2.3.1. DẫN ĐộNG PHANH CƠ KHí
Để bảo đảm an toàn khi xe chuyển động, trên ôtô thường bố trí phanh phụ (phanh tay) song song với hệ thống phanh chính (phanh chân), với cơ cấu phanh thường được bố trí ở đầu ra của hệ thống truyền lực, hoặc được bố trí chung với cơ cấu phanh chân nhưng được dẫn động riêng rẽ.
Hệ thống phanh tay được dùng khi ôtô dừng hẳn, hoặc giữ cho ôtô không bị trôi tự do và hỗ trợ cho phanh chân khi nó gặp sự cố.
Theo kết cấu cơ cấu phanh thì phanh tay được chia làm hai loại : phanh tay loại guốc và phanh đĩa.
a) b)
Hai guốc phanh được lắp trên đĩa tỳ cố định và lắp trên vỏ của hộp số ở phía đầu ra của trục thứ cấp của hộp số.
Khi người điều khiển kéo tay phanh, tay phanh liên kết với thanh kéo làm cho cần điều khiển cùng với cơ cấu cam điều chỉnh (cam xoay – chốt trượt dọc) làm cho các bố phanh cùng guốc phanh ép sát vào trống phanh, làm giảm hoặc ngừng hẳn tốc độ quay của trống phanh. Khi người điều khiển buông tay phanh thì cơ cấu con cóc hãm sẽ ăn khớp với bánh răng rẻ quạt. Như vậy, bố phanh sẽ luôn ép sát vào trống phanh làm cho ôtô không di chuyển được. Để ôtô có thể di chuyển được thì phải tách con cóc hãm và đưa tay phanh về trở lại vị trí ban đầu. Lúc này phanh tay hết tác dụng.
2.3.2. DẫN ĐộNG PHANH BằNG THủY LựC
Dẫn động phanh bằng thủy lực nghĩa là năng lượng của người lái khi tác động lên bàn đạp được truyền đến cơ cấu phanh thông qua hệ thống các đường ống dầu.
Khi tác động lên piston 2, piston cùng phớt cao su 4 dịch chuyển về phía trước sẽ bịt lại lỗ bù 8, ép lò xo hồi vị 9 tạo áp suất trong buồng B đẩy dầu ép dầu chui qua van 1 chiều dầu chảy đến các xylanh con tại bánh xe.
Khi thôi tác động, dưới tác dụng của lực lò xo hồi vị 9 đưa phớt cao su áp suất 4 về vị trí ban đầu. Thể tích buồng B lớn nhanh, do đó tạo một độ chân không trong nó, làm cho dầu phanh ở buồng A chảy qua lỗ cấp 6 bẻ cong vành mép cao su chảy vào buồng B làm điền đầy khoảng chân không vừa tạo nên, đến lúc này dầu từ xylanh con nơi bánh xe mới hồi về lại xylanh chính 1 bằng lực ép của lò xo nơi bánh xe. Vì buồng B kín và đã đầy dầu, cho nên lượng dầu này được trở về bình chứa qua lỗ dầu hồi 8. Kết thúc quá trình phanh.
Thân xylanh được chế tạo bằng nhôm. Nòng xylanh chính phải theo những yêu cầu tối ưu. Nó phải đủ bền để chịu được áp lực, phải có kích thước chính xác không được lớn hơn (0,15mm) so với đường kính của piston, nòng xylanh phải tròn, thẳng và nhẵn bóng.
Xylanh chính kép có hai piston tiếp đối, một cái ở phía trước cái kia hoạt động ở cùng một nòng xylanh. Piston sơ cấp có hai đệm cao su, một đệm sơ cấp và một đệm thứ cấp. Piston thứ cấp thường có ba đệm chén, một đệm sơ cấp và hai đệm thứ cấp. Nòng xylanh chính kép có cổng bù và cổng nạp riêng cho mỗi piston.
