XÂY DỰNG MA TRẬN THÔNG SỐ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE COROLLA
3.1.3. Yêu cấu của hệ thống phanh.
Để nâng cao hiệu quả phanh trong quá trình làm việc của hệ thống phanh thì nó phải đảm bảo các u cầu sau:
- Có độ tin cậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp nghĩa là phải tạo ra được lực phanh lớn nhất, đồng thời cho tất cả các bánh xe
- Hoạt động êm dịu, đảm bảo sự hoạt động của ôtô khi phanh, khi phanh hệ thống phanh không gây tiếng ồn, tiếng gõ và phải có mơmen phanh như nhau ở các bánh xe cùng trục của ôtô để tránh hiện tượng lệnh lực phanh.
- Điều khiển nhẹ nhàng để giảm bớt cường độ lao động của người lái: cấu tạo của hệ thống sao cho lực đạp phanh của người lái là nhỏ nhất, trong khi vẫn tạo được lực phanh tới các bánh xe là lớn nhất. Để đảm bảo yêu cầu này hệ thống phanh có lắp thêm bộ trợ lực( trợ lực chân khơng, trợ lực khí nén hoặc trợ lực thuỷ lực).
- Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ.
- Khơng có hiện tượng tự xiết khi phanh và nhả phanh tức thời khi người lái thôi đạp phanh. Nếu khơng sẽ rất nguy hiểm trong q trình ơtơ chuyển động.
- Cơ cấu phanh phanh phải thốt nhiệt tốt: thực chất của q trình phanh là sử dụng lực ma sát sinh ra ở cơ cấu phanh để tạo mômen cản chuyển động quay của bánh xe, xét về mặt năng lượng thì hệ thống phanh làm biến đổi động năng của ôtô thành nhiệt năng của cơ cấu phanh. Khi phanh nhiệt độ sinh ra ở cơ cấu phanh rất cao. Do đó cơ cấu phanh phải có khả năng truyền nhiết tốt.
- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe: tức là hệ dẫn động phanh phải có tỷ số truyền ổn định. Tạo cảm giác yên tâm cho lái xe khi đạp phanh.
- Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng.
- Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài. - Dễ lắp ráp, điều chỉnh, bảo dưỡng và sữa chữa.
3.2.Cấu tạo các cụm chi tiết của hệ thống phanh trên xe Corolla2000.
Hình3.1_hệ thống phanh trên xe Corolla
1.bàn đạp phanh 4.Van điều hoà lực phanh
2.bộ trợ lực phanh 5.cơ cấu phanh đĩa 3.Xy lanh chính 6.Cơ cấu phanh tay
3.2.2.Cơ cấu bàn đạp phanh
3.2.2.1.Cấu tạo chung của cụm bàn đạp phanh và xy lanh phanh chính
1.Pitơng số1 4.lò xo hồi số2 7.Cảm biến mức dầu 2.Lò xo hồi số1 5.Các cuppen
Hình3.2-xy lanh chính
Hình3.3-cơ cấu bàn đạp phanh
3.2.2.2.1 .Khái quát chung.
Xy lanh chính là một cơ cấu dùng chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thuỷ lực.Hiện nay xylanh chính kiểu hai buồng có hai pitơng tạo ra áp suất thuỷ lực trong đường ống phanh của hai hệ thống.Sau đó áp suất này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xylanh phanh của phanh kiểu tang trống. Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lượng dầu phanh do nhiệt độ thay đổi.Bình chứa có một vach ngăn ở bên trong để chia bình thành hai phần phía trước và phía sau như ở hình trên.thiết kế bình chứa có hai phần để đảm bảo việc có xảy ra sự cố một mạch dầu bị rị rỉ thì mạch bên kia vẫn hoạt động để dừng xe. Cảm biến mức dầu phát hiện mức dầu trong bình chứa thấp hơn tối thiểu và sau đó báo cho người lái bằng đèn cảnh báo của hệ thống phanh.
3.2.2.2.2.nguyên lý
Khi ta đạp lên bàn đạp phanh,xy lanh chính sẽ biến lực đạp này thành áp suất thuỷ lực.Vận hành của bàn đạp phanh dựa vào nguyên lý đòn bẩy biến đổi lực đạp nhỏ thành lực lớn tác động lên cần dẩy xy lanh chính.
Theo định luật pascal lực thuỷ lực phát sinh trong xy lanh phanh chính sẽ được truyền qua các đường ống dẫn dầu tới các cơ cấu phanh bánh xe,tác dụng lên má phanh để tạo ra lực phanh.
