Khảo sát kết cấu và phương pháp tính toán các bộ phận dẫn động phanh thủy lực

Nên nhằm mục đích cho sinh viên hiểu rõ đượckết cấu của các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chitiết cụ thể trong hệ thống truyền động phanh thuỷ lực.Và cho sinh viên nắm vững được nguyên

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tếquốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa vàhành khách Tính cơ động cao, tính việt dã và khả nănghoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ô

tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu, phổbiến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sửdụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đời sống kinh tế _ xãhội con người

Trong chương trình đào tạo Kỹ sư nghành Động lực thìĐồ án tốt nghiệp là không thể thiếu, là điều kiện tấtyếu rất quan trọng mà mọi Sinh viên cần phải hoàn thành,để hiểu biết một cách chặt chẽ và nắm vững sâu về ô

tô Và trong quá trình học tập, tích lũy kiến thức, việcbắt tay vào khảo sát tính toán thiết kế một bộ phận,một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọnghơn hết Điều này củng cố kiến thức đã được học, thểhiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sựvận dụng lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý; nghĩa làlúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹthuật

Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nóđảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng caođược năng suất vận chuyển Nên hệ thống phanh ô tôcần thiết bảo đảm : bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệuquả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanhđược để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này Tôi được giaonhiệm vụ KHẢO SÁT KẾT CẤU VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNHTOÁN CÁC BỘ PHẬN DẪN ĐỘNG PHANH THỦY LỰC chungnhất trang bị trên ô tô

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn vàthời gian khống chế, thiếu kinh nghiệm thực tế nên trongkhuôn khổ đồ án này sẽ không tránh những thiếu sót Tôirất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thứccủa tôi hoàn thiện hơn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáohướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, các thầy giáo bộ

môn Động lực đã hết sức tận tình giúp đỡ hướng dẫntôi hoàn thành tốt nội dung đề tài đồ án của mình.

Đà Nẵng, ngày 1 tháng 6 năm 2002 Người thực

hiện

NGUYỄN VIẾT ANH

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA ĐỀ TÀI :

Trên ô tô, hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệtquan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn với tốcđộ.Trong đó dẫn động phanh thuỷ lực được sử dụngrộng rãi trên ô tô du lịch, ô tô tải mà kết cấu rất đa dạng,phức tạp Nên nhằm mục đích cho sinh viên hiểu rõ đượckết cấu của các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chitiết cụ thể trong hệ thống truyền động phanh thuỷ lực.Và cho sinh viên nắm vững được nguyên lý hoạt động củacụm chi tiết chính, của cả hệ thống truyền động phanhthuỷ lực Từ đó, người sinh viên, cán bộ kỹ thuật có thểxác định được kết quả các thông số kết cấu của hệthống phanh thông qua từ phương pháp tính toán dẫn độngphanh Đồng thời, được nghiên cứu sâu những vấn đềchưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa cao củamột số chi tiết, từ cơ sở cơ bản mà phân tích đề xuấtkhắc phục cải tiến phù hợp

Bên cạnh đó, còn cần phải khẳng định một ý nghĩatương đối trong thực tiễn hiện tại, chẳng hạn như là :Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sảnxuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo Giúp chongười cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý,có thể khai tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điềukiện làm việc cụ thể Giúp cho người sử dụng có sự

am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuậnlợi trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô Và đội ngũ côngnhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chóng phát hiện, tìm

ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và

biện pháp khắc phục, sửa chữa hư hỏng của hệ thốngphanh ô tô.

Vì vậy, tôi chọn đề tài "KHẢO SÁT KẾT CẤU VÀPHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN DẪN ĐỘNGPHANH THỦY LỰC" chung nhất trang bị trên ô tô dưới sựhướng dẫn tận tình của thầy giáo, Tiến sĩ NGUYỄNHOÀNG VIỆT, cùng với sự giúp đỡ tận tình của Thầy, Côgiáo trong bộ môn

2 SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ :

2.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI :

2.1.1 Công dụng :

Hệ thống phanh ô tô được dùng để giảm tốc độ của

ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốcđộ cần thiết nào đó, nghĩa là điều khiển tốc độ ô tô theochiều giảm Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụgiữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốcnghiêng hoặc trên các mặt đường ngang với thời gian khônghạn chế Với các máy kéo xích, hệ thống phanh còn phốihợp với bộ phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụđiều khiển và quay vòng máy kéo

Đối với ô tô, hệ thống phanh là hệ thống đặc biệtquan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô _ máy kéo chuyển động

an toàn trong mọi chế độ làm việc và nhờ đó mới có thể

phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năngsuất vận chuyển của xe.

Có khả năng thoát nhiệt tốt

Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiếttác dụng trên bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển độngtrong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéobao giờ cũng có tối thiểu ba loại phanh, là :

Phanh làm việc : Phanh này là phanh chính, đượcsử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyểnđộng, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còngọi là phanh chân

Phanh dự trữ : Dùng để phanh ô tô _ máy kéo trongtrường hợp phanh chính bị hỏng

Phanh dừng : Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ ô

tô _ máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không

làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng taynên gọi là phanh tay.

Phanh chậm dần : Trên các ô tô _ máy kéo tải trọnglớn như xe tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xekhách có trọng lượng toàn lớn hơn 5 tấn hoặc xe làmviệc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển độngxuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tư là phanhchậm dần Phanh chậm dần được dùng để phanh liêntục, giữ cho tốc độ ô tô _ máy kéo không tăng quá giới hạncho phép khi xuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của

ô tô _ máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh dừng trên có thể có bộ phận chung vàkiêm nghiệm chức năng của nhau Nhưng phải có ít nhất làhai bộ điều khiển và dẫn động độc lập

Để có hiệu quả phanh cao thì còn phải yêu cầu :

Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

Phân phối momen phanh trên các bánh xe phải đảmbảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạolực phanh

Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng bộphận trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủylực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọnglượng toàn bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh, người ta sử dụng hai chỉtiêu chính, là : Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh.Ngoài ra, cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác như : Lựcphanh hay thời gian phanh

Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng1_1, 1_2 và 1_3

Cần chú ý rằng : Các chỉ tiêu quy định về hiệu quảphanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội quyđịnh riêng dựa vào nhiều yếu tố, như : Nguồn gốc vàchủng loại ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trìnhđộ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểmtra

Bảng 1_1 : Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh ( của hệ thống phanh chính ) cho phép ô tô lưu hành trên đường _ Do Bộ giao thông Vận tải Việt Nam quy định năm 1995.

3 Ô tô vận tải hoặc đoàn ô

tô có trọng lượng toàn

Vận tốc bắt đầu phanh là 30 [ Km/h ] ( 8,33 [ m/s ] )

Do yêu cầu về tốc độ ô tô ngày càng tăng, cho nên có

xu hướng tăng vận tốc thử phanh để cho phép lưu hànhtrên đường Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguyhiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có những bãithử chuyên dùng Vì thế ở nước ta vẫn đang áp dụng tốcđộ thử phanh là 30 [ Km/h ]

Số liệu ở bảng 1_1 chỉ sử dụng để kiểm tra định kỳnhằm cho phép ô tô lưu hành trên đường để đảm bảo an

toàn chuyển động Đối với các cơ sở nghiên cứu hay thiếtkế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặthơn.

Bảng 1_2 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống

phanh chính ( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )

ST

T Chủng loại ô tô Tốc độ

trước khi phanh

V o [ Km/

h ]

Lực tác dụng lên bàn đạp

P bđ [ N ] ( )

Dạ ng thử

Quãn g đườn g phanh

S p [ m ] ( )

Gia tốc chậm dần ổn định

J p [ m/g ] ( )

7,05,45,0

7,05,34,9

6,04,54,1

5,54,13,8

6 Ô tô tải với

trọng lượng >

OIII

17,221,522,9

5,54,03,6

7 Đoàn ô tô vớitải trọng toàn

5,54,03,7

8 Đoàn ô tô vớitrọng lượng

5,53,93,6

Bảng 1.3 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống

phanh dự trữ ( tiêu chuẩn Liên Xô cũ )

ST

T Chủng loại ô tô Tốc độ

trước khi thử

V o [ Km/h ]

Lực tác dụng lên bàn đạp P bđ [ N ] (

)

Quãng đường phanh

S p [ m ] (

)

Gia tốc chậm dần ổn định J p [ m/g ] ( )

Thử " I " : Để xác định hiệu quả của hệ thốngphanh chính, khi các cơ cấu phanh đã làm việc nóng lên.Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn :

Thử sơ bộ : Để cho các cơ cấu phanh nóng lên Thử chính : Để xác định hiệu quả phanh

Thử " II " : Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô

tô _ máy kéo chuyển động xuống dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệthống phanh khác thực hiện các chức năng của nó, giatốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [ m/s2 ] đối với ô tôkhách và 2,8 [ m/s2 ] đối với ô tô tải.

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh đượcđánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấuphanh của nó có thể tạo ra Khi thử ( theo cả hai chiều :đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại _ quay lên dốc )phanh dừng cần phải giữ được ô tô _ máy kéo chở đầy tảivà động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứng yêntrên dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô_ máy kéo, khi chuyển động xuống các dốc dài 6 [ Km ],độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 30 2 [ Km/h ] ( 8,33 0,6 [m/s ], mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khiphanh bằng phanh này, gia tốc của ô tô _ máy kéo thườngđạt khoảng 0,62,0 [ m/s2 ]

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảmgiác điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn độngphanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tácdụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo

ra ở bánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khiphanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô _ máykéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xephải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau :

Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận vớiphản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái củacùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép khôngđược vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất

Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượtcác bánh xe khi phanh Vì : Các bánh xe trước trượt trướcsẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển Các bánh xe sautrượt trước sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định Ngoài racác bánh xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh

do giảm hệ số bám

Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô _ máy kéo hiệnđại, người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hayhệ thống chống hãm cứng bánh xe ( Antilook BrakingSystem _ ABS ).

Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiệnđược đánh giá bằng lực lớn nhất cần thiết tác dụng lênbàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng củachúng Giá trị quy định của chúng được cho dưới bảng 1_4

Bảng 1_4 : Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của

chúng đối với hệ thống phanh ô tô

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )

[ N ]

S bđ max [ mm ]

Bằng bàn

đạp Làm việc,dự trữ và

phanh dừng

Du lịchVận tải vàkhách

Tùy theo tính chất điều khiển mà chia ra :

Phanh chân

Phanh tay

Phanh tay điều khiển bằng chân

Phanh tay điều khiển bằng tay

Tùy theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ởtrục của hệ thống truyền lực mà chia ra :

Phanh bánh xe

Nhiều đĩa quay

Phanh trống _ guốc : theo đặc tính cân bằng thìđược chia ra :

Phanh thủy lực ( phanh dầu )

Phanh khí nén ( phanh hơi )

Phanh điện từ

Phanh liên hợp

Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làmphanh tay và phanh chân ở một số ô tô trước đây Nhượcđiểm của loại phanh này là đối với phanh chân, lực tácđộng lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điềukhiển nặng nề, nên hiện nay ít sử dụng Riêng đối vớiphanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn và hổ trợ chophanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện naynó vẫn được sử dụng phổ biến trên ô tô

Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổbiến trên ô tô du lịch và xe ô tô tải trọng nhỏ.

Phanh truyền động bằng khí nén thì được dùng trên ô

tô tải trọng lớn và ô tô hành khách Ngoài ra nó còn dùngtrên ô tô vận tải tải trọng trung bình có động cơ diesel cũngnhư trên các ô tô kéo đoàn xe

Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên cácđoàn ô tô, ô tô kéo nhiều rơmoóc

Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùngtrên các ô tô và đoàn ô tô có tải trọng lớn và rất lớn

2.2 KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH :

Để đảm bảo được nhiệm vụ của một hệ thốngphanh, bất kỳ một hệ thống phanh nào cũng có các thànhphần kết cấu chính sau :

2.2.1 Cơ cấu phanh :

Cơ cấu phanh là một bộ phận trực tiếp tạo ra lựcphanh cũng chính là lực cản, trong quá trình phanh khi ô tôchuyển động, động năng của ô tô sẽ được biến thànhnhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường

Cơ cấu phanh trên ô tô chủ yếu làm việc theo nguyên lý

ma sát Do vậy kết cấu của nó gồm có hai phần chính : cơcấu ép và phần tử ma sát Bên cạnh đó còn có thêm cácphần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa máphanh và trống phanh của loại phanh trống _ guốc, bộphận xả khí của phanh dẫn động thủy lực

Kết cấu cơ cấu phanh trên ô tô có đặc trưng tùy thuộcbởi vị trí đặt nó ở bánh xe hoặc ở truyền lực, bởi loạichi tiết quay và chi tiết tiến phanh

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại trống _ guốcvà gần đây sử dụng nhiều loại đĩa ở các bánh xe trước

2.2.2 Dẫn động phanh :

Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điềukhiển cơ cấu phanh

Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loạichính : cơ khí, chất lỏng thủy lực và khí nén Nhưng dẫnđộng cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu suấtthấp và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Nênđối với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụngchủ yếu hai loại dẫn động là : thủy lực và khí nén.

Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiểnphanh cũng như hành trình bàn đạp và đòn điều khiểnphanh phụ thuộc ở momen phanh cần sinh ra và các thôngsố dẫn động phanh

Điều quan trọng nhất của dẫn động phanh là bêncạnh các thông số hệ thống mà chủ yếu là dòng dẫnđộng

Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho

xe ô tô du lịch, ô tô vận tải có tải trọng nhỏ và cực lớn,gồm các cụm chủ yếu sau : xylanh phanh chính, bộ trợphanh, xylanh làm việc ở các bánh xe

Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ô

tô vận tải có tải trọng cỡ trung bình và lớn, gồm các cụmchủ yếu như : máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, bìnhchứa, van phân phối, bầu phanh

2.2.3 Phanh tay và hệ thống phụ :

2.2.3.1 Phanh tay :

Để đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoàihệ thống phanh chính ( phanh chân ) đặt ở các bánh xe, ô tôcòn được trang bị thêm cơ cấu phanh tay để sử dụng hãm

ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốcnghiêng mà không bị trôi tự do, đồng thời hổ trợ cho phanhchân khi thật cần thiết

Cơ cấu phanh tay có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩahoặc dãi

Phanh tay có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đóđược đặt trên trục ra của hộp số với ô tô có một cầuchủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu chủđộng và dẫn động phanh là loại cơ khí Loại phanh tay nàycòn là phanh truyền lực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ

thống truyền lực Phanh truyền lực có thể là loại phanhđĩa hoặc phanh dãi.

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanhcủa hệ thống phanh tay làm chung với cơ cấu phanh của hệthống phanh chính Lúc đó cơ cấu phanh được đặt ở bánh

xe, còn truyền động của phanh tay được làm riêng rẽ vàthường là loại cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực

2.2.3.2 Hệ thống phanh phụ :

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

Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tôvới hiệu quả phanh không lớn lắm trong thời gian dài

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

Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toànhơn, tăng được tốc độ trung bình khi ô tô chạy ở đườngdốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp và cókhi là động cơ nữa Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảocho hệ thống phanh chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sànglàm việc

Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại

cơ khí, khí ( không khí ), thủy lực và điện động

Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộngrãi, chủ yếu trên ô tô hành khách và ô tô tải có tải trọngtrung bình và lớn

3 DẪN ĐỘNG PHANH THỦY LỰC :

3.1 ƯU, NHƯỢC ĐIỂM :

Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm là :

Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ ( dưới0,2  0,45 s )

Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vìáp suất trong dòng dẫn động chỉ bắt đầu tăng khi tất cảmá phanh đã ép vào trống phanh.

Hiệu suất cao (  = 0,8  0,9 )

Kết cấu đơn giản, kich thước nhỏ, giá thành thấp.Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhaumà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh

Nhược điểm của dẫn động thủy lực :

Yêu cầu độ kín khít cao Khi có một chỗ nào bị rò

rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được

Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nênthường sử dụng các bộ phận trợ lực để giảm lực bànđạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp

Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làmcho các đường ống bị rung động và momen phanh không ổnđịnh

Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp và độnhớt tăng

3.2 YÊU CẦU :

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệthống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo các yêu cầusau :

Đảm bảo tỷ lệ giữa momen sinh ra với lực tácdụng lên bàn đạp và hành trình của nó

Thời gian chậm tác dụng khi phanh không vượt quá0,6 [ s ], khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2 [ s ]

Phải có ít nhất hai dòng dẫn động độc lập và khimột dòng hỏng thì hiệu quả phanh phải còn tối thiểu 50%

Khi kéo moóc, nếu moóc bị tuột khỏi xe kéo thìphải tự động phanh lại

3.3 PHẠM VI SỬ DỤNG :

Với các đặc điểm phân tích trên, dẫn động phanh thủylực được sử dụng rộng rãi trên ô tô du lịch, ô tô tải cỡnhỏ hoặc ô tô tải có tải trọng đặc biệt lớn.

Dẫn động phanh thủy lực hầu như không dùng chomáy kéo nhưng lại được dùng cho moóc kéo theo sau

3.4 CÁC LOẠI DẪN ĐỘNG VÀ SƠ ĐỒ DẪN ĐỘNG :

Theo hình thức dẫn động phanh thủy lực có thể chialàm hai loại :

Truyền động phanh một dòng : Truyền động phanhmột dòng được sử dụng rộng rãi trên một số ô tô trướcđây vì kết cấu của nó đơn giản

Truyền động phanh nhiều dòng : Dẫn động hệthống phanh làm việc nhằm mục đích tăng độ tin cậy,cần phải có ít nhất hai dòng dẫn động độc lập có cơcấu điều khiển chung là bàn đạp phanh Trong trường hợpmột dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn phanh được ô

tô _ máy kéo với một hiệu quả phanh nào đó Hiện nayphổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phândòng trên hình 3.1 Để phân chia các dòng có thể sử dụngbộ phận điều khiển kép như : van khí nén hai khoang,xylanh chính kép hay bộ chia mà kết cấu của chúng sẽđược nghiêng cứu ở phần sau

Hình 3.1 : Các sơ đồ phân dòng dẫn động phanh thuỷ lực

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

Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bịhỏng.

Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Mức độ phức tạp của dòng dẫn động

Thường sử dụng nhất là sơ đồ a _ sơ đồ phân dòngtheo yêu cầu Đây là sơ đồ đơn giản nhất nhưng hiệu quảphanh sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước

Khi dùng các sơ đồ b, c và d_ sơ đồ phân dòng chéo, sơđồ phân 2 dòng cho cầu trước, 1 dòng cho cầu sau và sơđồ phân dòng chéo cho cầu sau 2 dòng cho cầu trước thìhiệu quả phanh giảm ít hơn Hiệu quả phanh đảm bảo khôngthấp 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 tínhổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng Điềunày cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái ( dùngcánh tay đòn âm )

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng cũng phứctạp nhất

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thủylực có thể chia làm 3 loại :

Dẫn động tác động trực tiếp : Cơ cấu phanhđược điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực tác dụngngười lái

Dẫn động tác động gián tiếp : Cơ cấu phanhđược dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phầnnhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng : lực tácdụng lên cơ cấu phanh là áp lực của chất lỏng cung cấptừ bơm và các bộ tích năng thủy lực Người ta chỉ điềukhiển các van, qua đó điều chỉnh áp suất và lưu lượngchất lỏng đi đến các cơ cấu phanh tùy theo cường độphanh yêu cầu

Hình 3.2: Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp

1,8 Xylanh bánh xe 2,7 Đường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe

3,4 Piston trong xylanh chính 5 Bàn đạp phanh

6 Xylanh chính

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh 5, piston 4trong xylanh chính 6 sẽ dịch chuyển, áp suất trong khoang Atăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái Do đó áp suấttrong khoang B cũng tăng lên theo Chất lỏng bị ép đồng thờitheo các ống 2 và 7 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 8 đểthực hiện quá trình phanh Khi người lái nhả bàn đạpphanh 5 thì dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các pistontrong xylanh của bánh xe 1, 8 sẽ ép dầu trở về xylanh chính

6, kết thúc một lần phanh

Hình 3.3 : Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực chân không

1,2 Đường ống dẫn dầu phanh đến xylanh bánh xe

3 Xylanh chính 8 Cần đẩy

4 Đường nạp động cơ 9 Van chân không

5 Bàn đạp 10 Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ

6 Lọc 11 Màng ( hoặc piston ) trợ lực

7 Van chân không 12 Bầu trợ lực chân không

Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B đượcphân cách bơi piston 11 ( hoặc màng ) Van chân không 7, làmnhiệm vụ : nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh vàcắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí

9, làm nhiệm vụ : cắt đường thông của khoang A với khíquyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khiđạp phanh Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ : Làm nhiệm vụđảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối vớiđường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thườngxuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh : van chân không

7 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này vàcó cùng áp suất chân không Khi phanh : người lái tác dụnglên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm chânkhông 7 đóng lại cắt đường thông hai khoang A và B, còn vankhông khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vàokhoang A Độ chênh lệch áp suất giữa hai khoang A và B sẽtạo nên một áp lực tác dụng lên piston ( màng ) của bầutrợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùngngười lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 3, épdầu theo các ống dẫn ( dòng 1 và 2 ) đi đến các xylanhbánh xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụnglên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũngtăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8,làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh ápkhông đổi, tức là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lựcphanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lạidịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho khôngkhí đi thêm vào khoang A Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su

10 biến dạng nhiều hơn làm piston hơi dịch về phía trước

so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo chođộ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lựcđạp Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở rahoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giátrị cực đại

Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thườngđược sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ.

