3. Một số loại dẫn động phanh
3.3.1. Dẫn động phanh khí nén điều khiển trực tiếp
Hinh 24: Sơ đồ dẫn động phanh trực tiếp ( cổ điển)
1.Bàn đạp chân phanh ,2.Van phân phối một dòng , 3. Đường ống dẫn,
4. Bầu phanh bánh xe cầu sau , 5. Bình khí nén từ nguồn cung cấp.
Ưu, nhược điểm của hệ thống dẫn động khí nén điều khiển trực tiếp:
Ưu điểm: sơ đồ ,kết cấu các chi tiết đơn giản Nhược điểm:
+ Nếu có sự cố rò khí trên đường ống thì hệ thống sẽ không làm việc được + Vì khoảng cách từ van phân phối tới các bầu phanh bánh trước nhỏ hơn so với khoảng cách từ van phân phối đến bầu phanh bánh sau, do đó thời gian chậm tác dụng của phanh sau sẽ lớn hơn và sẽ gây hiện tượng trượt lết nếu như chúng ta phanh xe trong trường hợp khẩn cấp. Vì thế điều này rất ảnh hướng lớn đến sự dẫn hướng của xe và dễ gây nguy hiểm
-37-
3.3.2. Dẫn động phanh khí nén điều khiển gián tiếp:
Hình 25: Sơ đồ mạch phanh điều khiển gián tiếp
1. Bàn đạp chân phanh ,2.Van phân phối một dòng , 3. Đường ống dẫn,
4. Bầu phanh bánh xe cầu sau , 5-8 . Bình khí nén,6. lỗ xả khí
Ưu, nhược điểm của hệ thống dẫn động khí nén điều khiển gián tiếp:
Ưu điểm:
+ Khắc phục được độ chênh lệch thời gian chậm tác dụng của phanh bánh xe cầu sau và cầu trước
+ Giúp cho việc phanh và nhả phanh được nhanh hơn Nhược điểm:
+ Nếu có sự cố rò khí trong đường ống thì hệ thống phanh sẽ không làm việc được.
3.4. Dẫn động phanh liên hợp (thủy-khí):
Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô có tải trọng lớn và rất lớn.
Hệ thống phanh thủy - khí là hệ thống phanh kết hợp giữa hai kiểu dẫn động phanh thủy lực và khí nén.
-38-
1. Đường khí vào, 2. Máy nén khí, 3. Máy nén khí, 4. Bàn đạp phanh, 5. van phân phối, 6- 13. Xilanh bánh xe, 7-14. Trông phanh, 8-15. Má phanh, 10-12. Xilanh phanh chính
Nguyên lý hoạt động :
Máy nén khí (2) được dẫn động bởi động cơ của ôtô thông qua các dây đai, và nạp khí nén vào bình chứa khí nén (3).
Khi người điều khiển tác dụng lên bàn đạp phanh (4), van phân phối khí nén (5) sẽ mở, khí nén từ bình chứa sẽ đi qua van phân phối đến các xilanh lực đẩy piston của xilanh lực ép các piston của xilanh chính (10-12), áp suất dầu trong xilanh chính và trong hệ thống tăng lên, sinh ra lực tác động lên các piston của các xilanh con (6-13), do đó sẽ làm cho các guốc phanh cùng má phanh (8-15) ép sát vào trống phanh (7-14) để thực hiện quá trình phanh.
Hệ thống phanh thủy-khí được trang bị cho các xe tải trọng cỡ trung và lớn, nó phối hợp cả hai ưu điểm của hệ thống dẫn động phanh: bằng thủy lực và bằng khí nén. Nhờ vậy mà hệ thống phanh thủy - khí có lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ, độ nhạy cao và có thể sử dụng cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
Ưu, nhược điểm của hệ thống phanh thủy khí:
Ưu điểm: Hệ thống phanh thủy khí thường dùng trên ôtô vận tải trung bình và lớn. Nó phối hợp cả ưu điểm của phanh khí nén và phanh thủy lực, cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhảy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.
Nhược điểm: Hệ thống phanh thủy khí sử dụng chưa rộng rãi do phần truyền động thủy lực còn bị ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ, kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết.
Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như hành trình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở mômen phanh cần sinh ra và các thông số dẫn động phanh
4. MỘT SỐ SƠ ĐỒ PHÂN DÒNG CHÍNH:
Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít là hai dòng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn được ô tô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó. Hiện nay phổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên (hình 2.10). Để phân chia các dòng có thể sử dung bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi lanh chính kép hay bộ chia.
Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng. Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:
- Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng - Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép
-39-
Hình 27: Các sơ đồ phân dòng
Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 2.10a). Đây là sơ đồ phân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước.Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảm bảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó. Tuy vậy khi dùng sơ đồ (b) và (d) lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng. Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái .
Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau :
- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp và hành trình của nó.
- Thời gian chậm tác dung khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2s.
- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối thiểu là 50%.
-40-
CHƯƠNG II
HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE HYUNDAI HD170 (8.5 TẤN)
Đặc điểm chung:
Là loại dẫn động bằng thủy lực điều khiển khí nén có hai dòng độc lập. Cơ cấu phanh trước và phanh sau đều sử dụng tang trống với các guốc phanh đối xứng nhau qua tâm và xi lanh thủy lực đóng vai trò điều khiển guốc phanh.
1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh:
1.1. Sơ đồ phanh chính
Hình 28: Sơ đồ hệ thống phanh xe Hyundai HD170
-41-
1. Đồng hồ báo áo suất; 2. cơ cấu phanhtrước; 3. Van kiểm tra; 4. Van an toàn; 5. Bình chứa khí nén cho dòng phanh sau; 6. Bình chứa khí nén cho dòng phanh trước; 7.
Bình chứa khí nén chung(để tách nước) 8. công tắc đèn cảnh báo áp suất, 9. Bộ điều
chỉnh áp suất; 10. Bộ phận sấy khô khí nén; 11. Bình chứa dầu phanh; 12. công tắc đèn báo dầu phanh; 13 . Van điều khiển thủy lực; 14. công tắc đèn cảnh báo mòn; 15. Cơ cấu
phanh sau; 16. van điện từ; 17. xilanh phanh động cơ; 18. bàn đạp phanh(van phanh);
19. Công tắc đèn phanh; 20. máy nén khí
1.2. Cấu tạo:
Qua sơ đồ cấu tạo ta có thể chia hệ thống phanh thành ba cụm chính:
Phần cung cấp khí nén: gồm máy nén khí, bình chứa khí nén, bộ điều chỉnh áp, bộ sấy khô khí nén trước khi cung cấp khí nén vào bình chứa và các van một chiều.
Phần điều khiển bằng khí nén: các đường ống dẫn khí từ bình chứa khí qua van một chiều điều khiển khí nén 18 và đến van điều khiển thủy lưc 13. qua van điều khiển thủy lực này áp suất khí nén chuyển thành áp suất dầu.
Phần dẫn động thủy lực: gồm bình chứa dầu 11 cung cấp dầu cho van điều khiển thủy lực 13. các đường ống dầu truyền dầu từ van 13 đến các xi lanh công tác ở cơ cấu bánh xe.
1.3. Nguyên lý hoạt động.
Máy nén khí 20 được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí nén vào bình chứa 7 qua van kiểm tra 3. Áp suất trong bình 7 sẽ được xác định qua đồng hồ 1 đặt trong buồng lái. Khi mới bắt đầu khởi động động cơ, áp suất trong bình 7 còn thấp đèn 8 sáng. Sau vài phút áp suất trong bình 7 đủ mức cần thiết, đèn 8 tắt báo hiệu phanh đã sẵn sàng và xe có thể khởi hành. Bộ điều chỉnh áp suất 9 có tác dụng điều chỉnh mức áp suất trong bình 7. Nếu áp suất trong bình 7 vượt quá mức cho phép thì 9 mở ra cho khí nén từ bình 7 đi ngược lại máy nén 20, giảm sự tiêu hao công suất cho máy 20. Vì một lý do nào đó mà áp suất trong bình 7 tăng lên quá cao thì một lượng khí sẽ được xã ra ngoài thông qua van an toàn 4. khí nén từ bình 7 đươc chia làm hai dòng riêng biệt cấp vào bình 5 và 6 qua các van kiểm tra 3. Khi phanh người lái tác động vào bàn đạp phanh, van phanh 18 mở cung cấp khí nén từ bình 5 và 6 đến các van điều khiển thủy lực 13. Các van điều khiển thủy lực chuyển áp suất khí nén thành áp suất dầu phanh truyền đến các xi lanh công tác ở các cơ cấu bánh xe trước và sau. Tại các xi lanh công tác, áp suất dầu tạo áp lực lên các piston đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh tiến hành quá trình phanh.
