CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3 Tổng quan hệ thống phanh khí nén có ABS
1.3.3 Các thành phần của hệ thống phanh khí nén
Dùng để điều khiển áp suất và lưu lượng khí nén từ bình chứa đi đến các bộ phận thừa hành (bầu phanh).
A,Cấu tạo
1.Bu lông 2.Thân 3.Vòng phớt 4.Lo xo 5.Gioăng cao su 6.Van 7,8.Vòng phớt 9.Lo xo 10.Giăng cao su 11.Van 12.Vòng hãm 13.Thân xả 14.Đinh
tán 15. Nắp 16. Piston tầng trên 17.Thanh nối 18. Piston 19.Lo xo 20.Đinh tán 21.Chốt 22.Bàn đạp
Hình 1. 47 Tổng van phân phối khí nén xe HD270.
A- Đường khí nén nối từ bình khí nén dùng cho phanh sau.
B- Đường khí nén đến bầu phanh sau.
C- Đường khí nén nối từ bình khí nén dùng cho phanh trước.
D- Đường khí nén đến bầu phanh trước.
B,Nguyên lý làm việc:
E
Khi làm việc thì cửa A và cửa C thông với bình khí nén tương ứng với bầu phanh của cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau ,còn cửa B và cửa D thông với cầu sau và cầu trước, bình thường thì các khoang trong tổng phanh được thông với khí trời qua van xả E. Khi làm việc thì người lái tác dụng lực vào bàn đạp phanh, qua các đòn dẫn động thì đẩy piston tầng trên đi xuống thẳng các lò xo của tầng trên mở van tầng trên và dòng khí nén đi từ bình khí tới đi qua cửa A đến cửa B đi đến bầu phanh chính của cơ cấu phanh sau, piston của tầng trên (16) di chuyển xuống nhờ liên kết mềm của 2 piston nên tác động lên piston tầng dưới mở van tầng dưới và dòng khí nén đi từ cửa C đến cửa D đến bầu phanh chính của cơ cấu phanh cầu trước và thực hiện quá trình phanh bánh xe tại các cơ cấu phanh bánh xe.
Khi giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nhất định dòng khí nén vẫn tiếp tục được cung cấp tới các bánh xe khi đó dòng khí nén từ cửa A và cửa C đi vào phía dưới của Piston (16) và Piston (18) lúc này thì cộng với các lực của lò xo nén tầng trên và dưới đẩy piston tầng trên lên với một lực cân bằng với lực đặt của bàn đạp phanh. Khi mà người lái tiếp tục đạp bàn đạp nhanh thì sự cân bằng trên bị phá vỡ dòng khí nén lại được cung cấp vào hệ thống.
Khi nhả bàn đạp thì từ các cơ cấu phanh bánh xe các lò xo hồi vị kéo mà phanh về vị trí ban đầu, đồng thời các lò xo trong tổng van cũng đẩy các pitôn đi chuyển lên phía trên đóng các van lại khí nén được xả qua cửa xả (E) hệ thống phanh dừng làm việc.
1.3.3.2 Buồng phanh -Buồng phanh 1 tầng A, Cấu tạo
1- Đầu nối đường khí; 2- Thân bầu phanh; 3- Màng ngăn; 4- Đĩa đỡ mang ;
5-Đĩa chặn lò xo; 6- Tai bắt đai ốc; 7- Lò xo trả; 8-Nắp bầu phanh; 9- Vành dẫn hướng lò xo; 10- Bu lông cố định bầu phanh; 11- Màng cao su
chắn bụi; 12- Cần đẩy; 13- Đai ốc; 14- Bích tăng cứng.
B,Nguyên lý làm việc:
Khi người lái đạp phanh khí nén từ tông van phân phối theo đường ống đi đến
đầu nối số 1 vào bầu phanh. Áp suất khí sẽ đẩy màng ngăn số 3 về phía trhi ước làm cho cần đẩy số 13 chuyển động tiến về phía trước, Cần đẩy được liên kết với đòn dẫn động cam nên làm cho cam quay để thực hiện quá trình phanh xe. Khi nhả phanh, khí nén theo đầu nối ống
Hình 1. 48 Cấu tạo của buồng phanh 1 tầng xe HD270
số 1 thoát ra ngoài bầu phanh; lò xo hồi vị 7 sẽ đẩy cần đẩy sang phải kết thúc quá trình phanh.
