ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA RAV42014

Do đó, một vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìmhiểu và nắm vững kết cấu của từng cụm hệ thống trên các xe hiện đại, phục vụ quá trình khai thác sử dụng đạt hiệu quả cao nhất, từ

Trang Danh mục các hình vẽ và đồ thị

Danh mục các bảng

Lời nói đầu 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ 3

1.1: Mục đích và ý nghĩa đề tài 3

1.2: Công dụng, yêu cầu phân loại hệ thống phanh 3

1.2.1: Công dụng 3

1.2.2: Yêu cầu 4

1.2.3: Phân loại 5

1.3: Giới thiệu về ABS 6

1.3.1: Lịch sử của ABS 6

1.3.2 : Khái niệm về ABS 6

1.3.3: Chức năng nhiệm vụ và nguyên lý làm việc 8

1.3.3.1: Chức năng nhiệm vụ 8

1.3.3.2: Nguyên lý làm việc 10

1.3.4: Phân loại ABS 15

1.3.5: Một số sơ đồ điển hình 18

Chương 2: SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ 21

2.1: Cơ cấu phanh 21

2.1.1: Cơ cấu phanh tang trống 21

2.1.2: Cơ cấu phanh đĩa 26

2.2: Dẫn động phanh 29

2.2.1: Dẫn động phanh chính bằng thủy lực 29

2.2.2: Dẫn động phanh chính bằng khí nén 31

2.2.3: Dẫn động phanh chính bằng khí nén kết hợp thủy lực 33

2.3: Hệ thống phanh thủy lực có trợ lực chân không 34

2.3.2: Hệ thống phanh thủy lực trợ lực khí nén 36

2.3.3: Hệ thống phanh thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ Tích năng 37

2.4: Phanh tay 39

2.4.1: Phanh tay bố trí trên trục ra của hộp số 39

2.4.2: Phanh tay bố trí ở các bánh xe phía sau 40

Chương 3: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA RAV4-2014 41

3.1: Giới thiệu tổng quan về Toyota RAV4-2014 41

3.1.1: Một số hệ thống chính trên xe Toyota RAV4-2014 41

3.1.2: Các thông số kỹ thuật chính trên xe Toyota RAV4-2014 43

3.2: Đặc điểm kết cấu của hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014 44

3.2.1: Cơ cấu phanh trên xe Toyota RAV4-2014 44

.3.2.2: Dẫn động Phanh trên xe Toyota RAV4-2014 48

3.2.3: Xi lanh phanh chính trên xe Toyota RAV4-2014 48

3.2.4: Trợ lực chân không trên xe Toyota RAV4-2014 53

3.3:Hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS trên Toyota RAV4-2014 56

3.3.1: Sơ đồ, nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh ABS Trên xe Toyota RAV4-2014 57

3.3.2: Chức năng của hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014 57

3.3.3: Các bộ phận của hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014 57

3.3.4: Nguyên lý làm việc trên xe Toyota RAV4-2014 58

3.4: Bộ phân phối lực phanh điện tử EBD trên xe Toyota RAV4-2014 64

THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ TOYOTA RAV4-2014 66

4.1: Các yêu cầu cơ bản khi kiểm tra hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014 66

4.2: Bảo dưỡng hệ thống phanh xe Toyota RAV4-2014 67

4.2.1: Chú ý sử dụng trên xe Toyota RAV4-2014 67

4.2.2: Bảo dưỡng hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014 67

4.3: Những hư hỏng và biện pháp khắc phục trên xe Toyota RAV4-2014 68

4.3.1: Những hư hỏng và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh chính trên xe Toyota RAV4-2014 68

4.3.2: Những hư hỏng và biện pháp khắc phục đối với hệ thống phanh tay trên xe Toyota RAV4-2014 71

4.4: Kiểm tra chẩn đoán, bảo dưỡng kĩ thuật của hệ thống Phanh trên xe Toyota RAV4-2014 71

4.4.1: Kiểm tra, điều chỉnh bàn đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 71

4.4.2: Kiểm tra, sửa chữa các chi tiết phanh đĩa trên xe Toyota RAV4-2014 74

KẾT LUẬN 82

Kết luận 82

Đề nghị 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1: Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên xe ô tô 4

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống phanh 6

và mặt đường 7

Hình 1.4: Lực cản của hệ thống phanh lớn hơn lực cản giữa lốp và mặt đường 7

Hình 1.5: Đạp phanh trên đường tuyết 8

Hình 1.6: Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của bánh xe 9

Hình 1.7: Quá trình phanh và không có ABS trên đọa đường cong 10

Hinh 1.8: Sơ đồ tổng quan của một hệ thống chống hãm cứng bánh xe 11

Hình 1.9: Các lực và mô men tác dụng lên bánh xe khi phanh 11

Hình 1.10: Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS 12

Hình 1.11: Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a), và gia tốc chậm dần xe (b) khi phanh có ABS 13

Hình 1.12: Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS 15

Hình 1.13: Quá trình phanh điển hình của ô tô có trang bị ABS 15

Hình 1.14: Sơ đồ phân loại hệ thống ABS 16

Hình 1.15: Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh 17

Hinh 1.16: Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến 18

Hình 1.17: Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến 19

Hình 1.18: Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến 19

Hình 1.19: Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến 20

Hình 2.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục 22

Hình 2.2: Cơ cấu phanh quốc đối xứng qua tâm 23

Hình 2.3: Cơ cấu phanh guốc loai bơi 25

Hình 2.4: Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa 27

Hình 2.6: Phanh đĩa có giá đỡ di động 29

Hình 2.7: Dẫn động phanh chính bằng thủy lực 31

Hình 2.8: Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh phanh thủy lực 32

Hình 2.9: Sơ đồ dẫn động phanh khí nén 32

Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống phanh dẫn động thủy khí kết hợp 33

Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không 35

Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thủy lực trợ lực khí nén 36

Hình 2.13: Sơ đồ nguyên lý dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng 37

Hình 2.14: Phanh tay lắp trên trục ra của hộp số 39

Hình 2.15: Phanh tay bố trí ở các bánh xe sau 44

Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo trên xe Toyota RAV4-2014 45

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh đĩa trên xe Toyota RAV4-2014 46

Hình 3.3: Sơ đồ điều chỉnh phanh trên xe Toyota RAV4-2014 47

Hình 3.4: Sơ đồ dẫn động phanh trên xe Toyota RAV4-2014 48

Hình 3.5: Xylanh phanh chính trên xe Toyota RAV4-2014 50

Hình 3.6: Trạng thái đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 50

Hình 3.7: Trạng thái nhả phanh trên xe Toyota RAV4-2014 51

Hình 3.8: Kết cấu của bộ cường hóa chân không trên xe Toyota RAV4-2014 52

Hình 3.9: Trạng thái không đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 53

Hình 3.10: Trạng thái đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 54

Hình 3.11: Trạng thái giữ chân phanh trên xe Toyota RAV4-2014 55

Hình 3.12: Trạng thái trợ lực tối đa trên xe Toyota RAV4-2014 55

Hình 3.13: Trạng thái nhả phanh trên xe Toyota RAV4-2014 56

phanh ABS trên xe Toyota RAV4-2014 57

Hình 3.15: Các bộ phận và bố trí hệ thống ABS trên xe Toyota RAV4-2014 58

Hình 3.16: Sơ đồ dẫn động phanh hệ thống phanh ABS trên xe Toyota RAV4-2014 59

Hình 3.17: Giai đoạn tăng áp suất trên xe Toyota RAV4-2014 60

Hình 3.18: Giai đoạn giữ áp suất trên xe Toyota RAV4-2014 62

Hình 3.19: Giai đoạn giảm áp suất trên xe Toyota RAV4-2014 63

Hình 3.20: Giai đoạn tăng áp suất trên xe Toyota RAV4-2014 63

Hình 4.1: Chiều cao bàn đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 72

Hình 4.2: Hành trình bàn đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 73

Hình 4.3: Dự trữ hành trình bàn đạp phanh trên xe Toyota RAV4-2014 73

Hình 4.4: Đĩa phanh trên xe Toyota RAV4-2014 74

Hình 4.5: Quãng đường phanh trên xe Toyota RAV4-2014 75

Hình 4.6: Đo chiều dày đĩa phanh trên xe Toyota RAV4-2014 76

Hình 4.7: Cấu tạo đĩa phanh trên xe Toyota RAV4-2014 78

Hình 4.8: Tháo má phanh và đĩa phanh trên xe Toyota RAV4-2014 78

Hình 4.9: Nhấc bộ kẹp phanh sau trên xe Toyota RAV4-2014 78

Hình 4.10: Tháo bulong của giá bộ kẹp Phanh trên xe Toyota RAV4-2014 79

Hình 4.11: Tháo đĩa phanh trên xe Toyota RAV4-2014 79

Hình 4.12: Lắp đĩa mới trên xe Toyota RAV4-2014 80

Hình 4.13: Chỉnh lại bộ kép trên xe Toyota RAV4-2014 80

Hình 4.14: Lắp lại giá bộ kẹp phanh và lắp phanh mới trên xe Toyota RAV4-2014 81

Hình 4.15: Lắp lại bộ kẹp phanh sau trên xe Toyota RAV4-2014 81

Tên bảng TrangBảng 1.1: Kết quả thí nghiệm khi phanh ô tô du lịch

có trang bị ABS 14Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật chính của Toyota RAV4-2014 44Bảng 4.1: Những hư hỏng và biện pháp khắc phục

đối với hệ thống phanh chính trên xe Toyota RAV4-2014 69Bảng 4.2: Những hư hỏng và biện pháp khắc

phục của phanh tay trên xe Toyota RAV4-2014 71

LỜI NÓI ĐẦU Ngành công nghiệp ô tô hiện nay đóng vai trò quan trọng trong sự pháttriển của một đất nước Nó ra đời nhằm mục đích phục vụ nhu cầu vậnchuyển hàng hóa và hành khách, phát triển kinh tế xã hội đất nước Từ lúc rađời cho đến nay, ô tô đã được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như giao thôngvận tải, quốc phòng an ninh, nông nghiệp, công nghiệp, du lịch

Đất nước ta hiện nay đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại

hóa, các ngành công nghiệp luôn từng bước phát triển Trong đó, ngành côngnghiệp ô tô luôn được chú trọng và trở thành một mũi nhọn của nền kinh tế và

tỷ lệ nội địa hóa cũng ngày càng cao Tuy nhiên, công nghiệp ô tô Việt Namđang trong những bước đầu hình thành và phát triển nên mới chỉ dừng lại ởviệc nhập khẩu tổng thành, lắp ráp các mẫu xe sẵn có, chế tạo một số chi tiếtđơn giản và sửa chữa Do đó, một vấn đề lớn đặt ra trong giai đoạn này là tìmhiểu và nắm vững kết cấu của từng cụm hệ thống trên các xe hiện đại, phục

vụ quá trình khai thác sử dụng đạt hiệu quả cao nhất, từ đó có thể từng bướclàm chủ công nghệ

An toàn chuyển động của xe là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chấtlượng xe, nó được đánh giá bằng nhiều tiêu chí trong đó có hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất của xe ôtô, bởi vì nóđảm bảo cho xe chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năngsuất vận chuyển Xuất phát từ những yêu cầu và đặc điểm đó, em đã thực hiện

nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014” Các nội dung chính của đề tài là:

Chương 1: Tổng quan về hệ thống phanh trên ô tô.

Chương 2: Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh trên xe ô tô.

Chương 3: Đặc điểm kết cấu và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên xe ô tô Toyota RAV4-2014.

