NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN ÔTÔ LẮP ĐẶT MÔ HÌNH VÀ XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

Trong thực tế, trên xe có nhiều bộ phận, hệ thống cùng phối hợp hoạt động nhịp nhàng nhưng chúng em chọn đề tài phanh khí nén do: • Đây là hệ thống chưa có mô hình giảng dạy trong xưởng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN ÔTÔ

LẮP ĐẶT MÔ HÌNH VÀ XÂY DỰNG CÁC BÀI

THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM

Họ và tên sinh viên:PHAN MINH TRUNG

ĐINH NGỌC TÚ Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ÔTÔ Niên khóa: 2006 – 2010

THÁNG 07/2010

Khóa luận được đề trình để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng kỹ sư chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ôtô

Giáo viên hướng dẫn Thạc sỹ TRẦN MẠNH QUÍ Thạc sỹ NGUYỄN DUY HƯỚNG

Tháng 07 năm 2010

ii

CẢM TẠ

Niên khóa 2006-2010 sắp kết thúc, trong khoảng thời gian học tập tại trường dưới

sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình của quý Thầy Cô, chúng em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích về chuyên môn cũng như kiến thức xã hội Vốn tri thức này sẽ là nền tảng giúp chúng em tự tin hơn, vững vàng hơn khi bước vào đời.Trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp, chúng em xin gửi lời chân thành cảm ơn tới:

• Toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm TP HCM đã quan tâm, đã cung cấp kiến thức, tài liệu liên quan và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình chúng em hoàn thành khóa học

• Chúng em xin gửi lời cám ơn tới thầy Th.S Bùi Công Hạnh, K.S Phan Minh Hiếu và các thầy trong bộ môn Công Nghệ Ôtô đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo chúng

em những kiến thức chuyên môn rất bổ ích

• Đặc biệt chúng em xin chân thành gửi lời cám ơn tới thầy Th.S Trần Mạnh Quí, thầy Th.S Nguyễn Duy Hướng Dưới sự quan tâm, hướng dẫn ân cần và sát sao

của thầy chúng em đã hoàn thành trọn vẹn đề tài

• Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các bạn trong lớp DH06OT đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài

Mặc dù rất cố gắng nhưng do những hạn chế trong kiến thức chuyên môn cũng như

sự giới hạn về thời gian nên đề tài của chúng em còn nhiều thiếu sót Vì vậy chúng em rất mong những ý kiến đóng góp của các thầy cô cũng như các bạn để đề tài hoàn thành được tốt hơn

Cuối cùng, chúng em xin kính chúc tập thể quý thầy cô khoa Cơ Khí Công Nghệ, cũng như toàn thể quý thầy cô trường Đại Học Nông Lâm TP HCM luôn dồi dào sức khỏe để vững bước trên con đường “Trồng Người” đầy vinh quang nhưng cũng nhiều gian nan thử thách

TP HCM, ngày 21 tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực hiện:

Phan Minh Trung Đinh Ngọc Tú

iii

TÓM TẮT

1 Tên đề tài

“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN ÔTÔ LẮP ĐẶT MÔ

HÌNH & XÂY DỰNG CÁC BÀI THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM”

2 Thời gian và địa điểm

• Thời gian: Từ ngày 05 tháng 04 đến ngày 12 tháng 06 năm 2010

• Địa điểm: Tại Xưởng thực hành thí nghiệm ôtô, Khoa Cơ Khí – Công Nghệ,

Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

3 Mục đích đề tài

Đề tài bao gồm các nội dung sau:

• Thực hiện nghiên cứu lý thuyết về hệ thống phanh khí nén cơ bản

• Thực hiện việc thiết kế xây dựng mô hình hệ thống phanh khí nén phục vụ nhu cầu giảng dạy và học tập

• Thiết lập các bài thực hành thí nghiệm trên mô hình

• Tháo và làm sạch toàn bộ hệ thống phanh khí nén của xe buýt Hino

• Tìm hiểu nguyên tắc hoạt động của các chi tiết trong hệ thống phanh khí nén

• Thiết kế khung gá và hoàn thành mô hình hệ thống phanh khí nén

• Thiết lập các bài thực hành thí nghiệm dựa trên mô hình làm được

 

iv

MỤC LỤC

Trang Trang tựa

2.1 Hệ thống phanh khí nén đơn giản

2.2 Những chi tiết chính của hệ thống phanh khí nén

2.2.1 Máy nén

2.2.1.1 Phân loại máy nén khí

2.2.1.2 Công dụng và cấu tạo

     

2.2.8.1 Dạng bầu phanh kết cấu màng

2.2.8.2 Dạng bầu phanh kết cấu kiểu piston

2.2.8.3 Bầu phanh tích năng

2.2.9 Đòn xoay

2.2.9.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

2.2.9.2 Nguyên tắc làm việc của đòn xoay và bầu phanh

2.2.10 Cơ cấu phanh

2.2.10.1 Phân loại

2.2.10.2 Cơ cấu phanh dạng tang trống

2.3 Hệ thống phanh khí nén có trang bị ABS và ATC

2.3.1 Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS)

