Phần II: Thiết kế trợ lực phanh
6. Chọn và xác định các thông số kết cấu
a. Cấu tạo:
- Vỏ bộ điều hoà lực phanh cố định với khung nhờ hai bulông. Trong vỏ và xi lanh có chứa piston 2 thờng xuyên tỳ vào thanh đàn hồi 7 và đợc dẫn h- ớng nhờ vào phần dới của vỏ 1. Phần trên của piston có dạng tán nấm, bề mặt
đỉnh có tiết diện tròn chịu áp suất của dầu, bề mặt dới của tán nấm có tiết diện hình vành khăn cũng chịu áp suất của dầu đồng thời là một phần của van. Phớt làm kín 5 có nhiệm vụ chặn dầu và bao kín phần dới piston. Nắp bắt với vỏ nhờ có ren, tán nấm của piston ngăn cách dầu ra 2 khoang A và B.
Khi phanh áp suất dầu tăng đến một giá trị nhất định piston đi xuống ngắt
đờng dầu ra cầu sau. Vừa tiếp tục tăng cờng độ phanh áp suất dầu dới tán nấm
- 87 -
tăng lên làm mở đờng dầu ra cầu sau. Tỷ lệ phân bố áp suất duy trì ở một trạng thái nhất định nhờ việc thờng xuyên đóng mở đờng dầu ra cầu sau.
Sự làm việc của piston còn phụ thuộc vào lực tỳ của thanh đàn hồi vào piston vì vậy việc điều hoà áp suất còn phụ thuộc vào tải trọng.
Bộ điều hoà ta chọn là bộ điều hoà lực phanh kiểu vi sai, loại này làm việc
đảm bảo gần đúng với chế độ tải trọng thẳng đứng trên cầu sau, làm giảm
đáng kể hiện tợng lết bánh xe sau, nâng cao hiệu quả phanh, an toàn trong chuyển động, song có nhợc điểm nh các bộ điều hoà lực phanh khác là không triệt tiêu đợc hiện tợng lết ở bánh xe cầu trớc khi phanh gấp.
b. Chọn các thông số:
Gọi D là đờng kính của piston vi sai, chọn D = 30 (mm) Ta cã:
1
2
A tg S β S
= =
Trong đó:
A - Hệ số góc hay độ dốc của đờng đặc tính điều chỉnh so với đờng biểu diễn của áp suất p1
tgβ = =A 0, 27
S1 – Diện tích của mặt dới của piston S2 – Diện tích của phần đỉnh piston ( 2 2)
1
. 4 D d
S π −
=
( 2 2)
2
. '
4 D d
S π −
=
D - §êng kÝnh piston d - Đờng kính cổ piston
d’ - Đờng kính chiết tỳ (tỳ lên ụ hạn chế), chọn d = 5 (mm) Thay các giá trị S1, S2 vào ta có:
( )
( )
2 2
2 2
1
2 2
2 2
2
.
4 0, 27
. ' '
4 D d
S D d
tg A
S D d D d
π
β π
−
= = = = − =
− −
⇔ D2 −d2 =(D2 −d' .0, 272)
⇒ =d D2−0, 27(D2 −d'2)
= 302−0, 27 30( 2−5'2) ≈25(mm)
Nh ta đã nói ở trên bộ điều hoà lực phanh làm việc theo hai thông số:
- áp suất phanh (qua lực tác dụng lên bàn đạp) - Tải trọng tác dụng lên cầu sau
Tải trọng tác dụng lên cầu sau là thông số đợc đánh giá gần đúng thông qua tín hiệu phảnh hồi bằng cách thay đổi khoảng cách f giữa vỏ xe và vỏ cầu.
Sự thay đổi này là thông tin tác dụng vào bộ đàn hồi của bộ điều hoà lực phanh từ đây tín hiệu đợc truyền tới cụm van thuỷ lực dới tác dụng của lực
đàn hồi.
Ngoài đờng kính của piston vi sai ta còn xác định thông số kết cấu của bộ
điều chỉnh:
Kx = c ix x.
Trong đó:
- Kx – Thông số kết cấu đợc xác định xuất phát từ điều kiện cân bằng piston của bộ điều chỉnh bắt đầu làm việc tại điểm a
- Cx - Độ cứng tổng cộng của lò xo bộ điều hoà lực phanh với hai giả
thiết phản lực của lò xo hồi vị cho băng 10 (KG) và lực này không đổi trong suốt quá trình làm việc
- 89 -
- ix – Tỷ số truyền của cơ cấu dẫn động bộ điều chỉnh (sự chuyển vị của lò xo hồi vị trong khi đóng mở van dầu là không đáng kể)
x b a
b a
Q Q
K S S
= −
− hay
' 1
LXa LXa
x
F F
K f
= −
Qa, Qb – Tải trọng tác dụng lên cầu sau thay đổi khi phanh Sa, Sb – Hệ số biến dạng của hệ thống treo từ điểm a đến b
FLxa, FLxa’ – Lực tác dụng của lò xo hay thanh xoắn tác dụng lên piston vi sai tại điểm a và a’
f1 - Độ dịch chuyển của hệ thống treo tại a và a’
2 1
. .
LXa 4 a
F = π d p
2
' 1 '
. .
LXa 4 a
F = π d p
d - Đờng kính cổ piston vi sai đã xác định
p1a - áp suất trong cơ cấu phanh cầu trớc tai điểm a p1a’ - áp suất trong cơ cấu phanh cầu trớc tai điểm a’
Thay các giá trị vào công thức:
' 2( 1 1 ')
1 4. 1
a a
LXa LXa
x
d p p
F F
K F f
π −
= − =
2( )
1 1
3,14.2,5 53,6 17, 6 176, 6
x 4.
K f f
⇒ = − =
- Để tìm đợc Kx ta phải xác định đợc độ biến dạng của hệ thống treo f1
- Muốn xác định đợc f1 ta phải dựa vào mối quan hệ giữa lực phanh, tải trọng tác dụng lên cầu xe và độ biến dạng của hệ thống treo.