(Hình 2.40) là bản vẽ sau khi đã tính tốn tham khảo các thơng số tính tốn, vị trí ta tiến hành bố trí vị trí các bộ phận trên phần mền Autocad. Bao gồm máy nén khí, bơm khí nén, bàn đạp phanh, các cụm cơ cấu phanh, bộ trợ lực phanh.
Sau khi đã hồn thành các hình vẽ ta tiến hành kiểm tra lại kích thước và xuất file PDF.
54
2.4.9. Các bộ phận trong hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén
2.4.9.1 Bu lơng, đai ốc
Hình 2.41: Các loại bu lơng, đai ốc
(Hình 2.41) là thiết kế 3D bu lông — đai ốc được sử dụng để lắp ráp, ghép nối, liên kết các chi tiết rời rạc thành một khối, khung giàn hồn chỉnh: Như máy nén khí, bình khí nén và các thiết bị khác của hệ thống lên khung mơ hình và trên xe.
Việc lựa chọn các bu lông — đai ốc phải phù hợp với kích thước của từng chi tiết lắp ghép tránh việc lắp ghép sai số làm ảnh hưởng đến độ cứng vững của các chi tiết được ghép nối.
Việc thiết kế chi tiết bu lông — đai ốc 3D giúp người đọc dễ hình dung chi tiết.
55
2.4.9.2. Lị xo nén
Hình 2.42: Lị xo nén
(Hình 2.42 ) là thiết kế 3D của lị xo nén có chức năng hồi vị, được lắp trong bộ trợ lực phanh và trong guốc phanh. Trong guốc phanh lò xo giúp giữ má phanh khơng bị bó vào tang trống khi khơng tác dụng phanh.
Việc lựa chọn lò xo nén phải đúng theo tiêu chuẩn cấu tạo kỹ thuật trong hệ thống phanh, tránh lựa chọn lị xo khơng đúng theo u cầu dẫn đến hệ thống làm việc không ổn định làm hư hỏng các chi tiết.
2.4.9.4 Ống nối, ống dẫn khí, dẫn dầu
Hình 2.43: Ống nối, ống dẫn khí, dẫn dầu…
(Hình 2.43) là thiết kế 3D của các loại ống nối dẫn khí, dẫn dầu. Phải lựa chọn các loại ống nối, ống dẫn đúng theo công dụng để nối với các chi tiết, tránh
56
việc chọn sai ống và thông số kích thước làm hệ thống phanh vận hành thiếu ổn định, thậm chí cịn làm vỡ và hư hỏng mạng lưới ống dẫn trong hệ thống phanh.
Có 2 loại ống dẫn được sử dụng trong hệ thống:
- Loại ống dẫn khí nén: Được sử dụng bằng ống cao su với kích thước ø12, lắp từ máy nén khí đến bình khí nén và từ van phân phối đến cụm xylanh chính trợ lực khí nén.
- Loại ống dẫn dầu thủy lực: Được sử dụng bằng ống dẫn bằng đồng với kích thước ø6, lắp từ xylanh chính đến các xylanh con cơ cấu phanh.
2.4.9.5 Trục ty đẩy
Hình 2.44: Trục ty đẩy
(Hình 2.44) Là bộ phận chính giúp cho lực đẩy của khí nén làm tăng áp lực dầu, thơng qua màn lực và xylanh chính. Dựa trên những kích thước, thơng số kỹ thuật đã xác định và tiến hành vẽ mô phỏng 3D bằng phần mềm Solidworks.
57
2.4.9.6 Vịng cao su
Hình 2.45: Vịng cao su
(Hình 2.45) Là chi tiết nằm bao quanh pitton lực, tạo nên một cơ cấu dẫn động.
Vịng cao su có chức năng làm kín hơi với khả năng chống chịu được áp lực rất tốt, độ bền cao và dẻo dai. Vòng cao su được thiết kế bao kín piston, đảm nhiệm chức năng chống thất thốt khí nén.
2.4.9.7. Vỏ xylanh lực
Hình 2.46: Vỏ xylanh lực
(Hình 2.46) Mơ tả hình ảnh của vỏ xylanh lực và nhiệm vụ là tạo ra không gian nén khí, và áp suất làm việc trong điều kiện luôn thay đổi trong chu kỳ hút và nén. Ngồi ra cịn giúp bảo vệ các chi tiết bên trong tránh tác động từ bên ngoài.
58
2.4.9.8 Nắp xylanh lực
Hình 2.47: Nắp xylanh lực
Nắp xylanh lực (hình 2.47) nhận lực đẩy từ màng lực, ty đẩy để đẩy piston và cuppen dầu tạo nên áp lực dầu truyền đến các piston phanh để dẫn động phanh.
Trước khi vẽ nắp xylanh lực trong mơ phỏng, ta phải xác định chính xác các thơng số kỹ thuật vì nếu sai số thì khi vẽ xong sẽ lắp khơng khớp với bộ trợ lực khí nén.
2.4.9.9. Piston lực
Hình 2.48: Piston lực
Piston lực (hình 2.48) là bộ phận cơ học, hoạt động được nhờ khí nén giúp chuyển năng lượng tiềm năng thành động năng ( Nhờ sự chênh áp bởi khí nén nên áp suất lớn hơn khí quyển tạo thành). Làm cho ty đẩy chuyển động tạo nên lực đẩy.
Kích thước của piston lực tỷ lệ thuận với lực đẩy của áp suất khí nén tác dụng lên bộ trợ lực.
59
2.4.9.10. Bộ trợ lực phanh
Hình 2.59: Các chi tiết bên trong bộ trợ lực phanh
Hình 2.50: Bộ trợ lực phanh
Bộ trợ lực phanh ( 2.49, 2.50) là một bộ phận rất quan trọng không thể thiếu trong hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén.
Các chi tiết bên ngoài và bên trong của bộ trợ lực phanh được lắp ghép thành phẩm.
Được bố trí lắp đặt ở vị trí thuận lợi cho việc bảo dưỡng, sữa chữa khi gặp sự cố trong quá trình sử dụng.
60
2.4.9.11 Tấm ma sát guốc phanh
Hình 2.51: Tấm ma sát guốc phanh
- Tấm ma sát guốc phanh (hình 2.51) một bộ phận quan trọng trong hệ thống phanh, nằm giữa má phanh và trống phanh ma sát làm giảm vòng tua bánh xe.
- Là chi tiết hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, độ mài mịn cực kì cao. - Tùy vào mức độ sử dụng ta có thể xác định được độ mài mịn của chi tiết như: Theo thời gian sử dụng, theo km đã đi được, chất lượng tấm ma sát,….
61
2.4.9.12. Guốc phanh
Hình 2.52: Guốc phanh
Guốc phanh (hình 2.52) là bộ phận liên kết với tấm ma sát phanh và chịu lực đẩy của các piston phanh. Dưới áp lực dầu, các guốc phanh được đẩy sát vào trống phanh tiến hành quá trình phanh.
Cùng với tấm ma sát, càng bố phanh đảm nhận vai trò chịu lực đẩy của các piston phanh. Tạo ra lực cản vào trống phanh làm giảm tốc độ quay của bánh xe.
62
2.4.9.13. Bản vẽ mơ phỏng
Mơ phỏng vị trí lắp đặt của bộ trợ lực phanh và đường ống dẫn dầu đến các cụm chi tiết dẫn động phanh.
Hình 2.53: Bản vẽ mơ phỏng
Bản vẽ mô phỏng sau khi lắp ráp bầu trợ lực phanh và các càng bố phanh (hình 2.53) từng bước định hình hệ thống phanh thủy lực có trợ bằng khí nén.
Đây là hình vẽ mơ phỏng giúp người xem dễ hình dung ra được ảnh thực tế của các bộ phận được lắp trên mơ hình.
63
2.4.9.14. Bản vẽ mơ phỏng 3D mơ hình hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén
Hình 2.54: Bản vẽ mơ phỏng 3D mơ hình hệ thống phanh thủy lực có
trợ lực bằng khí nén.
Việc thể hiện mơ hình qua bản vẽ giúp đưa ra những phương án tốt nhất, tối ưu của các bộ phận trước khi được lắp đặt và hồn chỉnh mơ hình (hình 2.54).
64
Chương 3:
THI CƠNG LẮP RÁP, THỰC NGHIỆM 3.1. Thi cơng, lắp ráp, mơ hình vật lý
Hình 3.1: Bản vẽ bố trí các chi tiết 3.2. Các bước xây dựng mơ hình 3.2. Các bước xây dựng mơ hình
Bước 1: Chuẩn bị các dụng cụ và vật liệu cho việc xây dựng mơ hình
Hình 3.2: Dụng cụ loe ống đồng, ống đồng và các đầu nối, ống hơi
bặng nhựa PU (nguồn internet)
(Hình 3.2) mơ tả, giới thiệu các dụng cụ cắt, tạo đầu nối, các đầu nối, ống dẫn dầu thủy lực bằng đồng và ống dẫn khí nén bằng cao su áp lực cao.
65
Hình 3.3: Cờ lê, bắn túyp sử dụng pin, đầu típ các loại (nguồn internet) [11]
- (Hình 3.3) mơ tả các dụng cụ thi cơng sử dụng để thực hiện mơ hình vật lí hệ thống phanh thủy lực có trợ lực khí nén.
Hình 3.4: Dầu phanh thủy lực Mekong VH 3-2 (nguồn internet)
- ( Hình 3.4) mô tả loại dầu phanh thủy lực được sử dụng trong mơ hình hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén là Mekong VH 3-2 loại dầu thắng (dầu phanh) tổng hợp đạt tiêu chuẩn quốc tế, dùng trong hệ thống thắng của các loại xe ôtô, xe tải các loại hoạt động ở vùng nhiệt đới với cupen do Việt Nam và nước ngoài sản xuất yêu cầu dầu thắng (phanh) đạt cấp độ DOT3, JIS.
66
Bước 2 : Làm khung
Khung mơ (hình 3.5) được thiết kế và thi cơng với chiều dài 1m, rộng 60cm.
Hình 3.5: Khung đỡ mơ hình (bản vẽ)
Hình 3.6: Ảnh thực tế khung mơ hình
- (Hình 3.6) mơ tả quá trình làm khung, đo đạt, hàn và sơn khung.
- Sử dụng những thanh sắt phế liệu, các máy móc thiết bị như: máy hàn, máy cắt tay, máy cắt bàn, thước dây cầm tay,….Để tạo nên khung cho mơ hình.
67
- Khung phải đảm bảo bố trí các chi tiết của hệ thống như: Máy bơm hơi, bình khí nén, van phân phối, bầu trợ lực, đường ống dây,….
- Việc làm khung đỡ mơ hình rất quan trọng, vì cần phải tính tốn, bố trí những chi tiết lên khung phải hợp lí có độ thẩm mĩ cao, tránh phân chia vị trí khơng phù hợp dẫn đến việc ráp các bộ phận của hệ thống lên khung sẽ bị chồng chéo thiếu khoa học, liên kết các chi tiết khó khăn hơn.
- Chọn vật liệu: Chọn sắt 6x4. Dùng máy cắt chia làm 4 đoạn, chiều dài 1m, chiều rộng 60cm.
- Hàn khung: Dùng máy hàn ở nhiệt độ 130oC, nối 4 đoạn thành khung vuông góc và tạo giá đỡ, sau đó dùng máy mài để loại bỏ những chi tiết thừa.
- Sơn khung: Sử dụng bình sơn xịt để sơn khung mơ hình
Bước 3: Lắp máy bơm khí nén
Hình 3.7: Lắp máy bơm khí nén vào khung
- ( Hình 3.7) mơ tả việc lắp máy bơm khí nén lên khung và sau khi được lắp hoàn chỉnh lên khung.
- Sau khi hồn thành khung đỡ mơ hình, tiếp đến là bố trí bơm khí nén và bộ trợ lực phanh vào vị trí đã xác định cho phù hợp. Đầu tiên lắp bơm khí nén lên khung đỡ, dùng bu lông, đai ốc xiết chặt cố định máy bơm vào khung mơ hình.
68
Hình 3.8: Bản vẽ máy nén khí
- Bơm khí nén được dùng trong mơ hình (hình 3.8) là loại bơm piston. - Được dẫn động từ motor sử dụng nguồn điện DC 12V hoặc 24V. - Trên bơm có 2 đường ống:
+ Đường ống hút khí vào.
+ Đường ống khí ra đi vào bình chứa khí nén.
Bước 4: Lắp bình khí nén vào khung
69
(Hình 3.9) Bình chứa khí nén dự trữ khí nén được chế tạo bằng cách hàn thép lá bên ngồi và bên trong có sơn chống gỉ. Dung tích bình chứa là 25 lít, kích thước Ф=250 mm, L = 550 mm. Bình chứa khí nén chịu được áp lực 12 — 15kg/cm2.
Hình 3.10: Lắp bình khí nén vào khung
- Việc lắp ráp vị trí bình khí nén (hình 3.10) phải đúng vị trí thiết kế, lúc này bình khí nén được bố trí gần với bơm khí nén, giúp chúng liên kết với nhau để quá trình nhận, nén và cung cấp khí nén đến các chi tiết khác được diễn ra nhanh nhất. - Bình chứa khí nén tận dụng từ bình khí chứa khí gas nạp cho máy lạnh xe hơi sau khi qua sử dụng.( do dịch covid-19 khơng thể mua bình khí nén đúng với thiết kế nên đã được thay thế bằng bình chứa khí gas)
- Có dung tích đáp ứng đủ lượng khí nén và áp suất dẫn động bầu trợ lực phanh. - Hàn cố định bình khí nén lên khung mơ hình.
Bước 5: Lắp trợ lực phanh vào khung
70
Sau khi đo kích thước của bộ trợ lực phanh. Dùng bu lơng — đai ốc 10mm để xiết chặt bộ trợ lực phanh (hình 3.11) vào khung. Do bộ phận giúp sử dụng lực của khí nén để dẫn động áp lực dầu nên cần được bố trí nằm giữa, thuận tiện cho việc bố trí ống hơi và ống dầu.
Kiểm tra lực xiết của bu lông, mối hàn lần cuối nhằm bảo đảm rằng bộ trợ lực phanh được cố định một cách chắc chắn nhất.
Bước 6: Lắp van phân phối
Hình 3.12: Van phân phối khí sau khi được gắn các đầu nối để kết nối với ống hơi
- (Hình 3.12) mơ tả việc lắp van phân phối lên khung mơ hình hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén.
- Bộ phận chuyền hơi từ bình khí nén đến bầu trợ lực phanh. Được thiết kế với nhiều lỗ khí vào và ra, tùy thuộc vào số bầu trợ lực và tùy vào các nhu cầu khác nhau ta có thể sử dụng các đường thốt hơi khác.
- Lựa chọn van phân phối cần kiểm tra từng lỗ khí, xem các lỗ khí có vật gì cản trở bên trong như bụi bẩn, các vật thể nhỏ,…..
- Tiến hành lắp đặt van phân phối vào dưới bàn đạp phanh, dùng bu lông, cờ lê xiết chặt vào khung. Đảm bảo q trình nhận khí nén từ bình khí và phân phối khí phù hợp đến bộ trợ lực phanh.
