Phanh dừng và hệ thống phanh phụ

1.2.3.1. Phanh dừng

Công dụng: Đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính (phanh chân) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanh dừng để hãm ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng mà không bị trôi tư do, đồng thời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết. Kết cấu: Cơ cấu phanh của phanh dừng nói chung không có gì khác biệt nhiều so với cơ cấu phanh của phanh chính. Phần tử ma sát của phanh dừng cũng có thể có dạng trống – guốc, đĩa hay dải.

Phanh dừng có thể được lắp đặt trên các trục truyền lưc (ở đầu ra của trục thứ cấp hộp số hay sau trục các đăng trên mặt bích của bánh răng côn chủ động của truyền lưc chính) hoặc ở bánh xe (chung cơ cấu phanh với phanh chính).

Phanh dừng thường chỉ tác dụng lên các bánh sau của ô tô. Phanh dừng lắp trên các trục truyền lưc (phanh truyền lưc) thường sử dụng trên các ô tô du lịch cỡ lớn, ô tô khách và ô tô tải. Phanh dừng truyền lưc có dẫn động điều khiển đơn giản và làm việc hiệu quả. Tuy vậy, nhược điểm là tải trọng tác dụng lên các đăng, truyền lưc chính và bán trục khi phanh lớn nên có thể gãy, vỡ các cụm chịu tải khi phanh.

Phanh dừng lắp ở bánh xe (phanh bánh xe) có cơ cấu phanh chung với phanh chính nhưng dẫn động điều khiển độc lập. Ưu điểm: Không gây tải trọng lớn lên các chi tiết của hệ thống truyền lưc khi phanh nhưng lại đòi hỏi có lưc dẫn động lớn. Vì thế loại phanh này thường được sử dụng nhiều trên các ô tô du lịch cỡ nhỏ.

1.2.3.2. Hệ thống phanh phụ

Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trên đường dài và liên tục. Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần.

- Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh không lớn lắm trong thời gian dài.

- Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.

- Nhờ hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độ trung bình khi chạy đường dốc, giảm hao mòn hệ thống phanh chính và lốp. Ngoài ra, nó còn đảm bảo cho hệ thống phanh chính luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc.

- Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ chia ra: Cơ khí, khí nén, thủy lưc, điện động.

- Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hành khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn.

Chương 2. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ Ô TÔ ĐIỆN HITACHI

2.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA Ô TÔ ĐIỆN HITACHI

H I T A C H I 1800 3000 1 7 0 0 930 930 1100 Hình 2-1 Sơ đồ tổng thể ô tô điện Hitachi

Bảng 2-1 Thông số kỹ thuật của ô tô điện Hitachi

STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị

1 Dài/rộng/cao DxRxC [mm] 3400/1100/1700

2 Chiều dài cơ sở L0 [mm] 1800

3 Chiều rộng cơ sở trước/sau [mm] 930/930

4 Trọng lượng không tải G0 [Kg] 460

5 Trọng lượng toàn tải Ga [Kg] 700

6 Công thức bánh xe 4x2

8 Số chỗ ngồi [Người] 04 2.2. KHÁI QUÁT CÁC HỆ THỐNG TRÊN Ô TÔ ĐIỆN HITACHI

2.2.1. Động cơ điện và hệ thống điều khiển điện trên ô tô

Động cơ điện là loại động cơ điện một chiều với các thống số sau: - Tên động cơ: DM 430-04B

- Công suất: 3.0 [kW] - Động cơ điện: 48 [V]

Ô tô có công tắc điều khiển cho ô tô chuyển động tiến hoặc lùi, và công tắc phanh dừng bằng điện.

2.2.2. Hệ thống treo

Hệ thống treo là tập hợp tất cả các cơ cấu dùng để nối đàn hồi khung hoặc vỏ ôtô với các cầu hay hệ thống truyền động.

Hệ thống treo nói chung, gồm có ba bộ phận chính là: Bộ phận đàn hồi, bộ phận hướng và bộ phận giảm chấn. Mỗi một bộ phận đảm nhận một chức năng và nhiệm vụ riêng biệt.

- Bộ phận đàn hồi: Dùng để tiếp nhận và truyền các tải trọng thẳng đứng, làm giảm va đập và tải trọng tác động dụng lên khung vỏ và hệ thống chuyển động, đảm bảo độ êm dịu cần thiết cho ô tô khi chuyển động.