Chương 4: Quy trình kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống phanh trên xe Toyota RAV4-2014.

Được sự hướng dẫn của thầy giáo TS Phạm Minh Hiếu và sự nỗ lực

của bản thân, em đã hoàn thành xong đồ án Tuy nhiên, do trình độ và kinhnghiệm thực tế còn ít, nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, chưa hợp

lý Em rất mong được sự đóng góp của các thầy giáo và toàn thể các bạn

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Linh

Chương 1TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ1.1 Mục Đích Ý Nghĩa Đề Tài

Hiện nay ô tô trở thành phương tiện vận chuyển quan trọng về hànhkhách và vận chuyển hàng hoá cho các ngành kinh tế quốc dân, đồng thời đãtrở thành phương tiện giao thông tư nhân ở các nước có nền kinh tế phát triển

Ở nước ta, số người sử dụng ô tô ngày càng nhiều cùng với sự tăng trưởngcủa nền kinh tế, mật độ ô tô lưu thông trên đường ngày càng cao dẫn đến tainạn giao thông ngày càng nhiều Do đó để đảm bảo tính an toàn vấn đề tainạn giao thông là một trong những hướng giải quyết cần thiết nhất, luôn đượcquan tâm của các nhà thiết kế và chế tạo ôtô mà hệ thống phanh đóng vai tròrất quan trọng

Phanh sử dụng ABS là một trong hai công nghệ bổ sung cho hệ thốngphanh hữu dụng nhất của ngành công nghiệp ôtô thời gian gần đây Vai tròchủ yếu của ABS là giúp tài xế duy trì khả năng kiểm soát xe trong nhữngtình huống phanh gấp

Ðối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiêncứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Ðó là lý do em chọn đềtài “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ TOYOTA RAV4-2014” Ðểgiải quyết vấn đề này thì trước hết ta cần phải hiểu rõ về nguyên lý hoạt động,kết cấu các chi tiết, bộ phận trong hệ thống phanh Từ đó tạo tiền đề cho việcthiết kế, cải tiến hệ thống phanh nhằm tăng hiệu quả phanh

Hệ thống phanh xe TOYOTA RAV4-2014 là hệ thống phanh dẫn độngthủy lực sử dụng ABS, hiện nay đang sử dụng rộng rãi cho các đời xe hiệnnay

1.2 Công Dụng, Yêu Cầu, Phân Loại

1.2.1 Công dụng

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của xe đến một giá trị cần thiết nàođấy hoặc dừng hẳn xe lại Nó giữ cho xe đứng yên tại chỗ kể cả khi xe đang

nằm trên dốc Đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa trên xe khi xe chạy ởtốc độ cao qua đó nâng cao năng suất vận chuyển Hệ thống phanh trên ô tôgồm có các bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh Ngày nay trên cơ

sở các bộ phận kể trên, hệ thống phanh còn được trang bị thêm các thiết bịnâng cao hiệu quả phanh Trong hệ thống phanh chung của toàn xe hình thànhhai hệ thống nhỏ là phanh chính và phanh dự phòng

7

8

Hình 1.1: Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ô tô

1 Van điều hòa; 2 Phanh đĩa; 3 Xylanh chính; 4 Bàn đạp phanh; 5 Cáp phanh tay; 6 Phanh tang trống; 7 Bộ trợ lực phanh; 8 Cần phanh tay.

1.2.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh là hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ôtô, cầnđáp ứng được những yêu cầu khắt khe về độ ổn định, sự an toàn nhất là vớicác xe thường xuyên hoạt động ở tốc độ cao Hệ thống phanh cần đảm bảocác yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo đượcquãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguyhiểm

- Nhanh chóng dừng xe khẩn cấp trong bất kì tình huống nào, đảm bảo giảmtốc độ trong mọi điều kiện sử dụng, lực phanh trên bàn đạp tỉ lệ thuận vớihành trình bàn đạp, có khả năng rà phanh khi cần thiết

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động

của xe, giảm tốc độ chậm dần biến đổi đều giữ hướng chuyển động.

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác động lên bàn đạp hay đòn điềukhiển không lớn, tạo sự dễ dàng và thuận lợi cho người điều khiển Đảm bảo

độ tin cậy sử dụng của xe trong cả hệ thống và các chi tiết trong hệ thống,đặc biệt là các chi tiết làm bằng cao su, nhựa tổng hợp

- Cơ cấu thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực xung quanh làmảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh như lốp, moayơ

- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao, ổn định trong điều kiện

+ Hệ thống phanh chính (phanh chân)

+ Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

+ Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ).

- Theo kết cấu của cơ cấu phanh:

+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh tang trống

+ Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

+ Hệ thống phanh không có trợ lực và hệ thống phanh có trợ lực.

- Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh:

+ Hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh

- Theo vị trí đặt cơ cấu phanh:

+Phanh ở bánh xe

+Phanh ở trục truyền động(sau hộp số)

- Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh:

+ Hệ thống phanh ABS

1.3 Giới Thiệu Về ABS

1.3.1 Lịch sử ABS

Hệ thống phanh chống bó cứng của TOYOTA được sử dụng lần đầu tiên

vào năm 1971 cho các loại xe tại Nhật Bản Đây là hệ thống bánh xe sau(ABS hai bánh) nhằm mục đích giảm hiện tượng mất tính ổn định dẫn hướngtrong quá trình phanh trên bề mặt trơn Hệ thống này đã được cải tiến ABSbốn bánh vào năm 1983 Ngày nay ABS trở thành tiêu chuẩn hay tùy chọncho hầu hết các xe du lịch và xe tải nhẹ

