Hệ thống phanh trên xe KIA K3000S gồm:
Hệ thống phanh chính (phanh chân): Là hệ thống phanh gồm: Cơ cấu phanh và dẫn động phanh.
Phanh dừng (phanh tay): Dẫn động cơ khí gồm cần phanh và các dây kéo (bằng cáp).
4.1. HỆ THỐNG PHANH CHÍNH TRÊN XE KIA K3000S
Cấu tạo hệ thống phanh chính xe KIA K3000S gồm có hai phần : Cơ cấu phanh loại trống guốc, phanh đĩa.
Dẫn động phanh thủy lực, trợ lực chân khơng.
Hình 4-1: Sơ đồ hệ thống phanh chính xe KIA K3000S
1,2. Ðường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe; 3. Xylanh chính 4. Bình chân khơng 5. Bàn đạp 6. Lọc
7. Van chân không 8. Cần đẩy 9. Van chân không 10.Màng trợ lực 11 Khoang A 12.Khoang B
Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe KIA K3000S :
Khi phanh: người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm chân khơng 7 đóng lại cắt đường thơng hai khoang A và B, cịn van khơng khí 9 mở ra cho khơng khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Ðộ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston ( màng ) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 3, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 2 ) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh .
Khi nhả phanh: Van chân khơng 7 mở, do đó khoang A sẽ thơng với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân khơng.
4.1.1. Cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ơtơ được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra mơi trường bên ngồi.
Kết cấu gồm hai phần chính: Các phần tử ma sát và cơ cấu ép. Phần tử ma sát của cơ cấu phanh dạng : trống guốc, dạng đĩa
Cơ cấu ép: Ép bằng xylanh thủy lực
Hình 4-2: Sơ đồ cơ cấu phanh
a - Cơ cấu phanh trước b - Cơ cấu phanh sau Cơ cấu phanh sau (hình 4.2b)
Cơ cấu ép gồm: Hai xylanh thủy lực làm việc riêng rẽ
Guốc phanh khơng có điểm quay cố định, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết.
Với kết cấu như vậy thì cả hai guốc đều tự siết theo chiều tiến.
Cơ cấu phanh khơng có tính thuận nghịch, mơmen sinh ra theo chiều tiến lớn hơn chiều lùi.
Cơ cấu phanh có tính cân bằng .
Hiệu quả phanh trong trường hợp này tăng nhiều hơn so với cách bố trí bình thường.
Với cơ cấu phanh loại này thì kết cấu khá phức tạp và hiệu quả phanh theo chiều lùi giảm.
Cơ cấu phanh trước (hình 4.2a)
Cơ cấu ép gồm: hai xylanh thủy lực làm việc tác dụng đồng thời lên má phanh ép vào mâm phanh.
Phanh đĩa loại má kẹp tuỳ động.
Má kẹp làm tách rời với xy lanh bánh xe
Với kết cấu như vậy thì điều kiện làm mát tốt hơn ,nhiệt độ làm việc của cơ cấu phanh thấp.
Tuy nhiên kết cấu như vậy có độ cứng vững khơng cao .
Khi các chốt dẫn hướng bị mòn biến dạng, mòn rỉ sẽ làm cho các má phanh mịn khơng đều, hiệu quả phanh giảm và gây rung động
4.1.1.2. Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính.
a. Cơ cấu phanh trước.
Thông số kỹ thuật và kết cấu : Kích thước của đĩa phanh
Đường kính ngồi * chiều dày : 294 * 35 [mm]
Bề dày má phanh : 11 [mm]
Đường kính xilanh lực : ∅ 54 * 2 [mm]
Hình 4-3: Cơ cấu phanh trước 1 . Má Kẹp 2. Piston 3. chốt dẫn hướng
4 . Đĩa Phanh 5. má phanh Nguyên lý làm việc :
Khi phanh: Người lái đạp bàn đạp, dầu được đẩy từ xylanh chính đến bộ trợ lực, một phần trực tiếp đi đến xylanh an toàn và đến các xylanh bánh xe để tạo lực phanh, một phần theo ống dẫn đến đẩy piston mở van khơng khí cho khí quyển vào buồng bên trái của bộ trợ lực, tạo độ chênh áp giữa hai khoang trong bộ trợ lực.
