I. Chọn phơng án dẫn động phanh
3. Thiết kế tính toán bộ trợ lực
3.1 Các phơng án cờng hoá
Phơng án 1: Cờng hoá khí nén
Nguyên lý làm việc:
Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh , qua các đòn dẫn động , ống 11 đẩy van 9 mở ra , khí nén từ bình chứa 8 qua van 9 vào khoang A và B tạo lực đẩy piston 5 của xilanh lực. Piston 5 dịch chuyển tác động piston 7 của xilanh chính làm piston này di chuyển về phía phải ép dầu trong xilanh chính , dầu có áp suất cao sẽ đi tới các xilanh làm việc của bánh xe . Trong khi đó ở khoang A nếu ng ời
Hình 2.3. Sơ đồ bộ cờng hoá khí nén .
1. Bàn đạp , 2 . Lò xo hồi vị , 3,4 . Đòn dẫn động , 5. píttông , 6 . Lò xo xi lanh khí nén , 7. Piston xilanh chính , 8 . Bình chứa khí nén , 9 . Van , 10 . pistôn , 11. thanh dạng ống . xilanh chính , 8 . Bình chứa khí nén , 9 . Van , 10 . pistôn , 11. thanh dạng ống .
BA A 6 7 8 9 10 3 1 2 11 5
lái đạp phanh giữ nguyên ở một vị trí thì áp suất khí nén tăng lên tác dụng lên piston 10 , đến một giá trị nào đó thì cân bằng với lực đẩy của cánh tay đòn 3 . Lúc đó piston 10 sẽ dịch chuyển sang trái làm cho van 9 đóng lại trong khi đó đờng nối với khí trời trong ống 10 cha mở , mômen phanh lúc này có giá trị không đổi. Khi ngời lái tiếp tục đạp phanh thì ống 11 lại di chuyển về phía phải làm van 9 lại đợc mở ra , khí nén lại tác dụng lên piston 5 , khí nén lại tác dụng lên piston 5 để piston xilanh chính ép dầu tới các xilanh bánh xe .
Khi nhả bàn đạp phanh , nhờ lò xo hồi vị , piston 10 và ống 11 đợc kéo trở về vị trí ban đầu làm van 9 đóng lại . Khi ống 11 không tì vào van 9 sẽ mở đờng thông với khí trời , khí nén còn lại trong khoang A và B sẽ đi qua ống ra ngoài .
Ưu điểm:
- Lực cờng hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 57 KG/cm2 . Bảo đảm đợc quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .
Nhợc điểm:
- Số lợng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp, cồng kềnh , động cơ phải kèm theo máy nén khí , giá thành cao.
Đặc điểm:
Sử dụng ngay độ chấn không ở đờng ống nạp của động cơ, đa độ chân không này vào khoang A của bộ cờng hóa, còn khoang B khi phanh đợc thông với khí trời.
Nguyên lý làm việc:
Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đờng thông với khí trời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đờng ống nạp. Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cờng hoá không làm việc.
Hình 2.4 Sơ đồ bộ trợ lực chân không .
1. Piston xilanh chính , 2 . Vòi chân không , 3 . Màng chân không , 4 . Van chân không , 5 . Van khí , 6 . Van điều khiển , 7. Lọc khí , 8. Thanh đẩy , 9 Bàn
Khi phanh dới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái. Van điều khiển tì sát van chân không thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí. Lúc đó đờng thông giữa cửa E và F đợc đóng lại và mở đờng khí trời thông với lỗ F, khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suât đờngg ống nạp ( = 0,5 KG/cm2). Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất (= 0,5 KG/cm2). Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cờng hoá dịch chuyển sang trái tác dụng lên pittông 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của ngời lái và ép dầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh .
Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽ dừng lại còn piston 1 tiếp tục di chuyển sang trái do chênh áp. Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không 4 nhờ lò xo nhng di chuyển cùng piston 1, đờng thông giữa lỗ E, F vẫn bị bịt kín. Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng B. Vì thế piston không dịch 1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại.
Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 9 kéo đòn bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van 5 bên phải đợc mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F, khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc.
Ưu điểm:
Tận dụng đợc độ chênh áp giữa khí trời và đờng ống nạp khi động cơ làm việc mà không ảnh hởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo đợc trọng tải chuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động. Ngợc lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao. Bảo đảm đợc quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh .So với phơng án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cờng hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thớc gọn nhẹ,dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe.
Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1 KG/cm2 , do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cờng hoá không lớn. Muốn có lực cờng hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thớc của bộ cờng hoá tăng lên. Phơng án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch , xe vận tải , xe khách có tảo trọng nhỏ và trung bình .
Phơng án 3: Cờng hoá chân không kết hợp với thuỷ lực .
Nguyên lý làm việc:
Hình2.5 Sơ đồ bộ cờng hoá chân không kết hợp với thủy lực .
1. Xi lanh chính, 2. Cổ hút động cơ , 3. van một chiều , 4. Màng c-ờng hoá , 5. Vỏ cờng hoá , 6. lọc khí , 7. Van không khí , 8. Van ờng hoá , 5. Vỏ cờng hoá , 6. lọc khí , 7. Van không khí , 8. Van điều khiển , 8'. Lò xo côn , 9. Van màng , 10. Piston phản hồi ,11 .
Piston xilanh cờng hoá , 12. Van bi , 13. Vỏ xi lanh cờng hoá , 14. Xi lanh bánh xe , 15. Đờng ống nối . bđ a 4 2 5 1 14 3 10 11 8 9 15 7 8' 6 13 12
Khi cha phanh van không khí 7 đợc đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò xo côn 8' đẩy màng 9 mang theo pittông phản hồi 10 đi xuống. Buồng III thông với buồng II và buồng IIa qua ống 15 . Nh vậy áp suất buồng IIa, IIb bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút của đờng ống nạp.
Khi phanh ngời lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực cần thiết qua hệ thống đòn, đẩy pittông ở xi lanh chính đi, áp suất phía sau piston xilanh 1 tăng lên qua ống dẫn dầu lên xilanh của bộ cờng hoá , qua van bi12 mở dầu đi đến xilanh bánh xe khắc phục khe hở giữa trống phanh và má phanh . Đồng thời áp suất này tác dụng piston 11 và tác dụng lên piston phản hồi 10 . Khi áp suất dầu đạt khoảng 1,3 Mpa sẽ đẩy piston phản hồi 10 thắng đợc lực lò xo côn 8' và đi lên , nó mở van không khí 7 ra và đóng van điều khiển 8 lại. Lúc này áp suất khí trời là 1 KG/cm2
đi vào ống 15 để vào buồng IIa, còn buồng IIb vẫn là buồng chân không. Do sự chênh áp ở buồng IIa và buồng IIb, piston màng 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy piston 11 của bộ cờng hóa đi sang phải, áp suất sau piston này đợc tăng lên và dẫn đến các xi lanh bánh xe để tiến hành đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại.
Khi dừng chân phanh ở vị trí nào đó , piston 11 sẽ tiếp tục dịch chuyển một chút sang phải vì màng cờng hoá 4 còn tiếp tục bị uốn . Do vậy mà ở khoang dới piston phản hồi10 , áp suất sẽ giảm bớt và màng van 9 sẽ hạ xuống cùng pison phản hồi 10 cho đến khi van không khí đóng lại trong khi van điều khiển vẫn đóng . Độ chênh áp giữa 2 khoang IIa và IIb không đổi , màng 4 piston 11 không dịch chuyển nữa , áp suất dầu trong đờng ống giữ giá trị không đổi , mômen phanh ở các bánh xe giữ nguyên giá trị .
Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị màng cờng hoá đẩy piston 11 của xi lanh chính về vị trí cũ, lò xo côn 8' đẩy piston của bộ cờng hoá về vị trí cũ, van 8 mở ra, van không khí 7 đóng lại, áp suất buồng IIa, IIb lại bằng nhau và bằng áp suất chân không ( 0,5 KG/cm2). ở các bánh xe thì các lò xo kéo má phanh về vị ban đầu để nhả má phanh tách ra khỏi trống