a. Cấu tạo; b. Các trạng thái làm việc.
A- Điều khiển phanh chân; B- Điều khiển nhả phanh; P- Thông với khí quyển; S- Khoang thông với A; Q- Khoang thông với B; T- Khoang tích
năng; S1- Hành trình phanh chính (phanh chân); S2- Hành chình phanh phụ (phanh tay).
1. Ốc điều chỉnh; 2. Ống đẩy; 3. Vỏ bầu phanh; 4. Ống dẫn khí; 5. Vỏ trong; 6. Màng cao su; 7. Đòn đẩy; 8. Thân bầu phanh; 9. Lò xo hồi vị;
10. Tấm đỡ; 11. Bạc đẩy; 12. Vòng tỳ; 13. Piston tích năng; 14. Lò xo tích năng.
Bầu phanh tích năng gồm: hai bầu phanh được phép nối tiếp với nhau, một bầu phanh chính và một bầu phanh tích năng. Bầu phanh chính có cấu tạo và nguyên lý làm việc trên cơ sở bầu phanh đơn dạng màng. Trong bầu phanh chính có 2
khoang: khoang P thông với khí quyển và khoang S thông với đường A cấp và thoát khí nén khi phanh từ van phân phối.
Bầu phanh tích năng dạng xylanh piston khí cũng chia làm hai khoang: khoang T thông với khí trời nhờ đường ống 4, còn khoang Q thông với van phanh tay qua đường dẫn B. Trong khoang tích năng T gồm: vỏ bầu phanh tích năng 3, piston tích năng 13, ốc điều chỉnh 1. Toàn bộ các chỉ tiết của buồng tích năng đặt nối tiếp với bầu phanh chính thông qua ống đây 2.
Nguyên lý làm việc
Ở trạng thái ban đầu, khi chưa có khí nén, dưới tác dụng của lò xo tích năng 14, đây piston 13, ống đẩy 2, màng 6 và đòn đẩy 7 về bên phải, thực hiện sự phanh bánh xe. Đây là trạng thái phục vụ cho việc đỗ xe trên đốc (c - chức năng của phanh tay).
Khi không phanh (a), máy nén khí đạt tới áp suất khoảng 0, 6 MPa, đường B được cấp khí bình chứa khí (hoặc van phanh tay) vào khoang Q. Khí nén đẩy piston tích năng 13, nén lò xo tích năng về bên trái. Dưới tác dụng của lò xo hồi vị 9, màng 6 dịch chuyển sang trái, kéo cam quay cơ cấu phanh về vị trí nhả phanh, bánh xe lăn trơn.
Khi phanh bằng phanh chân (b), van phân phối mở đường khí vào đường A tới khoang S, đồng thời trong khoang Q có khí nén, màng 6 bị dịch chuyển về bên phải, đòn đẩy 7 sẽ kéo cam quay thực hiện xoay cam để phanh bánh xe. Khi thôi phanh, khí nén theo đường A thoát ra ngoài qua van phân phối, thực hiện sự nhả phanh.
Nếu trên ô tô không còn khí nén, lò xo tích năng 14 luôn có xu hướng đẩy ống đẩy 2 và đòn đẩy 7 về trạng thái phanh làm cơ cấu phanh bị phanh cứng. Bầu phanh tích năng có thể thay thể cho chức năng của phanh tay hoặc phanh khẩn cấp, do đó thường được bố trí trên các cầu sau của ô tô tải và rơ mooc.
Dẫn động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng lực điều khiển trên bàn đạp cần lớn. Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén có ưu điểm là lực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn do khí bị nén khi chịu áp suất). Do đó để tận dụng ưu điểm của hai loại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủy lực và khí nén (còn gọi là hệ thống phanh thủy lực điều khiển khí nén) trên các ô tô tải, ô tô buýt trung bình và lớn.
2.3.1. Cấu tạo chung
Sơ đồ cầu tạo của hệ thống phanh thủy lực điều khiển khí nén được trình bày trên hình 2.21. Hệ thống bao gồm hai dạng dẫn động:
Hình 2. 21. Hệ thống phanh thủy lực điều khiển khí nén cơ bản của ô tô tải, buýt
a) Nguồn cung cấp; b) Cụm điều khiển; c) Xylanh khí nén thủy lực (X); d) Xylanh thủy lực bánh xe và cơ cấu phanh; e) Các đường ống dẫn khí nén; f)
Các đường ống dẫn thủy lực
- Dẫn động thủy lực đảm nhận chức năng tạo lực điều khiển ở các guốc phanh hay má phanh đĩa, bao gồm: bình chứa dầu cung câp dầu cho xylanh thủy lực, các xylanh thủy lực bánh xe ở cơ cầu phanh trước và sau, các đường dầu.
- Dẫn động khí nén đảm nhận chức năng tạo lực đẩy ở xylanh thủy lực bao gồm:
+ Phần cung cấp khí nén: máy nén khí, các bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp suất, bộ phận sấy khô khi nén, cụm van chia và bảo vệ, bình chứa và các van an toàn (hoàn toàn giống phần cung cấp khí nén của hệ thống phanh khí nén). + Phần điều khiển bằng khí nén: gồm các đường ống dẫn khí từ bình chứa khí nén qua van phân phối khí và đến xylanh khí nén.
Như vậy hệ thống được ghép bởi hai hệ thống: khí nén và thủy lực (đã trình bày ở các nội dung trước). Đặc điểm đặc biệt của kết cấu là cụm chuyền áp suất khí nén thành áp suất dầu ở bộ xylanh khí nén thủy lực (ký hiệu X trên sơ đồ). Cấu tạo và nguyên lý làm việc của phần cung cấp khí và van phân phối (giống ở hệ thống dẫn động bằng khí nén), phần xylanh chính loại đơn và các xylanh bánh xe (giống ở hệ thống dẫn động thủy lực) đã nêu trong các hệ thống trước đây.
Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống.
Khi phanh, người lái tác động lên bàn đạp phanh, van phân phối cung cấp khí nén từ bình chứa khí đến các xylanh khí nén - thủy lực. Tại đó, áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu phanh với tỉ số truyền lớn. Áp suất thủy lực lớn được truyền đến xylanh bánh xe của các cơ cấu phanh tạo áp lực lên các piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh, tiến hành quá trình phanh.
Tỉ số truyền: (D/d) bằng khoảng 4 ÷ 6 lần, với D, d~ đường kính xylanh khí nén và xylanh thủy lực. Nếu áp suất khí nén ở 0,6 MPa, áp suất thủy lực sẽ đạt xấp xi 18 MPa. Áp suất này cho phép tạo lực tác động vào guốc phanh lớn và kích thước xylanh bánh xe nhỏ, phù hợp với các loại ô tô tải và ô tô buýt. Để giảm tốn thất và tăng độ nhạy cho hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén kết hợp thủy lực, các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc: phần dẫn
động khí nén kể từ xylanh khí nén phải được bố trí gần với van phân phối, nhằm mục đích giảm tốn thất và giảm thời gian chậm tác dụng của dẫn động khí nén.
2.3.2. Bộ xylanh khí nén - thủy lực
Cấu tạo bộ xylanh khí nén - thủy lực được mô tả trên hình 2.22, gồm hai khối: