Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh ?

* Ðể 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 đi

CÂU 1 Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống phanh ?

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

- Nó đảm bảo cho ôtô 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

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 hợp nguy hiểm

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

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

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

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

- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ

* Ðể 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 có tối thiểu ba loại phanh là :

- Phanh làm việc: Phanh này là phanh chính, sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế

độ chuyển động, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân

- Phanh dự trữ: Dùng để phanh trong trường hợp phanh chính bị hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ xe đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc và thường được điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần : Trên các ô tô - máy kéo tải trọng lớn như xe tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tư là phanh chậm dần Phanh chậm dần được dùng để phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô và máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là

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

Các loại phanh dừng trên có thể có bộ phận chung và kiêm nghiệm chức năng của nhau Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập

* Ðể có hiệu quả phanh cao thì phải yêu cầu:

- 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

- Trong trường hợp cần thiết, có thể dùng bộ phận trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn

bộ lớn

* Ðể 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

* Ðể 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 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 khi

phanh: Các bánh xe trước trượt trước thì xe sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển Các bánh xe sau trượt trước xe 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

Ðể đảm bảo các yêu cầu này, trên các xe hiện đại, người ta dùng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock 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 chúng

3 Phân loại

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

- Tùy theo tính chất điều khiển mà chia ra : Phanh chân và phanh tay

- Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống

truyền lực mà chia ra : Phanh bánh xe và phanh truyền lực

- Theo bộ phận tiến hành phanh, cơ cấu phanh còn chia ra :

Phanh đĩa: theo số lượng đĩa còn chia ra loại 1 đĩa và loại nhiều đĩa

Phanh trống - guốc : theo đặc tính cân bằng thì được chia ra : Loại phanh cân bằng, phanh không cân bằng và phanh dải

- Theo đặc điểm hình thức dẫn động, truyền động phanh có: phanh cơ khí; phanh thủy lực (phanh dầu); phanh khí nén (phanh hơi); phanh điện từ hoặc phanh liên hợp

CÂU 2 Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá các cơ cấu phanh trống - guốc thông dụng

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 moay 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 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 nên lực ma sát phanh bánh xe lại

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

thủy lực)

b Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá:

 Các sơ đồ này khác nhau ở:

 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

- Mức độ phức tạp của kết cấu

 Chỉ tiêu :

 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 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 lên cụm ổ trục của bánh xe

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

của lực dẫn

động nhân với bán kính trống phanh

CÂU 3: Ưu nhược điểm, sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh đĩa

a Ưu nhược điểm:

Ưu điểm

-

thời 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

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng nên cho phép tăng giá trị của chúng để đạt hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng của kết 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, nhất là đối với loại đĩa quay

Nhược điểm

- 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 khi động cơ không làm việc, hiệu quả dẫn động phanh thấp và khó sử dụng chúng

để kết hợp làm phanh dừng

b) Sơ đồ cấu tạo

Hình 1.30 Sơ đồ kết cấu phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động -

xi lanh bố trí trên má kẹp

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

5- Má phanh

c) Nguyên lý làm việc :Cấu tạo của cơ cấu phanh gồm:

- đĩa phanh 4 gắn với moay ơ bánh xe, má kẹp 1 trên đó đặt các xi lanh thủy lực 2

- Các má phanh gắn tấm ma sát 5 đặt hai bên đĩa phanh

- Khi đạp phanh, các piston của xi lanh thủy lực 2 đặt trên má kẹp 1 sẽ ép các má phanh 5 tỳ sát vào đĩa phanh 4, phanh bánh xe lại

CÂU 4 : Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của dẫn động phanh thuỷ lực

ưu điểm

- 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 chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh đã ép sát trống phanh

-

- 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 cấu phanh

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 điều khiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượng chất lỏng đi đến các cơ cấu phanh tùy theo cường độ phanh yêu cầu

CÂU 5: Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của dẫn động phanh khí nén?

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

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác, 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 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 chất lỏng trong dẫn động thủy lực tớ ần Nên kích thước và khối lượng của dẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

b Phạm vi sử dụng:

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

CÂU 6 : Các sơ đồ phân dòng của dẫn động phanh ?