Hình 3.4 : Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén

2 Đòn đẩy 7 Đường ống dẫn dầu đếnxylanh bánh xe

3 Cụm van khí nén 8 Xylanh bánh xe

4 Bình chứa khí nén 9 Đường ống dẫn dầuđến xylanh bánh xe

5 Xylanh lực 10 Xylanh bánh xe

Bộ trợ lực gồm van khí nén 3 nối với bình chứa khínén 4 và xylanh lực 5 ( trong có piston hoặc màng trợlực ) Trong cụm van 3 có các bộ phận sau :

Cơ cấu tỷ lệ : đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạpvà lực phanh

Van nạp : cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạpphanh

Van xả : cho khí nén trong dòng dẫn động thoát rangoài khí quyển khi nhả phanh

Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyềnđồng thời lên các cần của xylanh chính 6 và của cụm van 3.Van 3 dịch chuyển : mở đường nối khoang A của xylanh lựcvới bình chứa khí nén 4 Khí nén từ bình chứa 4 sẽ đi vàokhoang A tác dụng lên piston của xylanh trợ lực, hỗ trợ chongười lái ép các piston trong xylanh chính 6 dịch chuyển _đưa dầu đến các xylanh bánh xe Khi đi vào khoang A, khínén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò

xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lực khí néncân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằngmới, đồng thời đóng luôn đường khí nén từ bình chứa đếnkhoang A _ duy trí một áp suất không đổi trong hệ thống,tương ứng với lực tác dụng và dịch chuyển của bàn đạp.Nếu muốn tăng áp suất lên nữa thì phải tăng lực đạp đểđẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào.Như vậy cụm van 3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lựctác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh

Chú ý : Nếu kết cấu của loại dẫn động này thay đổimột chút _ đòn đẩy 2 không có, bàn đạp chỉ tác dụng lênvan 3 _ thì dẫn động sẽ trở thành dẫn động thủy khí

Hình 3.5 : Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực thuỷ lực

2 Van an toàn 7 Xylanh chính

3 Đường ống dầu cao áp 8 Xylanh bánh xe

4 Đường ống dầu hồi 9 Xylanh bánh xe

5 Van phân phối

Hệ thống trợ lực gồm : Bơm 1, van an toàn 2, van phânphối 5 kết hợp với xylanh lực 6 Trong một số kết cấu,có thể không có xylanh lực riêng mà xylanh chính 7 kiêmluôn vai trò của nó

Khi tác dụng lên bàn đạp : Kênh nối đường cao áp 3của bơm với đường hồi 4 trong van 5 đóng lại, còn kênh nối

5 với khoang làm việc với xylanh trợ lực 6 mở ra _ cho chấtlỏng đi vào ép piston của xylanh lực, đẩy piston của xylanhchính dịch chuyển, ép dầu đến các xylanh bánh xe đểthực hiện quá trình phanh Lực tác dụng lên bàn đạpcàng mạnh, áp suất làm việc càng cao, momen phanh sinh

ra càng lớn

Ở trạng thái nhả phanh van 5 nối các đường 3 và 4 vớinhau nên bơm làm việc không tải

Hình 3.6 : Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích

năng.

1 Bàn đạp 7 Bộ tích năng

2 Xylanh chính 8 Bộ điều chỉnh tự động kiểuáp suất rơle

3 Van phanh 9 Bộ tích năng

4 Van phanh 10 Van an toàn

5 Xylanh bánh xe 11 Bơm

6 Xylanh bánh xe

Trên các ô tô tải trọng cực lớn ( như BELAZ )thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và các bộtích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điềukhiển từ xa nhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xylanhchính 2 Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên cácvan 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7

và 9, đi đến các xylanh bánh xe 5 và 6 Lực đạp càng lớn,áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao Bộ điều chỉnh tựđộng áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khiáp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giớihạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thốngkhỏi bị quá tải

4 KẾT CẤU CÁC CHI TIẾT VÀ BỘ PHẬN CHÍNH CỦA

DẪN ĐỘNG PHANH THỦY LỰC :

Dẫn động thủy lực nói chung bao gồm một số phầntử khác nhau, như : xylanh chính, bộ chia, các bộ trợ lực,xylanh bánh xe, bơm thủy lực và các bộ tích năng, các vanđiều khiển, điều chỉnh và an toàn, các ống dẫn Tùythuộc vào loại dẫn động, vào công dụng và chức năngmà các phần tử liệt kê trên có thể có hoặc không, đượclắp nối tiếp hoặc song song trong mạch dẫn động

4.1 XYLANH CHÍNH :

4.1.1 Công dụng :

Xylanh chính là bộ phận quan trọng nhất và không thểthiếu trong dẫn động thủy lực

Nó có nhiệm vụ :

