2.2.1 Van phân phối
Van cöa x¶ a b c d e b® q 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 e
1. Pittông lớn khoang dưới; 2,11 .Van điều khiển; 3. Ty đẩy; 4.Phần tử đàn hôi; 5. Pittông khoang trên; 6,10.Van xả; 7,9 Van nạp ; 12 Pittông nhỏ.
Van phân phối có công dụng đóng mở các van để cấp hoặc ngừng cấp khí nén đến các bầu phanh của các cơ cấu phanh theo ý muốn người điều khiển. Mỗi khoang của tổng van điều khiển một dòng dẫn động cầu trước hay cầu sau.
Khoang trên có cửa vào là D được nối với bình chứa khí, cửa ra là C được nối tới các bầu phanh tại các bánh xe. Tương tự như vậy, khoang dưới có cửa vào là E và cửa ra là A. Ngoài ra còn có một cửa thông với khí trời F chung cho cả hai khoang. Mỗi khoang có một van điều khiển: Van 2 ở khoang trên có nhiệm vụ đóng mở các van nạp 7 và van xả 6, còn van 11 của khoang dưới điều khiển các van nạp 9 và van xả 10.
Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các bầu phanh tại các bánh xe được nối thông với khí trời do các van xả 6 và 10 mở.
Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới tác dụng lên pittông 5 thông qua phần tử đàn hôi 4 làm pittông dịch chuyển đi xuống. Đầu tiên, van xả 6 đóng lại không cho cửa C thông với khí trời nữa, sau đó khi pittông tiếp tục đi dich
chuyển đi xuống thì van nạp 7 mở ra và khí nén chờ sẵn ở cửa D đi qua van nạp, qua khoang dưới 5 tới cửa C rôi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Đông thời, khí nén từ khoang trên đi qua lỗ nhỏ B xuống khoang trên pittông 1 đẩy pittông con 12 đi xuống. Nhờ đó van xả 10 đóng lại, rôi van nạp 9 mở ra cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới các bầu phanh tại các bánh xe.
Như vậy, trong trường hợp phanh bình thường như mô tả trên đây, khoang trên được điều khiển trực tiếp bằng dẫn động cơ khí, còn khoang dưới được điều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên. Nếu khoang trên bị mất khí, không hoạt động nữa thì khi phanh, ty đẩy 3 đi xuống tác động lên con đội 8 và đẩy pittông nhỏ 12 của khoang dưới đi xuống thực hiện quá trình phanh trên một cầu còn lại.
Trong trường hợp lái xe đạp phanh đột ngột thì khoang dưới cũng được điều khiển bằng ty đẩy 3 vì khí nén không kịp cấp qua lỗ B để điều khiển pittông lớn 1.
Tính chép hình của tổng van được thể hiện như sau. Ứng với một lực tác động Q nào đó, sau khi van nạp 7 của khoang trên mở, khí nén đi vào bên dưới pittông 5 và sau đó đi qua cửa C tới các bầu phanh tại các bánh xe. Áp suất khí trong khoang dưới pittông 5 tăng dần lên cho tới khi áp lực của khí nén cùng với lực lò xo thằng được lực điều khiển Q, nén phần tử đàn hôi 4 lại và đẩy pittông đi lên cho tới khi van nạp đóng lại. Lúc này cả van nạp và van xả đều đóng, ấp suất khí nén dẫn tới các bầu phanh không tăng nữa và pittông 5 ở trạng thái cân bằng.
Quá trình tương tự như vậy cũng xảy ra đối với khoang dưới. Như vậy, ứng với một lực Q nhất định (tương ứng với một lực trên bàn đạp) áp suất trong dẫn động phanh chỉ có một giá trị tương ứng. Nhờ vậy mà người lái có thể điều khiển được cường độ phanh theo ý muốn.
23 21 D 22 25 24 B 26 20 17 19 C 18 13 16 14 15 A 12 9 10 8 7 6 5 4 2 27 1 3 11
Hình 12: Van phân phối hai dòng
1. Cốc nén; 2.Chốt hãm; 3.Vít chỉnh; 4. Càn kéo; 5.Nắp che; 6. Chốt quay 7. Nắp trên; 8. Ống trượt; 9.Tấm gá; 10.Vít cấy; 11.Lò xo hôi vị pittông trên; 12.Van trên; 13.Lò xo hôi vị van trên; 14.Thân dưới; 15.Pittông van dưới; 16.Pittông lớn; 17.Thân dưới; 18.Lò xo hôi vị pittông dưới; 19.Van dưới; 20.Ty đẩy ba cạnh; 21.Lò xo hôi vị van dưới; 22.Bạc dẫn hướng van dưới; 23.Đệm kín;
24.Vờng phớt pittông lớn; 25.Pittông van trên; 26.Đệm đàn hôi; 27.Cốc đàn hôi;
A C.Từ bình khí đến; B. Đầu ra đến cầu sau; D. Ra cầu trước.
