Chức năng của hệ thống phanh là để giảm tốc độ hay dừng hẳn xe bằng cách sử dụng hai loại lực cản. Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh và trống phanh (hoặc đĩa phanh); và loại thứ hai là lực cản giữa lốp và mặt đường.
Chúng ta đã biết rằng lực cản giữa lốp và mặt đường chính là lực bám sinh ra ở bánh xe khi phanh được xác định theo công thức:
Bộ điều hoà lực phanh Á p s u ất x i l an h b án h s a u Có bộ ĐH Không có bộ ĐH
ϕ - hệ số bám giữa bánh xe với mặt đường; Gϕ - trọng lượng bám.
Chất lượng phanh được bảo đảm (hiệu quả phanh cao, ôtô ổn định khi phanh) nếu mối liên hệ giữa lực cản trong cơ cấu phanh và lực cản giữa lốp với mặt đường thoả mãn điều kiện:
Lực cản trong cơ cấu phanh < Lực cản giữa lốp và mặt đường
(2)
Theo công thức (1) thì lực bám sinh ra ở bánh xe với mặt đường phụ thuộc vào tải trọng phân bố lên ôtô khi phanh. Cụ thể khi phanh do quán tính của khối lượng toàn bộ ôtô nên trọng tâm sẽ bị dịch chuyển về phía trước (hình 2.5).
Hình 2.5
Do trọng tâm dịch chuyển về phía trước nên tải trọng phân bố lên cầu trước tăng còn tải trọng phân bố lên cầu sau giảm. Có nghĩa là lực cản do cơ cấu phanh ở bánh sau sinh ra cũng phải giảm theo thì mới thoả mãn điều kiện (2) để bảo đảm phanh hiệu quả và ổn định.
Đối với hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thông thường thì áp suất dầu khi phanh ở xi lanh bánh xe trước và sau là như nhau nên không giảm được lực cản ở cơ cấu phanh sau tỉ lệ với sự giảm tải trọng theo yêu cầu.
Muốn tạo ra áp suất dầu dẫn động đến các bánh xe cầu sau giảm tỉ lệ với sự giảm tải trọng lên cầu sau thì trên dòng dầu dẫn ra các bánh xe cầu sau người ta bố trí một cơ cấu điều chỉnh, cơ cấu đó gọi là bộ điều hoà (hình 2.6.a)
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí và đặc tính của bộ điều hoà lực phanh a - sơ đồ bố trí bộ điều hoà lực phanh; b - đặc tính bộ điều hoà lực phanh.
Nhờ có bộ điều hoà lực phanh nên khi phanh, áp suất dẫn đến xi lanh bánh xe trước bằng với áp suất của xi lanh chính nhưng áp suất sau bộ điều hoà, tức là áp suất ở các xi lanh bánh xe sau đã được điều chỉnh. Trên hình 2.6b thể hiện đặc tính của bộ điều hoà lực phanh.
Đường nét đứt thể hiện mối quan hệ giữa áp suất trong xi lanh bánh xe trước và sau khi không có bộ điều hoà (bằng nhau).
Đường cong liên tục là đường thể hiện mối quan hệ giữa áp suất trong xi lanh bánh xe trước và sau ở điều kiện lý tưởng (tối ưu).
Đường gãy khúc là đặc tính thể hiện mối quan hệ giữa áp suất trong xi lanh bánh xe trước và sau khi có bộ điều hoà lực phanh. Đường này chưa trùng với đường đặc tính lý tưởng nhưng đã bám khá sát đường lý tưởng nên hiệu quả phanh đã được cải thiện.
*Cấu tạo:
Trong hệ thống dẫn động thuỷ lực có bộ điều hoà lực phanh, cấu tạo các phần khác hoàn toàn giống như những hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực đã được trình bày ở các mục trên. Vì vậy trong phần này chủ yếu giới thiệu cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ điều hoà lực phanh.