- Buồng
phanh 2 tầng
A,Cấu Tạo
1. Thân bầu phanh dừng; 2- Ống đẩy phanh dừng; 3- Vòng làm kín; 4- Piston; 5-
Lò xo phanh dừng; 6- Bu lông; 7-Thân nố giữa hai bầu phanh; 8- Màng phanh; 9-Đĩa tỳ phanh dừng; 10- Đĩa đỡ màng phanh; 11- Lò xo hồi vị;
12- Vành dẫn hướng lò xo; 13- Bích tăng cứng; 14,15- Đai ốc điều chỉnh;
16- Màng cao su chắn bụi;17- Bu long cố định bầu phanh; 18- Cần đẩy;
19- Nắp bầu phanh; 20,21,22- Vòng làm kín; 23- Bích tỳ; 24- Vòng chặn;
25- Bu lông; 26- Bạc tỳ; 27-Đai ốc. 28- Chốt chẻ.
B,Nguyên lý hoạt động
Hình 1. 49 Kết cấu của bầu phanh 2 tầng xe HD270
Bầu phanh gồm có hai phần:
Phần bên phải là bầu phanh thông thường, điều khiển bằng khí nén từ hệ
thống phanh chính.
Phần bên trái là bầu phanh được gọi là buồng lò xo tích năng, điều khiển
bằng khí nén qua van phanh dừng.
Màng của bầu phanh được chế tạo từ cao su định hình, với một - hai lớp sợi
cốt, chiều dày màng từ (3 ÷ 6)mm. Thân và nắp bầu phanh được dập từ thép cácbon thấp.
Các lò xo được chế tạo từ thép hợp kim có thành phần cácbon cao.
Ở trạng thái nhả phanh: Khí nén đi vào khoang B của bầu phanh dừng với áp
suất thắng được lực lò xo 5 sẽ ép pít tông số 4 sang trái như hình vẽ.
Còn ở bầu phanh bên phải ( bầu phanh chính ). Khoang A của bầu phanh được nối thông với khí quyển nên màng số 8 sẽ được lò xo hồi vị 11 đẩy về tỳ sát lên phần thân nối gữa hai bầu phanh. Cần đẩy phanh được kéo về nằm ở vị trí như hình vẽ.
Khi phanh bằng hệ thống phanh chính. Khí nén từ tổng van phân phối, đi vào
vào khoang A của bầu phanh, khí nén sẽ tác dụng lên màng số 8. Đẩy cần 18 tiến về trước làm cam quay thực hiện quá trình phanh xe. Khi phanh bằng phanh dự trữ hay phanh dừng, khí nén từ khoang A sẽ thoát ra ngoài qua đường thông ở van cấp xả nhanh khí nén ở cầu sau. Dưới tác dụng của lò xo 5 đẩy piston 4 sang phải, piston 4 sẽ tác dụng lên ống đẩy số 2 tiến sang phải đẩy màng 8, đĩa đỡ màng 10, cần đẩy 18 tiến sang phải để thực hiện quá trình phanh. Cụm lò xo tích năng là một bộ phận tác dụng ngược. Vì thế, nó sẽ tự động làm việc và phanh ô tô lại, khi áp suất trong dẫn động giảm xuống hoặc khi có sự rò rỉ khí nén.
Để có thể nhả phanh cưỡng bức khi cần thiết, bầu phanh có trang bị cơ cấu mở cơ khí gồm: Bu lông 25, đai ốc 27 và vành tỳ 23.
1.3.3.3 Máy nén khí
Hình 1. 50 Máy nén khí xe HD270
1.Trục khuỷu; 2.Then bán nguyệt; 3. Đai ốc; 4. Đệm cánh; 5. Bạc chặn;
6. Bánh răng; 7. Bạc chặn; 8. Ổ bi đỡ; 9. Xy lanh; 10. Thanh truyền; 11.
Giá đỡ van hút ; 12. Lò xo van hút; 13. Giá tựa van hút; 14.Van hút; 15.
Lò xo côn; 16.Van giảm tải; 17. Vòng hãm; 18. Đầu nối ống van giảm tải; 19. Đầu nối ống van cấp khí; 20. Vòng làm kín; 21. Giá tựa trên van
cấp khí; 22. Lò xo van cấp khí; 23. Van cấp khí; 24. Giá đỡ van cấp khí;
25. Xéc măng khí; 26. Vòng hãm chốt piston; 27. Chốt piston; 28.
Piston; 29. Xéc măng dầu; 30. Vòng làm kín; 31. Thân máy; 32. Bu lông nắp ổ; 33. Ổ bi đỡ; 34. Phớt làm kín; 35. Then bán nguyệt ; 36. Má khuỷu ;37.Nắp ổ đỡ; 38. Vòng làm kín; 39. Cạc te; 40. Nắp đầu to thanh
truyền; 41. Bạc đầu to thanh truyền.