Theo định luật Pascal áp suất bên ngoài tác dụng lên dầu chứa trong khơng gian kín được truyền đi đồng đều về mọi hướng.áp dụng nguyên lý này vạo mạch dầu trong hệ thống phanh thì áp suất được tạo ra trong xy lanh chính được truyền đều tới các xy lanh phanh tại bánh xe.
Lực phanh lớn phụ thuộc vào đường kính các xy lanh,tuỳ thuộc vào yêu cầu lực phanh lớn hay nhỏ ở bánh trước hay bánh sau mà nguời ta làm các xy lanh có các đường kính lớn nhỏ khác nhau.
Khi đạp bàn đạp phanh thì lực đạp truyền qua cần đảy vào xy lanh chính để
đẩy pitơng trong xy lanh này.Lực của áp suất thuỷ lực trong xylanh chính được truyền qua các đường ống dẫn dầu tới các xylanh bánh xe.
a.Vận hành bình thường
1.khi không tác động vào bàn đạp phanh.
Các pitông số 1 và số2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù tạo ra một đường đi giữa xylanh chính và bình dầu.Pitong số 2 được lò xo hồi số2 đẩy sang phảI tuy nhiên do bị bu lơng chăn nên nó khơng đi xa đươc nữa
Pitông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cuppen của pitơng này bịt kín cửa bù để chặn đường đi giữa xy lanh chính và bình chứa.Khi pitơng bị đẩy thêm nó làm tăng áp suất thuỷ lực bên trong xy lanh chính.áp suất này tác dụng vào các xylanh phanh phía sau.Vì áp suất này cũng đẩy pitơng số2 pitơng số 2 cũng hoạt động hệt như pitông số1 và tác động vào các xy lanh phanh bánh trước.
3.Khi nhả bàn đạp phanh
Các pitơng bị đẩy trở về vị trí ban đầu của chúng do áp suất thuỷ lực và lực phản hồi của các lò xo hồi vị.Tuy nhiên do dầu từ các xy lanh phanh bánh xe không chảy về ngay,áp suất thuỷ lực bên trong xylanh chính cũng tạm thời giảm xuống.Do đó dầu phanh của bình chứa chảy vào xylanh chính thơng qua cửa vào và nhiều lỗ ở đỉnh pitơng và thông qua chu vi của các cuppen pitông.Sau khi pitơng đã trở về vị trí ban đầu của nó,dầu phanh đần dần chảy từ xylanh phanh về xy lanh chính rồi chảy về bình chứa thơng qua các cửa bù.Cửa bù này cịn khử các thay dổi về thể tích của dầu phanh có thể xảy ra trong xylanh do nhiệt độ thay đổi.Điều này tránh cho áp suất thuỷ tăng lên khi khơng sử dụng các phanh.
1.Rị rỉ dầu ở phanh sau.
Khi nhả bàn đạp phanh,pitông số 1 dịch chuyển sang bên trái nhưng khơng tạo
ra áp suất thuỷ lực ở phía sau do đó pitơng số1 nén lị xo phản hồi,tiếp xúc với pitơng số 2 và đẩy pitông số2 làm tăng áp suất thuỷ lực ở đầu trước của xy lanh chính tác động vào hai trong các phanh bằng lực từ phía trước của xylanh chính.
2.Rị rỉ dầu ở phanh phía trước
Vì áp suất thuỷ lực khơng tạo ra ở phía trước,pitơng số 2 dịch chuyển ra phía
trước cho đến khi nó tiếp xúc với vách ở đầu cuối xylanh chính.Khi pitơng số1 bị đẩy tiếp về phía trái,áp suất thuỷ lực ở phía sau xylanh chính tăng lên làm cho hai trong các phanh bị tác động bằng lực từ phía sau của xylanh chính.
3.2.2.3.Các hư hỏng và biến xấu trạng thái kỹ thuật của cụm bàn đạp và xylanh chính.
a.Bàn đạp phanh
Bàn đạp phanh là chi tiết dùng để truyền lực đạp từ người lái,đây là chi tiết có kết cấu đơn giản và hư hỏng của nó rất dễ phát hiện.
Các hư hỏng được biểu hiện như gãy hay lỏng các mối nối cơ khí làm cho mất khả năng truyền lực dẫn tới việc đạp phanh mà khơng có hiệu quả phanh,tuy nhiên hư hỏng kiểu này thường rất khó xảy ra và nếu có thì có thể quan xát bằng mắt thường.
