hệ thống phanh ô tô

hệ thống phanh làm báo cáo thực tập gầm đhbkdn

Phần I Hệ thống phanh

1.Công dụng

Hệ thống phanh dùng để :

- Giảm tốc độ của ôtô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó

- Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ôtô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hay trên mặt đường nằm ngang

Với công dụng như vậy, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng:

- Nó đảm bảo cho ôtô máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việc

- Nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và nâng suất vận chuyển của xe

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ôtô máy kéo bao giờ cũng có tối thiểu ba loại phanh là:

- Phanh làm việc : Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở

tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân

- Phanh dự trữ: Dùng để phanh ôtô máy kéo trong trường hợp phanh chính

hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ.Dùng để giữ cho ôtô máy kéo đứng

yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc.Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần:Trên các xe ôtô máy kéo tải trọng lớn hoặc làm việc ở

vùng đồi núi , thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài ,còn phải

có loại phanh thứ 4 là phanh chậm dần dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ của ôtô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ của ôtô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau.Nhưng chúng phải có ít nhất hai bộ phận điều khiển và dẫn động độc lập Ngoài ra, để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường

2.Phân loại

- Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh, phanh chia ra các loại :Phanh bánh xe và phanh truyền lực

- Theo dạng bộ phận tiến hành phanh ( Phần tử ma sát ), phanh chia ra :Phanh guốc,phanh đĩa, phanh dải

- Theo loại dẫn động, phanh chia ra:Phanh cơ khí, phanh thủy lực, phanh khí nén, phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau)

Phần II Kết cấu hệ thống phanh chính

Để thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh luôn phải có hai phần kết cấu chín sau:

- Cơ cấu phanh :Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản.Trong quá trình phanh động năng của ôtô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường

- Dẫn động phanh: Để điều khiển các cơ cấu phanh.

1.Cơ cấu phanh:

Là bộ phận trực tiếp tạo lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát, kết cấu

cơ cấu phanh bao giờ cũng phải có hai phần chính là :Các phần tử ma sát và cơ cấu ép

Ngoài ra, cơ cấu phanh còn có một số bộ phận phụ khác như :Bộ phận điều chỉnh khe hở giữa các bề mặt ma sát, bộ phận đẻ xả khí đối với dẫn động thủy lực

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể dạng :Trống - Guốc, Đĩa - Dải

a- Loại trống guốc

Thành phần cấu tạo : Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất Cấu tạo gồm:

- Trống phanh:là một trống quay hình trụ gắn với moay ơ bánh xe

- Các guốc phanh :Trên bề mặt có gắn các tấm ma sát ( còn gọi là má phanh )

- Mâm phanh: Là một đĩa cố định, bắt chặt với dầm cầu.Là nơi nắp đặt và định vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh

- Cơ cấu ép :Khi phanh, cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo nên lực mát phanh bánh xe lại

- Bộ phận khe điều chỉnh khe hở và xả khí ( Chỉ có với dẫn động thủy lực ) Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá : Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh Các sơ đồ này khác nhau ở chỗ :

- Dạng và số lượng cơ cấu ép

- Số bậc tự do của các guốc phanh

- Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc và trống, giữa guốc với cơ cấu ép

Và do vậy, khác nhau ở :

- Hiệu quả làm việc

- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc

- Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe

- Mức độ phức tạp của kết cấu

Hình 2 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực

tác dụng:

a- ép bằng cam; b- ép bằng xi lanh thủy lực; c- Hai

xi lanh ép, guốc phanh một bậc tự do; d- Hai xi

lanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

Hình 3 Các cơ cấu

phanh guốc tự cường hóa

Hình1.Các sơ đồ phanh trống guốc

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhất là các

sơ đồ trên hình a và b Tức là sơ đồ loại guốc phanh một bậc tự do, quay quanh

hai điểm quay cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sử dụng các chỉ tiêu riêng, đặc trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là :Tính thuận nghịch ( đảo chiều ), tính cân bằng và hệ số hiệu quả

- Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mô men phanh do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức chiều chuyển động của ôtô máy kéo

- Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ lên cụm ổ trục của bánh xe

- Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mô men phanh tạo ra và tích của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh

Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính

- Trống phanh: là một chi tiết cần phải có độ cứng vững cao, chụi mài mòn

và nhiệt dung lớn nên đối với các ôtô tải và khách tải trọng trung bình và lớn, trống phanh thường được đúc bằng gang xám hay gang hợp kim

Đối với các ôtô du lịch còn sử dụng phổ biến loại trống guốc đúc bằng hợp kim nhôm hay dập từ lá thép, phía trong lót một vòng bằng gang

- Guốc Phanh :Có thể được chế tạo bằng phương pháp đúc hay hàn dập

Guốc phanh của ôtô tải trọng lớn thường được đúc bằng gang xám hay hợp kim nhôm Guốc phanh của ôtô du lịch và cá ôtô tải trọng nhỏ được dập từng phần bằng thép rồi hàn nối lại

Các guốc loại hàn - dập có khối lượng nhỏ , tính công nghệ cao, ngoài ra còn có độ đàn hồi lớn, tạo điều kiện làm đồng đều áp trên bề mặt các má phanh

