Hình 3.8: Cấu tạo bầu trợ lực
1- Cửa chân không; 2- Buồng chân không; 3-Màng;
4- Van chân không; 5- Phần tử lọc; 6- Cần đẩy; 7-Buồng áp suất thay đổi; 8- Vỏ
A - khoang A ; B – khoang B
Trợ lực phanh được dùng là loại trợ lực chân không. Nó là bộ phận rất quan trọng, giúp người lái giảm lực đạp lên bàn đạp mà hiệu quả phanh vẫn cao.
Trong các bầu trợ lực có các piston và van dùng để điều khiển sự làm
việc của hệ thống trợ lực và đảm bảo tỉ lệ giữa lực đạp và lực phanh .
Nguyên lý làm việc của bộ trợ lực chân không:
- Nguyên lý hoạt động của bầu trợ lực phanh khi không được tác động
Hình 3.9: Bầu trợ lực khi không tác động
1-Lò xo màng; 2,7- Buồng áp suất không đổi; 3- Pittông trợ lực; 4,11 Buồng áp suất biến đổi; 5-Van điều chỉnh; 6- Cần điều khiển van; 8- Lỗ A; 9-Van không khí; 10-Pittông; 12-Van chân không; 13- Lỗ B; 14-Van điều chỉnh;15-
Lò xo van điều chỉnh; 16- Thân van; 17-Lò xo phản hổi van không khí; 18- Lưới lọc không khí; 19- cần điều khiển van; 20-Cần đẩy trợ lực;21-Đĩa phản
Van không khí được nối với cần điều khiển van và bị lò xo phản hồi van không khí kéo về phía bên phải. Van điều chỉnh bị lò xo van điều chỉnh đẩy sang phía bên trái. (Điều này sẽ khiến van không khí tiếp xúc với van điều chỉnh. Vậy nên, không khí bên ngoài đi qua lưới lọc bị chặn lại không vào được buồng áp suất biến đổi).
Trong điều kiện này, van chân không của thân van bị tách ra khỏi van điều chỉnh, tạo thành một lối thông giữa lỗ A và B. Bởi vì luôn có chân không trong buồng áp suất không đổi, nên trong buồng áp biến đổi cũng sẽ có chân không vào thời điểm này.
- Khi phanh được tác động
Hình 3.10: Bầu trợ lực khi tác động
1-Lò xo màng; 2,7- Buồng áp suất không đổi; 3- Pittông trợ lực; 4,11 Buồng áp suất biến đổi; 5-Van điều chỉnh; 6- Cần điều khiển van; 8- Lỗ A; 9-Van không khí; 10-Pittông; 12-Van chân không; 13- Lỗ B; 14-Van điều chỉnh;15- Lò xo van điều chỉnh; 16- Thân van; 17-Lò xo phản hổi van không khí; 18,23-
Lưới lọc không khí; 19- cần điều khiển van; 20-Cần đẩy trợ lực;21-Đĩa phản lực.
Khi người lái đạp bàn đạp chân phanh, cần điều khiển van đẩy không khí, làm nó di chuyển sang bên trái. (Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí di chuyển sang bên trái cho tới khi tiếp xúc với van chân không. Chuyển động này sẽ bịt kín lối thông giữa lỗ A và B).
Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái, thì nó càng xa van điều chỉnh làm cho không khí bên ngoài lọt vào bên trong buồng áp suất biến đổi qua lỗ B (sau khi qua lưới lọc không khí).
Độ chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi khiến piston dịch chuyển về phía bên trái. Điều này khiến đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái và làm tăng kích thước phanh.
- Nguyên lý hoạt động bầu trợ lực phanh khi giữ phanh
Hình 3.11: Bầu trợ lực khi giữ phanh
1-Lò xo màng; 2,7- Buồng áp suất không đổi; 3- Pittông trợ lực; 4,11 Buồng áp suất biến đổi; 5-Van điều chỉnh; 6- Cần điều khiển van; 9-Van không khí;
10-Pittông; 12-Van chân không; 14-Van điều chỉnh;15-Lò xo van điều chỉnh; 16- Thân van; 17-Lò xo phản hổi van không khí;19- cần điều khiển van;
Nếu như người lái đạp bàn đạp phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí sẽ ngừng dịch chuyển, nhưng piston vẫn tiếp tục dịch chuyển sang bên trái do chênh lệch áp suất. Lò xo van điều khiển khiến van này vẫn tiếp xúc với van chân không, nhưng nó lại dịch chuyển theo piston.
Vì van điều khiển di chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van không khí, không khí bên ngoài sẽ bị chặn lại không vào được trong buồng áp suất biến đổi. Vậy nên áp suất trong buồng áp suất biến đổi vẫn ổn định.