Nguyên lý làm việc của máy nén khí:
Khi động cơ quay thông qua bộ truyền bánh răng (6) lai trục khuỷu(1)của máy nén quay.Khi trục khuỷu quay thông qua thanh truyền (10) dẫn động piston (28) chuyển động tịnh tiến từ diểm chết trên đến điểm chết dưới và ngược lại.Khi piston (28) chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới thì tạo ra áp suất chân không
trên đỉnh piston tạo ra lực hút lên van nạp (14) thắng được lực lò xo (15) của van nạp, làm van nạp mở ra cho dòng khí từ bên ngoài đi vào buồng làm việc của xy lanh máy nén và được nạp dầy cho dến khi piston đi xuống điểm chết dưới.Khi piston chuyển động từ điểm chết dưới đến điểm chết trên không khí trong buồng làm việc của xy lanh bị nén lại, áp suất trong buồng làm việc của xy lanh máy nén tăng lên làm cho lò xo (15) của van nạp đóng lại. Khi áp suất trong xy lanh tăng lên và thắng được lực lò xo (22) của van cung cấp thì làm cho van (23) của van cấp mỡ ra cho dòng khí có áp suất cao từ buồng của xy lanh đi đến đường ống nạp đưa khí dến bình chứa khí. Quá trình cấp khí được diễn ra cho đến khi piston đi đến điểm chết trên và lại thực hiện quá trình nạp khí khi piston từ điểm chết trên đi xuống điểm chết dưới. Chu trình cứ được lặp đi lặp lại như vậy. Quá trình nhanh hay chậm phụ thuộc vào tốc độ quay vòng quay của động cơ.Đường nối khí (18) được nối với cữa nạp. Khi áp suất dòng khí trong hệ thống phanh tăng quá áp suất cho phép, thì khí nén được đi qua van giảm tải. Khi đó cữa nạp của xy lanh này sẽ được nối với cữa hút cảu xy lanh kia và ngược lại.
Khi đó máy nén khí sẽ làm việc ổ chế độ không tải.
1.3.3.4.Van cấp xả nhanh và điều hòa lực phanh 1.Van cấp xã nhanh.
Trên hình 1.51 là kết cấu van cấp và xả nhanh khí. Van này còn có tác dụng để cấp nhanh không khí vào các bầu phanh khi phanh và xả nhanh không khí ra khỏi bầu phanh khi nhả phanh.
2 1
3 4 5 6 7
A
C B
1. Thân van; 2. Vòng làm kín; 3. Lò xo hồi vị; 4. Đĩa lò xo; 5. Vòng đệm;
6. Van; 7. Nắp van.
Hình 1. 51 Van cấp và xả nhanh
Khi đạp phanh khí nén từ bình chứa đi đến van qua đường A ép lò xo (3) xuống, mở van (6), đóng đường thông giữa khí quyển với các bầu phanh và cấp nhanh khí nén đến các bầu phanh qua các đường B và C thực hiện quá trình phanh bánh xe lại.
Khi nhả phanh áp suất ở đầu vào giảm đi, lò xo (3) hồi vị van (6) về vị trí ban đầu mở đường thông giữa các bầu phanh với khí quyển, thực hiện quá trình xả nhanh khí ra ngoài.
2. Bộ điều hòa lực phanh.
1 12 13
B A
C 3
2
4 5 6 7 8
9
11 10
16
18 14 15
19
21 22 23
24 25
20 IV
I II
III D
17
Hình 1. 52 Bộ điều chỉnh lực phanh
1.Cần van; 2. Van xã khí; 3. Piston; 4. Lò xo đóng van cấp khí; 5. Van cấp khí điều khiển; 6. Cần đẩy; 7. Piston tỷ lệ; 8. Van cấp khí cho bầu phanh; 9. Con lăn; 10. Trục cam; 11. Đòn điều khiển; 12. Lò xo mỡ van
xã; 13. Màng cao su; 14. Van xã; 15. Gân hướng kính cố định; 16. Đế van cấp khí cho dòng điều khiển; 17. Rãnh hướng kính di động;
18.Màng cao su; 19. Vòng cao su làm kín; 20. Đế van xã; 21. Đế van cấp khí cho bầu phanh; 22. Đế gắn van cấp khí; 23. Lò xo đóng van cấp
khí; 24. Cữa xã; 25. Vòng chặn.