Hình trên thể hiện kết cấu guốc phanh của ôtô Mặt ngoài guốc có gắn vành

ma sát – còn gọi là má phanh.Má phanh thường được gắn lên guốc phanh bằng đinh tán.Một số trường hợp má phanh có thể được gắn lên guốc phanh bằng phương pháp dán

Guốc phanh thường có một hoặc hai gân tăng cường, một đầu được được nối bản lề với mâm phanh nhờ các chốt quay, đầu kia tỳ vào cơ cấu ép qua chốt tỳ hay tấm thép chụi mài mòn

Đinh tán được chế tạo bằng vật liệu mềm như :đồng đỏ, đồng thau hay nhôm

Vành ma sát được chế được chế tạo bằng phương pháp ép định hình hỗn hợp sợi átbét cùng với các chất phụ gia như: ôxýt kẽm ,minium sắt và các chất kết dính như :cao su, dầu thực vật, dầu khoáng hay nhựa tổng hợp

Các chốt quay thường chế tạo bằng thép 45 tôi cao tần

Hinh 4 : Trống Phanh

Hình 5 : Má Phanh

- Mâm Phanh :Là một chi tiết có dạng đĩa, được dập từ thép hay đúc bằng

gang và bắt chặt với dầm cầu nhờ bulông

Đây là một chi tiết đơn giản nhưng quan trọng vì nó là nơi lắp đặp và định vị tất cả các chi tiết khác của cơ cấu phanh

Phần III : Giới thiệu về vị trí của xylanh bánh xe (xylanh con)

Trong hệ thống phanh của ôtô xylanh con đóng vai trò là cơ cấu ép nhờ tác dụng của lực dầu từ xylanh chính trong hệ thống phanh.Cùng với má phanh và chống phanh nó tạo ra lực ma sát , từ đó tạo ra lực phanh của ôtô.Như đã biết trong cơ cấu phanh phải đảm bảo cho thời gian phanh và quãng đường phanh là

Hình 6 : Phanh Bánh Sau

1.Thanh điều chỉnh 2.Lò xo định vị 3.Thanh đẩy

ngắn nhất Vỡ vậy xylanh cần đảm bảo làm sao cú thể hoạt động tốt, nhạy cảm với lực dầu tỏc dụng, khụng bị bú kẹt khi thả phanh và đảm bảo cần độ kớn khớt tốt Dưới đõy là kết cấu một mõm phanh dựng cơ cấu ộp thủy lực

Hình 7 Cơ cấu phanh loại thuỷ lực 1 cơ cấu ép

1- Bu lông lắp xi lanh bánh xe; 2- Đai ốc hãm; 3- mâm phanh; 4- Xi

janh bánh xe; 5- Lò xo trả; 6- Đầu nối cáp; 7- Đai ốc; 8- Cần phanh

dừng; 9- Bu lông; 10- Má phanh sau; 11- Dẫn hướng cáp; 12- Lò xo;

13- Cần điều chỉnh; 14- Đai ốc điều chỉnh; 15- Lò xo trả; 16- Bu

lông điều chỉnh; 17- Xương guốc trước; 18- Má phanh trước

1

2

5 6

9

10 11

12

13

14 15

16 17

18

3.1- Cơ cấu ép: Trong hệ thống phanh có ba loại tùy thuộc vào kiểu dẫn động là: xylanh thủy lực, cam và chêm ép

Hình 8:.Các bộ phận chính của xylanh con loại xylanh có 1 Piston và 2 Piston

Chú thích :

FRONT WHEEL CYLINDER – Xylanh bánh trước.

BLEEDER SCREW - Vít Xả Gió PISTON CUP - Ống Piston

WHEEL CYLINDER – Xylanh Bánh Xe

BREAK SHOE PUT ROD - Cần Đẩy Guốc Phanh

PISTON CUP EXPANDER – Nắp Đẩy Piston

CYLINDER BOOT- Vòng Chắn Bụi RETURN SPRING – Lò xo

REAR WHEEL CYLINDER – Xylanh bánh sau.

3-2 :Kết cấu của xylanh thủy lực

Các kết cấu xylanh bánh xe hay xylanh con nói chung là đơn giản, dễ bố trí.Thân của xylanh được chế tạo bằng gang xám, bề mặt làm việc được mài bóng Piston chế tạo bằng hợp kim nhôm, phía ngoài có ép các chốt thép làm chỗ tỳ cho guốc phanh.Xylanh được làm kín bằng mút hay vòng cao su

fN 1

2

fN

N 2

N 1

P

P

2 1

fN 2

1

fN

P P

c)

1

Hình9 :Cơ cấu ép bằng xylanh thủy lực

a - Một xylanh ép, guốc phanh một bậc tự do 1-Vòng làm kín b- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do 2 – Lò xo

c- Kết cấu xylanh bánh xe loại 2 Piston 3 – Thân xylanh

Hình 10:Cơ cấu ép loại xylanh có 1Piston, guốc phanh 1 bậc tự do

1-Vòng (nút) làm kín, 2- Lò xo, 3 – Thân xylanh ,4- Chốt tỳ

5 - Nắp , 6- Vít xả gió, 7- Đầu ống nối

3-3 :Bộ phận điều chỉnh khe hở tự động

Khi nhả phanh giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng : 0,2 – 0,4 mm để cho phanh nhả được hoàn toàn.Khe hở này tăng lên khi má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng, Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và chống phanh