Chính sự chênh áp đó nó sẽ đẩy màng tác dụng lên piston trong xylanh thủy lực tạo nên lực trợ lực hỗ trợ cho lực đạp của người lái. Khi đó lực bàn đạp của người lái cộng với lực trợ lực sẽ tác dụng lên piston thủy lực ép dầu theo đường ống đến xylanh an toàn, rồi theo các đường ống dẫn độc lập đến các xylanh bánh xe trước và sau. Dầu có áp lực cao sẽ tác dụng lên piston trong xilanh bánh xe thông qua chốt đẩy ép má vào trống phanh. Đối với phanh tang trống phía sau, và ép má phanh vào đĩa phanh với phanh đĩa phía trước thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về vị trí ban đầu nhờ các lị xo hồi vị, má phanh tách khỏi trống phanh và đĩa phanh.
Bộ phận điều chỉnh khe hở:Nhờ bộ đàn hồi của vịng làm kín và độ đảo chiều trục của đĩa. Khi nhả phanh các má phanh luôn được giữ cách mặt đĩa một
khe hở nhỏ. Do đó khơng địi hỏi phải có cơ cấu tách má phanh và điều chỉnh khe hở đặc biệt.
Đĩa phanh: Thường được chế tạo bằng gang, đĩa đặc có chiều dày từ 8 – 13[mm]. Đĩa xẻ rãnh thơng gió dày 16 – 25 [mm]. Đĩa ghép có thể có lớp lõi bằng nhơm hoặc đồng cịn lớp mặt ma sát bằng gang xám.
Má kẹp : đựơc đúc bằng gang rèn.
Các xylanh thuỷ lực: được đúc bằng hợp kim nhơm. Để tăng tính chống mịn và giảm ma sát, bề mặt làm việc của xylanh được mạ một lớp crôm. Khi xilanh được chế tạo bằng hợp kim nhôm, cần thiết phải giảm nhiệt độ đốt nóng dầu phanh. Một trong các biện pháp để giảm nhiệt độ dầu phanh là giảm diện tích tiếp xúc giữa piston với guốc phanh hoặc sử dụng các piston bằng vật liệu phi kim.
Các thân má phanh: Chỗ mà piston ép lên được chế tạo bằng thép lá. Tấm ma sát: của má phanh loại đĩa quay hở thường có diện tích ma sát khoảng 12-16 % diện tích bề mặt đĩa nên điều kiện làm mát đĩa rất thuận lợi.
Hình 4-4: Phanh đĩa
1. má phanh 2. Đường dầu vào 3 .Đĩa Phanh 4. Piston 5. Má Kẹp
Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực còn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe,có kết cấu đơn giản, dễ bố trí. Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm việc được mài bóng. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhơm, gồm 2 xilanh con.Xylanh được làm kín bằng các vịng cao su.
Xylanh bánh xe :
Thông số kỹ thuật và kết cấu :
Ðường kính xylanh : ∅54*2 [mm]
b. Cơ cấu phanh sau
Thông số kỹ thuật và kết cấu :
Phanh sau là phanh trống guốc
Ðường kính tang trống : 320 [mm] Bề rộng má phanh : 75 [mm] Bề dày má phanh : 8,5 [mm] Góc ơm má phanh trước : 1130
Góc ơm má phanh sau : 1130
Hình 4-5: Cơ cấu phanh sau
1 - Ðầu nối ống dẫn dầu 2 - Bít lỗ 3 - Ống dầu 4 - Mâm phanh 5 - Cụm xylanh bánh xe 6 - Ðai ốc điều chỉnh khe hở 7 - Khóa điều chỉnh 8 - Má phanh 9 - Guốc phanh 10 - Lò xo kéo 11 - Ðệm giữ
12 - Ðai ốc giữ guốc phanh
Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó để cho phanh nhả được hoàn toàn. Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mịn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết, tăng thời gian chậm tác dụng... Ðể tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.
Ðiều chỉnh khe hở cơ cấu phanh: Ðiều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh nhờ mối ghép ren vít giữa cần đẩy và đi quả piston. Ðiều chỉnh bình thường bằng tay, ta dùng dụng cụ tác dụng lên đi quả piston để thay đổi vị trí tương đối giữa má phanh và trống phanh, nhờ đó thay đổi được khe hở giữa chúng.
Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe. Một chi tiết có độ cứng vững cao, chịu mài mịn và nhiệt dung lớn.
Ðường kính trống phanh : d = 320 [mm]
Hình 4-6: Trống phanh
Trống phanh được đúc bằng gang xám. Mặt ngoài của trống đúc được làm các gân dày để tăng độ cứng và tăng diện tính tản nhiệt.