2.3.2 Điều khiển lực kéo tự động (ATC)

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Địa điểm 

       

     

vi

3.2 Phương pháp thực hiện đề tài

3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

3.2.2 Phương pháp thực nghiệm

3.2.3 Phương pháp khảo nghiệm

3.2.4 Đo đạc và xử lý số liệu

3.3 Phương tiện thực hiện đề tài

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tính toán thiết kế mô hình

4.1.1 Ý tưởng thiết kế

4.1.2 Đặc tính kỹ thuật chung của mô hình thiết kế

4.2 Các số liệu thiết kế ban đầu

4.2.1 Tháo các chi tiết trên xe thực

4.2.2 Vệ sinh các chi tiết, đánh giá sơ bộ

vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén cơ bản

Hình 2.2 Các loại máy nén khí trên ôtô

Hình 2.3 Cấu tạo máy nén

Hình 2.4 Hoạt động của máy nén (Kỳ nạp)

Hình 2.5 Hoạt động của máy nén (Kỳ nén)

Hình 2.6 Hình cấu tạo bộ điều áp

Hình 2.7 Bình chứa khí nén

Hình 2.8 Van xả bình chứa khí nén

Hình 2.9a Bầu lọc khí nén

Hình 2.9b Hình bầu lọc khí nén

Hình 2.10 Cấu tạo van an toàn

Hình 2.11 Các trang thái làm việc của van an toàn

Hình 2.12 Cấu tạo tổng phanh

Hình 2.13 Hình minh họa phương pháp đánh giá chất lượng tổng phanh (Hino)

Hình 2.14 Bầu phanh kết cấu màng

Hình 2.15 Bầu phanh dạng piston

Hình 2.16 Bầu phanh tích năng

Hình 2.17 Nguyên lý làm việc của bầu phanh tích năng

   

Hình 2.20 Nguyên lý làm việc của bầu phanh tích năng (Khi thôi phanh)

Hình 2.21 Đòn xoay thường (Đòn xoay điều chỉnh bằng tay)

Hình 2.22 Đòn xoay điều chỉnh tự động

Hình 2.23 Nguyên tắc làm việc của đòn quay và bầu phanh

Hình 2.24 Các dạng chính của cơ cấu phanh tang trống

Hình 2.25 Các dạng chính của cơ cấu phanh tang trống (Trên phanh tay)

Hình 2.26 Hệ thống phanh khí nén có bổ sung ABS

Hình 2.27 Cảm biến và các răng cảm biến trên hệ thống phanh khí nén có ABS

Hình 2.28 Sơ đồ các bộ phận của hệ thống ABS trên xe

Hình 4.1 Đồng hồ áp suất khí nén khi phanh sử dụng trên mô hình

Hình 4.2 Van chia dòng và ống khí nén

Hình 4.3 Xe buýt Hino đã thanh lý

Hình 4.4 Quá trình tháo bình chứa

Hình 4.5 Tổng phanh

Hình 4.6: Bầu phanh trước

Hình 4.7 Bầu phanh sau

Hình 4.8 Guốc phanh được tháo từ xe và đã được làm sạch

ix

Hình 4.12 Máy nén khí tại xưởng thực tập

Hình 4.13 Sơ đồ các chi tiết trên mô hình

Hình 4.14 Mô hình phanh khí nén trên cầu trước

1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.1.1 Đối tượng nghiên cứu là mô hình

Mô hình đáp ứng yêu cầu đổi mới về phương pháp, phương tiện dạy học mà Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đang vận động

Mô hình còn là phương tiện dạy học trực quan, sinh động; nó đi kèm cùng với Multimedia lab, Projector trở thành phương tiện dạy học mới hỗ trợ đắc lực cho công tác thực hành ở các trường Mô hình giúp cho người học tự học khi không có sự hướng dẫn trực tiếp của giáo viên, phát huy tính tự học, khả năng tư duy sáng tạo cùng khả năng

tự ôn luyện, kiểm tra, đánh giá kiến thức đã lĩnh hội Bên cạnh việc đó, việc truyền đạt kĩ năng, kĩ xảo từ kinh nghiệm thực tế của giáo viên, người học thông qua những chi tiết trên mô hình sẽ có những ánh xạ tương đối chính xác về các kinh nghiệm thực tế Ngoài

ra, mô hình còn đáp ứng nhu cầu nhỏ gọn, tránh cồng kềnh khi hệ thống được đặt trong không gian nhỏ hẹp

1.1.2 Đối tượng nghiên cứu là hệ thống phanh khí nén

Trong thực tế, trên xe có nhiều bộ phận, hệ thống cùng phối hợp hoạt động nhịp nhàng nhưng chúng em chọn đề tài phanh khí nén do:

• Đây là hệ thống chưa có mô hình giảng dạy trong xưởng thực hành thí nghiệm

• Hệ thống phanh khí nén là một hệ thống quan trọng trên các xe tải, xe bus, Các loại xe này đóng vai trò cực lớn trong nhu cầu giao thông vận tải nước ta

