Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn 1

Thiết kế hệ thống ly hợp cho xe tải 8 tấn 1

Chơng I

Tổng quan về hệ thống phanh

1 công dụng, phân loại và yêu cầu

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vậntốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định.

Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất,bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao đ -ợc năng suất vận chuyển.

- -5

Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc củacác bánh xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực và truyền độngphanh để dẫn động cơ cấu phanh.

Trên ôtô sự phanh xe đợc tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phầnquay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống vớimá phanh hoặc đĩa phanh với má phanh Quá trình ma sát trong các cơ cấuphanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác địnhkịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh.

H hỏng trong hệ thống phanh thờng kèm theo hậu quả nghiêm trọng,làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô Các h hỏng rất đa dạng và phụthuộc vào kết cấu hệ thống phanh.

Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh.a) Theo công dụng

 Hệ thống phanh chính (phanh chân); Hệ thống phanh dừng (phanh tay);

 Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lựchoặc điện từ).

b) Theo kết cấu của cơ cấu phanh

 Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc; Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.c) Theo dẫn động phanh

 Hệ thống phanh dẫn động cơ khí; Hệ thống phanh dẫn động thủy lực; Hệ thống phanh dẫn động khí nén;

 Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực; Hệ thống phanh dẫn động điện;

 Hệ thống phanh dẫn động có cờng hóa.

d) Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh

- -6

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta cóhệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh.

e) Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh

Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệthống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS).

Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau:

– Quãng đờng phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trờng hợpnguy hiểm Muốn có quãng đờng ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốcchậm dần cực đại;

– Phanh êm dịu trong bất kì mọi trờng hợp để đảm bảo sự ổn địnhcủa ôtô khi phanh;

– Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đònđiều khiển không lớn;

– Dẫn động phanh có độ nhạy cao;

– Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theoquan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lợng bám khi phanh với bất kì cờngđộ nào;

– Không có hiện tợng tự xiết khi phanh;– Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt;

– Giữ đợc tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển vớilực phanh trên bánh xe;

– Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn địnhtrong điều kiện sử dụng;

– Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài.

2 Kết cấu chung của hệ thống phanh

- -7

Hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính (phanh bánh xe hay thờnggọi là phanh chân) và phanh dừng (phanh truyền lực hay thờng gọi là phanhtay) Sở dĩ phải làm cả phanh chính và phanh dừng là để đảm bảo an toàn khiôtô chuyển động.Phanh chính và phanh dừng có thể có cơ cấu phanh và truyềnđộng phanh hoàn toàn riêng rẽ hoặc có thể có chung cơ cấu phanh (đặt ở bánhxe) nhng truyền động hoàn toàn riêng rẽ Truyền động phanh của phanh dừngthờng dùng là loại cơ khí.

Phanh chính thờng dùng truyền động thuỷ lực – gọi là phanh dầu hoặctruyền động loại khí nén – gọi là phanh khí Khi dùng phanh dầu thì lực tácdụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn hơn so với phanh khí, vì lực này là để sinh raáp suất của dầu trong hệ thống phanh, còn ở phanh khí lực này chỉ cần thắnglực cản lò xo để mở van phân phối của hệ thống phanh Vì vậy phanh dầu chỉnên dùng ở ôtô du lịch, vận tải cỡ nhỏ và trung bình vì ở các loại ôtô nàymômen phanh ở các bánh xe bé, do đó lực trên bàn đạp cũng bé Ngoài raphanh dầu thờng gọn gàng hơn phanh khí vì nó không có các bầu chứa khíkích thớc lớn và độ nhạy khi phanh tốt, cho nên bố trí nó dễ dàng và sử dụngthích hợp với các ôtô kể trên Phanh khí thờng sử dụng trên ôtô vận tải trungbình và lớn

Ngoài ra các loại ôtô vận tải trung bình và lớn còn dùng hệ thống phanhthuỷ khí Dùng hệ thống phanh này ta có thể kết hợp u điểm của phanh khí vàphanh dầu là lực bàn đạp phanh nhỏ, độ nhậy tốt, tạo ra mômen phanh lớn.

