4.4.1. Xi lanh phanh chính
Hình 4-8. Xi lanh phanh chính
1,8- Lò xo; 3,6- Piston; 2- Lỗ bù dầu; 4- Vòng làm kín; 5- Bình chứa dầu; 7- Vòng chặn; 9-Chốt tỳ;10- Lá thép hình sao;
Xi lanh phanh chính là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp thành áp suất thủy lực. Như trên hình 4-8, xi lanh chính có hai buồng chứa hai piston tạo ra áp suất thủy lực trong đường ống phanh của hai hệ thống. Sau đó, áp suất thủy lực tác động lên càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanh của phanh tang trống.
Xi lanh phanh chính là xi lanh kép, tức là trong xi lanh phanh có hai piston, tương ứng với chúng là hai khoang chứa dầu riêng biệt.
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 hành trình trả. Phía đuôi của piston, khoang thứ nhất có hốc để chứa dầu cần đẩy.
Cúp pen làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển trong xi lanh cùng với piston có tác dụng làm kín khi dầu có áp suất cao ở hành trình nén.
Khi đạp bàn đạp phanh, lực đạp truyền qua cần đẩy vào xi lanh chính để đẩy piston trong xi lanh này. Lực của áp suất thủy lực bên trong xi lanh chính được truyền qua các đường ống dầu phanh đến từng xi lanh phanh.
Các chế độ vận hành:
- Khi không tác động vào bàn đạp phanh, các cúp pen của piston số 1 và số 2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù tạo ra một đường đi giữa xi lanh chính và bình chứa. Piston số 2 được lò xo hồi vị đẩy sang bên phải, nhưng bu lông chặn không cho nó đi xa hơn.
- Khi đạp bàn đạp phanh: piston số 1 dịch chuyển sang bên trái và cúp pen của piston này bịt kín cửa bù để chặn đường đi giữa xi lanh này và bình chứa. Khi piston bị đẩy thêm, nó làm tăng áp suất thủy lực bên trong xi lanh chính. Áp suất này tác động vào các xi lanh phanh phía sau. Vì áp suất này cũng đẩy piston số 2 nên piston số 2 cũng hoạt động giống hệt piston số 1 và tác động vào các xi lanh phanh của bánh trước.
- Khi nhả bàn đạp phanh: các piston bị đẩy trở về vị trí ban đầu của chúng do áp suất thủy lực và lực của các lò xo phản hồi. Tuy nhiên do dầu phanh từ các xi lanh phanh không chảy về ngay, áp suất thủy lực bên trong xi lanh chính tạm thời giảm xuống. Do đó, dầu phanh ở bên trong bình chứa chảy vào xi lanh chính qua cửa vào, và nhiều lỗ ở đỉnh piston và quanh chu vi của cúp pen piston. Sau khi piston đã trở về vị trí ban đầu của nó, dầu phanh dần dần chảy từ xi lanh về xi lanh chính rồi chảy vào bình chứa qua các cửa bù. Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích của dầu phanh có thể xảy ra ở bên trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi. Điều này tránh cho áp suất thủy lực tăng lên khi không sử dụng các phanh.
4.4.2. Bộ trợ lực chân không
Là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo lực phụ, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ người lái. Vì vậy, để đảm bảo đủ hiệu quả trợ lực, kích thước các bộ trợ lực chân không thường phải lớn và chỉ thích hợp với các xe động cơ xăng cao tốc.
Hình 4-9. Bầu trợ lực chân không
1- Phớt thân trợ lực; 2- Lò xo màng; 3- Ống nối đến bơm chân không; 4- Thân sau trợ lực; 5- Màng trợ lực; 6- Thân trước trợ lực; 7- Tấm đỡ lò xo; 8- Thân van; 9- Bu lông; 10- Phớt thân van;
11- Cần điều khiển; 12- Lò xo hồi van khí; 13- Lọc khí; 14- Lò xo van điều khiển; 15- Phần đàn hồi; 16- Miếng hãm;
Đối với ô tô động cơ diesel, độ chân không cần được tạo ra bởi các bơm nên kết cấu phức tạp hơn.