Khi đạp phanh piston sơ cấp sẽ dịch chuyển về phía trước nhờ thanh đẩy của xylanh chính. Dầu phanh từ nòng xylanh sẽ dịch chuyển vào bình chứa cho đến khi mép đệm sơ cấp của nó bịt kín cửa bù, đóng đường thông dẫn giữa xylanh và bình chứa. Khi piston sơ cấp di chuyển về trước nhiều hơn thì áp suất tăng lên ở vùng sơ cấp sẽ đẩy piston thứ cấp, để nó di chuyển làm tăng áp suất dầu ở vùng thứ cấp lên tương tự. Piston thứ cấp tùy động theo áp suất ở vùng sơ cấp và vùng thứ cấp. Với áp lực cao dần dầu phanh được đẩy xuống các xylanh công tác thực hiện nhiệm vụ hãm bánh xe.
Khi buông bàn đạp phanh, Piston sơ cấp trở về đến vòng chặn tại đầu ngoài của nòng xylanh. Piston được đẩy xuống đó nhờ cả hai lò xo trả về của piston sơ cấp và thứ cấp. Vị trí nhả phanh của piston thứ cấp được xác định bằng chiều dài và độ mạnh của các lò xo trả về sơ cấp và thứ cấp. Đệm sơ cấp phải được trả về đến vị trí vừa qua khỏi cổng bù của nó.
Nếu cổng không được mở ra khi nhả phanh, sẽ xảy ra kẹt phanh vì dầu phanh từ calip và xylanh công tác sẽ không chảy ngược trở về được. Nếu piston trở về quá xa qua khỏi cổng, sẽ làm bàn đạp phanh thấp do bị mất hành trình bơm .Quá trình bơm sẽ không bắt đầu cho đến khi đệm sơ cấp dịch chuyển ngang qua cổng bù. Piston thứ cấp khi trở về đến vị trí đai ốc chặn thì dừng lại .
Trong trường hợp bị hỏng hóc thủy lực trong một cái của hệ thống có hai đặc điểm được thiết lập trong bộ phận này để đảm bảo sự hoạt động của nửa còn lại. Piston sơ cấp có một thanh nối được vặn ren vào phía trước, phía đệm sơ cấp .Trong trường hợp áp lực bị mất ở vùng sơ cấp, thanh nối này sẽ được đẩy vào và tác dụng
lên piston thứ cấp bằng cơ khí. Sẽ bị mất một ít hành trình di chuyển cho tới khi thanh nối chạm vào piston thứ cấp.Cũng có một thanh nối ở phía trước piston thứ cấp. Khi mất áp lực ở hệ thống phanh thứ cấp, piston thứ cấp sẽ di chuyển cho đến khi thanh nối đi tới chạm vào nòng xylanh. Bắt đầu từ lúc này, vùng sơ cấp có thể hoạt động một cách bình thường.
2.3.3. DẫN ĐộNG PHANH KHí NéN
Dẫn động phanh bằng khí nén là sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành quá trình phanh, người lái không cần mất nhiều lực để đạp phanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở van phân phối để điều khiển việc cung cấp khí nén, hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm việc. Nhờ thế mà hệ thống phanh được dẫn động bằng khí nén điều khiển nhẹ hơn so với các phương pháp dẫn động khác.
Máy nén khí được dẫn động bởi động cơ nhờ những sợi dây đai, sẽ cung cấp khí nén vào trong bình chứa khí nén, áp suất khí nén trong bình được xác định bởi áp kế đặt trong buồng lái.
Khi cần phanh người lái tác dụng lên bàn đạp, bàn đạp sẽ nhờ các đòn tác động lên van phân phối khí nén, lúc đó khí nén từ trong bình chứa theo các đường ống dẫn đến van phân phối khí nén đi đến các bầu phanh làm cho màng cao su của bầu phanh hoạt động sẽ dẫn động các cam xoay và làm chúng xoay. Do đó, các bố phanh cùng guốc phanh được ép sát vào trống phanh. Quá trình phanh được tiến hành.