2.2.2 Bộ điều hoà lực phanh
Bộ điều hoà lực phanh dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén được dẫn đến các bầu phanh của các sau của ôtô tải khi phanh.
Cấu tạo của bộ điều hoà lực phanh được trình bày dưới hình vẽ.
Giữa hai phần của vỏ bộ điều hòa có bố trí màng cao su 21, pittông dưới 24 di chuyển dưới tác dụng của đòn nối 20 và ngõng trục 23, chép hình mức độ tải trọng đặt lên cầu sau. Pittông đưới có ống tựa mặt van 19 có thể di chuyển khi tải trọng đặt lên cầu sau thay đổi. Pittông trên 18 có bệ van cho van 17 có thể di chuyển và kéo theo sự biến dạng của màng cao su 8. Nhờ bệ van của pittông 18 và van 17 di chuyển tạo nên khả năng đóng mở van.
Khí nén cấp vào từ van phân phối theo cửa I , cửa II nối tới các bầu phanh chính cầu sau. Khí nén cấp vào cửa I còn được đưa xuống mặt dưới của pittông 24 bằng ống dẫn 1. Màng cao su 4 khi mở tạo lỗ thoát ra khí quyển.
Khi phanh, khí nén từ van phân phối được dẫn đến cửa I của bộ diều chỉnh và tác động lên phần trên của piston 18 buộc nó dịch chuyển xuống dưới. Đông thời khí nén theo ống 1 đi vào dưới piston 24, piston này được dịch chuyển lên trên và ép lên con đội 19 và ngõng cầu 23 ( ngõng này cùng với tay đòn 20 nằm ở vị trí phụ thuộc vào giá trị của tải trọng trên cầu sau ôtô). Khi piston 18 tiếp tục dịch chuyển xuống dưới, van 17 tách khỏi bệ van trong pittông và khí nén từ cửa I đi vào cửa II và sau đó đến các bầu phanh chính của cầu sau. Đông thời, khí nén đi qua khe hở vòng giữa pittông 18 và ống dẫn hướng 22 vào hốc A ở bên
dưới màng 21 và thân dưới 3 và màng này bắt đầu tác dụng lên pittông từ phía dưới. Cho tới khi tỷ lệ áp suất ở cửa I và cửa II tương ứng với tỉ lệ diện tích tích cực của phía trên và phía dưới của pittông 18 thì pittông 18 này dừng lại và bắt đầu dich chuyển lên trên, trước khi van 17 tiếp xúc với bệ van của pittông 18.
Khi tải trọng lên cầu sau giảm nhiều thì tay đòn 20 cũng như ngõng 23 hạ xuống thấp, kéo theo con đội 19 và pittông 18 đi xuống, van 17 tiếp xúc với đế van pittông 18 ngắt không cấp khí cho cửa II nữa. Nếu tải trọng lên cầu sau tiếp tục giảm thì con đội 19 tiếp tục đi xuống mở cửa thông với khí trời, khí nén theo cửa đó thoát ra ngoài. Áp suất trong bầu phanh giảm do đó mômen phanh lên cầu sau cũng giảm.
22 20 19 18 17 15 14 I II III 6 10 8 7 9 11 13 12 16 21 2 1 3 4 5 25 24 23
Hình 13: Bộ điều hoà lực phanh
Khi tải trọng tăng lên, tay đòn 20 cũng như ngõng 23 cũng đi lên, kéo theo con đội 19 đi lên đẩy van 17 lên mở thông van cấp khí, và đông thời đóng cửa thông với khí trời. Khi đó khí nén lại tiếp tục được cấp cho các bầu phanh qua cửa II.
Diện tích tích cực của bề trên pittông 18 mà khí nén tác động lên khi đi vào cửa I luôn luôn bất biến. Diện tích cực của bề dưới pittông 18 mà khí nén tác
động qua màng 21 đi qua cửa II thì luôn luôn thay đổi vì sự thay đổi của các vị trí tương quan giữa gờ nghiêng 11 của pittông 18 với lò xo màng 21. Vị trí tương quan này phụ thuộc vào vị trí của tay đòn 20 và con đội 19 liên kết với nó qua ngõng 23. Còn vị trí của tay đòn 20 thì phụ thuộc vào độ võng của các nhíp cầu sau, có nghĩa là phụ thuộc vào tải trọng lên cầu sau ôtô.