- Bộ phận dẫn hướng: Dùng để tiếp nhận và truyền lên khung các lưc dọc, ngang cũng như các mô-men phản lưc và mômen phanh tác dụng lên bánh xe, động học của bộ phận dẫn hướng xác định đặc tính dịch chuyển tương đối với khung vỏ.

- Bộ phận giảm chấn: Cùng với ma sát trong hệ thống treo, có nhiệm vụ tạo lưc cản, dập tắt dao động của phần được treo và phần không được treo, biến cơ năng của dao động thành nhiệt năng tiêu tán ra môi trường xung quanh.

Hình 2-2 Hệ thống treo trên ô tô điện Hitachi. a-Hệ thống treo cầu trước; b-Hệ thống treo cầu sau Hệ thống treo trên ô tô điện Hitachi có đặc điểm:

- Hệ thống treo trước là hệ thống treo độc lập, phần tử đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn dùng bằng thủy lưc kiểu ống.

- Hệ thống treo trước là hệ thống treo phụ thuộc, phần tử đàn hồi là lò xo trụ, bộ giảm chấn dùng bằng thủy lưc kiểu ống.

2.2.3. Hệ thống lái

Hệ thống lái là tập hợp các cơ cấu dùng để:

- Giữ cho ô tô-máy kéo chuyển động theo một hướng xác định nào đấy. - Thay đổi hướng chuyển động khi cần thiết theo yêu cầu cơ động của ô tô. Hệ thống lái nói chung gồm các bộ phận chính sau:

- Vô lăng, trục lái và cơ cấu lái: Dùng để tăng và truyền mô-men do người lái tác dụng lên vô lăng đến dẫn động lái.

- Dẫn động lái: Dùng để truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến các bánh xe dẫn hướng và để đảm bảo động học quay vòng cần thiết của chúng.

- Cường hoá lái: Thường sử dụng trên các ô tô tải trọng lớn và vừa. Dùng để giảm nhẹ lưc quay vòng cho người lái bằng nguồn năng lượng bên ngoài. Trên các ô tô cỡ nhỏ có thể không có.

Hệ thống lái trên ô tô điện Hitachi có trợ lưc điện, sử dụng công suất của động cơ điện một chiều để hỗ trợ cho quá trình xoay các bánh xe dẫn hướng, Nhờ có trợ lưc mà giảm được cường độ lao động của người lái. Hệ thống trợ lưc dùng một motor điện chế tạo rời lắp với trục bánh răng của cơ cấu lái.

Hình 2- 3 Hệ thống lái trên ô tô điện Hitachi

1- Khớp cầu; 2- Chụp cao su; 3- Thanh lái; 4- Mô tơ; 5- Giắc điện;6- Trục lái.

2.2.4. Hệ thống phanh

Hệ thống phanh trang bị trên ô tô điện Hitachi là loại hệ thống phanh thủy lưc. Trong hệ thống phanh có hai loại phanh, là: Phanh chính và phanh dừng.

- Phanh chính: Có công dụng để giảm bớt tốc độ chuyển động của ô tô hoặc dừng hẳn ô tô. Phanh này cho phép dừng hẳn ô tô một cách nhanh chóng và đáng tin cậy mà không phụ thuộc vào điều kiện chuyển động, tốc độ và tải trọng. Cơ cấu phanh trong hệ thống phanh chính lắp trên cả 4 bánh xe. Dẫn động hệ thống phanh chính là loại dẫn động thủy lưc ba dòng.

- Phanh dừng: Đảm bảo cho ô tô đứng yên so với mặt đường khi ô tô đứng trên dốc hoặc khi không có người lái. Hệ thống phanh dừng là hệ thống phanh điện từ.

2.2.4.1. Đặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh ô tô điện Hitachi

Cơ cấu phanh trước và sau đều là loại trống guốc có cơ cấu ép bằng xylanh kép và có hai điểm tưa cố định của guốc được bố trí cùng phía với các thông số kỹ thuật sau:

Ðường kính tang trống : 161 [mm]

Bề rộng má phanh : 26 [mm]

Bề dày má phanh : 5 [mm]

Khoảng cách từ tâm bánh xe đến đường tâm điểm tỳ : h’’= 60 [mm] Khoảng cách từ tâm của xylanh công tác đến tâm điểm tỳ : h = 120 [mm] Khoảng cách từ tâm bánh xe đến điểm tỳ : s = 63 [mm] Góc ôm của má phanh guốc trước : β = 1170