2

1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Đề tài bao gồm các nội dung sau:

• Thực hiện nghiên cứu lý thuyết về hệ thống phanh khí nén nói chung

• Thực hiện việc thiết kế xây dựng mô hình hệ thống phanh khí nén phục vụ nhu cầu giảng dạy và học tập

• Thiết lập các bài thực hành thí nghiệm trên mô hình

1.3 TÌNH HÌNH TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

Trong những năm gần đây nước ta đã đạt được những thành tựu to lớn về kinh tế, chính trị, văn hóa Ngoài ra, chúng ta còn gặt hái rất nhiều thành công trong công cuộc xây dựng và kiến thiết đất nước, nền giáo dục nước ta cũng có nhiều cải cách nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, bước đầu đã đạt được một số thành tựu đáng kể

Nhưng so với các nước trên thế giới, chúng ta vẫn đang ở vùng trũng cả về kinh tế lẫn giáo dục Khó khăn về vốn cũng như kĩ thuật đang là trở ngại lớn đối với ngành giáo dục trong việc trang bị những phương tiện giảng dạy tiên tiến, hiện đại

Đứng trước những thiếu thốn về trang thiết bị giảng dạy đòi hỏi sinh viên phải phát huy tính sáng tạo, chủ động Việc thiết kế mô hình làm tăng tính trực quan sinh động, tư duy hình tượng rõ ràng, tăng khả năng tiếp thu và lĩnh hội lý thuyết nhưng lại tiết kiệm thời gian, kinh phí

Từ những thực tại trên, việc thực hiện đề tài phanh khí nén là thực sự cần thiết  

tải trình bày trên Hình 2.1

Hệ thống phanh bao gồm các phần chính sau:

• Nguồn cung cấp và bình chứa khí dự trữ

7 Van phanh hai dòng

8 Bầu phanh và cơ cấu phanh trước

9 Bầu phanh và cơ cấu phanh sau.

5

2.2 NHỮNG CHI TIẾT CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN

Một hệ thống phanh khí nén cơ bản bao gồm 5 thành phần:

1 Một máy nén để bơm khí và bộ điều áp để điều chỉnh áp suất máy nén

2 Một bình chứa hay thùng chứa để trữ khí nén

3 Một phanh chân để điều khiển dòng không khí nén từ bình chứa khi cần phanh

4 Bầu phanh và đòn quay để truyền lực được sinh ra từ khí nén đến hệ thống cơ khí

5 Má phanh và trống phanh hoặc đĩa phanh để tạo ma sát nhằm dừng xe

2.2.1 Máy nén

2.2.1.1 Phân loại máy nén khí

Hình 2.2 Các loại máy nén khí trên ôtô

a Máy nén khí một xylanh, dùng dẫn động bánh răng

b Máy nén khí hai xylanh thẳng hàng, dung bộ truyền đai

c Máy nén khí hai xylanh chữ V, dùng dẫn động bánh răng

Máy nén khí Hình 2.2 là thiết bị nhận năng lượng từ động cơ và thực hiện chức

năng nén không khí từ khí quyển vào bình chứa khí (tích lũy năng lượng)

 

6

 

Máy nén khí dùng trên ôtô với nhiều mục đích khác nhau, nhưng nói chung nó dùng để tạo nên khí nén có áp suất khoảng 0,8 - 1,0 MPa: Phục vụ cho hệ thống phanh khí nén, hệ thống trợ lực điều khiển (trợ lực lái, trợ lực điều khiển ly hợp, hệ thống treo khí nén, ) và dùng cho các công dụng khác của hệ thống chuyên dụng trên ôtô

Với ôtô tải, ôtô buýt, đoàn xe để phục vụ các mục đích sử dụng khí nén, máy nén khí cần công suất khoảng 1 - 4 KW Máy nén khí có thể chia ra theo cấu trúc như sau:

• Theo số lượng xy lanh:

o Dùng bánh răng ăn khớp trực tiếp

Trên ô tô tải và ô tô buýt

máy nén khí được dùng thường là

loại hai xy lanh và công dụng chủ

yếu để cấp khí nén cho hệ thống

dẫn động phanh, hệ thống treo và

điều khiển cửa

2 1.2.2 Công dụng và cấu tạo

Khí nén được dùng để truyền

lực trong hệ thống phanh khí nén,

nơi tạo ra khí nén là máy nén Máy

nén được thiết kế để nén không khí

vào bình chứa, ở đó không khí được giữ ở trạng thái có áp suất cao

Hình 2.3 Cấu tạo máy nén

7

2.1.2.3 Nguyên tắc hoạt động

Máy nén được dẫn động bắng động cơ, có thể bằng puly và đai hoặc trục và bánh răng Với loại dẫn động bằng đai, nên kiểm tra đai thường xuyên để phát hiện những vết nứt và độ giãn Tương tự nên kiểm tra máy nén, giá đỡ khung có bị gãy hay bulon có bị hỏng