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 ôtô máy kéo 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 dụng bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang,

xi lanh chính kép hay bộ chia mà kết cấu của chúng sẽ được nghiên cứu ở các phần sau

Mỗi sơ đồ đều có các ưu khuyết diểm 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

- Mức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dụng nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H2-7Aa) Đây là sơ

đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh 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 cũng 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 dụng 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 tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại

Hiện nay phỗ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng trên hình:

Hình 2 – 7 Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực1,2- Các xylanh bánh xe trước, sau; 3,6- Các dòng dẫn động (đường ống dẫn đến xy lanh bánh xe);

4,5- Bộ phận phân dòng (Xylanh chính)

CÂU 7 : Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tổng van khí nén loại một ngăn ?

Tổng van phân phối có vai trò tương tự như xi lanh chính trong dẫn động thủy lực Nó là bộ phận không thể thiếu, dùng để: điều khiển áp suất và lưu lượng khí nén từ bình chứa đi đến các bộ phận thừa hành (bầu phanh)

Tổng van một ngăn được sử dụng trong dẫn động một dòng hoặc trong dẫn động nhiều dòng để điều khiển từng dòng riêng rẽ

Bất cứ một tổng van nào cũng phải có những bộ phận chính sau:

- Van nạp: cho khí nén từ bình chứa đi vào dẫn động khi phanh

- Van xả: cho khí nén từ dẫn động thoát ra khí quyển lúc nhả phanh

- Cơ cấu tỷ lệ: đảm bảo sự tỷ lệ giữa các thông số ở đầu ra (áp suất, dịch chuyển) với tác

động của các thông số ở đầu vào (lực, dịch chuyển, áp suất điều khiển)

Các van trong tổng van có thể có dạng phẳng, côn hay cầu Có thể có một hay hai

mở, không khí nén từ bình chứa sẽ đi qua nó đến các bầu phanh để thực hiện quá trình phanh Cùng với sự tăng áp suất trong các bầu phanh và trong van phanh, lực tác dung lên màng 6 cũng tăng lên, đẩy nó cùng đế van 5 và khối van 8, 11 dịch chuyển sang trái Khi màng ở vị trí cân bằng, van 11 sẽ đóng lại, giữ cho áp suất trong các bầu phanh không đổi và tỷ lệ với lực tác dụng lên bàn đạp Nếu tăng thêm lực đạp, thì trạng thái cân bằng giữa các lực tác dụng lên màng 6 bị phá hủy Màng lại dịch sang phải làm van 11 mở ra, cho khí nén đi thêm vào bầu phanh và lực phanh tăng lên tương ứng Khi màng 6 đạt trạng thái cân bằng mới, van 11 lại đóng lại - giữ cho áp suất trong hệ thống không đổi ở giá trị mới, tỷ lệ với lực tác dụng ở đầu vào - lực đạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van 11 mở hoàn toàn và áp suất trong bầu phanh bằng áp suất trong bình chứa

Khi phanh, áp suất khí nén cũng tác dụng lên màng 13 làm tiếp điểm 14 của công tắc đèn báo phanh đóng lại, nối mạch cho đèn báo phanh sáng lên

khi nhả phanh, các chi tiết dịch chuyển về vị trí ban đầu dưới tác dụng của các lò

xo hồi vị Van nạp 14 đóng lại, còn van xả 8 mở ra cho khí nén từ các bầu phanh thóat ra ngoài qua cửa 15

Hình 1.69 Tổng van phanh một ngăn (a) và sơ đồ biểu diễn qui ước (b)

CÂU 8 : Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bầu phanh với lò xo tích năng ?

