Hệ thống phanh tay điều khiển điện tử trong ô tô

Hê ̣ thống phanh thủy lực

Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động mà người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng. - Dẫn động một dòng nghĩa là từ đầu ra của xilanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến các xilanh bánh xe, dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Do hai dòng hoạt động độc lập nên xilanh chính phải có hai ngăn độc lập do đó khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng.

Để giảm nhẹ lực tác động của người lái trong quá trình sử dung phanh, đồng thời tăng hiệu quả sử dụng phanh trong trường hợp phanh gấp ở hệ thống phanh trang bị thêm bộ trợ lực phanh. - Bộ trợ lực chân không: hoạt động dựa vào độ chênh lệch chân không của động cơ và của áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh tỉ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp phanh. Sự chênh lệch áp suất này tạo lên lực cường hoá đẩy piston và màng cao su dịch về bên trái tạo lên khả năng tăng lực đẩy cho cần xilanh chính.

- Ở trạng thái giữ phanh, cả hai cửa đều đóng, do đó áp suất ở phía phải của màng không đổi, áp suất trong hệ thống được duy trì. - Phần của bộ điều chỉnh gồm có piston của bộ điều chỉnh, lò xo phản hồi, van trượt kiểu piston, cần phản lực và đĩa phản lực bằng cao su. Thực hiên được yêu cầu này sẽ nâng cao hiệu quả phanh, giảm mài mòn lốp, tăng khả năng điều khiển xe và nâng cao độ an toàn chuyển động.

Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãng đường phanh bằng cách tiến gần tới sự phân bố lực phanh lý tưởng giữa bánh sau và bánh trước để tránh cho các bánh sau không bị hãm sớm hơn trong khi phanh khẩn cấp. Nguyên lý hoạt động của ABS dựa trên sự bó chống bó cứng của bánh xe bằng cách đường dầu liên tục tạo lực phanh và nhả lực phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe. - Nguyên lý giữ áp lực phanh là bánh xe là khi bánh xe chưa bị bó cứng, xe đang trong tình trạng phanh thì hệ thống sẽ đóng các cửa van dầu, áp suất ko tăng cũng không giảm, đây là chế độ giữ áp.

- Nguyên lý nhả phanh là khi có tín hiệu bánh xe chống bó cứng thì sẽ gửi tín hiệu tới ECU điều khiển và ngay lập tức phanh sẽ phải nhả ra để chống bó cứng. Loại bốn kênh điều khiển này bao gồm bốn van điều chỉnh làm việc độc lập do vậy các bánh xe được tự động chống hãm cứng riêng rẽ, nên hiệu quả phanh cao, đảm bảo tính dẫn hướng, điều khiển xe khi đi vào đường xấu và quay vòng. Ở loại này có thể xảy ra trượt lết ở một trong hai bánh xe phía trước khi chuyển động trên bề mặt đường có trrạng thái bề mặt hai bên khác nhau.

Hệ thống phanh dẫn động khí nén Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh khí

Tuy nhiên hệ thống phanh khí tồn tại những nhược điểm như: khi có sự rò rỉ khí nén do các mối ghép không kín thì việc phục hồi khả năng phanh là khá lâu; kém an toàn, thời gian chậm tác động lớn do không khí chịu nén; kết cấu phức tạp thể hiện ở số lượng chi tiết nhiều, kích cỡ lớn. Ngoài ra hệ thống phanh khí do có sử dụng máy nén khí dẫn đến tiêu hao một phần công suất của động cơ để dẫn động máy nén khí. Kết cấu của hệ thống phanh khí gồm có cơ cấu phanh và bộ phận dẫn động phanh.Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra sức cản chuyển động của ô tô.Còn bộ phận dẫn động phanh thì làm nhiệm vụ truyền năng lượng cho cơ cấu phanh và điều khiển cơ cấu phanh trong qúa trình phanh.

Thông qua cơ cấu dẫn động, tổng van phanh mở ra cho khí nén từ bình chứa khí nén thông qua ống dẫn khí tới chia cho các bầu phanh để tiến hành phanh bánh xe. Khi thôi phanh người lái thả bàn đạp phanh, tổng van phanh đóng các đường ống thông bình chứa với bầu phanh và mở đường thông bầu phanh với khí trời. Lúc này do không khí được xả ra ngoài cùng với lò xo hồi vị guốc phanh làm chấm dứt quá trình phanh.

Hê ̣ thống phanh thủy - khí

Để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thuỷ lực và khí nén. Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các ôtô tải trung bình và lớn. - Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phía trước và phía sau.

- Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi lanh khí nén. Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén. Phần xi lanh xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.

Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí. Ưu điểm: Hệ thống phanh thủy khí thường dùng trên ôtô vận tải trung bình và lớn. Nó phối hợp cả ưu điểm của phanh khí nén và phanh thủy lực, cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhảy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.

Nhược điểm: Hệ thống phanh thủy khí sử dụng chưa rộng rãi do phần truyền động thủy lực còn bị ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ, kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết.

Tính toán thiết kế cơ cấu phanh tay điều khiển điện tử

Tính bền guốc phanh. Guốc phanh thường được làm theo hình chữ T. Mặt cắt ngang guốc phanh a. Xác định trọng tâm guốc phanh. Guốc phanh dùng để tán má phanh Tính kích thước đến trọng tâm G. Yc1: là khoảng cách từ tâm má guốc đến trọng tâm G Yc2: là khoảng cách từ tâm xương guốc đến trọng tâm G. Y2: kích thước chế tạo guốc phanh F1: diện tích phần trên chữ T. a: là bề dày của guốc. d: là chiều cao của xương guốc. ) R1: bán kính ngoài của guốc phanh. R1’: là bán kính trọng tâm của phần diện tích trên, tính đến tâm tang trống R2’: là bán kính trọng tâm của phần diện tích dưới, tính đến tâm tang trống. Ta áp dụng phương pháp tính gần đúng vì tính toán chính xác guốc phanh rất phức tạp.

Để xác định tiết diện nguy hiểm của guốc phanh ta phải vẽ được biểu đồ nội lực. Tại điểm đặt lực tổng hợp R1 ta phân tích thành hai thành phần lực N1 và T1. Coi lực phân bố đều trên guốc phanh ta tính được các lực NX, TX đặt tại góc β/2.

Tại chốt quay của chốt phanh ta cũng phân tích lực lực tổng hợp U1 ra hai thành phần lực UY1 và UX1 sau đó tại điểm đặt lực R1 ta cắt guốc phanh thành hai nửa thay vào mặt cắt đó lực hướng tâm NZ1 và QY1, MU1 ở nửa dưới là các lực NZ2và QY2, MU2 ngược với các thành phần lực và mômen ở phần trên. Căn cứ vào các bảng trên ta vẽ được biểu đồ nội lực tác dụng lên guốc phanh và đi tính bền. Ta sử dụng đường kính chốt phanh cơ cấu phanh bánh trước và bánh sau là bằng nhau.

Với chốt phanh để đảm bao đủ bền ở hai guốc ta tính về phía có lực U lớn - Theo điều kiện cắt. Mà trong khi đó ta biết được rằng khoảng cách giữa cần phanh và guốc phanh là 1,2- 2 mm nên sẽ tính chọn được rằng cáp phanh sẽ phải dịch chuyển khoảng 1,2- 2cm tương ứng với khoảng 10 vòng zen của con vít vô tận.