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống phanh ABS

1.3.2 Khái niệm về ABS

Chức năng của hệ thống phanh thông thường là để giảm tốc độ hay dừng

xe bằng cách sử dụng 2 lực cản Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh vàđĩa phanh (Hay giữa má phanh và trống phanh) và loại thứ 2 là giữa lốp vàmặt đường Phanh có thể được điều khiển ổn định nếu mối liên hệ sau giữalực cản và mặt đường sảy ra

 Lực cản hệ thống phanh nhỏ hơn lực cản giữa lốp và mặt đường

Tuy nhiên, nếu mối liên hệ trên bị đảo ngược lại bánh xe bị bó cứng xe bắtđầu bị trượt

 Lực cản của hệ thống phanh lớn hơn lực cản giữa lốp và mặt đường

Kết quả là nếu các bánh trước bị bó cứng, nó sẽ làm cho xe không thể láiđược Nếu các bánh xe sau bị bó cứng, do sự khác nhau giữa hệ số ma sátgiữa bánh bên phải và bánh bên trái với mặt đường nên sẽ làm cho đuôi xe bịlạng

Hình 1.3: Lực cản hệ thống phanh nhỏ hơn lực cản giữa lốp và mặt

đường

ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xylanh bánh xe để ngăn khôngcho nó bị bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp Nó cũngđảm bảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe vẫn có thể láiđược

Hình 1.4: Lực cản của hệ thống phanh lớn hơn lực cản giữa lốp và mặt

Hình 1.5: Đạp phanh trên đường tuyết

1.3.3 Chức năng nhiệm vụ và nguyên lý làm việc

- Hoặc hãm cứng các bánh xe trước (để đảm bảo điều kiện ổn định)

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và antoàn nhất, vì:

λ=(V

a-ωb

.rb

).100 % / Va=(15÷25)%

Ở đây: Va - Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô.

ωb

- Tốc độ góc của bánh xe

rb

- Bán kính lăn của bánh xe

- Còn ôtô, khi phanh với tốc độ 180km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể

bị mòn vẹt đi một lớp dày tới 6mm

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, còn mất khả năng tiếp nhận lựcngang, và không thể thực hiện quay vòng khi phanh trên đoạn đường conghoặc đổi hướng để tránh chướng ngại vật, đặc biệt là trên các mặt đường có

hệ số bám thấp Do đó dễ gây ra những tai nạn nguy hiểm khi phanh

Hình 1.6: Sự thay đổi hệ số bám dọc và ngang theo độ trượt tương đối của

bánh xe

Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả phanh và tính ổn định cao Ngoài racòn giảm mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần tiến hành quá trình phanh ởgiới hạn bắt đầu hãm các bánh xe, nghĩa là đảm bảo sao cho các bánh xe trongquá trình phanh không bị trượt lê hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạnλ=( 15÷25)% Đó chính là chức năng và nhiệm vụ của hệ thống chống hãmcứng bánh xe

Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt, cầnphải điều chỉnh áp suất trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xevới mặt đường thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu Các hệ thốngchống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng các nguyên lý điều chỉnhkhác như:

- Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

- Theo độ trượt cho trước

- Theo tỷ số vận tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong các hệ thống antoàn chủ động của một ôtô hiện đại Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn nguyhiểm nhờ điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu

Hình 1.7: Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong

1.3.3.2 Nguyên lý làm việc

- Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS) thực chất là một bộ điều chỉnh lựcphanh có mạch liên hệ ngược Sơ đồ khối điển hình của một ABS có dạngnhư trên hình vẽ 1.8 dưới đây, gồm:

- Bộ phận cảm biến 1, bộ phận điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấuthực hiện 3 và nguồn năng lượng 4.

- Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi của các thông sốđược chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh

xe hoặc giá trị độ trượt) và truyền tín hiệu đến bộ điều khiển 2 Bộ phận 2 sẽ

xử lý tín hiệu và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành giảm hoặctăng áp suất trong dẫn động phanh

- Chất lỏng được truyền từ xylanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đếncác xylanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép guốc phanh và thực hiện quátrình phanh

Hình 1.8: Sơ đồ tổng quát của một hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1 Cảm biến tốc độ; 2 Bộ phận điều khiển; 3 Cơ cấu thực hiện; 4 Nguồn năng lượng; 5 Xylanh chính hoặc tổng van khí nén; 6 Xylanh bánh xe hoặc bầu phanh.

Để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe,

ta khảo sát quá trình phanh xe như trên hình 1.9

Hình 1.9: Các lực và mômen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Nếu bỏ qua mômen cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx = const, thì phươngtrình cân bằng mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khiphanh, có dạng:

M p −M ϕ −J b(dω d b

t

)=0

Ở đây: Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh

Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường

Jb - Mô men quán tính của bánh xe

Hình 1.10: Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS

Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 1.10

- Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng Mp khi đạp phanh Hiệu (Mp - Mφ)

tỷ lệ với gia tốc chậm dần εb của bánh xe Hiệu trên tăng nhiều khi đường Mφ

đi qua điểm cực đại Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh

Sự tăng đột ngột của gia tốc εb chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sửdụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫnđộng Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệthống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2

- Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi Mp - Mφ) Vào thờiđiểm tương ứng với điểm 4 – mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi

- Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nênxảy ra sự tăng tốc bánh xe Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tínhiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5)

- Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và Mφ cũng tănglên

- Tiếp theo, chu trình lặp lại Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúcthì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 -

3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1 ÷ λ2

(hình 1.10), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất

Trên hình 1.11 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động

và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian

Hình 1.11: Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần

của bánh xe (b) khi phanh có ABS

Hình 1.11a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn(3pha): tăng áp suất(1→2), giảm áp suất (2→4) và duy trì (giữ) áp suất(4→5) ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha Một số ABS

có thể không có pha duy trì áp suất - gọi là ABS 2 pha

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổitrong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 25)% Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khínén khoảng (3 ÷ 8)Hz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz

Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 1.1 nhậnđược khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và

đồ thị quá trình phanh trên hình 1.12; 1.13

Bảng 1.1: Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS

(Mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)

Loại đường

Tốc độ bắt đầu phanh V(m/s)

Quảng đường phanh

hiệu quả phanh (%)

10,618,7

13,123,7

19,121,1

Đường bêtông

khô

27,7727,77

41,162,5

50,0100,0

17,837,5

Đường bêtông

ướt

Hình 1.12: Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS

Hình 1.13: Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS

1.3.4 Phân loại ABS

Mặc dù có chung một nguyên lý làm việc, nhưng các ABS có thể được thiết

kế theo nhiều sơ đồ kết cấu và biện pháp điều chỉnh áp suất khác nhau Hệthống ABS được phân loại theo các phương pháp sau:

- Theo phương pháp điều khiển, ABS có thể chia thành hai nhóm lớn: điềukhiển bằng cơ khí và điều khiển điện tử.