Bầu phanh:

 Trên các ôtô tải và khách hiện nay, còn sử dụng nhiều loại bầu phanh với lò xo tích năng (hình 1.82) Đây là loại bầu phanh dùng chung cho cả hệ thống phanh làm việc, phanh dự trữ và phanh dừng

 Ở trạng thái nhả phanh, màng 10 chiếm vị trí trên cùng, piston 3 của bầu tích năng, dưới tác dụng của không khí nén đi vào khoang A từ van điều khiển phanh dừng, bị đẩy lên trên, ép lò xo 5 lại

 Khi phanh bằng phanh làm việc, khí nén từ tổng van phân phối, đi vào khoang phía trên màng 10, ép cần 11 dịch chuyển xuống dưới, tác dụng lên cơ cấu ép của

cơ cấu phanh

 Khi phanh bằng phanh dự trữ hay phanh dừng, khí nén từ khoang A sẽ thoát ra ngoài qua đường thông ở tổng van điều khiển Dưới tác dụng của lò xo 5, piston 3 lúc này, qua cần đẩy 2 và đầu ép 9 sẽ ép cần 11 đi xuống để thực hiện quá trình phanh

 Để tránh không cho bụi bẩn lọt vào khoang phía trên piston 3, khi trong nó có

độ chân không, bầu phanh có ống 8 nối thông nó với khoang phía dưới màng 10 Cụm lò xo tích năng là một bộ phận tác dụng ngược Vì thế, nó sẽ tự động làm việc và phanh ôtô lại, khi áp suất trong dẫn động giảm xuống hoặc khi có sự dò rỉ khí nén Để có thể nhả phanh cưỡng bức khi cần thiết, bầu phanh có trang bị cơ cấu mở cơ khí gồm: bu lông 6, đai ốc 7 và ổ bi tỳ 9

 Màng của bầu phanh được chế tạo từ cao su định hình, với một - hai lớp sợi cốt Chiều dày màng từ 3 - 6 mm Thân và nắp bầu phanh được dập từ thép các bon thấp Các lò xo được chế tạo từ thép hợp kim có thành phần các bon cao, như:

CÂU 9 : Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh và xác định mô men cần sinh ra

ở các cơ cấu phanh

a/ Lực phanh ô tô:

Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh như phân tích hình dưới đây:

Sơ đồ lực và tác dụng lên ô tô khi phanh

Các lực tác dụng lên ô tô khi phanh bao gồm:

- Trọng ượng toàn bộ của ô tô G đặt tại trọng tâm

- Lực cản lăn ở các bánh xe trước và sau Pf1, Pf2

- Phản lực thẳng góc tác dụng lên bánh xe trước và sau Z1, Z2

- Lực phanh ở các bánh xe trước và sau Pp1, Pp2

- Lực cản không khí Pω

- Lực quán tính Pj do khi phanh có gia tốc chậm dần

Lực quán tính Pj được xác định như sau:

g - gia tốc trọng trường (g = 9.8 m/s2)

jb – gia tốc chậm dần khi phanh

Khi phanh thì lực cản không khí và lực cản lăn Pf1 và Pf2 không đáng kể, có thể

bỏ qua Sự bỏ qua này chỉ gây sai số khoảng 1.5 ÷ 2%

Phản lực thẳng góc Z1 và Z2 tác dụng lên bánh xe cầu trước và cầu sau:

0

a, b, hg - Toạ độ trọng tâm của ô tô

L0 - Chiều dài cơ sở của ô tô

G1, G2 - Tải trọng tác dụng lên các bánh xe cầu trước và cầu sau khi phanh Mômen phanh của mỗi bánh xe ở cầu trước:

bx p

 g bx

a bx

L

G r

z

2

.

L

G r

z

2

.

Trong đó: h là hành trình dịch chuyển của piston xy lanh chính;

 là khe hở cần thiết giữa cần đẩy và piston xy lanh chính;

i bđ còn được gọi là tỷ số truyền bàn đạp

Thay công thức tính hành trình tính hành trình dịch chuyển của piston xy-lanh chính h (5.31) vào công thức (5.32) với điều kiện giá trị hành trình bàn đạp lớn nhất đối với cơ cấu phanh đĩa không được vượt quá giá trị cho phép: [S bd ]  80  100[mm]

(h+  K).i bd  [S bd ]

Do khe hở làm việc giữa má phanh và đĩa nhỏ hơn nên hành trình làm việc thực tế của bàn đạp nhỏ hơn kiểu trống guốc; vì vậy tỷ số giữa hành trình bàn đạp tổng cộng trên hành trình làm việc của cơ cấu phanh đĩa có thể lớn hơn và có giá trị từ 1,5  1,7 Chọn

