CHƯƠNG 6. HỆ THỐNG PHANH 6.1 Công dụng, yêu cầu và phân loại
6.3 Cấu tạo hệ thống phanh của xe Toyota Lan Cruiser
Cơ cấu phanh trước của xe Toyota Lan Cruiser thường là phanh đĩa và phanh sau là phanh tang trống, được bố trí như hình 6.6
Hình 6.6. Sơ đồ hệ thống phanh của xe Toyota Lan Cruiser 6.3.1 Cơ cấu phanh sau của xe Lan Cruiser
Cơ cấu phanh sau của xe Toyota Lan Cruiser là hệ thống phanh tang trống (phanh guốc). Phanh tang trống là loại phanh sử dụng má phanh áp vào mặt của guốc phanh mà khi tác động lực sẽ ép vào mặt trong của trống phanh, bộ phận thanh được liên kết với bánh xe.
Phanh trống có cấu tạo (hình 6.7) gồm có các bộ phận sau:
Guốc phanh: Hầu hết guốc phanh được cấu tạo bởi hai miếng ghép lại.
Độ cong của vành guốc phù hợp với mặt trong của trống phanh, bề mặt của vành guốc được gắn với má phanh. Guốc phanh được chế tạo từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và tản nhiệt tốt.
Hình 6.7 Cơ cấu phanh tang trống
Trống phanh: Trống phanh được gắn vào trục bánh xe hoặc mặt bích của moayơ, ở ngay bên trong bánh xe và cùng quay với bánh xe. Trống phanh có bề mặt cứng chịu được mài mòn, có độ bền vật liệu tốt để không bị biến dạng và hoạt động như một bộ phận tiêu nhiệt. Hầu hết trống phanh được chết tạo bằng gang xám, chống mài mòn khá tốt. Tuy nhiên nhược điểm là nó khá nặng và dễ nứt vỡ, vì vậy mà nhiều trống phanh được cải tiến bằng cách chế tạo trong có nhiều thành phần: phần giữa làm bằng thép dập, phần vành và bề mặt ma sát làm bằng gang.
Guốc phanh: Guốc phanh được chế tạo từ hai miếng thép dập, có mặt cắt hình chữ T. Vành guốc được làm cong hình bán nguyệt để phù hợp với độ cong của trống phanh và hẹp hơn chiều rộng bề mặt của trống phanh một chút. Vành guốc tạo bề mặt để gắn má phanh. Gân của guốc được hàn với vành guốc để tăng
độ cứng vững cho vành guốc, cơ cấu tác động phanh, lò xo trả về và lò xo giữ guốc, cơ cấu phanh dừng xe và cơ cấu điều chỉnh.
Hình 6.8 Các bộ phận của guốc phanh bằng thép
Má phanh: Má phanh được gắn vào guốc phanh bằng keo bền nhiệt. Má phanh được gắn chặt vào vành guốc phanh bằng lớp keo. Sau đó guốc được đặt vào lò nhiệt độ cao để tác động nhiệt vào lớp keo dán.
Hình 6.9 Má phanh gắn lên guốc phanh bằng keo dán 1. Mối hàn; 2. Thân bằng thép; 3. Má phanh;
Nguyên tắc hoạt động
Khi phanh người điều khiển tác động một lực vào hệ thống dẫn thủy lực hoặc hơi, truyền lực này tới xy lanh nằm bên trong moayơ, đẩy pittông ra, tác động vào guốc phanh, ép má phanh chặt vào trống phanh. Khi trống phanh quay, guốc phía trước (gọi là guốc dẫn động, sơ cấp) được kích hoạt và kéo chặt vào trống phanh, guốc phía sau (guốc bị dẫn, thứ cấp) bị đẩy dang ra hay bị khử kích hoạt. Loại phanh sử dụng guốc dẫn động và bị dẫn thường được gọi là phanh không trợ động.
Ưu điểm và nhược điểm phanh guốc:
• Ưu điểm:
- Phanh guốc có kết cấu đơn giản - Dễ bố trí phanh đỗ xe
- Dùng lực nhỏ khi phanh (ở cơ cấu phanh loại bơi) nên ở một số loại xe nhỏ không cần booster trợ lực.
• Nhược điểm:
- Có nhiều chi tiết và cần sự điều chỉnh phức tạp
- Phanh dễ bị dính hoặc trượt khi có thay đổi nhỏ trong cụm phanh, làm xe bị đâm lệch một bên khi phanh.
6.3.2 Cơ cấu phanh trước của xe Lan Cruiser
Cơ cấu phanh trước của Lan Cruiser là phanh đĩa gồm: đĩa phanh (1) gắn chặt với moay ơ của bánh xe. Má phanh (3) và guốc phanh (4) được định vị ở hai bên của mặt đĩa phanh và gắn trên giá đỡ (2). Trên giá đỡ có các xy lanh bánh xe (5) bên trong có các piston thuỷ lực.
Hình 6.10 Cơ cấu phanh đĩa
1. Đĩa phanh; 2. Giá đỡ; 3. Má phanh; 4. Guốc phanh; 5. Xy lanh bánh xe; 6. Ống dẫn dầu
Đĩa phanh
Hình 6.11 Đĩa phanh đặc
Cũng giống như trống phanh, đĩa phanh hay còn gọi là đĩa tạo ra bề mặt ma sát với má phanh và được chế tạo bằng thép đúc.