Hiện nay các xe được trang bị thêm bộ phận sấy khô khí nén 10. như vậy khí nén trước khi vào bình chứa 7 qua van 3 sẽ được bộ phận 10 sấy khô nhằm hạn chế tối đa lượng hơi nước và dầu lọt vào bình 7. Hơi nước và dầu có trong khí nén có thể tạo ra cặn tại bình chứa khí nén làm chậm tác dụng của khí nén và làm giảm áp suất khí nén.
Năng lượng do người lái tạo ra thông qua bàn đạp phanh chỉ dung để mở van điều khiển khí nén. Năng lượng tạo ra áp suất dầu thể hiện qua máy nén khí. Các guốc phanh được điều khiển bằng áp suất thủy lực.
-42-
Ưu điểm: Hệ thống này kết hợp được cả ưu điểm của cả phanh dầu và phanh khí cụ
thể là độ nhạy cao, hiệu suất lớn, phanh đồng đều lên các bánh xe, điều khiển nhẹ nhàng. Nhược điểm: Có kết cấu phức tạp, giá thành cao, nhiều cụm kích thước lớn, chăm sóc kỹ thuật phức tạp, luôn phải kiểm tra sự bao kín của hệ thống khí nén và thủy lực.
2. Hệ thống phanh tay 2.1. Sơ đồ
Hình 29: Kết cấu phanh tay trên xe Hyundai
1.lò xo hoàn lực, 2. lò xo hoàn lực, 3.tấm dẫn guốc phanh, 4.lò xo giằng, 5.lò xo
điều chỉnh, 6.chốt giữ guốc phanh, 7. bệ lò xo, 8.l ò xo giữ, 9. bệ lò xo, 10.bộ điều
chỉnh, 11.cụm guốc phanh, 12.thanh giằng, 13. cáp phanh tay, 14. cụm guốc phanh,
15. cần phanh tay, 16. cáp, 17. cụm phanh tay, 18. trống phanh
Vị trí phanh tay:
Phanh tay thường được lắp ở phần đầu láp (trục các đăng) sát với hộp số, có một số xe phanh tay được thiết kế ở đầu ra trực thứ cấp trong hộp số.
-43-
2.2. Nguyên lí hoạt động:
Khi người lái xe tác động lực kéo cần phanh tay 15 ở cabin lái lên, thông qua dây cáp kéo 16 sẽ dẫn động hệ thống phanh, khi dây cáp bị kéo lên tác động vào thanh giẳng 12 đẩy má phanh 11,14 bung ra tì vào trống thắng (tang trống) 18 giúp xe có thễ đứng yên. Khi bộ phận phanh họat ộng để không bị bung ra thì chốt giữ guốc phanh 6 sẽ giữ lại. Sau một thời gian hoạt động má phanh có thể bị mòn, Có bộ điều chỉnh 10 giúp ta có thể tăng độ khít của má phanh và trống phanh. Khi không sử dụng phanh tay nữa, người lái xe hạ cần phanh tay xuống, thông qua các lò xo hoàn lực 1,2 sẽ kéo toàn bộ hai bên má phanh trở về vị trí.
2.3. Dẫn động phanh:
Dẫn động phanh trên xe Hyundai HD170 nhờ máy nén khí, van điều khiển khí nén, van điều khiển thủy lực và cơ cấu phanh thủy lực. máy nén khí đóng vai trò là nguồn cung cấp khí nén. Van điều khiển khí nén dùng để đóng mở khí nán và phân phối cho các dòng phanh bánh trước và bánh sau. Trong van điều khiển thủy lực khí nén tạo ra lực dẫn động đẩy dầu thủy lực tới các xilanh phanh của cơ cấu phanh bánh xe.
3. Các bộ phận dẫn động chính trên xe Hyundai HD 170 3.1. Xilanh trợ lực tổng (xilanh chính)
3.1.1. Sơ đồ tổng quát:
Hình 30: Xilanh tổng và bầu trợ lực khí nén của hệ thống phanh xe Hyundai
1. Đường ống dẫn khí nén 2. Van điều khiển 3.Xylanh chính ; 4. Mặt bích 5. Trục tròn 6. Lò xo 7. Píttông 8. Vỏ xylanh lực.