Góc đặt má phanh guốc trước : α1 = 210

α2= 1380

Góc ôm của má phanh guốc sau : β = 1170

Góc đặt má phanh guốc sau : α1 = 210

α2= 1380

Thông số kĩ thuật của xylanh chính :

Ðường kính xylanh chính : dc = 17 [mm]

Hình 2-4 Sơ đồ tính cơ cấu phanh trống guốc. P- Lưc ép do áp suất dầu trong xy lanh

N- Lưc pháp tuyến T- Lưc ma sát

2.2.4.2. Sơ đồ và nguyên lý hoạt dộng của hệ thống phanh trên ô tô điện Hitachi

Hệ thống phanh trên ô tô điện Hitachi gồm :

- Hệ thống phanh chính (phanh chân): Gồm cơ cấu phanh và dẫn động phanh.

- Phanh dừng: Phanh điện từ.

a. Hệ thống phanh chính trên ô tô điện Hitachi

Cấu tạo hệ thống phanh chính ô tô điện Hitachi gồm có hai phần : - Cơ cấu phanh loại trống guốc.

- Dẫn động phanh thủy lưc, trợ lưc điện.

Hình 2-5 Hệ thống phanh chính trên ô tô điện Hitachi.

1- Cơ cấu phanh; 2-Xylanh chính; 3-Tín hiệu truyền đến motor trợ lưc; 4-Tín hiệu từ cảm biến vị trí cam trên càng quay; 5-Chốt truyền tùy động;

6-Tín hiệu từ công tắc hành trình; 7- Công tắc hành trình; 8-Thanh đẩy; 9-Bộ chia dòng; 10-Bàn đạp phanh; 11-Càng trợ lưc; 12-Thanh liên kết;

13-Lò xo tỳ; 14-Càng quay; 15-Cảm biến vị trí cam quay; 16-Motor trợ lưc và bộ giảm tốc.

ECU 10 12 13 14 15 1 2 3 6 7 9 16 11 4 5 8

Nguyên lý làm việc:

- Khi phanh : Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh (10) dịch chuyển sang trái làm mở công tắc hành trình (7), tín hiệu được truyền đến ECU, từ ECU sẽ xuất ra tín hiệu làm quay motor điện, qua bộ giảm tốc (16), quay càng (14), thông qua thanh liên kết (12) làm quay càng trợ lưc (11), tỳ vào chốt tùy động (5) trên thanh đẩy và qua đó tạo nên một lưc phụ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính (2), ép dầu theo các ông dẫn đi đến các xylanh bánh xe để thưc hiện quá trình phanh. Với mỗi vị trí bàn đạp phanh, sẽ ứng với một vị trí ở cam trên càng quay, thông qua cảm biến vị trí (15), sẽ truyền tín hiệu về ECU, ECU sẽ xử lý rồi truyền tín hiệu đến motor trợ lưc để tạo ra lưc trợ lưc hợp lý.

- Khi nhả phanh : bàn đạp phanh (10) trở về vị trí ban đầu, làm đóng công tắc hành trình (7), ECU sẽ không xuất ra tín hiệu làm quay motor trợ lưc nữa, nhờ vào chốt tùy động trên thay đẩy (8) sẽ kéo càng trợ lưc về, thông qua thanh liên kết đưa càng quay về vị trí ban đầu.

b. Hệ thống phanh dừng trên xe điện Hitachi:

A A A - A TL 1:1 1 2 3 5 4 6 7

1-Nam châm điện; 2-Mâm ép 1; 3-Tấm ma sát 1; 4-Tấm ma sát 2; 5-Mâm ép 2; 6- Đĩa khóa; 7- Lò xo hồi vị

Hệ thống phanh dừng trên ô tô điện Hitachi được tích hợp với ly hợp điện từ, và có nguyên lý làm việc như sau:

Khi khóa ở vị trí ON, hoặc khi không bật công tắc phanh dừng, lúc đó có một nguồn điện tới nam châm điện (1), hút mâm ép (2) và tấm ma sát (3) tách ra khỏi mâm ép (5), lúc này đĩa khóa liên kết với trục ra của động cơ điện mới có thể quay được và ô tô mới có thể chuyển động.

Khi khóa ở vị trí OFF, hoặc khi bật công tắc phanh dừng, lúc đó không có nguồn điện tới nam châm điện nữa, các lò xo hồi vị (7) đẩy mâm ép (2) và tấm ma sát (3) tỳ chặt đĩa khóa (6) với tấm ma sát (4) trên mâm ép (5), khóa cứng trục ra của động cơ điện, nhờ vậy mà ôtô có thể đứng yên so với mặt đường khi ôtô đứng trên dốc hoặc khi không có người lái.