Hình 1.14 dưới đây là sơ đồ phân loại hệ thống ABS đã được các hãng trênthế giới chế tạo:

Hình 1.14: Sơ đồ phân loại hệ thống ABS

Hình 1.15: Các phương pháp điều chỉnh áp suất phanh

a Dùng bơm hồi dầu; b Xả dầu về đường hồi; c Dùng piston

đối áp

1 Bơm dầu; 2 Bình tích năng; 3 Xylanh chính; 4 Van nạp; 5 Van xả;

6 Cơ cấu phanh; 7 Đường hồi dầu; 8 Van điện từ chính.

- Theo thành phần kết cấu, các ABS điều khiển điện tử chia ra:

• Loại dùng kết hợp với xylanh chính của hệ thống phanh cổ điển (còn gọi làloại không tích hợp)

• Loại bán tích hợp

• Loại tích hơp

- Theo phương pháp điều chỉnh (giảm) áp suất, chia ra:

• Dùng bình tích năng và bơm hồi dầu

• Dùng van xả dầu về bình chứa.

Hình 1.16: Sơ đồ ABS 1 kênh 1 cảm biến

1 Cảm biến tốc độ; 2 Xylanh chính; 3 Khối thủy lực; 4 Cơ cấu cung cấp năng lượng; 5 Bơm cao áp; 6 Rơle điện ; 7 Xy lanh bánh xe.

Sơ đồ hình 1.16 sử dụng một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảmbiến đặt trên bánh răng vành chậu của bộ vi sai cầu sau Sơ đồ này hai bánhsau được điều khiển chung theo modun chọn thấp (select low mode), tức làbánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cảcầu sau

Hình 1.17: Sơ đồ ABS 3 kênh 3 cảm biến

Sơ đồ hình 1.17 sử dụng hai cảm biến tốc độ bánh xe đặt ở các bánh xe cầutrước và một cảm biến tốc độ bánh xe với vòng răng cảm biến đặt trên bánhrăng vành chậu của bộ vi sai cầu sau

Hình 1.18: Sơ đồ ABS 3 kênh 4 cảm biến

Trên hình 1.18 là sơ đồ ABS 3 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4van điều khiển Phương án này hai bánh trước được điều khiển độc lập, haibánh sau được điều khiển chung theo modul thấp (select low mode), tức làbánh xe nào có khả năng bám thấp sẽ quyết định áp lực phanh chung cho cảcầu sau Phương án này sẽ loại bỏ được mô men quay vòng cưỡng bức trêncầu sau tính ổn định tăng nhưng hiệu quả phanh giảm bớt Hầu hết các xe cóbánh sau chủ động và nhiều xe bánh trước chủ động sử dụng ABS 3 kênh

ABS 4 kênh điều khiển phanh 4 bánh xe một cách riêng biệt Đây là hệthống hoàn chỉnh nhưng đắt tiền nhất và yêu cầu mỗi bánh xe phải có mộtcảm biến tốc độ riêng.

Hình 1.19: Sơ đồ ABS 4 kênh 4 cảm biến

Trên hình 1.19 là sơ đồ ABS 4 kênh có 4 cảm biến bố trí ở các bánh xe và 4van điều khiển độc lập (sử dụng phổ biến cho xe động cơ đặt trước bánh trướcchủ động).Với phương án này các bánh xe đều được tự động điều chỉnh lựcphanh sao cho luôn nằm trong vùng có khả năng bám cực đại nên hiệu quảphanh là lớn nhất Tuy nhiên khi phanh trên đường có hệ số bám trái và phảikhông đều thì mô men quay vòng cưỡng bức lớn tính ổn định giảm

Chương 2

SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ

THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ2.1 Cơ Cấu Phanh

Cơ cấu phanh là bộ phận thực hiện tiêu hao động năng của xe khi phanh

và được điều khiển từ các cơ cấu trên buồng lái Các cơ cấu phanh thườngdùng trên cơ sở tạo ma sát giữa phần quay và phần cố định Trên ô tô thường

sử dụng hai loại cơ cấu phanh là tang trống và đĩa

2.1.1 Cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh tang trống là một loại cơ cấu phanh ma sát, trong đó bộ phậnchuyển động quay trong cặp ma sát có hình dáng của một tang trống Trong

cơ cấu phanh tang trống sử dụng các guốc phanh cố định và được phanh vớimặt trụ trong của tang trống quay cùng bánh xe Như vậy quá trình phanhđược thực hiện nhờ ma sát giữa bề mặt tang trống và các má phanh

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí và điềukhiển các guốc phanh:

- Guốc phanh đặt đối xứng qua đường tâm trục

- Guốc phanh đặt đối xứng qua tâm quay

- Guốc phanh loại bơi

- Guốc phanh tự cường hóa tác dụng đơn

- Guốc phanh tự cường hóa tác dụng kép

 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục (hình 2.1) gồm hai guốc phanhđối xứng bố trí đối xứng qua đường trục, được sử dụng trên dẫn động phanhthủy lực và khí nén Trên xe tải lớn thường dùng loại cam ép để ép guốcphanh vào trống phanh Với ô tô du lịch sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốcphanh vào trống phanh