Khi người lái nhấc chân ra khỏi bàn đạp phanh. Khí nén với áp suất cao phía sau van phân phối, sẽ nhanh chóng thoát ra ngoài không khí bằng các ngõ của van xả nhanh và tại ngõ thoát khí nén của van phân phối khí nén. Đồng thời nhờ vào lực của lò xo hồi vị trong cơ cấu phanh làm cho các bố phanh tách ra khỏi trống phanh. Như vậy, quá trình phanh được kết thúc.
Để đề phòng áp suất có thể tăng đột ngột trong bình chứa khí nén và trên đường ống dẫn khí nén, trong hệ thống phải có van an toàn.
Ưu điểm
Hệ thống phanh này có ưu điểm là có khả năng cơ khí hóa quá trình điều khiển ôtô và có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận khác làm việc như hệ thống treo loại khí vv…
Nhược điểm
Tuy nhiên hệ thống phanh này còn có khuyết điểm là cồng kềnh, các đường ống phải tuyệt đối kín.
- -
Máy nén khí thường dùng loại hai xylanh được hoạt động theo động cơ của ôtô. Máy nén khí bao gồm: vỏ, khối xylanh, nắp máy, piston với xecmăng, thanh truyền, trục khuỷu, hai van nạp, hai van hút cùng với lò xo, đòn gánh ( cò mổ), đũa đẩy, puly.
Khi động cơ của ôtô nổ sẽ làm cho máy nén khí hoạt động theo.
Khi piston ở vị trí điểm chết trên vừa chuyển động xuống dưới thì van nạp đóng lại, van hút mở ra không khí trong môi trường sẽ qua bộ lọc vào trong xylanh, khi piston đi từ điểm chết dưới lên điểm chết trên cũng là lúc van hút đóng lại làm cho không khí bị nén lại và đẩy mở van nạp, không khí được nén sẽ cung cấp cho bình chứa khí nén.
Cơ cấu bảo hiểm nối với bộ điều tiết áp suất, bộ điều tiết áp suất có tác dụng tự động điều chỉnh áp suất không khí trong hệ thống phanh ở một mức nhất định.
khoang trống của cơ cấu bảo hiểm sẽ thông với bình chứa khí nén qua bộ điều tiết. Việc cung cấp không khí vào hệ thống phanh ngưng lại, chỉ khi nào dưới tác động của áp suất không khí, piston và cần đẩy cơ cấu bảo hiểm di chuyển lên phía trên. Trong trường hợp đó, các van hút của cơ cấu bảo hiểm sẽ mở ra.
Nếu áp suất không khí trong hệ thống phanh giảm xuống dưới mức qui định, dưới tác động của lò xo đòn gánh các van hút của cơ cấu bảo hiểm đi xuống phía dưới. Không khí nén sẽ nạp vào các bình chứa khí nén cho đến khi áp suất trong bình chứa khí nén đạt đến mức qui định mà hệ thống bảo hiểm đã hiệu chỉnh sẵn, máy nén khí sẽ ngưng nạp.
ở máy nén khí có lắp bộ điều tiết áp suất, nó ăn thông với cơ cấu bảo hiểm của máy nén khí. Bộ điều tiết có tác dụng điều chỉnh tự động áp suất không khí nén cần thiết trong hệ thống phanh, nạp không khí vào cơ cấu bảo hiểm máy nén khí và xả không khí ra khỏi nó.
Khi cung cấp khí nén vào lỗ (2), thể tích được tạo bởi các chi tiết 1 và 3 tăng lên, thắng được lực của lò xo (5) dịch chuyển cây dù (4) và chữ U (7) về phía dưới. Quá trình phanh được tiến hành.
Khi không cung cấp khí nén vào lỗ (2), khí nén bên trong buồng có ở chu kỳ trước sẽ thoát ra ngoài bằng lỗ (2), thể tích giảm nhỏ tối đa, cây dù và chữ U trở về vị trí ban đầu nhờ vào lực tác động của lò xo (5). Kết thúc quá trình phanh.