2.2.4.3. Kết cấu các bộ phận chính của hệ thống phanh ô tô điện Hitachi a. Cơ cấu phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận trưc tiếp tạo ra lưc cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ô tô được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài

Cơ cấu phanh trước và sau trên ô tô điện Hitachi đều là loại tang trống có cơ cấu ép bằng xylanh kép và có hai điểm tưa cố định của guốc được bố trí cùng phía. Đây là loại cơ cấu phanh tang trống đơn giản nhất và có tính thuận nghịch nhưng không cân bằng. Mô-men ma sát được tạo ra bởi các guốc có giá trị khác nhau do tính chất tách/siết của các guốc đối với tang trống phụ thuộc chiều quay của bánh xe.

2 1 9 7 6 5 4 3 8 12 10 A A B B 15 13 14 A-A TL 2:1 B-B TL 1:1 18 17 16 21 20 19 22 11

Hình 2-7 Cơ cấu phanh.

1-Lò xo hồi vị; 2-Chốt tỳ cố định; 3-Càng phanh dừng; 4-Má phanh; 5-Chi tiết dẫn hướng guốc phanh; 6-Chốt khóa; 7-Guốc phanh; 8-Mâm phanh; 9-Xylanh công tác; 10-Thanh đẩy; 11-Cam tư động điều chỉnh khe hở; 12-Lò xo tỳ;

13-Piston; 14-Nút chắn bụi; 15-Thân xylanh; 16-Chén chận; 17-Lò xo tỳ; 18-Cuppen; 19-Vít nối ống; 20-Đường ống dẫn dầu; 21-Nắp che vít xả khí;

Nguyên lý làm việc:

- Khi người lái đạp bàn đạp phanh, dầu được đẩy từ xylanh chính đến các xylanh công tác (9). Dầu có áp lưc cao sẽ tác dụng lên piston (13) trong xylanh công tác ép guốc phanh (7) vào trống phanh. Khi các má phanh (4) của guốc phanh sát vào mặt của tang phanh, lưc ma sát xuất hiện. Nếu bánh xe chuyển động thì lưc ma sát này sinh ra momen chống lại chiều chuyển động của bánh xe, như vậy quá trình phanh thưc hiện.

- Khi người lái xe nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị (1), các má phanh của guốc phanh được tách ra khỏi bề mặt của tang phanh, giữa má phanh và tang phanh không có lưc ma sát do vậy không cản trở chuyển động của bánh xe, quá trình phanh không xảy ra.

Bộ phận điều chỉnh khe hở: khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, để cho phanh nhả được an toàn, khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết,… Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.

1 2

4 3

Hình 2-8 Cơ cấu tư động điều chỉnh khe hở

1-Thanh liên kết; 2-Guốc phanh; 3-Cam tư động điều chỉnh khe hở; 4-Lò xo tỳ Trên cơ cấu phanh ô tô điện Hitachi có bộ phận điều chỉnh khe hở tư động với nguyên lý làm việc như sau:

- Khi phanh: Các guốc phanh (2) sẽ dịch chuyển ép vào trống phanh, xoay vành răng (3) và tách ra khỏi thanh liên kết (1).

- Khi nhả phanh: Lò xo hồi vị kéo các guốc phanh về, đồng thời xoay vành răng và đẩy vào ăn khớp với thanh liên kết. Khi má phanh bị mòn, hành trình xoay của vành răng khi phanh tăng lên, trong khi hành trình xoay trở về là không đổi. Vì vậy mà khe hở giữa guốc phanh và má phanh được điều chỉnh tư động.

b. Xylanh chính

Xi lanh phanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lưc tác động của bàn đạp thành áp suất thủy lưc. Xylanh chính có hai buồng chứa hai piston tạo ra áp suất thủy lưc trong đường ống phanh của hai hệ thống. Sau đó, áp suất thủy lưc tác động lên càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanh của phanh tang trống.

Thân xi lanh được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ bù, lỗ thông qua, đồng thời đây cũng là chi tiết để gá đặt các chi tiết khác.

Mỗi buồng của xi lanh chính có một piston, mỗi piston có một lò xo hồi vị riêng. Piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm, phía đầu làm việc có gờ cố định, gioăng làm kín, trên mỗi piston có khoan lỗ và có khoang chứa dầu để bù dầu trong

Gia tốc chậm dần khi phanh