Đệm phanh và má phanh
Hình 6.12 Đệm phanh và má phanh
Đệm phanh dạng tấm phẳng được chế tạo từ thép lá dầy từ (2~3) mm. Má phanh của phanh đĩa cũng giống như má phanh của phanh tang trống, được làm từ vật liệu ma sát dày từ (9~10) mm. Má phanh được gắn với đệm phanh bằng keo bền nhiệt. Bề mặt má phanh phải phẳng, đảm bảo điều kiện tiếp xúc đều giữa má phanh và đĩa phanh.
Nguyên lý hoạt động
Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, áp suất dầu trong hệ thống phanh tăng lên. Áp suất này được truyền đến các xy lanh bánh xe làm piston
thuỷ lực di chuyển đẩy guốc phanh và má phanh ép chặt vào đĩa phanh làm giảm hoặc ngừng hẳn đĩa phanh đang quay cùng với bánh xe để thực hiện quá trình phanh.
Khi người điều khiển nhấc chân khỏi bàn đạp phanh, áp suất dầu trong xy lanh bánh xe giảm, lực ép của piston thủy lực lên má phanh không còn nữa. Lúc này giữa má phanh và đĩa phanh có khe hở, đĩa phanh quay tự do cùng bánh xe, quá trình phanh kết thúc.
Cơ cấu phanh đĩa hiện tại đang dần thay thế cơ cấu phanh tang trống nhờ những ưu điểm vượt trội của nó.
• Ưu điểm:
- Đầu tiên, phanh đĩa có khả năng làm mát tốt hơn bởi dòng không khí qua bề mặt vật liệu ma sát dễ hơn.
- Ưu điểm khác của phanh đĩa là các chất gây hại bị loại bỏ khỏi bề mặt đĩa một cách dễ dàng. Nước, dầu hay khí từ vật liệu ma sát dễ dàng thoát ra ngoài, giúp phanh hoạt động tốt hơn.
- Một ưu điểm nữa có lẽ là quan trọng nhất của phanh đĩa là : kết cấu chắc chắn, mômen phanh không phụ thuộc vào chiều quay. Do không có tác dụng trợ động nên luôn tạo ra lực phanh bằng nhau ở hai cơ cấu phanh trên cùng một trục đảm bảo tính dẫn hướng trong quá trình phanh.
• Nhược điểm:
- Nhược điểm lớn nhất của phanh đĩa là các chất bẩn có thể bám vào gây ăn mòn hoá học nhanh nên thường xuyên phải bảo dưỡng. Đĩa phanh trước được làm mát tốt trong khi phanh sau hứng chịu toàn bộ chất bẩn và mảnh vỡ văng ra từ lốp trước nên nhanh mòn hơn.
Hiện nay trên hệ thống phanh của xe Lan Cruiser còn bố trí hệ thống chống bó cứng phanh ABS.
Hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock Braking Systems)
Nguyên lý hoạt động: Khi bắt đầu phanh, bánh xe quay với tốc độ giảm dần, khi bánh xe đạt tới giá trị gần bó cứng tín hiệu của các cảm biến gửi về bộ điều khiển trung tâm (ECU). ECU tiếp nhận và lựa chọn chế độ đưa ra tín hiệu điều khiển van điều chỉnh áp suất các đường dầu từ xylanh chính đến xylanh bánh xe do vậy lực phanh ở cơ cấu phanh không tăng được nữa, bánh xe lại có xu hướng lăn với tốc độ cao lên, tín hiệu từ cảm biến lại đưa về bộ điều khiển trung tâm, bộ điều khiển điều khiển van điều chỉnh mở đường dầu tăng thêm áp suất dẫn ra xylanh bánh xe thực hiện tăng lực phanh gây ra do cơ cấu phanh.
Nhờ đó bánh xe bị phanh và giảm tốc độ quay tới khi gần bị bó cứng, quá trình xảy ra được lặp lại theo chu kỳ liên tục cho tới khi bánh xe dừng hẳn. Một chu kỳ thực hiện khoảng 1/10s, nhờ các bộ tích áp suất thấp, cao, van một chiều và bơm dầu độ chậm trễ tác động chỉ nhỏ hơn 1/1000s do vậy ABS làm việc rất hiệu quả tránh được bó cứng bánh xe.
Hình 6.13 Sơ đồ hệ thống phanh ABS
1. Bàn đạp; 2. Xylanh chính; 3. Xylanh bánh xe; 4. Cảm biến tốc độ; 5. Bộ điều khiển trung tâm(ECU); 6. Bộ điều khiển thuỷ lực; 7. Bình chứa dầu; 8. Đĩa
phanh; 9. Trống phanh
• Ưu điểm của hệ thống phanh ABS - Bánh xe không bị trượt lết.
- Quãng đường phanh sẽ ngắn hơn, dễ dàng thực hiện chuyển hướng bánh xe cầu trước
• Nhược điểm: giá thành xe cao. Để hệ thống hoạt động tin cậy cần thiết có một chút hiểu biết về nó, nhằm chăm sóc đúng chế độ.
Một số lưu ý về kiểm tra, điều chỉnh trong sử dụng
Trong quá trình hoạt động, hệ thống phanh có thể xảy ra các hiện tượng sau:
Hiện
tượng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục
1. Bó