Loại này được sử dụng trong các ôtô có tải trọng tương đối lớn. Chức năng:
Ôtô sẽ dừng hẳn khi hệ thống cung cấp khí nén bị hỏng, hoặc trong hệ thống của đường ống dẫn khí nén bị hở, không giữ được hơi.
: Hệ thống cung cấp làm việc của khí nén tốt, đường ống không bị rò khí quá mức qui định.
Lúc này khí nén luôn luôn có trong đường ống A, làm cho thể tích của buồng được tạo bởi bát cao su (5) với thân bầu phanh (13) là lớn nhất, làm nén lò xo (4) lại và đẩy cây dù trên (6) lên phía trên. Lúc này, cây dù giữa (7) và cây dù dưới (8)
được nâng lên nhờ vào lực của các lò xo (12 – 14 làm cho thể tích của buồng chứa khí nén được tạo bởi bát cao su (11) với thân bầu phanh (13) là nhỏ nhất. Như
vậy, hệ thống phanh này không còn bị bó cứng, ôtô hoạt động bình thường.
Khi người điều khiển tác động lên bàn đạp phanh, khí nén cung cấp vào ngõ B làm tăng thể tích giữa cao su (11) và cây dù (8), tất cả đều dịch chuyển về phía dưới. Quá trình phanh được tiến hành.
Khi người điều khiển nhấc chân ra khỏi bàn đạp phanh, thể tích buồng giữa thân bầu phanh (13) và bát cao su (11) giảm nhỏ lại nhờ vào lực đẩy của lò xo (12). Kết thúc quá trình phanh.
: Hệ thống cung cấp của khí nén không làm việc (hư hỏng), đường ống bị rò khí quá mức qui định.
Lúc này người điều khiển không còn điều khiển được, lực của lò xo (4) đẩy các cụm chi tiết về vị trí ban đầu. Như vậy, ôtô tự hãm cứng nhờ vào lực rất lớn của lò xo (4).
Bàn đạp phanh được gắn trên cùng của van phanh tiếp xúc với piston ở van sơ cấp. Loại điều khiển bình thường có một cần nối giữa van phanh và bàn đạp phanh. Vít (1), đế (2), piston (3) tiếp xúc với lò xo (4), piston thứ cấp (11), lò xo (7), đai ốc (8) được liên kết với nhau.
Piston sơ cấp (3) được giữ và đẩy lên nhờ lò xo hồi vị (5). Cụm van rơle sơ cấp (6) được gắn dưới piston sơ cấp (3). Van rơle sơ cấp (6) có cấu tạo giống như van thứ cấp (12), và nó được đẩy vào đế của thân nhờ lò xo (9), (13). Mỗi van rơle (6), (12) và piston (11) đều rỗng ở chính giữa. Khí nén được xả ra bên ngoài bằng đường rỗng này và thoát ra ngoài bằng đường xả (14) đặt ở đáy van phân phối.
Van phân phối loại đôi là một van điều khiển, nó làm việc khi có sự tác động lên bàn đạp và cung cấp áp suất khí nén qua các van rơle phù hợp với góc nghiêng của bàn đạp.
Van phân phối đôi gồm hai van điều khiển, van sơ cấp và van thứ cấp, mỗi van có một cửa cung cấp khí nén A để cấp khí nén từ bình chứa và hai cửa xả B để dẫn khí nén đến các bầu phanh ở các bánh xe.
Van phân phối loại đôi điều khiển độc lập cho hai đường phanh riêng biệt (sơ cấp và thứ cấp). Do đó, nếu một trong hai đường phanh bị hư hỏng, đường còn lại vẫn có thể hoạt động đảm bảo an toàn cho ôtô.