Trên hình 1.52 là kết cấu của bộ điều chỉnh lực phanh lắp trên xen tải hd 270 Đó là bộ điều chỉnh loại tia dùng cho dẫn động phanh khí nén nhằm điều chỉnh áp suất đến các bầu phanh sau tùy theo tải trọng tác dụng lên cầu sau.
Nguyên lý hoạt động:
Khi đạp phanh:
Khi phanh, không khí nén từ tổng van đi vào khoang A của bộ điều chỉnh với áp suất P , đi vào cửa cần van (1) rồi vào khoang B đẩy
piston (3) và màng cao su (18) dịch chuyển đi xuống đóng nhanh van xã khí (2) đồng thời khí nén đẩy piston (3) làm đầu cần đẩy (6) mỡ van cấp khí điều khiển (5) cho dòng khí nén từ khoang A đi vào khoang C.
Áp suất khí nén trong khoang C tác dụng lên piston tỷ lệ (7) đẩy piston tỷ lệ (7) đi xuống ép van cấp khí cho bầu phanh (8) tách khỏi đế van cấp khí cho bầu phanh (21) cho dòng khí nén từ cửa I qua cửa II đến bầu phanh sau. Đồng thời khí nén trong khoang C củng tác dụng ngược lên diện tích hiệu dụng của màng cao su (18) một áp suất P2.
Piston (3) sẽ dịch chuyển lên trên đến vị trí mà ở đó van cấp khí điều khiển (5) đóng lại (nhưng vẫn èp sát mặt cần đẩy (6)). Lúc đó piston ở trạng thái cân bằng và hệ số truyền có giá trị:
Ở đây S1 : Diện tích piston (3)
S2 : Diện tích hiệu dụng của màng (16).
Diện tích S2 là một đại lượng thay đổi nhờ kết cấu đặc biệt sau:
Piston (3) có các gân hướng kính cố định (15) lắp vào các rãnh
hướng kính di động (17). Các gân hướng kính (15) cố địng trên thân và có mặt nút hình côn ngược chiều với chiều côn của rãnh hướng kính (17).
Khi piston (3) ở vị trí trên cùng (cùng với trường hợp xe đầy tải) màng cao su (18) tỳ sát hoàn toàn vào đáy gân hướng kính cố định (15) và các gân tương ứng của nó, nên diện tích hiệu dụng của màng bằng diện tích chính của piston (3) (S2 = S1).
Khi tải trọng giảm dần đi, cần đẩy (6) dịch xuống phía dưới. Piston (3) đạt trạng thái cân bằng sẽ dịch dần xuống dưới, các rãnh hướng kính (17) tách dần màng cao su (18) ra khỏi gân hướng kính cố định (15) làm diện tích hiệu dụng của màng tăng lên (S2 > S1)
Như vậy tải trọng càng giảm piston càng dịch chuyển xuống dưới thì S2 tăng. Với P1 = const, áp suất P2 càng giảm để đảm bảo cân bằng piston (3).
Quy luật thay đổi S2 phụ thuộc vào độ võng của hệ thống treo (tức là tải trọng) được xác định bởi phần dạng hình đáy của piston (3), tức là diện tích hiệu dụng của màng cao su (18), củng như bởi vị trí của cần đẩy (6).
Khi nhã phanh:
Khi nhả phanh, áp suất khí nén trong khoang A giảm xuống, lúc đó áp suất khí nén trong khoang B cộng với lực lò xo (12) đẩy van xã khí (2) đi xuống cho khí nén trong khoang B đi ra ngoài theo khoang A. Khi đó áp suất khí nén trong khoang C sẽ đẩy piston (3) tách khỏi đầu cần đẩy (6) cho khí nén trong khoang C đi ra ngoài theo cửa xã III. Do sự chênh lạch áp suất tác dụng lên piston tỷ lệ (7) nên dòng khí nén trong bầu phanh sau sẽ đẩy piston tỷ lệ (7) đi lên tách đế van xã (20) ra khỏi van cầp khí cho bầu phanh (8) mỡ đường thông dòng khí từ bầu phanh đi ra ngoài khí quyển theo cửa xã III. Tất cả các chi tiết trở về vị trí ban đầu như khi chưa phanh.