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này bao gồm mâm phanh 7 được bắt

cố định trên dầm cầu, trên mâm phanh có hai chốt 10 để gắn hai guốc phanh

5 Hai chốt điều chỉnh 10 có gắn bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa máphanh và trống phanh phía dưới Cam điều chỉnh 11 dùng để điều chỉnh khe

hở trống phanh và má phanh phía trên Đầu trên của hai guốc phanh được lò

xo 4 kéo vào ép sát cam ép 11 hoặc với piston xilanh con Trên hai guốcphanh có tán hoặc dán các tấm ma sát gọi là má phanh 6, các tấm này có thểdài liên tục hoặc phân chia thành một số đoạn Hình 2.1 ta thấy trống phanhquay theo chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là guốc xiết còn guốcbên phải là guốc nhả Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn bên guốc nhảvới mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sửdụng do má xiết chịu lực lớn hơn

Hình 2.1: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

1 Chụp che bụi; 2 Piston; 3 Xylanh con; 4 Lò xo hồi vị; 5 Guốc phanh;

6 Má phanh; 7 Mâm phanh; 8 Tấm dẫn hướng; 9 Tang trống;

10 Chốt điều chỉnh; 11 Cam điều chỉnh.

Trong quá trình phanh, tang trống và má phanh bị nóng lên bởi lực ma sát,gây mòn các tấm ma sát và bề mặt trụ của tang trống Sự nóng lên quá mức cóthể dẫn tới suy giảm hệ số ma sát và giảm hiệu quả phanh lâu dài, biến dạngcác chi tiết bao kín bằng cao su, do vậy cơ cấu phanh cần thiết được thoátnhiệt tốt Sự mòn tấm ma sát và tang trống phanh dẫn tới tăng khe hở má

phanh tang trống, khi phanh làm tăng độ trễ tác dụng Do vậy cơ cấu phanhđều bố trí các kết cấu điều chỉnh khe hở trên guốc phanh Chốt điều chỉnh 10điều chỉnh khe hở dưới còn cam điều chỉnh 11 điều chỉnh khe hở trên Côngviệc điều chỉnh lại khe hở trong cơ cấu phanh cần được tiến hành định kỳ.

 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua tâm được thể hiện như trên hình 2.2 Sựđối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh 10 bố trí hai chốt guốcphanh 9, hai xi lanh bánh xe 3, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau vàchúng đối xứng với nhau qua tâm Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cốđịnh ở mâm phanh 10 và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dướicủa má phanh 4 với trống phanh Một đầu của guốc phanh luôn tì vào piston 6của xi lanh bánh xe 3 nhờ lò xo guốc phanh 7 Khe hở phía trên giữa máphanh và trống phanh được điều chỉnh bởi cơ cấu tự động điều chỉnh khe hởlắp trong piston của xi lanh bánh xe

Hình 2.2: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

1 Ống nối; 2 Vít xả khí; 3 Xi lanh bánh xe; 4 Má phanh;

5 Phớt làm kín; 6 Piston; 7 Lò xo guốc phanh;

8 Tấm chặn; 9 Chốt guốc phanh; 10 Mâm phanh.

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa tới các xylanh bánh xe, áp lực dầutác động lên các piston thắng được lực kéo của lò xo hồi vị sẽ đẩy piston cùng

với đầu trên của guốc phanh ép các má phanh vào trống phanh thực hiện quátrình phanh Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xi lanh giảm, lò xo hồi vị kéocác guốc phanh ép chặt vào piston, tách má phanh ra khỏi trống phanh.

Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực vàđược bố trí ở cầu trước của ô tô du lịch hoặc xe tải nhỏ Người ta bố trí saocho khi ô tô chuyển động tiến thì cả hai guốc phanh đều là guốc xiết còn khilùi thì lại trở thành hai guốc nhả

 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Cơ cấu phanh guốc loại bơi có cả hai đầu các guốc phanh đều chịu tác độngtrực tiếp của lực điều khiển và có thể di trượt Có hai loại cơ cấu phanh bơi làloại hai mặt tựa tác dụng đơn, loại hai mặt tựa tác dụng kép

- Loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 2.3a):

Loại này có một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trênphần vỏ xylanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của piston Ở trạng tháibình thường dưới tác dụng của hai lò xo guốc phanh các guốc phanh ép sátvào các mặt tựa tạo khe hở giữa má phanh và trống phanh Khi làm việc,trước hết một đầu của guốc phanh được piston đẩy ép sát vào trống phanh vàcuốn theo chiều quay của trống phanh làm đầu còn lại của guốc phanh trượttrên mặt tựa để khắc phục hết khe hở giữa má phanh và trống phanh và trởthành điểm tựa cố định Nếu trống phanh quay theo chiều quay mũi tên thì haiguốc đều là guốc xiết (ứng với chiều tiến của ô tô) Khi trống phanh quay theochiều ngược lại thì hai guốc trở thành guốc nhả Loại này thường bố trí ởbánh xe trước của ô tô du lịch hoặc xe tải nhỏ

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 2.3b):

Ở loại này trong mỗi xylanh bánh xe có hai piston và cả hai đầu của mỗiguốc phanh đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston Khi làm việc guốcphanh được đẩy ép sát vào trống phanh ở cả hai đầu guốc phanh nên thời giankhắc phục khe hở giữa má phanh và trống phanh ngắn hơn nghĩa là thời gianchậm tác dụng giảm Ở loại này hiệu quả phanh khi tiến và khi lùi là như nhau

vì trong cả hai trường hợp hai guốc đều là guốc xiết Cơ cấu phanh loại này

thường bố trí trên các bánh xe sau của ô tô du lịch hoặc xe tải nhỏ.