3 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô đợc mô tả trên hình 1.1.Từ sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phầnchính:

– Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh đợc bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trênbánh xe khi phanh ôtô.

- -8

– Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bànđạp phanh đến cơ cấu phanh Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực,khí nén hay kết hợp thủy – khí mà trong dẫn động phanh có thể baogồm các phần tử khác nhau Ví dụ dẫn động cơ khí thì dẫn động phanhbao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là đẫn động thủy lực thìdẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanhcông tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.

4 Cơ cấu phanh4.1 Kết cấu chung

Kết cấu cơ cấu phanh dùng trên ôtô tùy thuộc bởi vị trí đặt nó (phanh ởbánh xe hoặc ở truyền lực), bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến hành phanh.

Cơ cấu phanh ở bánh xe thờng dùng loại guốc và gần đây sử dụng nhiềuloại đĩa.

- -9

Hình 1.1 Hệ thống phanh trên ôtô

4.2.Cơ cấu phanh guốc (phanh trống)

a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố tríđối xứng qua đờng trục thẳng đứng) đợc thể hiện trên hình 1.2 Trong đó sơ đồhình 1.2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh; sơ đồhình 1.2.b là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh.

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố tríbạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dới,khe hở phía trên đợc điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng camlệch tâm (hình 1.2.b).

b) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

- -10

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

1 ống nối; 2 vít xả khí; 3 xi lanh bánh xe; 4 má phanh; 5 phớt làm kín; 6 pittông; 7 lò xo guốc phanh; 8 tấm chặn;

9 chốt guốc phanh; 10 mâm phanh.

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm đợc thể hiện trên hình 1.3 Sự đốixứng qua tâm ở đây đợc thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốcphanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúngđối xứng với nhau qua tâm.

Mỗi guốc phanh đợc lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng cóbạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dới của má phanh với trống phanh.Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khehở phía trên giữa má phanh và trống phanh đợc điều chỉnh bằng cơ cấu tựđộng điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanhloại đối xứng qua tâm thờng có dẫn động bằng thủy lực và đợc bố trí ở cầu tr-ớc của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

c) Cơ cấu phanh guốc loại bơi

- -11

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả haiđều tựa trên mặt tựa di trợt.

Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình1.4.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.4.b).

– Loại hai mặt tựa tác dụng đơn:

ở loại này một đầu của guốc phanh đợc tựa trên mặt tựa di trợt trênphần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trợt của pittông Cơ cấu phanhloại này thờng đợc bố trí ở các bánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

– Loại hai mặt tựa tác dụng kép:

ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu củamỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông Cơ cấu phanh loạinày đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.

d) Cơ cấu phanh guốc loại tự cờng hóa

- -12

Hình 1.5 Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá

Cơ cấu phanh guốc tự cờng hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốcphanh thứ nhất sẽ tăng cờng lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai.

Có hai loại cơ cấu phanh tự cờng hóa: cơ cấu phanh tự cờng hóa tácdụng đơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép (hình 1.5.b).

– Cơ cấu phanh tự cờng hoá tác dụng đơn:

Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanhđợc liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trợt của một cơ cấu điều chỉnh diđộng Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một đợc tựa vào mặt tựa di trợttrên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trợt của pittông xi lanhbánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trốngphanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thờng đợc bố trí ở cácbánh xe trớc của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.

– Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép:

Cơ cấu phanh tự cờng hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanhđợc tựa trên hai mặt tựa di trợt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe Cơcấu phanh loại này đợc sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tảinhỏ đến trung bình.

4.3.Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.