Tạo áp suất làm việc hay áp suất điều khiểncần thiết

Đảm bảo lượng dầu cung cấp cho toàn bộ haymột phần của hệ thống

4.1.2 Kết cấu và nguyên lý làm việc :

Xylanh chính và các chi tiết của nó có một số kếtcấu, khác nhau chủ yếu ở những điểm sau :

Số khoang của xylanh ( đơn hay kép )

Có hay không có lỗ bù phía trước piston

Phương pháp định vị các piston ở vị trí ban đầu( khi nhả phanh )

Có hay không có van ngược ( bộ phận tạo áp suất

dư trong dòng dẫn động )

Hình 4.1 : Xylanh chính đơn và các dạng van ngược

a) _ Kết cấu xylanh c,d,e) _ Các dạng vanngược

b) _ Đầu piston g) _ Van một chiều

7 Vòng tỳ 17 Ống dẫn hướng

8 Khoang thông dầu 18 Piston van ngược

10 Lỗ

Nguyên lý hoạt động :

Khi người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, lực sẽtruyền từ thanh đẩy 1 đến piston 9 Piston sẽ dịch chuyểnvà phớt làm kín là vành cao su 11 sẽ che lỗ bù 6 Để tránhmất hành trình khi phanh thì lỗ bù 6 phải bố trí sát rìaphớt 11 Để có thể chứa đầy dầu phanh và trong trạngthái làm việc đảm bảo cho xylanh có một áp suất dư nàođấy nên ở xylanh phanh chính có van ngược 16 Có khi vannày có ống dẫn hướng 17 Chất lỏng có áp suất do piston

9 ép vào sẽ thắng lực lò xo 14 và mở van 16 để đi vàođường ống dẫn tới các xylanh làm việc ở các bánh xe

Khi thôi tác dụng vào bàn đạp phanh, dưới tácdụng củ lò xo kéo các guốc phanh ở cơ cấu phanh, chấtlỏng từ các xylanh làm việc ở các bánh xe và từ cácđường ống sẽ trở về xylanh chính qua van ngược 15, khi đóchất lỏng phải thắng được lực lò xo 13 mới mở đượccửa van 15 Piston 9 chuyển động rất nhanh về vị trí ngoàicùng để tỳ vào vòng hãm 7 và trong không gian xylanh chính

12 sẽ tạo nên độ chân không Do có độ chân không cho nêndầu phanh ở khoang 8 sẽ đi qua lỗ 10 ở piston 9 làm uốncong mép phớt 11 để vào lớp chân không ở không gian 12.Van 16 có kết cấu theo nhiều kiểu khác nhau Nhưng dùkết cấu khác nhau như thế nào đi chăng nữa, điều quantrọng là phải đảm bảo áp suất dư trong đường ống từ 50

 80 [ KN/m2 ] để tránh cho không khí lọt vào trong hệthống

Phanh được nhả hoàn toàn khi nào không gian 12 đượcthông với bầu chứa dầu bởi lỗ bù 6 Muốn đảm bảo đượcnhư vậy thì giữa thanh đẩy 1 và piston 9 phải có khe hở 0,khe hở này thường từ 1,5  2,5 [ mm ] Áp suất ở bầuchứa dầu của xylanh chính phải giữ bằng áp suất khí trời.Bởi vậy ở nắp 2 có khoan lỗ thông hơi 3 Đĩa chắn 4 có

mục đích ngăn dầu vung ra các lỗ thông hơi Dầu chứatrong bầu phải đủ mức nếu cạn quá không khí sẽ chui qualỗ 5 và lỗ bù 6 để vào trong hệ thống và phanh làm việckhông an toàn.

Hình 4.2 : Xylanh chính trên ô tô GAZ _ 53 A

A Khoang sau piston 10 Bầu chứa dầu

A,B,C Các lỗ 11 Thân xylanh

E Khoang làm việc 12 Đầu nối ống

1 Vòng chặn 13 Lò xo van ngược

3,5 Phớt làm kín 15 Chắn bụi

4 Đệm cánh 16 Cần đẩy

6 Lò xo van một chiều 17 Đai ốc hãm.

7 Van ngược 18 Thanh nối

8 Van ngược chiều 19 Bàn đạp

9 Nắp đậy 20 Lò xo trả

Hình 4.3: Xylanh chính kép

a _ Các piston độc lập

b _ Các piston nối bằng thanh giằng

c _ Xylanh chính ép của ô tô VAZ _ 2101

1,3 Piston 5 Chốt tỳ 8,9 Lò xo

2 Lỗ bù 6 Cụm van ngược 10 Vòng làm kín

4 Vòng chặn 7 Thanh giằng 11 Vòng tỳ

Hình 4.4: Kết cấu xylanh chính kép trên các ô tô họ GAZ và

họ VAZ

a _ Kết cấu xylanh chính họ xe GAZ

b _ Kết cấu xylanh chính họ xe VAZ

1 Thân xylanh 5,7,12,14 Piston

2 Vách ngăn 8,9,11 Lò xo

3 Lò xo van ngược 10 Vòng làm kín

4,6 Thanh giằng 13,15 Vít tỳ

Xylanh chính kép _ hai khoang hình 4.3 là dạng pháttriển đơn giản của kết cấu xylanh chính đơn _ một khoangcổ điển ( hình 4.1 ), bằng cách chia xylanh thành hai phầnnhờ piston trung gian Ở kết cấu này, khi làm việc có sựcọ sát giữa mép phớt cao su ở đầu các piston với mép cáclỗ bù 2 nên các phớt mau mòn, hỏng giảm tuổi thọ