Hình 2.3: Cơ cấu phanh guốc loại bơi

 Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa

Cơ cấu phanh guốc loại tự cương hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thìguốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai Cấutạo và nguyên lý của cơ cấu phanh tự cường hóa được mô tả trên hình 2.4 Cóhai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn(hình 2.4 a) và cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 2.4 b)

Hình 2.4: Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa

- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 2.4a):

Cấu tạo cơ cấu phanh loại này khác biệt với các cơ cấu phanh kể trên ở chỗhai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượtcủa một cơ cấu điều chỉnh di động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thìmột được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vàomặt tựa di trượt của piston xylanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh

Ở trạng thái chưa làm việc cả hai guốc phanh được các lò xo guốc phanhkéo áp sát vào các mặt tựa tạo khe hở giữa má phanh và trống phanh Khi làmviệc một đầu của guốc phanh được piston đẩy ép sát vào trống phanh và cuốntheo chiều quay của trống phanh, thông qua cơ cấu điều chỉnh tác dụng lênguốc phanh còn lại và khi đã khắc phục hết khe hở cả hai guốc phanh cùng cóđiểm tựa cố định là mặt tựa trên vỏ xylanh Như vậy không những cả hai guốcđều là guốc xiết mà guốc thứ hai còn được guốc thứ nhất cường hóa một lựcthông qua cơ cấu điều chỉnh Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn cóhiệu quả phanh theo chiều quay của trống phanh ngược chiều kim đồng hồ(ứng với chiều tiến ô tô) là lớn, còn chiều quay ngược lại là nhỏ Cơ cấuphanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe phía trước của ô tô du lịch và

ô tô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 2.4b):

Khác với loại trên, loại cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầucủa hai guốc phanh tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston trong mộtxylanh bánh xe Vì vậy hiện tượng tự cường hóa và hiệu quả phanh ở cả haichiều quay của trống phanh đều như nhau Cơ cấu phanh loại này được sửdụng ở các bánh xe sau của ô tô du lịch và ô tô tải nhỏ đến trung bình

2.1.2 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô con, có thể ở cả cầu trước

và cầu sau do đó có những ưu điểm chính sau:

- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mô men phanh ổn định khi hệ số ma sát thayđổi, điều này giúp cho bánh xe khi phanh ổn định nhất là ở nhiệt độ cao

- Thoát nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn, dễ dàng sửa chữa

Cấu tạo phanh đĩa có hai loại: loại có giá đỡ xylanh cố định (hình2.5) vàloại có giá đỡ xylanh di động (hình 2.6)

a) Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Cấu tạo loại phanh đĩa có giá đỡ xylanh cố định được trình bày trên hình2.5

Hình 2.5: Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Giá đỡ phanh được bắt cố định với giá cố định của trục bánh xe Hai bênđĩa phanh là hai xylanh bánh xe chứa hai piston bên trong Một phía piston tìsát vào các má phanh, phía còn lại chịu áp lực dầu khi phanh Các piston cóphớt làm kín dạng vành khăn dày để bao kín khoang chịu áp suất cao, đồngthời chắn bụi từ bên ngoài vào bề mặt làm việc

Khi đạp phanh, dầu áp suất cao (60 ÷ 120 bar) qua ống dẫn đến các xylanh

bánh xe, đẩy piston ép sát các má phanh theo hai chiều ngược nhau vào cácđĩa phanh thực hiện phanh bánh xe Khi thôi phanh, dưới tác dụng của lò xohồi vị bàn đạp phanh được trả về vị trí ban đầu, dầu từ xylanh bánh xe hồi vềxylanh chính, áp suất điều khiển không tồn tại, tách má phanh khỏi đĩa phanhkết thúc quá trình phanh.

b) Phanh đĩa có giá đỡ di động

Cấu tạo phanh đĩa có giá đỡ di động trình bày trên hình 2.6

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên chốtbắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động chỉ bố trí một xylanh bánh xevới một piston tì vào một má phanh, má phanh ở phía đối diện được lắp trựctiếp lên giá đỡ di động Các má phanh được định vị trên các rãnh định vị củagiá di động hoặc nhờ chốt trượt Giá cố định bắt trực tiếp với giá đỡ trục quaybánh xe, và là nơi tiếp nhận các phản lực sinh ra khi phanh

Hình 2.6: Phanh đĩa có giá đỡ di động

1 Hướng di chuyển; 2 Đường dầu vào; 3 Giá dẫn hướng;

4 Piston; 5 Má phanh; 6 Đĩa phanh.

Khi đạp phanh, dầu từ xylanh chính theo ống dẫn vào xylanh bánh xe.Ban đầu piston sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh bên phải ép vào đĩa phanh,đồng thời đẩy giá đỡ di động về bên phải, ép má phanh bên trái vào đĩa Khitiếp tục tăng áp suất dầu, các má phanh được ép sát thực hiện quá trình phanh Khi nhả phanh, áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín có khảnăng đàn hồi kéo piston trở về vị trí ban đầu, đồng thời các đĩa phanh quay

trơn với độ đảo rất nhỏ, tách má phanh với đĩa phanh Do bề mặt ma sátphẳng nên khe hở ban đầu của một cặp má phanh và đĩa phanh rất nhỏ (0,03 ÷0,1 mm), điều này giúp cơ cấu phanh đĩa có khe hở ban đầu rất nhỏ làm tăng

độ nhạy của cơ cấu phanh

2.2 Dẫn Động Phanh

2.2.1 Dẫn động phanh chính bằng thủy lực

Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh chính dẫn động thủy lực được thể hiện trênhình 2.7 Cấu tạo chung của hệ thống bao gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính(tổng phanh), các ống dẫn, các xylanh bánh xe Hệ thống phanh sử dụngphương pháp truyền năng lượng thủy tĩnh với áp suất lớn nhất trong khoảng(60 ÷ 120 bar) Áp suất được hình thành khi người lái đạp bàn đạp phanh,thực hiện tạo áp suất trong xylanh chính