Kết cấu của bộ trợ lực như 24, bộ trợ lực này gồm ba phần chính:
- Xylanh chính (3)
- Xylanh lực: Gồm các chi tiết như Vỏ xylanh lực (8), trục tròn (5) được nối với van
đẩy (nằm trong xylanh chính 3) để tác động lên píttông (7) của xylanh chính (3).
- Van điều khiển (2) mở ngõ cho khí nén tác động lên píttông (7) của xylanh lực (8).
Lưu ý: Khi mất khí nén, hệ thống phanh vẫn làm việc được nhưng lực tác động từ
-44-
Hình 31: Kết cấu xi lanh và van điều khiển thủy lực
1. Vòng hãm kín piston; 2. Piston xi lanh khí nén; 3. Lò xo hồi vị; 4 .thành xi lanh; 5. Lỗ thông khí; 6. Đầu nố ống dẫn dầu; 7. Van điều khiển; 8. Van xả khí; 9. Xi lanh phanh chính; 10.piston xilanh phanh chính; 11. Nắp; 12.công tắc cảnh báo
mòn; 13. Cần đẩy; 14. Đai ốc; a. Đường khí vào, b. Đường bổ sung dầu , c. Đường tới xi lanh phanh bánh xe, d. Đường thông khí
.
3.1.2. Cấu tạo: gồm hai cụm chính
Xi lanh chính thủy lực (I) : gồm có vỏ, piston 10 và xi lanh 9. Bình chứa dầu cấp vào lỗ B nhờ van điều khiển 7. Dầu được dẫn vào lõi piston 10 thông qua một van đóng có dạng tròn, tiết diện hình chữ U và cấp cho xi lanh 9. Từ xi lanh 9 dầu sẽ cấp cho các xi lanh bánh xe qua lỗ C. Trên vỏ xi lanh 9 có van xả khí. Trên rãnh piston 10 có gioăng bằng cao su để tạo độ kín giữa xi lanh 9 và piston 10.
Buồng tạo áp lực thủy lực do khí nén (II): gồm có buồng 4 dạng hình trụ. Bên trong được chia làm hai ngăn M và N nhờ piston 2. Gioăng cao su hình xuyến nằm bao ngoài piston 2 có tác dụng bao kín. Lò xo cấu trúc hình trụ 3 tạo khả năng hồi vị cho piston 2. Khoang N có thể thong với khí trời nhờ lỗ thông khí 5 và các màng lọc không khí. Khí nén được cấp từ van phanh kép vào khoang M vào lỗ A. Xi lanh khí nén và xi lanh thủy lực được liên kêt với nhau thong qua đòn đẩy 13 và cố định với piston 2 nhờ ecu 14. Để tao độ kín giữa buồng dầu và buồng khí người ta dung phớt bạc kín kép.
Ở buồng 4 người ta bố trí chốt 13. Giữa chốt 13 có rãnh trên đó tỳ một chốt hình chõm cầu nối với công tắc 12. Công tắc này dung để cảnh báo khi mòn má phanh.
3.1.3.Nguyên lý hoạt động
Trạng thái không phanh: van phanh kép đóng, không có không khí cung cấp vào khoang M do đó áp suất trong khoang M thấp, lực căng của lò xo 3 đẩy piston 2 sang trái, khiến thể tích khoang M nhỏ nhất. Khí trời qua lỗ 5 và lưới lọc vào khoang N. Dầu phanh đưa vào lỗ B qua van một chiều chảy vào buồng xi lanh 9 nhờ một van trụ hình chữ U. Lúc này dầu có áp suất thấp. Van 7 ở trạng thái đóng để tránh lọt khí vào xi lanh 9.
-45- Trạng thái phanh: khí nén được cấp từ van phanh điền đầy khoang M qua lỗ A. Áp lực khí nén thắng được lực của lò xo 3 đẩy piston 2 sang phải. Lúc này van trụ hình chữ U bịt đường dầu không cho dầu lọt vào xi lanh chính tạo nên buồng kín trong xi lanh 9. Tiếp tuc tăng lực khí nén, piston 10 dịch chuyển sang phải làm tăng áp lực dầu và cung cấp cho