Ngoài ra khi độ cao của bàn đạp quá nhỏ có thể gây ra hiện tượng “hẫng” khi phanh,hiện tượng này làm cho hiệu quả phanh bị giảm tức là hành trình của phanh q ngắn khơng đủ lực đẩy cần thiết để tác động vào cần đẩy xylanh chính làm cho lực phanh nhỏ khơng đủ để phanh xe.
Bàn đạp phanh khơng có độ zơ là một trong những nguyên nhân gây nên hiện tượng bó phanh,bó phanh là hiện tượng mà ln cảm thấy có sức cản lớn khi xe đang chuyển động,có cảm giác phanh mặc dù bàn đạp phanh và phanh tay nhả hồn tồn.
b.Xylanh phanh chính
Là chi tiết hết sức quan trọng,có cấu tạo rất phức tạp,địi hỏi độ chính xác cao.Sự cố từ xylanh chính là điều khơng thể tránh khỏi.
Cần đẩy của xylanh chính ln phải được điều chỉnh một cách chính xác để tránh hiện tượng “hẫng” khi phanh,khơng đủ lực phanh để dừng xe.Ngồi ra khi tiếp xúc giữa cuppen và thành xylanh không tốt cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng “hẫng” khi phanh vì khi đó lượng dầu khơng đủ cả về áp suất lẫn lưu lượng nên không đủ lực phanh để thắng lực quán tính của xe.giảm hiệu quả phanh.
Khi áp suất dư trong mạch dầu quá lớn điều này là do hai nguyên nhân cơ bản sau.
*Van một chiều ở cửa ra xylanh chính bị hỏng *Xylanh chính bị hỏng
Những nguyên nhân này làm cho phanh có thể bị bó.
3.2.3.Bộ trợ lực chân khơng.
3.2.3.1.Cấu tạo chung của bộ trợ lực chân không.
Bộ trợ lực chân khơng gồm có các bộ phận sau: 1.cần điều khiển van 7.Thân van 2.cần đẩy 8.Đĩa phản lực 3.Pitông bộ trợ lực 9.Bộ lọc khí
4.Thân bộ trợ lực 10.Phớt thân bộ trợ lực 5.Màng ngăn 11.Buồng áp suất biến đổi 6.Lò xo màng ngăn 12.Buồng áp suất không đổi 13.Van một chiều
3.2.3.2.Nguyên lý làm việc của bộ trợ lưc chân không. a.khi không tác động phanh.
Van khơng khí được nối với cân điều khiiển van và bị lò xo phản hồi của van khơng khí kéo về bên phải.Van điều chỉnh bị lị xo van đẩy sang bên phải,điều này làm cho van khơng khí tiếp xúc với van điều chỉnh.Do đó khơng khí bên ngồi di vào lưới lọc bị chặn lại không vào được buồng áp suất biến đổi
Trong điều kiện này van chân không của thân van bị tách kkỏi van điều chỉnh tạo ra một lối thông giữa lỗ A và lỗ B,vì ln ln có chân khơng trong buồng áp suất khơng đổi nên cũng có chân khơng trong bng áp suất tahy đổi lúc này vì vậy lị xo màng ngăn đẩy pitong sang bên phải.
Hình3.5-Trợ lực chân không ở trạng thái khi không tác động phanh
Khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khơng khí làm cho nó dịch chuyển sang bên trái.Lị xo van điều chỉnh cũng đẩy van khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân khơng,chuyển động này bịt kín lỗ thơng A và B.Khi van khơng khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái,nó càng xa rời van điều chỉnh,làm cho khơng khí bên ngồi lọt vào buồng áp st biên đổi thông qua lỗ B(sau khi qua lưới lọc khơng khí).Độ chêng áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi lam cho pitong dịch chuyển về bên trái làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực và làm tăng lực phanh.
Hình3.6- Trợ lực chân khơng ở trạng thái đạp phanh
c.Trạng thái giữ(phanh).
Nếu đạp bàn đạp phanh nửa chừng cần điều khiển van và van khơng khí ngừng dịch chuyển nhưng pitông vẫn tiếp tục dịch chuyển sang bên phải do độ chênh áp suất.Lò xo van điều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân không nhưng vẫn dịch chuyển theo pitong.Vì van điều khiển dịch chuyểếnang bên trái và tiếp
suất biến đổi,nên áp suất trong buồng áp suất biến đổi vẫn ổn định.Do đó có một độ chênh áp suất ổn định giữa hai buồng vì vậy pitơng ngừng dịch chuyển và gĩư ở trạng thái lực phanh này.
Hình3.7- Trợ lực chân khơng ở trạng thái giữ(phanh)
d.trợ lực tối đa.