S bd /S lv = 1,6

 S lv =

6 , 1

bd S

Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp phanh khi chưa có trợ lực

+ Theo [1] lực bàn đạp phanh khi không có trợ lực để thực hiện quá trình phanh khẩn cấp với lực phanh lớn nhất yêu cầu như sau:

xl bd bd

d c bd

i

p D P







4

. 2

P bđ : Lực bàn đạp phanh

Tỷ số truyền dẫn động bàn đạp phanh i dđ : i dđ = 7,215

 bđ - Hiệu suất truyền động cơ khí;  bđ = 0,90

 xl - Hiệu suất của piston - xy lanh;  xl = 0,95

p d - Áp suất dầu trong hệ thống; p d = 10.10 6 [N]

D c - Ðường kính xylanh chính; D c = 30 [mm]

Lưc cần thiết tác dụng lên bàn đạp khi có trợ lực

Giá trị về lực tác dụng lên bàn đạp phanh khi có trợ lực với các ôtô hiện nay chỉ nằm trong giới hạn nhỏ để đảm bảo điều khiển nhẹ nhàng cho lái xe Hiện nay, các hệ thống phanh đều có trợ lực, nên giá trị tác dụng lên bàn đạp có thể chọn trong khoảng [p bd ] 

200  300[N]

+ Theo [1] lực bàn đạp phanh khi có trợ lực thì công thức tính các lực cần thiết phải

có để thực hiện quá trình phanh khẩn cấp với lực phanh lớn nhất yêu cầu như sau

i tl : tỷ số truyền khếch đại lực; i tl = 1

tl tl

bd bd bd xl

d xl bd

i

i P P D P

[

4 2

CÂU 11 Tính toán phần cung cấp của dẫn động phanh khí nén ?

- Thể tích các bình chứa: thể tích các bình chứa cần phải chọn với lượng dự trữ đủ

lớn để giảm tải cho máy nén, đảm bảo cho nó chỉ phải làm việc có tải trong khoảng 10% đến 30% thời gian chuyển động của ôtô, thời gian còn lại máy nén chỉ làm việc không tải để tăng tuổi thọ

Điều kiện trên được cụ thể hóa thành điều kiện sau: Tổng thể tích các bình chứa cần phải chọn như thế nào để đảm bảo sau tám lần đạp phanh liên tục, áp suất khí nén không giảm xuống thấp hơn một nửa áp suất đạt được trong lần đạp phanh thứ nhất, tức là:

pn = p0Vn/ (Vbc + Vt)

Ở đây: pn - áp suất trong hệ thống khi phanh lần thứ n p0 - áp suất tính toán

Vt - tổng thể tích cần phải nạp khí nén của toàn bộ dẫn động trong một lần phanh:

Vt = TONGVbầu + TONGVvan + TONGVống

Các thể tích trên có thể đễ dàng xác định được bằng tính toán hay thực nghiệm khi

đã có sơ đồ bố trí dẫn động

Giải phương trình (1.60) theo điều kiện (1.59) với n = 1 và n = 9, ta sẽ xác định được tổng thể tích các bình chứa:

Vbc = 11,05Vt, khi tính toán có thể lấy tròn Vbc = 12Vt

Trong dẫn động khí nén trên ôtô máy kéo hiện nay, sử dụng chủ yếu hai cỡ bình chứa tiêu chuẩn là 20 và 40 lít Khi biết Vt và chọn cỡ bình ta dễ dàng xác định được số lượng bình chứa cho mỗi dòng dẫn động của hệ thống phanh chính Đối với phanh dừng, phanh dự trữ và phanh phụ khác cần phải có bình chứa riêng

- Năng suất máy nén khí:

Qv = Qm.RT/pv

Ở đây: pv - áp suất không khí ở đầu vào của máy nén, thường bằng áp suất khí quyển, tức là: pv = 0,1 MPa.Qm = (4 - 6)mt

Trong đó: mt - lượng khí nén tiêu thụ trong một phút

Máy nén trang bị cần phải có năng suất thể tích tối thiểu bằng giá trị Qv tính được

12/ Công dụng, phân loại, yêu cầu hệ thống treo ?

- Bộ phận dẫn hướng: Dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lực dọc, ngang cũng như các mô men phản lực và mô men phanh tác dụng lên bánh xe Động học của bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối của bánh xe đối với khung vỏ

- Bộ phận giảm chấn: cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lực cản, dập tắt các dao động của phần được treo và không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh

- bộ phận ổn định ngang Bộ phận này có nhiệm vụ giảm độ nghiêng và các dao động góc ngang của thùng xe

b) Yêu cầu:

- Đặc tính đàn hồi của hệ thống treo (đặc trưng bởi độ võng tĩnh f t và hành

trình động fđ) phải đảm bảo cho xe có độ êm dịu cần thiết khi chạy trên đường tốt

và không bị va đập liên tục lên các ụ hạn chế khi chạy trên đường xấu không bằng phẳng với tốc độ cho phép Khi xe quay vòng, tăng tốc hoặc phanh thì vỏ xe không

bị nghiêng, ngửa hay chúc đầu

- Đặc tính động học, quyết định bởi bộ phận dẫn hướng, phải đảm bảo cho xe

chuyển động ổn định và có tính điều khiển cao, cụ thể là:

+ Đảm bảo cho chiều rộng cơ sở và góc đặt các trụ quay đứng của bánh xe dẫn hướng không đổi hoặc thay đổi không đáng kể;

+ Đảm bảo sự tương ứng động học giữa các bánh xe và truyền động lái, để tránh gây ra hiện tượng tự quay vòng hoặc dao động các bánh xe dẫn hướng xung quanh

trụ quay của nó

- Giảm chấn phải có hệ số dập tắt dao động thích hợp để dập tắt dao động được hiệu quả và êm dịu

- Có khối lượng nhỏ, đặc biệt là các phần không được treo

- Kết cấu đơn giản, dễ bố trí Làm việc bền vững, tin cậy

c) Phân loại:

- Theo dạng bộ phận dẫn hướng, hệ thống treo được chia ra các loại:

+ Phụ thuộc: đặc điểm đặc trưng là dùng với dầm cầu liền Bởi vậy, dịch chuyển

của các bánh xe trên một cầu phụ thuộc lẫn nhau

+ Độc lập: với dầm cầu cắt, cho phép các bánh xe dịch chuyển độc lập

Hệ thống treo độc lập được sử dụng chủ yếu ở cầu trước các ôtô du lịch Nó có

ưu điểm là:

- Cho phép tăng độ võng tĩnh và động của hệ thống treo, nhờ đó tăng được độ

êm dịu chuyển động

- Giảm được hiện tượng dao động các bánh xe dẫn hướng do hiệu ứng mô men con quay

- Tăng được khả năng bám đường, do đó tăng được tính điều khiển và ổn định của xe

- Phức tạp và đắt tiền khi sử dụng ở các cầu chủ động Vì thế các ôtô du lịch hiện đại thường dùng hệ thống treo phụ thuộc ở cầu sau Hệ thống treo độc lập ở các cầu chủ động chỉ sử dụng trên các ôtô có tính cơ động cao

- Theo loại phần tử đàn hồi, chia ra:

+ Loại kim loại, gồm: Nhíp lá, lò xo xoắn, thanh xoắn

+ Loại cao su: chịu nén hoặc chịu xoắn

+ Loại khí nén và thuỷ khí

- Theo phương pháp dập tắt dao động, chia ra:

+ Loại giảm chấn thuỷ lực: tác dụng một chiều và hai chiều

+ Loại giảm chấn bằng ma sát cơ: gồm ma sát trong bộ phận đàn hồi và trong bộ phận dẫn hướng

CÂU 13 Ưu nhược điểm của nhíp lá ?