Trên hình 4-10 là kết cấu bầu trợ lực chân không, được hoạt động như sau: - Khi không tác động phanh: Van khí được nối với cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí. Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển, nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển. Vì vậy, không khí bên ngoài sau khi đi qua lọc khí bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi. Lúc này, van chân không của thân van bị tách ra khỏi van điều khiển, làm thông giữa cửa B và cửa C. Do đó luôn có độ chân không trong buồng áp suất không đổi, nên cũng có độ chân không trong buồng áp suất thay đổi. Kết quả là piston bị đẩy sang phải bởi lò xo màng.
- Khi đạp bàn đạp phanh: cần điều khiển van đẩy van không khí làm nó dịch chuyển sang bên trái. Lò xo van điều chỉnh cũng đẩy van không khí dịch chuyển sang bên trái cho đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Chuyển động này bịt kín lối thông cửa B và cửa C. Khi van không khí tiếp tục dịch chuyển sang bên trái nó càng rời xa van điều chỉnh, làm cho không khí bên ngoài lọt vào buồng áp suất thay đổi qua lỗ B. Độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi làm cho piston dịch chuyển về bên trái, làm cho đĩa phản lực đẩy cần đẩy bộ trợ lực về bên trái làm tăng lực phanh.
- Trạng thái giữ phanh: nếu đạp bàn đạp phanh nửa chừng, cần điều khiển van và van không khí ngừng dịch chuyển nhưng piston vẫn tiếp tục di chuyển sang bên trái do độ chênh áp suất. Lò xo van điều khiển làm cho van này vẫn tiếp xúc với van chân không, nhưng nó dịch chuyển theo piston. Vì van điều khiển dịch chuyển sang bên trái và tiếp xúc với van không khí, không khí bên ngoài bị chặn đứng không vào được buồng áp suất thay đổi, nên áp suất trong buồng áp suất thay đổi vẫn ổn định. Do đó, có một độ chênh áp suất không thay đổi giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi. Vì vậy, piston ngừng dịch chuyển và duy trì lực phanh này.
- Trợ lực tối đa: nếu đạp bàn đạp phanh hết mức, van không khí sẽ dịch chuyển hoàn toàn ra khỏi van điều khiển, buồng áp suất thay đổi được nạp đầy không khí từ bên ngoài và độ chênh áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi là lớn nhất. Điều này tạo ra tác dụng cường hóa lớn nhất lên piston. Sau đó, dù có thêm lực tác động lên bàn đạp phanh, tác dụng cường hóa lên piston vẫn giữ nguyên, và lực bổ sung chỉ tác động lên cần đẩy bộ trợ lực và truyền đến xi lanh chính.
- Khi không có chân không: nếu vì lý do nào đó, chân không không tác động vào bộ trợ lực phanh, sẽ không có sự chênh lệch áp suất giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất thay đổi. Khi bộ trợ lực phanh ở vị trí ngắt, piston được lò xo màng ngăn đầy về bên phải. Tuy nhiên, khi đạp bàn đạp phanh, cần điều khiển van tiến về bên trái và đẩy van không khí, đĩa phản hồi và cần đẩy bộ trợ lực. Điều này làm cho piston của xi lanh chính tác động lực phanh lên phanh. Đồng thời, van không khí đẩy vào chốt chặn van lắp trong thân van. Do đó, piston cũng thắng lực của lò xo màng ngăn và dịch chuyển về bên trái. Do đó, các má phanh vẫn duy trì hoạt động kể cả khi không có chân không tác động vào bộ trợ lực phanh. Tuy nhiên, vì bộ trợ lực phanh không làm việc, nên sẽ cảm thấy bàn đạp phanh nặng.