Ngay cả bộ điều hoà lực phanh cũng có nhiều loại khác nhau, nhưng do giới hạn của chương trình nên ở đây cũng chỉ giới thiệu một bộ điều hoà
B
tiêu biểu, đó là bộ điều hoà hai thông số (bộ điều hoà phụ thuộc vào áp suất và tải).
Sơ đồ bố trí chung và cấu tạo của bộ điều hoà được mô tả trên hình 2.7.
Từ xi lanh chính hai dòng loại "tăng đem" một dòng dẫn động trực tiếp ra các xi lanh bánh xe cầu trước còn một dòng dẫn động qua bộ điều hoà tới các xi lanh bánh xe cầu sau.
Hình 2.7
1 - thanh đàn hồi truyền tín hiệu tải trọng; 2, 6 - đầu nối; 3 - pittông bộ điều hoà; 4 - nắp; 5 - ống chặn; 7 - phớt làm kín; 8 - bạc đỡ chặn; 9 - lò xo; 10 - phớt làm kín; 11 - thân bộ điều hoà; 12 - xi lanh bánh xe sau; 13 - bàn
đạp phanh; 14 - xi lanh chính; 15 - xi lanh bánh xe trước.
Bộ điều hoà bao gồm thân 11 trong đó có lắp pittông 3 với các lò xo, bạc đỡ chặn, phớt làm kín và được đậy bởi nắp 4. Trên thân bộ điều hoà có hai lỗ tương ứng với hai cửa vào và ra của bộ điều hoà. Pittông 3 được lò xo 9 luôn ép sát lên phía trên tạo đường lưu thông dầu từ cửa vào sang cửa
ra. Ngoài ra pittông 3 còn chịu một lực do thanh đàn hồi 1 tác dụng lên. Lực này tuỳ thuộc vào mức tải của ôtô.
Thân bộ điều hoà được lắp cố định trên khung hoặc sàn ôtô, còn một đầu của thanh đàn hồi 1 được lắp trên dầm cầu sau ôtô. Khi mức tải thay đổi có nghĩa là độ võng tĩnh của hệ thống treo sau thay đổi do đó thanh đàn hồi 1 sẽ thay đổi lực tác dụng lên pittông 3.
*Nguyên lý làm việc:
Giả sử ở một mức tải nào đó, pittông 3 bị đẩy lên trên bởi lực căng của cả lò xo 9 và thanh đàn hồi 1. Khi đó phần tán dầy trên đỉnh pittông 3 tách khỏi phớt 7.
Khi tiến hành phanh dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn đến cửa vào qua khe a của phần tán mỏng pittông sang cửa ra để dẫn đến các xylanh bánh xe sau. Do có chênh lệch đường kính của tán dầy phía trên là D và đường kính thân dưới pittông là d nên diện tích chịu áp suất ở phía trên lớn hơn diện tích ở phía dưới. Vì vậy ở một giá trị áp suất nào đó pittông 3 sẽ chịu áp lực tổng cộng của dầu tác dụng theo xu hướng đẩy pittông xuống dưới để cân bằng với lực đẩy cả các lò xo. Khi áp suất dầu trong hệ thống tăng dần lên đến một giá trị nào đó thì áp lực tổng cộng của dầu tác dụng lên pittông sẽ thắng được sức căng của lò xo 9 và thanh đàn hồi 1 làm pittông đi xuống. Khi pittông đi xuống tán dầy trên đỉnh pittông cùng với phớt 7 giảm khe hở lưu thông dầu từ cửa vào sang cửa ra nên gây tổn thất về áp suất do đó áp suất ở đầu ra của bộ điều hoà (tức là áp suất ở các xi lanh bánh xe sau) giảm một lượng so với áp suất đầu vào (áp suất các xi lanh bánh xe trước).
Khi mức tải của ôtô càng lớn thì lực từ thanh đàn hồi 1 tác dụng lên pittông càng lớn nên thời điểm làm việc của điều hoà cũng sẽ chậm hơn.