7

3 6

5

4

3

2 1

P N

P

2

N

fN 1

1

fN 1

Hình 11 : Các cơ cấu điển hình điều khiển khe hở tự động

δ

B

A

4

3 2

8 9

a)

b)

δ

1-Piston làm việc , 2-Thân xylanh, 3- Piston, 4- Van,5 –Piston phụ 6-Lò xo, 7-Vành chặn, 8-Cốc ép, 9-Cần đẩy

b-Loại xylanh thủy lực 1 Piston

1-Vòng đàn hồi, 2- Piston, 3- Thân xylanh

Nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động loại xylanh thủy lực có 1 Piston

3

Hình 12: Loại xylanh thủy lực 1 Piston

1-Vòng đàn hồi, 2- Piston, 3- Thân xylanh

Trong rãnh của Piston 2 có đặt một vòng đàn hồi 1, luôn luôn ép chặt vào mặt trong của xy lanh 3.Nhờ lực ma sát tạo nên có giá trị lớn hơn lực của lò xo trả qui dẫn về trục của xylanh.Nó luôn luôn định vị Piston ở vị trí tương ứng với khe

hở qui định δ giữa trống phanh và má phanh khi nhả phanh

Nguyên lý hoạt động của cơ cấu điều chỉnh khe hở tự động loại xylanh thủy lực có 2 Piston

1 - Khi chưa đạp phanh

1-Piston làm việc , 2-Thân xylanh, 3- Piston, 4- Van,5 –Piston phụ

6-Lò xo, 7-Vành chặn

4

3 2

1

B

A

B

A

9

8

4

2-Khi đạp phanh

Hình 13 :Nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh khe hở tự động

1-Piston làm việc , 2-Thân xylanh, 3- Piston, 4- Van,5 –Piston phụ

6-Lò xo, 7-Vành chặn

Trong xylanh 2 của bộ điều chỉnh lắp cố định Piston 3, trong Piston 3 lắp một Piston phụ 5 cùng với van 4.Khi đạp phanh,chất lỏng có áp suất đi vào khoang A của xylanh, ép Piston 5 cùng van 4 dịch chuyển sang trái, tỳ vào vành chặn 7.Khi

áp suất trong xylanh 2 vừa đạt đến giá trị qui định :(0,10 ÷ 0,15)pmax thì lò xo 6 bị

ép lại và van 4 mở ra cho dầu đi từ khoang A sang khoang B đẩy Piston làm việc 1

và qua cốc 8 ép guốc phanh tỳ sát vào trống phanh

Hình 14 :Nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh khe hở tự động

4

3 2

1

B

A

Hình 14 :Nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh khe hở tự động

3-Khi nhả phanh

7

4

3

A B

4 2

B

A

1-Piston làm việc , 2-Thân xylanh, 3- Piston, 4- Van,5 –Piston phụ

6-Lò xo, 7-Vành chặn

Khi nhả phanh van 4 vẫn mở cho đến khi áp lực tác dụng lên van ( bằng áp suất chất lỏng trong các khoang A và B nhân với diện tích tiết diện ngang của cần 9) xuống nhỏ hơn lực của lò xo 6 nó mới đóng lại.Trong thời gian van 4 mở, chất lỏng tự do đi ngược từ khoang B qua khoang A rồi trở về dẫn động để nhả phanh, còn Piston 1- dịch chuyển sang phải.Khi áp suất trong dẫn động giảm đến giá trị qui định (0,10 ÷ 0,15)pmax van 4 đóng lại, piston 1 và 5 tiếp tục dịch chuyển sang phải về vị trí ban đầu.Guốc phanh tách khỏi trống phanh với khe hở cần thiết .Theo mức độ mài mòn má phanh, piston 1(ở vị trí nhả phanh ) sẽ dịch chuyển dần sang trái ra xa piston 3, do một phần chất lỏng bị van 4 giữ lại trong khoang B.Do

đó khe hở giữa má phanh và trống phanh luôn được giữ đúng qui định

Kết luận

Trong cơ cấu phanh dẫn động bằng thủy lực xylanh con đóng vai trò là một cơ cấu

ép có tác dụng tạo ra lực đẩy từ đó tác dụng lên má phanh tạo ra lực ma sát.Vì lý

do đó mà xylanh con cần phải hoạt động một cách hiệu quả và tin cậy,nó phải đảm bảo kín khít để không bị rò rỉ trong quá trình phanh

Hiện nay còn nhiều cơ cấu tự điều chỉnh khe hở tự động trong xylanh con

để nâng cao tính an toàn cho người điều khiển vì vậy trên này chỉ là một phần nhỏ trong việc tạo an toàn trong cơ cấu phanh ngoài việc có bộ chống bó cứng phanh ABS

Hình 15 :Nguyên lý hoạt động của bộ điều chỉnh khe hở tự động