a. Dạng đối xứng qua trục; b. Dạng đối xứng qua tâm; c. dạng bơi; d, e. Dạng tự cường hóa
a) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục
Cơ cầu phanh tang trống đối xứng qua trục gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục, được sử dụng trên dẫn động phanh thủy lực và khí nén.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xylanh dẫn động phanh thủy lực trình bày trên hình 2.4 (đã tháo tang trống bao ngoài). Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu sau ô tô con và tải nhỏ, có xylanh thủy lực 11 điều khiển ép guốc phanh vào trống phanh. Cấu tạo cơ cấu phanh gồm:
- Phần quay của cơ cầu phanh là tang trống được bắt với moay ơ bánh xe. - Phần cố định là mâm phanh 2 được bắt trên dầm cầu. Các tấm ma sát 14
được tán (hoặc dán) với guốc phanh 13. Trên mâm phanh bề trí hai chốt cố định 15 đề lắp ráp với lỗ tựa quay của guốc phanh. Chốt 15 có bạc lệch tâm để thay đổi vị trí điểm tựa guốc phanh và là cơ cầu điều chinh khe hở phía dưới giữa má phanh 14 và trống phanh. Đầu trên của hai guốc phanh được kéo bởi lò xo hồi vị guốc phanh 12, tách má phanh khỏi tang trống và ép piston 9 (trong xylanh bánh xe 11) về vị trí không phanh
- Khe hở phía trên của má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng hai cam lệch tâm 3. Hai guốc phanh 13 được đặt đối xứng qua đường trục đi qua tâm bánh xe.
- Xylanh bánh xe 11 là xylanh kép có thân chung và hai piston 9 bố trí đối xứng. Xylanh được bắt chặt với mâm phanh 2, piston bên trong 9 tựa vào đầu guốc phanh nhờ chốt tựa. Piston nằm trong xylanh được bao kín bởi vành cao su 10 và tạo nên không gian chứa dầu phanh. Dầu phanh có áp suất được cấp vào thông qua đai ốc dẫn dầu 5. Trên xylanh bố trí ốc xả khí 6 nhằm xả không khí lọt vào hệ thống thủy lực khi cần.
Hình 2. 5. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục điều khiển guốc phanh bằng xylanh thủy lực
1. Bu lông điều chỉnh; 2. Mâm phanh; 3. Cam lệch tâm; 4. Bu lông điều chỉnh; 5. Đai ốc dẫn dầu; 6. Ốc xả khí; 7. Đinh tán; 8. Chụp chắn bụi; 9. piston; 10. Vành làm kín; 11. Xylanh bánh xe; 12. Lò xo hồi vị; 13. Guốc phanh; 14. Tấm ma sát; 15. Chốt guốc phanh
Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục được mô tả qua ba trạng thái: không phanh, phanh, nhả phanh.
- Ở trạng thái không phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 12, má phanh và tang trống tồn tại khe hở nhỏ (0,3 + 0,4) mm, đảm bảo tách hai phần quay và cố định của cơ cấu phanh, các bánh xe được quay trơn.
- Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến xylanh bánh xe 11 (xylanh thủy lực). Khi áp lực dầu trong xylanh lớn hơn lực kéo của lò xo hồi vị 12, đây đầu trên của các guốc phanh về 2 phía. Các guốc phanh chuyển động quay quanh điểm tựa dưới (chốt phanh), ép má phanh sát vào trống phanh, phát sinh ma sát giữa hai phần: quay (tang trống) và có định (guốc phanh), tốc độ tang trống giảm dần, hình thành sự phanh ô tô trên đường.
Khi xe tiến, chiều quay của tang trống (trên hình vẽ) ngược chiều kim đồng hồ, guốc phanh bên trái đặt các lực đây của xylanh bánh xe cùng chiều quay được gọi là "guốc siết", ngược lại, guốc phanh bên phải là "guốc nhả”. Má phanh bên guốc
siết chịu áp lực lớn hơn bên guốc nhả, do vậy được chế tạo dài hơn, nhằm mục đích tạo nên sự hao mòn hai má phanh như nhau trong quá trình sử dụng.
- Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xylanh giảm, lò xo hồi vị kéo các guốc phanh ép vảo piston, guốc phanh và má phanh tách khỏi trống phanh. Lực ma sát không tồn tại, bánh xe lại được lăn trơn.