Là loại phần tử đàn hồi được dùng phổ biến nhất

a Ưu điểm:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản

- Sửa chữa bảo dưỡng dễ dàng

- Có thể đồng thời làm nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng và một phần nhiệm

vụ của bộ phận giảm chấn

b Nhược điểm:

- Trọng lượng lớn, tốn nhiều kim loại hơn tất cả các cơ cấu đàn hồi khác

- Theo thống kê, trọng lượng của nhíp cộng giảm chấn thường chiếm từ 5,5 

8,0 trọng lượng bản thân của ôtô

- Thời hạn phục vụ ngắn:

 Do ma sát giữa các lá nhíp lớn và trạng thái ứng suất phức tạp (Nhíp vừa chịu các tải trọng thẳng đứng vừa chịu mô men cũng như các lực dọc và ngang khác)

 Khi chạy trên đường tốt tuổi thọ của nhíp đạt khoảng 10  15 vạn Km

 Trên đường xấu nhiều ổ gà, tuổi thọ của nhíp giảm từ 10  50 lần

14/ Cơ sở hình thành các loại nhíp lá ?

Kết cấu của nhíp được xây dựng xuất phát từ diều kiện:

- Kích thước nhỏ gọn để dễ lắp đặt lên xe;

- Có độ bền đều để tăng hệ số sử dụng vật liệu và giảm khối lượng

 Để đơn giản kết cấu, trong thực tế thường dùng hai phương án giới hạn sau: 1) Theo phương án 1:Dầm có chiều cao không đổi, chiều rộng thay đổi tỷ lệ thuận với cánh tay đòn x dầm sẽ có dạng một lá dẹt hình tam giác Nhíp có dạng kết cấu như vậy không thể bố trí được lên xe, do: kích thước lớn và không có tai để lắp nối Trong thực tế người ta giải quyết trở ngại này như sau:

- Cắt dạng tam giác lý tưởng thành từng dải nhỏ có chiều rộng như nhau;

- Bù những chỗ khuyết sao cho mỗi dải thành một hình chữ nhật rồi lắp thành bộ;

Nhíp được chế tạo theo dạng ghép từ các lá nhỏ như vậy sẽ vừa đáp ứng được yêu cầu về độ bền đều vừa đủ nhỏ gọn để có thể lắp đặt lên xe Số lượng lá cần thiết trong trường hợp này thường từ 6 - 14, vì thế nhíp dạng này được gọi là nhíp nhiều

lá

Nếu số lượng lá nhíp nhỏ hơn 6 thì nhíp sẽ rất nặng và tốn kim loại (do sai khác với dạng lý tưởng nhiều, phần bù thêm lớn) Nếu số lá lớn hơn 10 thì độ bền các lá nhíp chính phía trên lại không bảo đảm

2) Theo phương án 2: Dầm sẽ có chiều rộng không đổi, còn chiều cao thay đổi tỷ

lệ thuận với căn bậc 2 của cánh tay đòn lực tác dụng

15/ Tiết diện lá nhíp ?

- Tiết diện hình chữ nhật (hình 2.10a):

Lá nhíp thường có tiết diện hình chữ nhật

Trong trường hợp này đường trung hoà chính là trục đối xứng, cách đều mặt trên và dưới của lá nhíp nên  kmax =  nmax

Do giới hạn mỏi của thép khi chịu kéo nhỏ hơn khi chịu nén nên độ bền của lớp trên và dưới của lá nhíp không đều nhau gây lãng phí vật liệu

Hình 2.10 Tiết diện lá

nhíp

a- Chữ nhật; b- Hình

- Các tiết diện khác (hình 2.10b và 2.10c):

Với mục đích phân bố lại ứng suất để tăng độ bền mỏi và hệ số sử dụng vật liệu, một

số kết cấu dùng nhíp có tiết diện hình thang, chữ “T“ hay có rãnh ở giữa

Các tiết diện này có đường trung hoà dịch lên trên nên  kmax <  nmax Thường thường tỷ

lệ  n /  k = 1,27  1,3, tương ứng với mức tiết kiệm vật liệu từ 14%  16%

Trên hình 2.11 là kết quả so sánh lượng tiêu tốn kim loại tương đối của nhíp với các loại tiết diện khác nhau

Hình 2.11 So sánh lượng tiêu tốn kim loại của nhíp

với các loại tiết diện khác nhau

16/ Kết cấu đầu lá nhíp (hình 2.12):