- -13

Hình 1.6 Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa

Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

– Một đĩa phanh đợc lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánhxe;

– Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánhxe;

– Hai má phanh dạng phẳng đợc đặt ở hai bên của đĩa phanh và đợcdẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe;

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động  Loại giá đỡ cố định (hình 1.6.a):

Loại này, giá đỡ đợc bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xilanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà mộtđầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đờng dầu từ xi lanh chính đợc dẫnđến cả hai xi lanh bánh xe

 Loại giá đỡ di động (hình 1.6.b):

ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trợt ngang đợc trênmột số chốt bắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động ngời ta chỉ bố trímột xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh Má phanh ở phíađối diện đợc gá trực tiếp lên giá đỡ.

4.4.Cơ cấu phanh dừng

Phanh dừng đợc dùng để dừng (đỗ xe) trên đờng dốc hoặc đờng bằng.Nói chung hệ thống phanh này đợc sử dụng trong trờng hợp ôtô đứng yên,không di chuyển trên các loại đờng khác nhau.

Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanhvà dẫn động phanh.

– Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xephía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.

– Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơkhí đợc bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đợcđiều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.

- -14

Hình 1.7 Sơ đồ bố trí chung của cơ cấu phanh dừng

Sự làm việc của phanh dầu dựa trên nguyên lý của thủy lực tĩnh học.Nếu tác dụng lên bàn đạp phanh thì áp suất truyền đến các xi lanh làm việc sẽnh nhau Lực trên các má phanh phụ thuộc vào đờng kính pittông ở các xi lanhlàm việc Muốn có mômen phanh ở các bánh xe trớc khác bánh xe sau chỉ cầnlàm đờng kính pittông của các xi lanh làm việc khác nhau.

Đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh dầu là các bánh xe đợc phanhcùng một lúc vì áp suất trong đờng ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các máphanh ép sát vào trống phanh không phụ thuộc vào đờng kính xi lanh làm việcvà khe hở giữa trống phanh và má phanh.

5.2 Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Phanh khí sử dụng năng lợng của khí nén để tiến hành phanh, ngời láikhông cần mất nhiều lực để điều khiển phanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở vanphân phối để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộphận làm việc.

- -16

Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực

Bỡnh khớ nộnMỏy nộn khớ

Van phân phối

– Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đếncác bầu phanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánhxe;

– Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấuchấp hành biến áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam ép đểthực hiện quá trình phanh.

5.3 Dẫn động phanh chính bằng thủy khí kết hợp

- -17

Bình khí

Van phanhTrống phanh

Guốc phanh

Máy nén khí Xả ra ngoài

Xi lanh chính

Bình chứa dầu

SÈ Ẽổ cấu tỈo chung cũa hệ thộng bao gổm hai phần dẫn Ẽờng:

– Dẫn Ẽờng thũy lỳc: cọ hai xi lanh chÝnh dẫn hai dòng dầu Ẽến cÌc xilanh bÌnh xe phÝa trợc vẾ phÝa sau;

– Dẫn Ẽờng khÝ nÐn: bao gổm tử mÌy nÐn khÝ, bỨnh chựa khÝ, van phẪnphội khÝ vẾ cÌc xi lanh khÝ nÐn.

Phần mÌy nÐn khÝ vẾ van phẪn phội hoẾn toẾn cọ cấu tỈo vẾ nguyàn lýlẾm việc nh trong hệ thộng dẫn Ẽờng bÍng khÝ nÐn.

Phần xi lanh chÝnh loỈi ẼÈn vẾ cÌc xi lanh bÌnh xe cọ kết cấu vẾ nguyànlý lẾm việc nh trong hệ thộng dẫn Ẽờng bÍng thũy lỳc.

ưẪy lẾ dẫn Ẽờng thũy khÝ kết hùp hai dòng nàn van phẪn phội khÝ lẾloỈi van kÐp, cọ hai xi lanh chÝnh vẾ hai xi lanh khÝ.

- -18

HỨnh 1.10 SÈ Ẽổ hệ thộng dẫn Ẽờng thũy khÝ kết hùp

ưởng khÝưởng dầu

Xi lanh bÌnh xe