Thông thường máy nén được dẫn động bằng động cơ nên khi động cơ hoạt động thì máy nén cũng hoạt động Khi áp suất bình chứa nằm trong khoảng 80-135 PSI thì áp suất hệ thống đã cân bằng, lúc này máy nén không cần thiết phải hoạt động Một bộ điều khiển được dùng để điều chỉnh áp suất nhỏ nhất và lớn nhất bằng cách điều khiển thời điểm máy nén hoạt động Điều này được hiểu như là chế độ “không tải” và “có tải” Hầu hết máy nén đều có 2 xy lanh, mỗi xy lanh tương tự xy lanh động cơ Khi áp suất bình chứa đạt được tối đa (nằm trong khoảng 80-135 PSI), bộ điều khiển sẽ chuyển máy nén sang chế độ “không tải”

Máy nén phải có khả năng nâng áp suất trong bình chứa từ 50 lên 90 PSI trong vòng 3 phút Nếu không thể làm được điều đó, máy nén cần được sửa chữa Nguyên nhân

có thể do bầu lọc bị nghẹt hoặc đai bị trượt Nếu không phải do hai nguyên nhân trên, chúng ta cần kiểm tra máy nén

Để máy nén hoạt động ở chế độ “không tải”, khí nén được đưa tới van nạp của máy nén, giữ cho van nạp mở Do đó không khí được bơm tới bơm lui giữa hai xy lanh thay vì được nén Khi áp suất trong hệ thống giảm xuống (thấp hơn 80 PSI), van nạp đóng lại, đưa máy nén về chế độ hoạt động “có tải” Trong suốt quá trình hoạt động ở chế độ

“không tải”, máy nén đã tự giải nhiệt

Máy nén được bôi trơn nhờ hệ thống bôi trơn động cơ, tuy nhiên cũng có một vài loại máy nén tự bôi trơn và đòi hỏi phải được thường xuyên kiểm tra khả năng bôi trơn

8

Một điều quan trọng cần lưu ý là: không khí đưa vào càng sạch càng tốt Trước tiên không khí được đi qua bầu lọc để giữ lại bụi bẩn Bầu lọc phải được làm sạch thường xuyên Tuy nhiên, bầu lọc làm hạn chế dòng khí đi vào máy nén, giảm hiệu suất của máy nén Do đó, một vài loại xe có lỗ nạp của máy nén được gắn vào cổ góp đường ống nạp và lấy không khí đã được lọc từ bộ lọc của động cơ

Mày nén kiểu piston hoạt động

cùng nguyên tắc với kì nạp và kì nén

của động cơ

Kì nạp: Piston đi xuống tạo

chân không trong xy lanh làm cho van

nạp mở Van nạp mở sẽ làm cho không

khí đi qua van nạp vào xy lanh

Kì nén: Piston đi lên, nén không

khí trong xy lanh Áp suất không khí tăng

lên sẽ không thể thoát ngược trở lại van

nạp (do khí nén đã đóng van nạp) Khi

piston đi gần hết hành trình, không khí ở

trạng thái có áp suất sẽ nâng van thoát và

đi vào đường thoát hướng đến bình chứa

Hình 2.4 Hoạt động của máy nén (Kỳ nạp)

Hình 2.5 Hoạt động của máy nén (Kỳ nén)

9

2.2.1.4 Các hư hỏng thường gặp

Máy nén thường gặp các hư hỏng sau:

• Mòn vòng găng khí bao kín và giảm khả năng tạo áp suất của máy nén khí, máy nén phải làm việc ban đầu với thời gian dài mới tạo đủ áp suất

• Mòn vòng găng dầu, dầu bôi trơn ở khoang trục khuỷu lọt lên buồng nén khí và nạp vào bình chứa khí nén

• Mòn rơ ổ bi trục khuỷu dẫn tới xuất hiện tiếng gõ lớn trong phần thân máy bơm

• Nếu bộ truyền đai máy nén bị chùng, đai cao su bị trượt gây nên tiếng rít trượt đai

và giảm số vòng quay của trục

• Nếu bánh răng bị mòn dẫn tới tiếng gõ đều trong phần bơm và đầu động cơ nhiệt

• Tắc đường cấp dầu bôi trơn cho máy nén khí

Các hư hỏng này dẫn tới không đủ áp suất khí nén và có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng phanh ô tô

2.2.2 Bộ điều áp

Bộ điều áp hoạt động cùng với cơ cấu không tải, tự động điều chỉnh áp suất trong

hệ thống, cung cấp khí nằm trong giới hạn áp suất lớn nhất và nhỏ nhất Máy nén quay liên tục khi động cơ quay nhưng máy nén còn được điều khiển bằng bộ điều áp bằng việc kích hoạt hệ thống không tải của máy nén để dừng hoặc bắt đầu nén khí khi áp suất bình chứa đạt giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất

Áp suất bình chứa đi vào bộ điều áp thông qua lỗ bình chứa, tác động lên piston, van nạp/xả Khi áp suất khí tăng lên, piston và van di chuyển đi lên nén lò xo giới hạn áp suất Khi áp suất bình chứa đạt giới hạn lớn nhất của máy nén thì bộ điều áp bắt đầu chế

độ ngắt Chốt xả đè lên van xả/nạp, đóng đường xả và mở đường nạp Sau đó khí bình chứa chạy xung quanh van nạp thông qua đường ống trong piston ra ngoài lỗ không tải tới

10

cơ cấu không tải của máy nén Khí cũng chạy xung quanh piston, piston có đường kính lớn hơn ở phần đầu, kết quả là lực thêm vào từ đường kính trên sẽ làm cho van nạp mở lớn nhất

Khi áp suất bình chứa rơi xuống giá trị nhỏ nhất và bộ điều áp bắt đầu chế độ kích hoạt Lực tác dụng bởi áp suất khí trên piston sẽ giảm xuống để lò xo giới hạn áp suất đi xuống Van nạp sẽ đóng lại và van xả mở ra Khí từ đường không tải sẽ thoát ngược trở lại piston thông qua chốt xả và đi ra ngoài lỗ xả

Hình 2.6 Hình cấu tạo bộ điều áp

11

2.2.3 Bình chứa

Bình chứa (hay thùng chứa) là nơi dự trữ khí đã được nén Số lượng và kích thước của bình chứa phụ thuộc vào số lượng và kích thước của bầu phanh, cùng với kết cấu của phanh tay Hầu hết các loại xe đều trang bị 2 bình chứa trở lên Do đó thể tích không khí

dự trữ sẽ lớn hơn Bình chứa đầu tiên sau máy nén đóng vai trò như là bình cung cấp hay bình ướt Những bình chứa khác đều được hiểu như là bình sơ cấp, thứ cấp hay bình khô

 

Khi khí đã bị nén, nó bắt đầu nóng lên Khí nóng này được làm mát ở trong bình chứa, do đó sẽ gây ra hiện tượng ngưng tụ Sự ngưng tụ xảy ra trong bình chứa chính là hơi nước ngưng tụ khi đi vào cùng với không khí sau khi bị nén Nếu dầu bị rò rỉ qua xéc măng của máy nén và hòa trộn với hơi ẩm này thì sẽ tạo ra cặn dầu và được tích lũy ở dưới đáy bình chứa Nếu cứ để tiếp tục tích lũy, cặn dầu (bao gồm nước và dầu) sẽ đi vào

hệ thống phanh và gây ra những tác hại với van và những bộ phận khác

Hình 2.7 Bình chứa khí nén

12

2.2.4 Van xả

Bình chứa được trang bị van xả để xả hơi ẩm và cặn dầu tích lũy trong hệ thống

Để hạn chế lượng nước tích trữ trong bình chứa, phải xả tất cả các bình chứa hàng ngày

Ở những tình trạng làm việc khắc nghiệt, những bình chứa phải được xả hai hay nhiều lần mỗi ngày Để xả bình chứa trên xe kéo, luôn bắt đầu với bình ướt Ngoài ra, để

thải sạch hơi ẩm ra ngoài chúng ta cần phải để toàn bộ khí mang áp suất ra ngoài

làm nóng van bị đứt hay bị lỏng cần phải được sửa ngay

Hình 2.8 Van xả bình chứa khí nén

14

Van lọc có dây nhiệt dùng để ngăn chặn hơi nước bị đóng băng ở những vùng có khí hậu lạnh Nên kiểm tra đường dây gắn với bộ làm nóng để chắc rằng dây không bị lỏng

15

 

 

Hình 2.10 Cấu tạo van an toàn

Van này gồm một viên bi có gắn lò xo lực, van cho phép không khí thoát ra khỏi bình chứa vào trong không khí khi áp suất bình quá lớn Việc quyết định mở van phụ thuộc vào lực lò xo Van an toàn thông thường mở ở 150 PSI Nếu áp suất trong hệ thống tăng lên xấp xỉ 150 PSI, áp suất sẽ nén lò xo đẩy viên bi rời khỏi bệ đỡ, đưa không khí có

áp suất cao ra ngoài qua lỗ thoát Khi áp suất trong hệ thống giảm xuống xấp xỉ 135 PSI,

lò xo sẽ đưa viên bi tác dụng lên bệ đỡ ngăn lối ra của không khí Không phải tất cả các van an toàn đều có khả năng giảm áp bằng tay

Nếu van an toàn phải giảm áp, máy nén và bộ điều khiển cần được điều chỉnh, kiểm tra và sửa chữa

 

 

 

 

Với kết cấu như vậy

hệ thống hệ thống bình tích năng được đảm bảo an toàn tránh gây biến dạng, nổ bình chứa

và đường ống dẫn khí

Để tiến hành thay đổi áp suất của van an toàn có thể điều chỉnh vỏ trong của van (2) bằng cách siết vào hay nới ra để tăng lực ép lò xo Công việc điều chỉnh này cũng phải thực hiện đo kiểm đảm bảo giá trị cho phép của nhà sản xuất Sau khi điều chỉnh nhất thiết phải kẹp đai bảo hiểm