Kết cấu trên hình 4.3 c và 4.4 b không có nhược điểmnày Bởi vì, giữa bầu chứa dầu và các khoang xylanh chỉcòn nối với nhau bằng một lỗ _ vừa là lỗ thông vừa làlỗ bù và bố trí phía sau các phớt cao su

Các piston có thể được định vị ở vị trí ban đầu bằngmột số biện pháp khác, như : dùng vòng tỳ, vít tỳ haythanh giằng Để đảm bảo cho các piston trở về được đứng

vị trí ban đầu, thì lực đàn hồi của các lò xo tác dụng lênchúng cần phải có giá trị thích hợp Ví dụ trong kết cấutrên hình 4.3 : lực của lò xo 8 cần phải lớn hơn lực của lò

xo 9 Khi dùng các lò xo có độ cứng khác nhau như vậy, thìáp suất trong các khoang xylanh, tức là trong các dòng dẫnđộng cũng thường chênh lệch nhau một lượng tương ứngnào đó Do vậy, khi dùng hỗn hợp cả cơ cấu phanh guốcvà phanh đĩa trên cùng một loại xe, thì dòng dẫn độngphanh đĩa cần phải nối với các khoang có áp suất nhỏ hơn_ vì phanh đĩa rất nhạy, thực tế nó bắt đầu làm việcngay khi áp suất bắt đầu tăng Cũng vì lý do đó, trong cácdòng dẫn động phanh đĩa không đựoc phép có áp suấtdư

Trong dòng dẫn động phanh guốc, nếu cần tạo ápsuất dư ( 0,3  05 [Kg/cm3] ) để tránh lọt khí vào dẫnđộng, thì người ta dùng các van ngược với nhiều kết cấu

Xylanh chính thường được chế tạo bằng gang xám.Các piston có thể bằng gang, hợp kim nhôm hay thép cacbontrung bình.

1 Thân xylanh chính 13 Van ngược

2,4,7,8,10,18 Phớt cao su làm kín 14,19 Lỗ

Bộ chia dầu còn dùng để phân dẫn động thành cácdòng cô lập mà vẫn dùng xylanh chính đơn

4.2.2 Kết cấu và nguyên lý làm việc :

Hình 4.6:Bộ chia ( dùng trên ô tô GAZ 24 : VONGA )

A,B,K Các đường dầu ; C,D,E,F Các khoang của bộ chia;G,H Lỗ bù

1,5 Nối với xylanh bánh xe 7,11 Lò xo

3 Van xả khí 9 Vòng tỳ

4,10 Vòng làm kín 12 Vòng đệm

6 Nút đậy 13 Từ bộ trợ lực

Khi phanh, chất lỏng từ xylanh chính sẽ đến khoang F vàsau đó qua lỗ nằm ở phần trên của buồng để đến khônggian nằm giữa hai piston 8 Áp suất chất lỏng tác dụng lêncác piston 8 được truyền tới chất lỏng nằm ở các khônggian C và E Như vậy trong các dòng truyền động đếnphanh trước và phanh sau sẽ sinh ra áp suất làm việc bằngáp suất ở đường vào của bộ phân chia Hành trình chuyểndịch của piston 8 phải đảm bảo tổng hành trình làm việccủa các piston ở xylanh bánh xe và sự biến dạng đàn hồicủa đường ống dẫn

Khi nhả phanh, chất lỏng từ các xylanh bánh xe trở vềcác khoang C và E, và chất lỏng ở giữa các piston 8 sẽ trởvề xylanh chính Trong hệ thống dẫn động lúc đó sẽ cóáp suất dư do lực ép của lò xo ở van ngược chiều củaxylanh chính Các piston 8 đựoc ép sát vào vòng tỳ 9 nhờ lò

xo 7, 11 và lúc đó các lỗ bù từ G và H được mở để khoang

F thông với khoang C và E Trong quá trình sử dụng, thể tíchchất lỏng có thể tăng lên do nhiệt độ thay đổi, lúc đóchất lỏng có thể tràn qua lỗ G và H cũng như qua vanngược chiều ở xylanh chính mà trở về bình chứa dầu,nhờ thế tránh được hiện tượng tự phanh khi đã nhảphanh

Khi hỏng một trong hai dòng thì chất lỏng chỉ mất ởdòng dẫn động bị hỏng thôi, nghĩa là bộ phân chia dầuvẫn bảo đảm sự làm việc của dòng không bị hỏng nhờ ápsuất ở bộ phận không bị hỏng, bộ phận hỏng sẽ do pistoncủa bộ phận chia dầu đóng kín Khi bị hỏng trong quá trìnhđang phanh thì piston của dòng này được chuyển dịch đếntựa vào nắp 6 của bộ phận chia và chất lỏng khôngđược truyền vào dòng này nữa nhờ có vòng bịt kín 10 ởpiston, còn dòng không bị hư hỏng vẫn làm việc bình

thường, tất nhiên hiệu quả phanh của ô tô lúc đó sẽ kémhơn.