Vì thế khi con đội 19 chiếm vị trí biên dưới (tải trọng trục tối thiểu) thì sự chênh lệch áp suất khí nén trong các cửa I và II là lớn nhất, còn khi con đội 19 chiếm vị trí biên trên (tải trọng trục tối đa) thì hai áp suất này cân bằng nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sự cân bằng của pittông trên và dưới luôn trong trạng thái động, nên van 17 luôn đóng mở tùy theo sự thay đổi của tải trọng và của từng trạng thái cân bằng. Việc thay đổi trạng thái cân bằng này thực hiện nhờ sự khác nhau của diện tích làm việc hai pittông khác nhau. Quá trình nhấp nháy của van 17 tạo nên sự thay đổi áp suất cấp tới bầu phanh cầu sau theo dạng biến đổi liên tục ( bởi vậy mà bộ tự động điều chỉnh lực phanh Kamaz thuộc loại bộ điều chỉnh áp suất biến đổi).
Bằng cách đó, bộ điều chỉnh lực phanh tự động duy trì áp suất khí nén ở cửa II và các buông hãm liên quan với nó ở mức độ đảm bảo cho lực phanh cần thiết tỷ lệ với tải trọng trục tác dụng khi phanh.
Khi nhả phanh áp suất ở cửa I giảm xuống. Pittông 18 dưới áp lực của khí nén từ cửa II tác động lên nó từ phía dưới qua màng 21 cộng thêm với lực đàn hổi của màng này mà dịch chuyển lên trên và tách van 17 ra khỏi đế xả của con đội 19. Khí nén từ các bầu phanh chính cấu sau qua cửa II qua lỗ của con đội và cửa III đẩy mép cao su 4, đi vào khí quyển.
2.2.3 Van hạn chế áp suất
Van hạn chế áp suất và nhả phanh nhanh dùng trên cầu trước có nhiệm vụ đảm bảo không dẫn tới bó cứng bánh xe khi phanh dưới áp suất khí nén 0.3 MPa. Điều này có nghĩa lớn với xe Kamaz hoạt động trên đường về khía cạnh ổn định hướng, khi bắt đầu phanh ở tốc độ xe còn cao, hoặc khi đi trên đường trơn. Ngoài ra van hạn chế còn giúp xả nhanh khí nén ra khỏi bầu phanh khi nhả phanh.
Cấu tạo của van hạn chế áp suất trình bày trên hình vẽ. Bộ hạn chế sử dụng hai pittông: pittông nhỏ 3 (nằm dưới) và pittông lớn 2 (nằm trên), được cố định bởi hai lò xo có độ cứng khác nhau, lò xo dưới 10 đỡ pittông dưới nhỏ, lò xo trên 1 cứng hơn đỡ pittông trên. Các chi tiết nằm trong vỏ 8. Phía trên có đường dẫn khí I, phía dưới có cửa thoát khí III, bên cạnh là cửa II cấp khí cho bầu phanh xe.
8 7 9 10 6 5 13 12 11 14 16 15 17 18 4 3 1 2 I II III
Hình 14: Van hạn chế áp suất ra cầu trước
Khi làm việc ở vùng áp suất thấp hơn 0,3 MPa, pittông trên 2 di chuyển không đáng kể, pittông dưới 3 có khả năng di chuyển lớn hơn đem theo cụm van 4, 6 đậy chặt lỗ thoát khí ra cửa III và mở thông khí nén cho bầu phanh.
Khi tăng thêm áp suất đến sát giá trị 0,3 MPa, do pittông 3 có diện tích làm việc phía dưới lớn hơn phía trên, cộng với lực đẩy của khí nén và của lò xo dưới nên đã thắng lực đẩy của khí nén từ phía trên xuống, dẫn đến pittông 3 dịch chuyển nhỏ lên trên, đóng van trên 4, bịt đường cấp khí từ cửa I sang cửa II,
nhưng chưa đủ để mở van 6, hạn chế tăng áp suất cho bầu phanh, giảm khả năng bó cứng bánh xe trước và tạo khả năng điều khiển bánh xe dẫn hướng tốt hơn.
Khi làm việc ở vùng áp suất cao ( lớn hơn 0,3 MPa), pittông trên 2 dịch chuyển xuống dưới, tỳ chặt vào pittông dưới 3 và tạo thành 1 khối. Như vậy có thể coi hai pittông như một pittông liền, (pittông liền có diện tích làm việc của mặt trên lớn hơn diện tích làm việc của mặt dưới). Lúc này, cụm van đè chặt lỗ thoát khí ra cửa III và mở lớn cửa van 4 thông với cửa II nối tới các bầu phanh, tăng thêm áp lực cho bầu phanh.