Van xả nước được lắp tại vị trí thấp nhất của bình chứa Van có cấu trúc theo loại van nước thủ công Sau khoảng 10.000 km xe chạy cần xả nước ngưng động trong bình chứa

 

 

Hình 2.11 Các trang thái làm việc của van an toàn

17

 

2.2.7 Tổng phanh

2.2.7.1 Cấu tạo và công dụng

Hình 2.12 Cấu tạo tổng phanh

Tổng phanh là dụng cụ để cung cấp khí nhằm điều khiển hệ thống phanh Hành trình bàn đạp phanh sẽ quyết định áp suất khí cung cấp trong các đường ống nhưng áp suất tối đa không vượt quá áp suất bình chứa Khi nhả bàn đạp phanh, hoạt động phanh bị ngắt

Khi người lái chỉ đạp nửa hành trình bàn đạp, tổng phanh sẽ tự động duy trì áp suất khí mà không cần người lái phải điều chỉnh áp lực bàn chân lên bàn đạp

Khi nhả bàn đạp, khí cung cấp cho hệ thống sẽ thoát ra ngoài vào không khí qua

lỗ thải Bàn đạp phanh khí nén có dạng một lò xo lực, do đó nó tạo ra những cảm giác khác với cảm giác do bàn đạp phanh dầu mang lại

 

18

 

2.2.7.2 Nguyên tắc hoạt động

Đạp phanh: khi đạp bàn đạp phanh, lực từ bàn đạp sẽ truyền xuống con đội, qua lò

xo chia lực bằng cao su và tới piston Piston di chuyển và thân của piston mà cũng là bệ

xả sẽ đóng lại Khi bệ xả đóng, van nạp di chuyển khỏi bệ Áp suất từ bình chứa sau đó đi vào van nạp và ra lỗ phân phối đi đến các bầu phanh nhằm cung cấp lực phanh tới các bánh xe

Cân bằng: Khi áp suất trong lỗ trống bên dưới piston và áp suất phân phối đến cơ cấu phanh cân bằng với lực lò xo trên đỉnh piston, piston dịch chuyển và van nạp đóng lại ngăn dòng khí từ đường cung cấp tới van Lỗ xả vẫn đóng, ngăn việc thoát khí khỏi lỗ xả Khi giữ chân phanh, van sẽ đạt vị trí cân bằng Khi áp suất khí bên dưới piston cân bằng với lực được truyền bởi bàn đạp Khi piston được ấn tối đa, van nạp vẫn mở và áp suất bình chứa được đưa đến bầu phanh

Nhả phanh: Khi nhả bàn đạp phanh, lúc này lực cơ cấu rời khỏi đỉnh piston Lực sinh ra nhờ áp suất sinh ra ở dưới piston bắt đầu lớn lên, nâng piston và mở van xả Khí nén ở dưới piston và trong đường phân phối được xả thông qua lỗ xả

2.2.7.3 Vấn đề đo kiểm

Chất lượng phanh của ô tô phụ thuộc vào chất lượng làm việc của van phân phối Việc đo kiểm cần thiết khi tháo sửa chữa và thay thế van phân phối theo tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất

Phương pháp đo kiểm được trình bày trong các tài liệu kỹ thuật Các thông số cần thiết quản lý:

• Áp suất sau van phân phối p (KPa)

• Góc dịch chuyển của bàn đạp phanh β (độ)

19

Các giá trị kiểm tra cho trên Hình 2.13 Các giá trị cho trong khoảng đủ rộng, đáp

ứng yêu cầu của van phân phối lắp trên xe

Hình 2.13 Hình minh họa phương pháp đánh giá chất lượng tổng phanh (Hino)

2.2.8 Bầu phanh

Bầu phanh bánh xe có cấu trúc như xy lanh lực tác động một chiều Vỏ của bầu phanh cố định trên vỏ cầu, đòn đẩy tựa chặt trên pittông và dịch chuyển để điều khiển cam quay

Bầu phanh bánh xe có nhiệm vụ tạo lực khí nén đẩy đòn đẩy dịch chuyển, tạo nên xoay cam quay của cơ cấu phanh

Bầu phanh có thể chia làm hai loại chính:

• Dạng tác dụng một chiều với hai kết cấu: màng, pittông (Hình 2.14, Hình 2.15)

• Dạng tác dụng hai chiều còn gọi là bầu phanh tích năng (Hình 2.16)

 

 

20

 