Hình 2.7: Dẫn động phanh chính bằng thủy lực

Chất lỏng (dầu phanh) được dẫn theo các đường ống tới các xylanh bánh xe(nằm trong cơ cấu phanh) Khi có áp suất dầu, các piston trong xylanh thựchiện tạo lực ép má phanh vào trống phanh (hoặc đĩa phanh), thực hiện sựphanh tại cơ cấu phanh bánh xe Lực trên má phanh phụ thuộc đường kínhpiston ở các xylanh con Muốn có mô men phanh ở các bánh xe trước khác

mô men phanh ở các bánh xe sau chỉ cần làm đường kính piston ở các xylanhcon khác nhau Lực tác dụng trên các má phanh cũng phụ thuộc vào tỷ sốtruyền của truyền động Đối với phanh dầu bằng tỷ số truyền của phần truyềnđộng cơ khí nhân với tỷ số truyền của phần truyền động thuỷ lực Nếu piston

ở xylanh con với diện tích lớn gấp đôi diện tích của piston ở xi lanh chính thìlực tác dụng lên piston ở xylanh con sẽ lớn gấp đôi Như thế tỷ số truyền sẽtăng lên hai lần, nhưng trong lúc đó hành trình của piston ở xylanh con sẽgiảm đi hai lần, vì vậy mà chúng có quan hệ theo tỷ lệ nghịch với nhau chonên làm khó khăn trong khi thiết kế truyền động phanh

Đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh thủy lực là các bánh xe đượcphanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cảcác má phanh ép sát vào các trống phanh không phụ thuộc vào đường kínhxylanh làm việc và khe hở giữa trống phanh và má phanh

Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm là phanh êm dịu, dễ bố trí, độ nhạycao do dầu không bị nén, có khả năng dùng trên nhiều loại ôtô khác nhau, chỉcần thay đổi cơ cấu phanh Tuy nhiên nhược điểm là tỉ số truyền của dẫn độngdầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh, khi cóchỗ nào bị hư hỏng, cả hệ thống phanh đều không làm việc được (ví dụ khi hưhỏng một đường ống nào đấy sẽ ảnh hưởng đến cả hệ thống), hơn nữa hiệusuất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp Vì vậy dẫn động thủy lực thường sửdụng trên ô tô con hoặc ô tô tải nhỏ

Trong hệ thống phanh dẫn động thủy lực tùy theo sơ đồ của mạch dẫn độngngười ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng

- Dẫn động một dòng (hình 2.7) có nghĩa là từ đầu ra của xylanh chính cómột đường dầu duy nhất dẫn đến tất cả các xylanh công tác của bánh xe Dẫnđộng một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao Vì một lý donào đó, bất kì đường dầu nào đến các xylanh bánh xe bị rò rỉ thì trong hệthống bị mất áp suất và tất vả các bánh xe đều bị mất phanh Vì vậy trongthực tế thường sử dụng dẫn động thủy lực hai dòng

- Dẫn động hai dòng: sơ đồ được mô tả trên hình 2.8

Mỗi sơ đồ đều có các ưu nhược điểm riêng Vì vậy, khi chọn sơ đồ phân dòngphải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính :

+ Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

+ Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

+ Mức độ phức tạp của dòng dẫn động.

Hình 2.8: Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực

Thường sử dụng nhất là sơ đồ hình (2.8a) sơ đồ phân dòng theo yêu cầu.Ðây là sơ đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều khi hỏngdòng phanh cầu trước

Khi dùng các sơ đồ hình (2.8b,c và d) sơ đồ phân dòng chéo, sơ đồ phân 2dòng cho cầu trước, 1 dòng cho cầu sau và sơ đồ phân dòng chéo cho cầu sau

2 dòng cho cầu trước thì hiệu quả phanh giảm ít hơn Hiệu quả phanh đảmbảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó Tuy vậy khi dùng sơ đồhình (2.8b và d) lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khiphanh nếu một trong hai dòng bị hỏng

Sơ đồ hình 2.8e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phức tạp nhất

2.2.2 Dẫn động phanh chính bằng khí nén

Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếudùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do ápsuất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện

Hệ thống phanh khí nén sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hànhphanh, người điều khiển không cần mất nhiều lực tác động lên phanh mà chỉcần đủ lực thắng lò xo ở tổng van khí nén để cung cấp khí nén hoặc làm thoát

e)d)

c)b)

a)

khí nén ở các bộ phận làm việc Nhờ thế mà phanh điều khiển nhẹ nhàng hơn.Phanh khí nén thường sử dụng trên xe có tải trọng trung bình và lớn.

Nhược điểm là số lượng các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước chung lớn,giá thành cao, độ nhạy nhỏ Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫnđộng bằng khí nén cơ bản (hình 2.9) gồm các phần chính: nguồn cung cấp khínén, van phân phối khí, bầu phanh và đường ống dẫn khí

- Phần cung cấp khí nén có chức năng chính là hút không khí từ bên ngoàikhí quyển, nén không khí tới áp suất cần thiết (0,7 ÷ 0,9 Mpa), đảm bảo cungcấp đủ lượng khí cho hệ thống làm việc Độ bền và độ tin cậy của dẫn độngphanh khí nén phụ thuộc vào chất lượng khí nén, do vậy khí nén cần đảm bảokhô, sạch, có áp suất ở mức an toàn khi làm việc

- Van phân phối: cơ cấu gắn liền với bàn đạp để điều khiển (cụm điềukhiển) đóng mở các dòng khí nén từ các bình chứa đến các bầu phanh bánh xekhi phanh và thải khí trong các bầu phanh Ngoài ra van phân phối cũng là cơcấu tạo cảm giác giúp người lái nhận biết mức độ làm việc của các cơ cấu