 Đầu các lá nhíp có thể làm theo dạng chữ nhật (hình 2.12a) Đây là dạng

đơn giản dễ chế tạo nhất Tuy vậy cũng sai khác nhiều nhất so với dạng lý tưỏng có độ bền đều Ngoài ra ứng suất tiếp xúc chỗ đầu các lá nhíp cũng lớn

Hình 2.12 Dạng đầu các lá nhíp a- Chữ nhật; b- Hình thang;c- ô van vát mỏng

Hình 2.13 Các lá nhíp có bán kính cong khác nhau ở trạng thái tự do

Gần với dạng lý tưởng hơn và giảm được ứng suất tiếp xúc ở các đầu nhíp là các dạng hình thang (hình 2.12b) hay ô van vát mỏng (hình 2.12c) Tuy vậy công nghệ chế tạo phức tạp hơn

Chú ý: Để lắp nhíp lên khung xe, đầu một hay hai lá nhíp trên cùng được uốn cong lại thành tai nhíp Kết cấu tai nhíp sẽ được trình bày chi tiết ở phần lắp nhíp lên khung

 Độ cong của lá nhíp:

Để giảm tải cho lá nhíp chính và phân bố đều tải cho các lá trên và dưới (đặc biệt trong trường hợp các lá có chiều dày khác nhau) người ta chế tạo các lá có độ cong ban đầu khác nhau (Hình 2.13) Sau khi lắp ghép các lá nhíp sẽ có cùng độ cong Nếu bán kính cong của lá nhíp giảm thì mặt trong của nó sẽ xuất hiện ứng xuất dư nén, ngược lại: dư kéo - Làm giảm hoặc tăng ứng suất tổng hợp khi làm việc một lượng:

i = (Ehi/2).(1/Ri – 1/Ro)

ở đây: Ri và Ro – Bán kính cong của lá trước và sau lắp ghép

18/ Ma sát giữa các lá nhíp ?

Các biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp:

- Ma sát giữa các lá nhíp gây mòn xước bề mặt lá nhíp và giảm độ bền mỏi của chúng

- Ngoài ra ma sát giữa các lá nhíp còn làm cứng nhíp khi xe non và không tải, làm giảm độ êm dịu chuyển động

- Vì thế phải có biện pháp để hạn chế các ma sát này

Để giảm ma sát giữa các lá nhíp có thể dùng các biện pháp sau:

- Bôi trơn các bề mặt tiếp xúc bằng mỡ graphít (mỡ phấn chì);

- Đệm vào giữa các lá nhíp những vật liệu phi kim, như: gỗ dán, nhựa tổng hợp, chất dẻo

- Các đệm có thể được lắp trên các rãnh lõm của lá nhíp, giữ bằng bu lông hay dán vào bề mặt lá nhíp

19/ Ưu nhược điểm của bộ phận đàn hồi loại lò xo ?

Lò xo trụ là loại được dùng nhiều ở ô tô du lịch với cả hệ thống treo độc lập và phụ thuộc

a Ưu điểm:

So với nhíp lá phần tử đàn hồi dạng lò xo trụ có những ưu điểm sau:

- Kết cấu và chế tạo đơn giản;

20/ Ưu nhược điểm của bộ phận đàn hồi loại thanh xoắn ?

Thanh xoắn được dùng ở một số ô tô du lịch

a Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản; Khối lượng phần không được treo nhỏ;

- Tải trong phân bố lên khung tốt hơn (khi thanh xoắn bố trí dọc) vì mô men của các lực thẳng đứng tác dụng lên khung không nằm trong vùng chịu tải, nơi lắp

các đòn dẫn hướng mà ở đầu kia của thanh xoắn

b Nhược điểm:

- Chế tạo khó khăn hơn;

- Bố trí lên xe khó hơn do thanh xoắn thường có chiều dài lớn

- Thanh xoắn ghép chùm thường sử dụng khi kết cấu bị hạn chế về chiều dài

- Thanh xoắn được lắp nối lên khung và với bánh xe (qua các đòn dẫn hướng) bằng các đầu then hoa (hình 2.38 và 2.39) Then hoa thường có dạng tam giác với góc giữa các mặt then bằng 90O