2.2.8.1 Dạng bầu phanh kết cấu màng

Hình 2.14 Bầu phanh kết cấu màng

1 Vỏ bầu phanh 4 Lỗ dẫn khí nén

2 Màng cao su 5 Đòn bẩy

3 Lò xo hồi vị

Bầu phanh dạng màng có kết cấu theo dạng pittông khí nén nhưng với cấu trúc

pittông là màng cao su biến dạng (2) (Hình 2.14) Lò xo hồi vị (3) là một cặp lò xo lồng

có chiều xoắn ngược chiều nhau, nhằm tránh kẹt đòn đẩy khi một lò xo bị gẫy

Khi không phanh trên lỗ dẫn khí không có khí nén, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, đòn đẩy (5) ở vị trí bên trái Khi phanh dòng khí nén cấp vào qua lỗ (4), đẩy màng (2) và đòn đẩy (5) di chuyển về bên phải, thực hiện sự xoay cam trong cơ cấu phanh

Khi nhả phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị (3), khí nén quay trở về van phân

phối và thông ra khí quyển, đòn đẩy trở về vị trí ban đầu

21

Màng cao su bị uốn khi phanh do vậy có thể bị nứt rạn, đặc biệt do tính chất lão hóa cao sau một thời gian dài sử dụng, có thể rò khí nén tại bầu phanh làm mất khả năng

phanh của cơ cấu phanh

Chiều dài của đòn đẩy (5) có thể điều chỉnh được nhằm tạo nên việc thích hợp với

cam quay khi không phanh và khi phanh

2.2.8.2 Dạng bầu phanh kết cấu kiểu pittông

Hình 2.15 Bầu phanh dạng piston

22

Bầu phanh dạng pittông thường gặp trên các ô tô cần có hành trình lực đẩy lớn

(nếu sử dụng bầu phanh dạng màng, màng cao su không đủ khả năng biến dạng)

Nguyên lý làm việc cũng giống như các loại bầu phanh màng Tuổi thọ của bầu phanh loại này cho phép cao hơn loại màng khoảng từ 2 đến 3 lần, thường gặp trên các

cầu sau các loại ô tô tải lớn hay bán rơ-móc

2.2.8.3 Bầu phanh tích năng:

Hình 2.16 Bầu phanh tích năng

Q Khoang nhả phanh

T Khoang chứa lò xo

23

Bầu phanh tích năng có cấu tạo trên cơ sở của bầu phanh dạng màng bao gồm: đòn đẩy (1), lò xo hồi vị (2), vỏ (3), màng cao su (4), lỗ dẫn khí vào A (nằm vuông góc với mặt phẳng của mặt cắt – không thể hiện trên hình vẽ) Cấu trúc tạo nên bốn khoang P, S,

Q, và T, ngăn cách với nhau bằng các phớt bao kín Các khoang bao gồm:

• Khoang P: chứa lò xo hồi vị

• Khoang S nằm giữa màng cao su và vách ngăn, dùng để cấp khí nén khi phanh

• Khoang Q nằm giữa vách ngăn và pittông tích năng dùng để nhả phanh tích năng

• Khoang T: chứa lò xo tích năng

Trên bầu phanh bố trí khoang tích năng T bao gồm: Xy lanh tích năng (7), pittông tích năng (5), lò xo tích năng (6), ốc điều chỉnh (8) Pittông (5) chia buồng tích năng thành hai phần: khoang P và khoang chứa lò xo tích năng thông với khí quyển nhờ đường ống (10) Toàn bộ buồng tích năng và các chi tiết nằm trong xy lanh tích năng đặt nối tiếp với bầu phanh cơ sở, thông qua ống đẩy (9)

Hình 2.17 Nguyên lý làm việc của bầu phanh tích năng

24

Bầu phanh có hai đường dẫn khí A và B: Đường A cấp khí và thoát khí cho khoang điều khiển S, đường B cấp và thoát khí cho khoang Q Khoang P thông áp suất với khí quyển, khoang S dùng để nạp khí nén khi phanh

• Ở trạng thái ban đầu (trạng

thái c), khi chưa có khí

nén, dưới tác dụng của lò

xo tích năng (6), đẩy

pittông tích năng và ống

đẩy (9) về phía trái, tác

dụng vào pit tông màng (4)

Hình 2.20 Nguyên lý làm việc của bầu phanh tích năng (Khi thôi phanh)

• Khi thôi phanh khí nén theo đường A thoát ra ngoài qua van phân phối, thực hiện

sự nhả phanh, trở lại trạng thái a (Hình 2.19)

Nếu trên ôtô không còn khí nén, lò xo tích năng (6) luôn có xu hướng đẩy ống đẩy (9) và đòn đẩy (1) về trạng thái phanh, cơ cấu phanh bị phanh cứng Bầu phanh tích năng trên ô tô thay thế chức năng của phanh phụ (phanh tay), do vậy được bố trí trên các cầu sau của ô tô tải, rơ-móc và bán rơ-móc

• Trên ôtô nhiều cầu, bầu phanh tích năng có thể đặt trên tất cả các cầu sau hay chỉ đặt trên một cầu sau, phụ thuộc vào kết cấu của hệ thống truyền lực Khi trong hệ thống truyền lực không có vi sai giữa các cầu, bầu phanh tích năng được bố trí trên cầu giữa

• Khi hệ thống truyền lực có vi sai giữa các cầu, bầu phanh tích năng được bố trí trên tất cả các cầu sau

