Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp cho các ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn

Sơ đồ trên hình 2.3b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai guốc

bằng nhau P1 = P2 = P Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N1 > N2 và Mp1 >

Mp2 Cũng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn

guốc sau, làm cho các guốc mòn không đều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số

kết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xylanh ép

có đường kính làm việc khác nhau: Phía trước tự siết có đường kính nhỏ hơn

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

Nó thường sử dụng trên các ôtô tải cở nhỏ và vừa hoặc các bánh sau của ôtô du lịch

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ hình 2.3a:

Khq = ΣMp/(P1+ P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ

cấu ép thủy lực hình 2.3b sẽ là 116% ÷122%, khi có cùng kích thước chính và hệ số

ma sát giữa má phanh và trống phanh: f = 0,30 ÷ 0,33

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh với hai xylanh làm việc riêng rẽ Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết (hình.2.3c) Hiệu quả phanh trong trường hợp này có thể tăng được 1,6 ÷1,8 lần so với cách bố trí bình thường Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết Ppt > Pps trong khi nhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước Vì thế nó thường được

sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ

Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 2.3d Các guốc phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố định Cơ cấu ép

gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh Với kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh

tự cường hóa Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép, tăng hiệu quả phanh cho má kia

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể đạt đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép Nhưng mômen phanh kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được

sử dụng Xu hướng hiện nay là: Sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các

guốc có điểm quay cố định, cùng phía Trường hợp cần thiết thì dùng thêm các bộ

trợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh

2.2.1.2 Lo ại 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 và vòng ma sát quay

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

Hình2.4 Các cơ cấu phanh tự cường hoá

Hình 2.5 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 ít

phải 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, giảm được 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 trị của chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến

dạng của kết cấu Vì thế phanh đĩa có kết cấu 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, 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, nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng

P R’

θ 2f

N

2.2.2 D ẫn 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 lỏng

thủy lực và khí nén Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì

hiệu suất thấp (η=0,4÷0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Nên đối

với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là:

thủy lực và khí nén

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

Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ô tô vận

tải 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 cỡ trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: Máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, 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 nhất là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn được ô tô máy kéo sử dụng với một hiệu quả xác định nào đó

Hiện nay phổ 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 nén hai khoang, xi lanh chính kép hay bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòng

phải 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

ức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 2.6) Đây là sơ đồ phân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu

trước

Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảm

bảo 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 một trong 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 động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mô men phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp và hành 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 còn tối thiểu là 50%

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

Hình 2.6 Các sơ đồ phân dòng:

2.2.2.1 D ẫn 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 dẫn động 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 cơ cấu phanh, vì các xe khac nhau chủ yếu là khác tải trọng, trọng lượng phân bố ở các cầu nên chỉ thay đổi áp suất còn cơ cấu phanh không thay đổi

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 động không làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ

lực 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 rung động và mômen phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

b Các lo ại và sơ đồ dẫn động:

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:

- Dẫn động tác động trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ

bằng lực tác dụng người lái

- Dẫn động tác động 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

- 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

D ẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

ệc:

Khi người lái tác dụng trên bàn đạp phanh 6, piston 4 trong xylanh chính 5 sẽ

dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do

đó áp suất trong khoang B cũng tăng theo Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống

dẫn 2 và 8 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh

Hình 2.7 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

xy lanh bánh xe; 5- Xy lanh chính; 6- Bàn đạp phanh

D ẫn động tác động gián tiếp:

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả

trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ 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

1 2 3

4 6 7 8

2 Sc

3

P b

B A

Sp 2 5

Hình 2 8 Dẫn động phanh thủy lực trợ lực chân không:

1,3-Đường dẩn dầu phanh đêdns xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh chính; 4- Đường

nạp động cơ; 5, 9- Van chan không; 6- Loc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy; 10- Vòng cao

su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng(hoặc piston trợ lực); 12- Bầu trợ lực chân không; Tùy thuộc cách bố trí và lắp đặt cơcấu tỷ lệ, buồng sinh lực và xy lanh chính, 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 hệ trực

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 bố trí riêng rẽ

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

- Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh van chân không 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van 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 van chân không 5 đóng lại, cắt đường thông hai khoang 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 áp lực tác dụng lên piston (màng)

của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 2, ép dầu theo các ống 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 tăng theo 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 Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải 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 piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạt

cực đại thì van không 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 du lịch và tải nhỏ

D ẫn 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 cho người lái Bộ trợ lực phanh loại khí nén có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo

lực phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải

Hình 2.9 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- Xi lanh

lực; 6- Xi lanh chính; 7,9- Đường ống dẫn dầu đến các xi lanh bánh xe; 8,10- Xi lanh bánh xe