71
Bước 7: Lắp hệ thống ống dẫn động phanh
Tiến hành cắt và loe các đầu ống ( hình 3.13) để tạo thành các khớp nối chắc chắn, giữ áp lực trong quá trình phanh.
Hình 3.13: Cắt và loe ống đồng
- Ống dầu cũng là chi tiết vô cùng quan trọng, việc đo đạt và sử lý các đầu nói cần phải có độ chính xác cao. Để đảm bảo với áp lực dầu cao dầu phanh không bị rỉ ra làm mất áp lực.
- Sử dụng ống dẫn bằng đồng có kích thước ống ø6 sau khi đã tính tốn các thơng số kỹ thuật, các đầu nối và các đầu chia ở các ngã ba.
- Dùng dao cắt ống đồng cắt ống có chiều dài 50cm và dùng bộ loe ống đồng để tạo đầu nối.
Hình 3.14: Ống dẫn dầu phanh thủy lực sau khi qua xử lý và được lắp vào hệ
thống phanh
- (Hình 3.14) mơ tả các ống dẫn dầu phanh thủy lực đã được gia công và đang được lắp ghép các hệ thống từ xylanh chính đến các xylanh con của cơ cấu phanh.
72
Hình 3.15: Q trình lắp ống dẫn khí nén
- (Hình 3.15) mơ tả q trình lắp ống dẫn khí nén.
Lắp đường ống cấp hơi.
- Nối đầu ra máy nén khí đến đầu vào bình khí nén.
- Từ đầu ra bình khí nén đến đầu vào của van phân phối khí. - Từ đầu ra của van phân phối đến đầu vào của bầu trợ lực phanh. - Dùng các đầu nối hơi giữ chặt và làm kín giữa đầu nối và ống dẫn khí nén.
Hình 3.16: Hơi từ máy bơm nạp vào bình khí nén (hơi nén đi vào)
- (Hình 3.16) mơ tả hồn thành bước nối ống dẫn khí nén từ đầu ra máy nén khí đến đầu vào bình khí nén.
73
Hình 3.17: Áp lực khí nén chuyền đến các cơ cấu chấp hành (qua van phân
phối đến cụm trợ lực phanh)
- (Hình 3.17) mơ tả hồn thành nối đường ống dẫn khí nén từ bình khí nén đến van phân phối và đến bộ trợ phanh.
Hình 3.18: Đường ống cấp hơi sau khi bố trí
- (Hình 3.18) mơ tả tồn bộ đường ống dẫn khí nén được lắp hồn thành trên mơ hình của hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén.
- Loại ống dẫn khí nén: Được sử dụng bằng ống cao su chịu áp lực cao với kích thước ø14, lắp từ máy nén khí đến bình nén khí và từ van phân phối đến cụm xylanh chính trợ lực khí nén.
74
- Máy nén cấp hơi cho toàn bộ hệ thống và được lưu trữ hơi vào bình chứa khí nén. Khi ta muốn phanh (lực tác dụng vào van phân phối) hơi từ bình khí đi qua van và vào bầu trợ lực.
Bước 8: Hoàn thiện cơ cấu phanh (phanh tang trống).
Hình 3.19: Các cụm cơ cấu phanh
- Cơ cấu phanh (hình 3.19) được sử dụng lại từ các bộ phận đã qua sử dụng và vẫn cịn hoạt động đáp ứng được các tính năng và yêu cầu kỹ thuật.
- Tiến hành ráp cụm cơ cấu phanh:
75
- (Hình 3.20) mơ tả hồnh thành việc lắp ráp các cơ cấu phanh vào khung mơ hình hệ thống phanh thủy lực có trợ lực bằng khí nén.
- Sử dụng sắt 6x4 với chiều dài 1m, dùng máy hàn hàn các cụm cơ cấu phanh