Trên đây là những kết cấu cơ bản của hệ thống phanh khí nén Ngày nay kết cấu phanh khí nén trên ôtô rất đa dạng, phần lớn đều được tổ hợp từ các mạch khí nén phục

vụ các chức năng khác nhau theo yêu cầu

26

2.2.9 Đòn xoay

2.2.9.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

Đòn xoay điều chỉnh độ hở hoặc hành trình tự do khi nối thanh đẩy và trục cam S

Độ hở này xuất hiện khi má phanh bị mòn Nếu đòn xoay không được điều chỉnh nằm trong giới hạn cho phép, hiệu quả của phanh giảm xuống và thời gian trễ tăng lên Độ hở

sẽ ngày càng lớn hơn cho đến khi màng nằm sát vào thành bên Lúc này phanh sẽ không còn hiệu quả

a Đòn xoay thường (đòn xoay điều chỉnh bằng tay)

Hình 2.21 Đòn xoay thường (Đòn xoay điều chỉnh bằng tay)

Hình trên là loại đòn xoay bằng tay thông dụng, dùng cơ cấu điều chỉnh trục vít bánh vít Khi phanh, góc giữa thanh đẩy và đòn xoay không nên lớn hơn 90o Ở đòn xoay điều chỉnh bằng tay, đai ốc vít được vặn cho đến khi má phanh chạm vào trống và nhả lại, thường là một vòng

27

Một thiết bị khác, mà có thể là vòng đệm lò xo được gắn ở đầu đai ốc vít, sẽ được siết vào cho đến khi chìa khóa bắt đầu bị trượt ở trên đầu đai ốc Loại đòn xoay này được biết là đòn xoay chìa khóa

Ngoài ra, loại đòn xoay còn lại là loại đòn xoay sử dụng bi một chiều ở bên trong

lò xo lực để khóa góc điều chỉnh và sẽ phải lấy ra để điều chỉnh khe hở Loại này còn được gọi là đòn xoay rãnh bi Nều kiểm tra khe hở thường xuyên thì những vấn đề về hoạt động không tốt của phanh sẽ giảm Xe ít khi mất phanh vì mất khí mà thường do khe hở quá lớn

b Đòn xoay điều chỉnh tự động

Hình 2.22 Đòn xoay điều chỉnh tự động

28

Một vài hệ thống phanh có đòn xoay điều chỉnh tự động, đòn xoay này sẽ tự động điều chỉnh khe hở để bù vào do độ mòn của phanh gây ra Công việc này sẽ duy trì thường xuyên để đảm bảo khe hở chính xác giữa má phanh và trống phanh Có nhiều loại đòn xoay điều chỉnh tự động khác nhau Ban đầu chúng thường là đòn xoay thay đổi góc xoay hoặc đòn xoay thay đổi khe hở

Đòn xoay thay đổi hành trình sẽ điều chỉnh khe hở khi nó nhận ra góc xoay đúng

bị thay đổi Nó điều chỉnh chính xác hành trình giữa trống phanh và guốc phanh nếu có thay đổi Một vài đòn xoay điều chỉnh tự động có khả năng giảm khe hở khi nó điều chỉnh khe hở quá lớn Nếu xe được trang bị đòn xoay điều chỉnh tự động, không nên chủ quan rằng phanh luôn được điều chỉnh

Có nhiều nguyên nhân để đòn xoay không thể duy trì được khe hở đúng Có thể

do lắp đặt không chính xác, áp lực duy trì không đủ, biến dạng giá đỡ, bạc lót trục cam bị mòn, thanh đẩy bị cong Thậm chí việc kiểm tra bằng mắt có thể gây ra những vấn đề liên quan đến chức năng điều chỉnh

2.2.9.2 Nguyên tắc làm việc của đòn xoay và bầu phanh

29

Bầu phanh thường nằm trên trục gần bánh xe Áp suất được đưa vào thông qua lỗ nạp Khí nén tác dụng lên màng và truyền qua thanh đẩy Thanh đẩy nối với đòn xoay nhờ đai ốc và chốt Quá trình này biến chuyển động thẳng của thanh đẩy từ bầu phanh thành chuyển động quay của trục phanh và cam S Khi khí nén được thải ra ngoài, lò xo hồi vị trong bầu phanh đẩy màng và kéo thanh về vị trí nhả phanh

2.2.10 Cơ cấu phanh

2.2.10.1 Phân loại

Cơ cấu phanh dùng trên ôtô tải và ôtô buýt có hai dạng là: Dạng tang trống và dạng đĩa

2.2.10.2 Cơ cấu phanh dạng tang trống

Cơ cấu phanh dạng tang trống được phân chia phụ thuộc vào:

• Theo dạng bố trí guốc phanh: đối xứng qua trục đối xứng, đối xứng qua tâm quay, các guốc phanh tự cường hóa

• Theo phương pháp truyền năng lượng điều khiển: phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh tay

Trên hệ thống phanh khí nén

Hình 2.24 Các dạng chính của cơ cấu phanh tang trống