Bộ trợ lực gồm cụm van khí nén 3 nối với bình chứa khí nén 4 và xi lanh 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 khi nhả phanh

Nguyên lý làm vi ệc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền

đồng thời lên các cần của xi lanh chính 6 và của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển mở đường nối khoang A của xilanh lực với bình chứa khí nén 4 Khí nén từ bình chứa 4

sẽ đi vào khoang A tác dụng lên piston của xi lanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép các piston trong xi lanh chính 6 dịch chuyển, đưa dầu đến các xi lanh bánh xe Khi

đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò

xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lực khí nén cân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóng luôn đường khí nén từ bình chứa đến khoang A duy trí 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 nữa thì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào Như vậy cụm van

3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh

D ẫn 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 động phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như bánh răng, cánh gạt, piston hướng trục Bơm thủy lực 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: Để đảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thống trong trường 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 giải phóng nó, cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần 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 xa nhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xilanh chính 2

Hình 2.10 D ẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng

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

Nguyên lý làm vi ệc: 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 xi lanh bánh xe

5 và 6 Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xi lanh 5 và 6 càng cao Bộ điều chỉnh

tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho

hệ thống khỏi bị quá tải

dòng khí nén để tạo ra mômen phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe Lực đạp phanh

của người lái ở đây đóng vai trò lực điều khiển để đóng mở van phân phối khí nén chính của hệ thống Do đó, lực đạp phanh có thể không lớn nhưng vẫn tạo được momen phanh lớn trên các bánh xe Vì vậy, hệ thống phanh loại này thường 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 hơn 0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp Ngày nay còn sử

dụng hệ thống phanh khí nén áp suất cao, có áp suất khí nén cho phép lên tới 1,3MN/m2 Sử dụng hệ thống phanh có áp suất công tác cao sẽ làm tăng hiệu quả phanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chung của các

cụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều

Các thành phần chính của dẫn động phanh khí nén gồm có: Máy nén khí để cung cấp nguồn khí nén, các bình chứa khí nén để dự trữ và ổn định áp suất công tác trong hệ thống, van phân phối chính, van an toàn và các van khác Ngoài ra, do

thường sử dụng trên các ô tô vận tải nên trong dẫn động phanh khí nén còn có các

cụm van để điều khiển và dẫn động phanh ra rơ moóc

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 có thể 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 của

chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 1015 lần Nên kích thước và khối lượng của

ẫn 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

D ẫn động phanh trên ô tô đơn:

Hình 2.11 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 tách ẩm;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 vi ệc:

- Không khí nén được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắng

lọc tách ẩm 4 và van bảo vệ kép 5, vào các bình chứa 6 và 10 Van an toàn 2 có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều khiển 3 có sự cố Các bộ phận nói trên hợp thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động

- Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8 Ở trạng thái nhả phanh, van 8 đóng đường không khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và

mở thông các bầu phanh với khí quyển

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thông

các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9 tác

dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại

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

lò xo hồi vị

- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện theo sơ đồ một đường hoặc hai đường

D ẫn động phanh rơ moóc một đường:

Hình 2.12 Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc một đường

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt , nối đường ống; 13- Các đầu nối ống giữa xe kéo và rơmoóc; 14- Đường nối giữa xe kéo và rơmoóc trong dẫn động

một đường; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơ moóc; 18- Van điều khiển phanh rơmoóc

Nguyên lý làm vi ệc:

- Xe kéo và rơ moóc được nối với nhau bằng một đường ống (14) Đường này

vừa là đường cung cấp vừa là đường điều khiển

- Ở trạng thái nhả phanh: Không khí nén sẽ từ bình 11 của xe kéo, qua van

điều khiển phanh rơ moóc 18, van cắt nối 12, đầu nối 13, rồi theo đường nối 14 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, và nối 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 phanh của rơmoóc với khí

ển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc

để phanh rơmoóc lại

- Khi nh ả 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 14

cũng bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh Nhờ đó rơmoóc sẽ được

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

D ẫn động phanh rơmoóc hai đường:

Hình 2.13 Sơ đồ dẫn động phanh rơ moóc hai đường

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt , nối đường ống; 13- Các đầu

nối ống giữa xe kéo và rơ moóc; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc; 19- Đường ống dẫn khí điều khiển; 20- Đường ống dẫn khí cung

cấp; 21- Van điều khiển phanh rơmoóc

Nguyên lý làm vi ệc:

- Xe kéo và rơmoóc được nối với nhau bằng hai đường ống Một đường là

đường cung cấp 20 và một đường là đường điều khiển 19

- Qua đường cung cấp, khí nén từ bình chứa 11 của xe kéo thường xuyên được

nạp vào bình chứa 16 của rơmoóc

- Ở trạng thái nhả phanh: đường điều khiển 19 được nối với khí quyển qua van điều khiển 21

- 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 phân phối đi đến van 12, điều khiển nó cắt đường nối giữa đường ống 19 với khí quyển 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 cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc để phanh rơ moóc 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 rãi các bộ vi xử lý để thực hiện các thao tác tính toán và xử lý khác nhau Sử dụng các

bộ vi xử lý như vậy trong dẫn động điện khí nén cho phép tạo được các dẫn động có

độ nhạy, tính đồng bộ và chính xác rất cao

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 trên

trục ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu

chủ động và dẫn động phanh là loại cơ khí Loại phanh dừng này còn là phanh truyền lực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực Phanh truyền 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

dừng làm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính Lúc đó cơ cấu phanh được đặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường

là loại cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực

2.2.3.2 H ệ thống phanh phụ:

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

Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh không

lớn lắm trong thời gian dài

Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều

kiện 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 độ trung 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 hệ thống 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 hành khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn

3 GI ỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ Ô TÔ HYUNDAI-HD370:

Ô tô HYUNDAI-HD370 được sản xuất tại Hàn Quốc vào năm 1999 Đây là

loại ô tô tải, có thùng hàng tự đổ Nó có nhiều ưu điểm và được đưa vào sử dụng

rộng rãi Các đặc tính kỹ thuật của xe, thiết bị an toàn khi chạy xe, thao tác vận hành đảm bảo được yêu cầu cao về vận tải ô tô trên thế giới Ô tô HYUNDAI-HD370 trên là loại ô tô có 4 cầu, hai cầu trước dẫn hướng, hai cầu sau chủ động, công thức bánh xe là 8x4, tải trọng của xe là 23000 kg

Trên hình 3.1 là sơ đồ tổng thể xe ô tô HYUN DAI-HD370:

B ảng 3.1 Các thông số kỹ thuật chính của ô tô HYUNDAI-HD370

ST

T

Tên thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị

11 Công suất cực đại của động cơ Nemax 407 KW

12 Số vòng quay ứng với Nemax nN 2000 v/p

13 Momen cực đại của động cơ Memax 1668 N.m

14 Số vòng quay ứng với Memax nM 1200 v/p

17 Số chỗ ngồi kể cả người lái 3

18 Thùng nhiên liệu 400 dm

3.2 KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ:

3.2.1 Động cơ:

Động cơ ô tô HYUNDAI-HD370 có những đặc điểm kết cấu và những thông

số kỹ thuật như sau:

- Xi lanh bố trí dạng chữ V

- Động cơ diesel 4 kỳ, dùng xuppap treo bố trí trên 2 hàng thành góc 900

- Số lượng xi lanh: 8

- Thứ tự làm việc của các xi lanh:1-2-7-3-4-5-6-8

- Thân xi lanh làm bằng gang, có các ống lót ướt để tháo, ngoài ống lót còn có các áo nước để làm mát

- Nắp xi lanh: có hai nắp bố trí hình chữ V theo thân động cơ, làm bằng hợp kim nhôm

- Piston: trên đỉnh piston có khoét lõm để tạo buồng cháy dạng ω, trên thân piston có bố trí 4 sec măng trong đó 3 sec măng khí và 1 sec măng dầu

- Chốt piston được chế tạo bằng thép

- Trục khuỷu: được chế tạo bằng thép, có 5 gối đở cổ trục Trên trục khuỷu

có bố trí các đối trọng Trong trục khuỷu có chứa các đường dầu bôi trơn để dẩn dầu

đi bôi trơn các khuỷu và cổ trục khuỷu

- Thanh truyền:Làm bằng thép, tiết diện ngang có dạng chử I Trong thân thanh truyền có đường dầu để dẫn dầu từ cổ khuỷu đi lên bôi trơn chốt khuỷu Đầu

nhỏ thanh truyền có bạc lót bằng đồng thanh

- Bánh đà có dạng hình chậu, vật liệu chế tạo bằng gang Trên bánh đà có vành răng bằng thép để truyền động từ bộ khởi động sang động cơ để khởi động

động cơ

3.2.1.1 H ệ thống bôi trơn:

Dùng phương pháp bôi trơn cưỡng bức nhờ bơm dầu tạo ra áp lực để đưa dầu

đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát

Bơm dầu: Dùng bơm bánh răng, được dẫn động từ trục cam động cơ

Bầu lọc: Dùng bầu lọc li tâm hoàn toàn, bầu lọc được lắp nối tiếp với mạch

dầu từ bơm dầu bơm lên Do đó toàn bộ dầu nhờn do bơm dầu cung cấp đều đi qua

bầu lọc Một phần dầu nhờn phun qua lổ phun làm quay rôto của bầu lọc rồi về lại cacte còn phần lớn dầu nhờn được lọc sạch rồi đi theo đường dầu chính để đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát

Bộ tản nhiệt: Để làm mát dầu nhờn sau khi dầu nhờn đi bôi trơn và làm mát các bề mặt ma sát Bộ tản nhiệt dạng ống, làm mát bằng không khí được lắp trước

bộ tản nhiệt dùng nước Dầu sau khi được làm mát được trở lại cacte động cơ

3.2.1.2 H ệ thống làm mát:

Dùng chất lỏng (nước) để làm mát động cơ Người ta sử dụng phương pháp làm mát tuần hoàn cưởng bức một vòng kín Nước từ két nước được bơm nước hút vào động cơ để làm mát Nước sau khi đi làm mát động cơ được đưa trở lại két nước để làm mát

- Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang

- Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làm tăng lượng gió qua két làm mát nước

- Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két

để làm mát nước

3.2.1.3 H ệ thống nhiên liệu:

Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại cưỡng bức nhờ bơm nhiên liệu để chuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp

- Thùng nhiên liệu có dung tích 400 lít

- Bơm cao áp có 8 tổ bơm đặt thẳng hàng và được dẫn động từ trục cam của động cơ Trên bơm cao áp có đặt bộ điều tốc để hạn chế khi động cơ vượt tốc

Có 8 vòi đặt trên nắp máy của động cơ

3.2.2 H ệ thống thiết bị điện:

Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 24 V

Hệ thống gồm bình ắc qui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra được lắp ở bên trong, phía trước lái xe Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh

và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai và đèn gầm, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thống không đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc

3.2.3 H ệ thống truyền lực:

3.2.3.1 Ly h ợp:

Ly hợp loại một đĩa ma sát khô, có bộ triệt tiêu dao động xoắn kiểu đàn hồi

bằng 4 lò xo trụ bố trí xung quanh đĩa

Đĩa ma sát có đường kính trong là 250mm và đường kính ngoài 430mm

Đĩa ép làm bằng gang, có 12 lò xo trụ bố trí xung quanh để ép đĩa tỳ sát vào đĩa ma sát

Có 4 càng mở ly hợpdẫn động thủy lực được trợ lực bằng khí nén

3.2.3.2 H ộp số:

Trên xe HYUNDAI-HD370 người ta lắp hộp số chính và hộp số phụ dẫn động bằng cơ khí

Hộp số chính có 5 cấp số, 2 đồng tốc và một số lùi, hộp số phụ có 2 cấp số, một cấp

chậm và một cấp nhanh Như vậy tỷ số truyền cấp chậm của hộp số có 5 số, với số 5

là số truyền thẳng; Tỷ số truyền cấp nhanh của hộp số có 5 số với số 5 là số truyền

tăng; Tỷ số truyền số lùi của hộp số có 2 số, một số chậm và một số nhanh Việc sử

dụng số truyền tăng sẽ làm tăng tính kinh tế và tính chất động lực của ôtô

Sử dụng các bộ đồng tốc trong hộp số làm cho việc chuyển số được dể dàng

và êm diu Đồng tốc làm việc theo nguyên lí ma sát

3.2.3.3 Các đăng:

Các đăng được nối giữa hộp số và cầu chủ động sau Trên các đăng có 2

khớp nổi chử thập và một khớp nối bằng then hoa

Trong khớp nối chử thập có lắp các ổ bi kim Khớp nối then hoa dùng để thay đổi chiều dài trục các đăng khi dầm cầu sau dao động tương đối so với khung

xe

Xe HYUNDAI-HD370 có ba trục các đăng và năm khớp nốichử thập

3.2.3.4 Vi sai -bán tr ục:

Vi sai của ôtô HYUNDAI-HD370 là vi sai có dạng bánh răng côn với 4 bánh

răng hành tinh Số răng của bánh răng vi sai là 10

3.2.3.5 C ầu xe:

Gồm hai cầu trước và hai cầu sau:

Hai cầu trước là cầu bị động, làm bằng thép, được dập theo dạng tiết diện

chử I, ở các đầu mút của dầm có các lổ để ghép dầm với cam quay bằng chốt chuyển hướng Dầm cầu trước được nối với khung xe qua các lá nhíp của hệ thống treo phía trước