Có một độ chênh lệch áp suất không thay đổi giữa buồng áp suất biến đổi và buồng áp suất không đổi. Vậy nên, piston ngừng dịch chuyển và duy trì lực phanh.
- Khi phanh được tác động tối đa
Hình 3.12: Bầu trợ lực khi tác động tối đa
1-Lò xo màng; 2,7- Buồng áp suất không đổi; 3- Pittông trợ lực; 4,11 Buồng áp suất biến đổi; 5-Van điều chỉnh; 6- Cần điều khiển van; 9-Van không khí;
10-Pittông; 12-Van chân không; 14-Van điều chỉnh;15-Lò xo van điều chỉnh; 16- Thân van; 17-Lò xo phản hổi van không khí; 19- cần điều khiển van; 20-
Cần đẩy trợ lực;
Nếu người lái đạp bàn đạp phanh hết mức, van không khí sẽ dịch chuyển hoàn toàn ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi sẽ được nạp đầy không khí từ ngoài vào. Do đó, độ chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và áp suất không đổi sẽ là lớn nhất. Điều này tạo ra tác dụng cường hóa lớn nhất lên piston.
Sau đó, dù người lái có tác dụng lên bàn đạp phanh thêm bao nhiêu lực, tác dụng cường hóa lên piston vẫn sẽ không thay đổi và lực bổ sung chỉ tác động lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền tới xylanh chính.
-Khi nhả phanh và cơ cấu khi không có chân không
Hình 3.13: Bầu trợ lực khi nhả phanh và cơ cấu khi không có chân không
1-Lò xo màng; 2,7- Buồng áp suất không đổi; 3- Pittông trợ lực; 4,11 Buồng áp suất biến đổi; 5-Van điều chỉnh; 6- Cần điều khiển van;; 9-Van
không khí; 10-Pittông; 12-Van chân không; 14-Van điều chỉnh;15-Lò xo van điều chỉnh; 16- Thân van; 17-Lò xo phản hổi van không khí;19- cần điều
khiển van; 20-Cần đẩy trợ lực;21-Đĩa phản lực. 22-Chốt vặn van
Nếu vì bất kỳ lý do nào đấy, chân không không thể tác động được vào bộ trợ lực phanh thì sẽ không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi (cả 2 sẽ được nạp đầy không khí). Khi bộ trợ lực phanh ở vị trí “off”, piston được lò xo màng ngăn đẩy về phía bên phải khi đó phanh được nhả ra.
Tuy nhiên, khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van tiến về bên trái và đẩy van không khí, đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực. Điều này khiến cho piston của xylanh chính tác động lực phanh lên phanh, đồng thời van không khí đẩy vào chốt chặn van lắp trong thân van. Vậy nên, piston cũng thắng lực của lò xo màng ngăn và di chuyển về phía bên trái.
Do đó các phanh vẫn duy trì hoạt động, kể cả khi không có chân không tác động vào bộ trợ lực phanh. Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc, nên sẽ cảm thấy bàn đạp phanh “nặng”.
Hình 3.14: Sơ đồ đơn giản cấu tạo ABS
1- Bàn đạp; 2- Bình chứa dầu; 3 - Van điều áp; 4 - Xylanh bánh xe; 5- Cảm biến tốc độ; 6- Bánh xe; 7- Bộ xử lý trung tâm; 8- Xy lanh
Van điều chỉnh áp suất 3 được đặt giữa xylanh chính và xylanh bánh xe trong hệ thống dẫn động phanh, nhiệm vụ của nó là tạo nên sự đóng, mở đường dầu từ xy lanh chính đến xylanh bánh xe tùy thuộc vào tín hiệu điều khiển của bộ điều khiển trung tâm. Cấu trúc của nó là các van trượt thủy lực được điều khiển bằng điện từ. Đây là cơ cấu chấp hành của ABS.
Cảm biến tốc độ bánh xe 5 có chức năng xác định tốc độ quay của bánh xe, làm việc như bộ đếm số vòng quay, tín hiệu của bộ điều khiển tốc độ được đưa về bộ điều khiển trung tâm (tín hiệu vào) của ABS. Trên xe bộ cảm biến có thể đặt tại: đĩa phanh, bán trục, tang trống, bánh răng bị động của cầu xe.
Bộ xử lý trung tâm 7 (ECU-ABS) làm việc theo chương trình định sẵn, tín hiệu điều khiển van điện từ phụ thuộc vào tín hiệu của cảm biến và chương trình vi sử lý.
Ngoài ra trong ABS còn có nguồn bổ sung năng lượng như bình dự trữ dầu áp suất thấp, bơm dầu các van an toàn hệ thống...