Nếu đạp bàn đạp phanh xuống hết mức thì van khơng khí sẽ dịch chuyền hoàn toàn ra khỏi van điều khiển,buồng áp suất thay đổi dược nạp đầy khơng khí từ bên ngồi vào và độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và áp suất thay đổi là lớn nhất.Điều này tạo ra lực cường hoá lớn nhất tác dụng lên pitơng.Sau đó dù có tác dụng thêm lực lên bàn đạp thì tác dụng cường hố vẫn giữ ngun và lực bổ xung chỉ tác động lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền tới xy lanh chính.
Hình3.8 Trợ lực chân khơng ở trạng thái trợ lực tối đa
e.Khi khơng có chân khơng.
Vì một lý do nào đó chân khơng khơng tác động vào bộ trợ lực phanh,sẽ khơng có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất thay đổi và buồng áp suất khơng đổi vì cả hai đều được nạp đầy khơng khí từ bên ngồi vào.Khi bộ trợ lực phanh ở vị trí “off”(ngắt) pitơng được lị xo màng đẩy về phía bên phải.
Tuy nhiên khi đạp bàn đạp phanh cần điều khiển van tiến về phía bên trái và đẩy van khơng khí ,đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực.Điều này làm cho pitơng của xy lanh chính tác dụng lực phanh lên phanh đồng thời van khơng khí đẩy vao chốt chặn van lắp trong thân van,do đó pitơng cũng thắng được lực đẩy của lò xo màng ngăn và dịch chuyển về bên trái.Do đó các phanh vẫn hoạt động ngay cả khki khơng có chân khơng tác động vào bộ trợ lực phanh,Tuy nhiên do bộ trợ lực không làm việc nên cảm thấy nặng khi đạp phanh.
Hình3.9- Trợ lực chân khơng ở trạng thái khi khơng có chân không
3.2.3.3 Các hư hỏng và biến xấu trạng thái kỹ thuật của trợ lực chân không
Trong quá trình làm việc,nhìn chung hư hỏng của bộ trợ lực chân không thường không xảy ra nhiều,tuy nhiên do bộ trợ lực co cấu tạo tương đối phức tạp,bao gồm nhiều chi tiết chính vì thế mà việc hỏng hóc là khơng thể tránh khỏi. Ngun nhân thì có thể có nhiều như thủng màng trợ lực,làm cho khơng khí đi vào buồng có áp suất thay đổi ngay cả khi đạp phanh,làm giảm hiệu quả phanh.khơng chỉ có thế do làm việc lâu,liên tục nên các chi tiết khác trong trợ lực như:phớt thân van,lọc khí,lị xo màng…sẽ không giữ được trạng thái làm việc như ban đầu.Cần chú ý tơí chi tiết van một chiều,van được thiết kế chỉ cho khơng khí đI vào động cơ mà khơng có chiều ngược lại.Vì vậy đảm bảo độ chân khơng lớn nhất trong trợ lực phanh nhờ động cơ.
Trợ lực chân khơng có tác dụng cường hố lực phanh,chính vì vậy mà khi xe hoạt động,nếu phanh cảm thấy nặng hơn bình thường thì rât có thể ngun nhân là do hỏng trợ lực phanh.
3.2.4.Bộ điều hoà lực phanh(P.van) 3.2.4.1.Cấu tạo chung.
3.2.4.2.Nguyên lý làm hoạt động
Pitơng bị đẩy sang phải bởi lị xo,làm mở van C 2.Khi áp suất trong xylanh phanh chính thấp
Ap suất dầu từ xylanh phanh chính truyền tới buồng A rồi qua van C đến buồng B.Vì vậy buồng A và B có cùng áp suất.
Mặc áp suất như nhau nhưng diện tích bề mặt(mà áp suất tác dụng) của pitơng ở buồng A và buồng là khác nhau nên pitơng có xu hướng bị đẩy sang trái.Tuy nhiên,chuyển động này bị lò xo cản nên pitông bị dừng lại tại một điểm mà lực lò xo cân bằng với áp suất dầu.
3.Khi áp suất trong xylanh phanh chính cao.
Do diện tích bề mặt(mà áp suất tác dụng) của pitông ở buồng A và buồng B khác nhau,pitông bị đẩy tiếp sang bên trái đến khi nó đóng van C.Nó ứng với điểm gãy (a) trên đồ thị.Điểm (a) trên đồ thị có thể dịch chuyển bằng cách thay đổi độ căng của lò xo.
Nếu áp suất dầu trong buồng A tăng thêm nữa pitông bị dẩy sang phải và mở van C.Khi áp suất trong buồng B tăng,pitông lại dịch sang phải do sự khác nhau về