Trong quá trình phanh, tang trống và má phanh bị nóng lên bởi lực ma sát, gây mòn các tấm ma sát và bề mặt trụ của tang trống. Sự nóng lên quá mức có thể dẫn tới suy giảm hệ số ma sát và làm giảm hiệu quả phanh lâu dài, biến dạng các chỉ tiết bao kín bằng cao su, do vậy cơ cấu phanh cần thiết được thoát nhiệt tốt. Sự mòn tắm ma sát và tang trống dẫn tới tăng khe hở má phanh, tang trống, khi phanh có thể làm tăng độ trễ tác dụng. Do vậy các cơ cấu phanh đều bồ trí các kết cấu điều chỉnh khe hở trên guốc phanh. Trên hình vẽ cơ cấu sử dụng: bu lông 4 điều chỉnh khe hở phần trên guốc phanh, bu lông 1 điều chỉnh khe hở phần dưới guốc phanh. Công việc điều chỉnh lại khe hở trong cơ cấu phanh cần được tiến hành theo định kỳ.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén.
Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xylanh khí nén trình bảy trên hình 2.6.
Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫn động phanh bằng khí nén, có xylanh khi nén điều khiển cam xoay 9 ép guốc phanh 3 vào trống phanh. Phần quay của cơ cầu phanh là tang trống. Phần cố định bao gồm mâm phanh 12 được bắt có định trên dầm cầu 11.
Hình 2. 6. Cấu tạo cơ cấu phanh đối xứng qua trục điều khiển bằng xylanh khí nén
1. Lò xo hồi vị; 2. Con lăn đầu guốc; 3. Guốc phanh; 4. Lỗ móc lò xo; 5. Chốt hãm; 6. Bệ đỡ; 7. Chốt quay dưới; 8. Bạc đỡ; 9. Trục cam xoay; 10.
Đòn quay; 11. Dầu cầu; 12. Mâm phanh; 13. Bầu phanh; 14. Trục bánh xe.
Trên hai guốc phanh 3 có tán các tấm ma sát (má phanh). Để tăng khả năng tiếp xúc mỗi bên guốc phanh bố trí hai tấm ma sát với kích thước dày bằng nhau (6 ÷ 10 mm). Trên mâm phanh có hai chốt 7 để lắp đầu dưới của hai guốc phanh 3. Hai chốt cố định này có bồ trí trục lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới giữa má phanh và trống phanh. Đầu trên của hai guốc phanh được lò xo hồi vị 1 kéo ép sát vào cam 9, thông qua con lăn. Cam quay và trục được chế tạo liền, với các biên dạng Cycloit (hoặc Acsimet). Khi cam xoay dịch chuyền quanh tâm trục, các đầu guốc phanh bị đẩy, ép má phanh sát vào tang trống. Khe hở ban đầu phía trên của má phanh và trống phanh được thiết lập bằng vị trí của cam 9, Cấu trúc hai guốc phanh được bố trí đối xứng qua trục đối xứng của cơ cấu phanh.
Khi phanh, xylanh khí nén 13 đẩy đòn quay 10, dẫn động xoay trục và cam quay 9 ngược chiều kim đồng hồ. Con lăn 2 tựa lên biên dạng cam đẩy guốc phanh về 2 phía, ép má phanh sát vào trống phanh để thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay cam trở về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo hỏi vị 1, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam 9, tách má phanh ra khỏi trống phanh. Sự tác động của cam lên các guốc phanh với các chuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đều nhau, do vậy các má phanh trên cả hai guốc phanh của cơ cấu có kích thước bằng nhau.
Cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua trục được bố trí phổ biến trên cơ cấu phanh của cầu trước và cầu sau cho ô tô con, ô tô tải với hệ thống phanh thủy lực và khí nén.
b) Cơ cầu phanh tang trống đối xứng qua tâm
Trên một số ô tô con, ô tô tải và ô tô buýt nhỏ bố trí cơ cầu phanh đối xứng qua tâm trục quay bánh xe. Cơ cấu phanh tang trống loại đối xứng qua tâm với hệ thống phanh thủy lực được thể hiện trên hình 2.7. Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh 8 bố trí hai chốt guốc phanh 12, hai xylanh bánh xe 2, hai guốc phanh 9 hoàn toàn giống nhau và đôi xứng với nhau qua tâm O.