Khi nhả phanh các pittông dịch chuyển lên, đóng van 4 và đông thời mở van 6. Khí nén từ các bầu phanh trở về cửa II qua van 6 tới cửa III và thoát ra ngoài khí quyển. Chính điều này giúp xả nhanh khí nén cho cơ cấu phanh cầu trước.
2.2.4 Van tăng tốc
Dùng để rút ngắn thời gian bắt đầu dẫn động của hệ thống phanh dự phòng, do giảm chiều dài nhánh hút khí nén vào bình tích năng lò xo và xả không khí trực tiếp qua van tăng tốc ra ngoài.
Hình 15: Sơ đồ nguyên lí van gia tốc
* Nguyên lí hoạt động
Trong hệ thống dẫn động phanh khí nén, đối với mạch dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng có lắp thêm van gia tốc thì van gia tốc có tác dụng giảm thời gian phản ứng của hệ thống phanh khi sử dụng năng lượng đàn hôi của phanh dừng và phanh dự phòng, bằng cách tăng tốc độ nạp và thải khí nén.
Khi lắp van gia tốc vào hệ thống phanh dừng và phanh dự phòng, cửa A được nối với van phanh điều khiển bằng tay, cửa C được nối với bình khí nén, cửa B bầu dự phòng của bầu phanh kép.
Ở trạng thái bình thường, khi chưa sử dụng phanh dừng, khí nén từ bình khí của hệ thống phanh dừng và phanh dự phòng được cấp vào cửa A đẩy pittông 5 đi xuống, ép sát với đế 3, đóng van xả lại, khi pittông tiếp tục đi xuống thì đế van 2 cũng đi xuống và tách khỏi mặt đế 6, mở cửa van dưới, làm cửa B thông với cửa C. Khí nén từ cửa C qua cửa B tới bầu phanh tích năng cầu sau nén lò xo tích năng lại.
Khi phanh dừng hoạt động hoặc phanh gấp, khí nén từ khoang điều khiển 4 (phía trên pittông 5) qua cửa thông khí của van phanh tay thoát ra ngoài khí quyển nên áp suất khoang đó giảm. Áp suất phía cửa C lớn hơn áp suất phía cửa A làm pittông 5 đi lên đến vị trí trên cùng. Dưới tác dụng của lực lò xo 1 đế van 2 cũng dịch chuyển lên trên và tỳ vào mặt đế 6, đóng van nạp lại ( ngắt sự thông khí từ cửa C sang cửa B), đông thời cửa xả mở, thông đường khí từ cửa B đến cửa D thông với khí trời. Khí nén từ các bầu phanh tích năng cầu sau thoát ra ngoài khí quyển, do đó lò xo tích năng ở bầu phanh tích năng được giải phóng và ôtô được phanh. Khi nhả phanh, khí nén lại được cấp vào cửa A, vào khoang điều khiển 4 đẩy pittông 5 đi xuống, đóng cửa xả 3 và mở cửa nạp 2. Khí nén lại được cấp từ cửa C sang cửa B tới các bầu phanh tích năng, nén lò xo tích năng lại. Việc nhả phanh được thực hiện.
Trong mạch dẫn động phanh chính có lắp van gia tốc thì van gia tốc có tác dụng giảm thời gian tác dụng của hệ thống phanh nhờ việc giảm thời gian dẫn khí tới các bát phanh cầu sau và xả không khí ở đây ra.
Cửa A được nối với khoang trên của tổng van, áp suất khí trên đoạn ống này có tác dụng đóng mở van nạp xả của van gia tốc, khí nén được dẫn đến cửa C và qua cửa B tới các bát phanh bánh xe cầu sau.
Khi chưa phanh, khí nén chưa được dẫn vào cửa A, pittông ở vị trí trên cùng, đế van nạp hai vẫn tỳ sát vào mặt đế 6 dưới tác dụng của lò xo 9 còn van xả mở thông với khí trời (đế van 3 tách khỏi pitông 5).
Khi phanh, khí nén được dẫn từ khoang trên của tổng van vào cửa A vào khoang điều khiển 4 làm pittông 5 dịch chuyển xuống dưới, ép sát vào đế van 3 và đóng cửa xả lại. Trong quá trình pittông 5 tiếp tục dịch chuyển xuống dưới thì
đế van 2 cũng dịch chuyển xuống dưới và tách khỏi mặt đế 6, mở cửa van dưới, khí nén được dẫn từ cửa C đến cửa B vào các bầu phanh cầu sau, thực hiện việc