- Đang tác động lên bàn đạp phanh từ từ và dịch chuyển
Khi người điều khiển tác động vào bàn đạp phanh – tức là tác động lên đế lò xo (2), lò xo (hay cao su ) đàn hồi (4) tới piston (3) để piston này nén lò xo hồi vị (5) và đi xuống. Khi piston (3) đi xuống tiếp xúc với van rơle sơ cấp (6) và làm kín đường xả ra ngoài không khí. Nếu tiếp tục tác động lên bàn đạp phanh thì piston (3)
tiếp tục đi xuống và làm nén lò xo hồi vị (5) và piston (3) tì sát vào van rơle sơ cấp (6) để van này mở cho khí nén từ các cửa cung cấp A đến các cửa xả B. Từ đó khí nén được cung cấp tới hệ thống sơ cấp như là một áp suất điều khiển.
Khi van rơle (6) làm việc, một phần khí nén ở tầng sơ cấp phía trên đi qua lỗ (a) trên thân của buồng van phân phối đôi, áp suất này sẽ làm tăng áp suất tác động lên mặt trên của piston thứ cấp (11) và làm cho piston này đi xuống, đẩy theo van rơle thứ cấp (12). Đầu dưới của piston thứ cấp (11) tiếp xúc với van rơle thứ cấp (12) tiếp tục được đẩy xuống để tạo ra khe hở lớn hơn, nên khí nén từ cửa cung cấp thứ cấp A đi vào các cửa xả thứ cấp B. Từ đó khí nén được cung cấp tới hệ thống thứ cấp như là một áp suất điều khiển.
- Cân bằng
Khi góc đạp được giữ không đổi, thì áp suất khí nén tạo ra khi đạp bàn đạp sẽ ổn định ở mức tương ứng với góc đạp đó.
Khi đạp từng bước một, đường xả (14) không có khí nén thoát ra bên ngoài nhưng các van rơle (6) và (12) vẫn mở để cung cấp khí nén đến phía sau các van rơle.
Khi khí nén làm việc thì đồng thời tạo ra áp suất ở phần dưới piston (3), (11) để đẩy nó đi lên.
- Khi góc đạp ở một vị trí nào đó
Luôn luôn có áp suất khí nén ở phía dưới các piston (3), (11) sẽ nâng các piston này đi lên và làm nén lò xo (4), (10). Đồng thời, các lò xo (9), (13) nâng các van rơle (6), (12) để chúng được ép sát vào đế của các piston (3), (11). Ngoài ra, các van rơle (6), (12) tiếp tục đi lên để tiếp xúc với các đế của thân buồng van phân phối để ngừng việc cung cấp khí nén từ các cửa A sang các cửa B. Lúc này thì áp suất khí nén ổn định.
Khi áp suất hệ thống phía sau van sơ cấp (6) giảm xuống, có nghĩa là áp suất mặt phía trên piston thứ cấp (11) cũng hạ xuống theo vì áp suất của nó được cung cấp từ van sơ cấp (6).
Khi áp suất thứ cấp tác dụng tới phía dưới của piston thứ cấp (11) trở nên cân bằng với áp suất sơ cấp tác động tới phía trên của piston thứ cấp (11), nếu sau đó áp suất phía trên piston (11) giảm xuống thì piston (11) đi lên tiếp xúc với đế của piston (3).
Khi các van rơle (6), (12) tiếp xúc với các đế của thân buồng van phân phối, thì việc cấp khí nén từ các cửa cung cấp A tới các cửa xả B được ngừng lại. Nên áp suất khí nén ổn định không tăng lên. Lúc này, áp suất khí nén thứ cấp ổn định ở mức bằng áp suất sơ cấp.
Các lò xo hồi vị (5), (10) giữ vai trò giảm sự chênh lệch áp suất giữa van sơ cấp (6) và van thứ cấp (12).
- Khi người điều khiển nhấc chân ra khỏi bàn đạp van phân phối đôi
Khi nhấc chân ra khỏi bàn đạp, piston (3), (11) được đẩy lên nhờ lực lò xo