Các trống phanh được định tâm với moayơ, khi lắp ghép theo bề mặt hình trụ có đường kính d. Bề mặt làm việc (trụ trong) của trống phanh, sau khi gia công cơ được lắp với moayơ và cân bằng động.
Guốc phanh : Ðược chế tạo bằng phương pháp hàn dập.
Các guốc loại hàn dập có khối lượng nhỏ tính cơng nghệ cao, ngồi ra cịn có độ đàn hồi lớn, tạo điều kiện làm đồng đều áp suất trên bề mặt các má phanh. Mặt ngồi của guốc có gắn vành ma sát cịn gọi là má phanh. Má phanh thường được gắn lên guốc phanh bằng đinh tán.
Vành ma sát được chế tạo bằng phương pháp ép định hình hỗn hợp sợi átbét cùng với các chất phụ gia như: Ôxit kẽm, Minium sắt và các chất kết dính như: Cao su, dầu thực vật, dầu khoáng hay dựa tổng hợp.
Mâm phanh: Là một chi tiết dạng đĩa, được dập từ thép lá bắt chặt với dầm cầu nhờ bulông.
Ðây là một chi tiết đơn giản nhưng quan trọng vì nó là nơi lắp đặt và định vị tất cả các chi tiết khác của cơ cấu phanh.
Cơ cấu ép : Ép bằng xylanh thủy lực (xylanh bánh xe)
Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực cịn gọi là xylanh con hay xylanh bánh xe,
có kết cấu đơn giản, dễ bố trí. Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm việc được mài bóng. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhơm, phía ngồi có ép các chốt thép làm chỗ tỳ cho guốc phanh.Xylanh được làm kín bằng các vịng cao su.
Xylanh bánh xe :
Thông số kỹ thuật và kết cấu : Ðường kính xylanh : 28,57 [mm]
Hình 4-6: Xylanh bánh xe sau
1 - Xylanh 2 - Cup ben 3 - Piston 4 - Nắp chặn 5 - Bulông điều chỉnh 6 - Khóa điều chỉnh 7 - Vít xả gió 8 - Nắp đậy vít xả gió 9 - Ðầu nối ống dầu 4.1.2. Dẫn động phanh
Dẫn động phanh gồm có hai phần : Phần dẫn động thủy lực
Phần trợ lực chân không 4.1.2.1. Dẫn động thủy lực
Dẫn động thủy lực gồm: Cụm xylanh chính đơn, bộ chia và các đường ống dẫn dầu riêng rẽ đến các xy lanh bánh xe trước và bánh xe sau.
a. Xylanh chính
Xylanh chính dùng trên xe K3000S là lo ại xylanh chính đơn có lổ bù. Cơng dụng :
Xylanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thể thiếu trong dẫn động thủy lực.
Nhiệm vụ :
Tạo áp suất làm việc hay áp suất điều khiển cần thiết.
Ðảm bảo lượng dầu cung cấp cho toàn bộ hay một phần của hệ thống.
Thơng số kĩ thuật của xylanh chính :
Ðường kính xylanh chính : dc = 28 [mm] Hành trình lớn nhất của piston : S = 35 [mm]
Xylanh chính được đúc bằng gang, bề mặt làm việc được mài bóng Piston xylanh chính được làm bằng hợp kim nhơm
Hình 4-7: Xylanh chính
6. Vịng làm kín 7. Thanh giằng 8,9. Lò xo Nguyên lý làm việc:
Khi phanh, người lái đạp bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cần đẩy, đẩy piston với cúpben di chuyển vào phía trong che kín lổ thơng làm dầu trong xylanh chính sinh ra một áp suất đẩy dầu đi theo đường ống dẫn tới xylanh của bộ trợ lực.
Khi nhả phanh, các chi tiết trở về vị trí ban đầu dưới tác dụng của các lị xo hồi vị.
Nếu khi nhả phanh đột ngột, do piston lùi lại rất nhanh thì phía trước piston sinh ra độ chân không, do dầu từ dịng dẫn động khơng kịp điền đầy, dưới tác dụng của độ chân không, dầu từ khoang trống sau piston đi qua các lổ nhỏ ở đáy piston và uốn cong mép cao su vào khoang trống phía trước piston điền đầy khoảng trống đó và loại trừ khơng khí lọt vào hệ thống phanh.
b. Bộ chia
Bộ chia của cơ cấu dẫn động phanh là một bộ phận dùng để phân dẫn động ra hai dịng độc lập, nhằm tăng tính an tồn trong trường hợp các phần tử của bánh xe trước hoặc bánh xe sau bị hư hỏng, tức là để ngắt (cắt) dòng khi bộ phận của cơ cấu dẫn động của dịng đó bị hư hỏng.
Thơng số kỹ thuật và kết cấu của xylanh an tồn : Ðường kính : 30 [mm]
Hình 4-8: Bộ chia
1 - Ðầu bít thân xylanh 2 - Miếng đệm mặt bích 3 - Xylanh 4 - Lò xo 5 - Piston 6 - Vít xả khí 7 - Vít đóng đường dầu
A - Ðường dầu nối với các xylanh bánh xe B - Ðường dầu vào từ bộ trợ lực Nguyên lý làm việc: Dầu từ bộ trợ lực vào bộ chia theo cửa B. Trong bộ chia có hai dịng dẫn động dầu riêng biệt đến hệ thống phanh trước và sau. Khi một trong hai dịng dẫn động có sự cố thì áp suất dầu trong bộ chia sẽ thắng lực lò xo 4 đẩy piston 5 đến đóng dịng dẫn đó lại nhưng vẫn cung cấp dầu đến dòng dẫn động cịn lại. Thể tích cơng tác của một bộ chia phải lớn hơn thể tích dẫn động của các xylanh con trong một đường dẫn động phanh.
4.1.2.2. Bộ phận trợ lực chân không Bộ trợ lực chân không bao gồm :
Bơm chân không Van hạn chế
Bình chứa chân khơng Bộ trợ lực chân khơng Bầu lọc khí
a. Bơm chân khơng
Các thông số kỹ thuật và kết cấu của bơm :
Thể tích cơng tác : 110 [cm3/vòng]
Số vòng quay lớn nhất cho phép : 7200 [vịng/phút]
Bơm chân khơng tạo được thể tích bình chứa chân khơng : 22 [lít] Áp suất dầu : 4,5 [kg/cm2] = 44.129925 [N/cm2]
Phần quay với 4 cánh chuyển động
Bơm chân khơng được nối phía sau trục máy phát điện của ôtô và được dẫn động thông qua máy phát điện.
1 - Ốc hãm 2 -Chốt thẳng 3 - Tấm chặn sau 4 - Vòng đệm 5 - Cánh bơm 6 - Phần quay (roto) 7 - Vỏ bơm (stato) 8 - Vòng chặn dầu
9 - Cụm nối với van kiểm tra 10 - Ống dẫn 11 - Trục dẫn động A - Lỗ dầu vào bôi trơn B - Cửa hút khí từ bầu chứa chân khơng C - Cửa xả khí và dầu
Nguyên lý làm việc :
Bơm chân khơng được nối phía sau trục máy phát điện của ôtô và được dẫn động thông qua máy phát điện.
Bơm gồm có hai phần: Phần quay (roto) 6 đặt lệch tâm trong phần vỏ cố định 7 (stato) .
Khi máy phát điện hoạt động, thông qua trục dẫn động thì phần roto của bơm quay. Khi phần roto quay với vận tốc đủ lớn, dưới tác dụng của lực ly tâm các cánh 5 vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến trong rãnh của roto và tỳ sát vào mặt trụ trong của vỏ bơm 7. Khơng khí được hút từ bình chứa chân khơng qua cửa hút B. Do roto và stato đặt lệch tâm nên khi cánh 5 rời khỏi cửa hút thì quá trình đẩy được bắt đầu, thể tích chứa khí giảm dần và áp suất tăng dần. Khi cánh 5 quay đến cửa thải C thì khơng khí được thải ra ngồi qua cửa thải C. Như vậy mỗi vịng quay của roto bơm thực hiện một q trình hút và một quá trình thải.
b. Van hạn chế
Hình 4-10: Van hạn chế
1 - Lò xo 2 - Thân van 3 - Nắp van 4 - Vịng khóa A - Ðến bơm chân không B - Từ bình chứa chân khơng đến Nguyên lý làm việc :
Khi bơm chân không làm việc, khơng khí sẽ được hút từ bình chứa chân không đến B, qua van hạn chế và ra khỏi van theo đường A. Khi bơm chân không không hoạt động, van có nhiệm vụ đóng đường dẫn khơng cho khơng khí đi