Khi nhả phanh thì chất lỏng của dòng không bị hư hỏngsẽ ép piston 8 tỳ vào vòng 9 và chất lỏng trở về xylanhchính qua lỗ G và H Trong hệ thống lúc đó sẽ có áp suất

dư Do có áp suất dư, piston 8 của dòng không bị hỏng sẽđược ép về nắp 6 Nhờ thế không khí không thể lọt vàotruyền động để đảm bảo phanh lốp

4.3 BỘ TRỢ LỰC :

4.3.1 Bộ trợ lực chân không :

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụngđộ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo lựcphụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực,kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớnhơn và chỉ thích với các xe có động cơ xăng cao tốc

Hiện nay, bộ trợ lực chân không có nhiều dạng và sơđồ kết cấu khác nhau Tuy vậy tất cả chúng đều cóchung một nguyên lý làm việc và luôn luôn phải có ba phầntử kết cấu chính là :

Buồng hay xylanh sinh lực : để tạo lực tác dụnglên dẫn động

Cơ cấu tỷ lệ : để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuậngiữa lực tác dụng lên bàn đạp, hành trình bàn đạp vàlực phanh

Các van chân không và không khí

Tùy thuộc vào cách bố trí và lắp đặt cơ cấu tỷ lệ,buồng sinh lực và xylanh chính, các bộ trợ lực chânkhông có thể chia thành ba nhóm chính :

Nhóm 1 : Các bộ trợ lực mà cơ cấu tỷ lệ códạng đòn và không có liên hệ trực tiếp với hệ thốngthủy lực dẫn động phanh

Nhóm 2 : Các bộ trợ lực có buồng sinh lực , cơcấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí riêng rẽ

Nhóm 3 : Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơcấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí đồng trục chung trongmột kết cấu.

4 Đường thông với đường nạp động cơ 7 Đòn

Bộ trợ lực làm việc như sau :

Khi nhả phanh : Thanh 1 dưới tác dụng của lực bànđạp, đẩy van 2 sang vị trí tận cùng bên trái Khi đó khoangcủa xylanh lực 3 thông với khoang B và thông với đường nạpđộng cơ thông qua đường 4 Hai khoang A và B lúc này có ápsuất dư như nhau và bằng áp chân không trên đường nạp

Khi nhả phanh : Đầu trên của bàn đạp quay sangphải, cho phép lò xo van 2 đóng đường thông giữa A và Blại, đồng thời mở đường qua ống 5, nối khoang A với khíquyển Độ chênh áp giữa hai khoang tạo nên áp lực đẩypiston 6 sang phải và tác dụng lên đòn 7 một lực Q1 Dướitác dụng của lực Q1 và Q2 từ bàn đạp, đòn 7 quay quanhđiểm tựa M trên bàn đạp và qua đầu dưới tác dụng cầnpiston của xylanh chính một lực Q3

Khảo sát sự cân bằng của đòn 7, có thể đễ dàng xácđịnh quan hệ giữa các lực Q1, Q2, Q3 và chứng minh đượcđòn 7 chính là cơ cấu đảm bảo tỷ lệ giữa lực tác dụnglên bàn đạp và lực phanh.

Áp dụng trong hệ thống được xác định theo công thức:

p0 =

0 2 1

2 2 0

3

F)

ll(

l

QF

2 bđ bđ

F)

ll(

Đặc điểm đặc biệt của bộ trợ lực chân không là :lực Q3 tác dụng lên piston của xylanh chính lại nhỏ hơn lực

Q2 tác dụng từ bàn đạp Tuy vậy vai trò trợ lực của nócủa nó có thể giải thích như sau : hành trình piston củaxylanh chính ( do sự quay tương đối của đòn 7 quanh điểm

M ) lớn hơn nhiều hành trình của bàn đạp ở điểm M Điềuđó cho phép tăng tỷ số truyền của bàn đạp và giảmđường kính của piston xylanh chính để giảm lực bàn đạpmà vẫn đảm bảo hành trình yêu cầu của các bộ phận

Hình 4.8:Bộ trơ lực chân không loại 2

Buồng chân không được nối với đường ống nạp củađộng cơ bằng van một chiều Ở buồn trên van không chânkhông có độ chân không không đổi và tăng độ chân khôngcực đại tạo nên bởi động cơ Độ chân không ở buồngphía dưới van không khí, phía trên piston thì sẽ có giá trị

thay đổi và tỷ lệ thuận áp suất ở trong xylanh chính, còndầu áp suất cao được nối với xylanh làm việc ở các bánhxe.

Ở vị trí ban đầu ( khi nhả phanh ) do tác dụng của lò xo,màng nối ghép cứng cùng với piston chân không bị ép vềphía dưới, van chân không sẽ mở ra và van không khí đượcđóng lại Khi phanh, chất lỏng có áp suất đi từ xylanh lanhchính sẽ đẩy piston chân không lên, van chân không bị đónglại, còn van không khí sẽ mở ra Không khí đi theo đườngdẫn qua bộ lọc vào buồng trước màng chắn nối với cầnđẩy và sẽ tác dụng lên màng của buồng chân không mộtlực ( do sự chênh lệch áp suất ) Lực này được truyềnqua thanh đẩy đến piston trợ lực của xylanh bộ trợ lực.Đồng thời trên piston này tác dụng áp suất do xylanh chínhgây ra Nhờ vậy tao nên áp suất cao ở sau piston bộ lựcđể đi đến các xylanh làm việc ở các cơ cấu phanh

Hình 4.9:Bộ trợ lực chân không trên ô tô GAZ_53A.