Chương 8 hệ thống phanh ô tô

 So sánh giữa guốc phanh dẫn động – bị động và guốc phanh loại bơi:  Guốc phanh dẫn động – bị động: Cần lực lớn để hãm Gọn nhẹ, dễ kiểm tra sửa chữa Cụm thắng ổ định, ít hư hỏng Đối

CHƯƠNG VIII :

Bài 1: HỆ THỐNG PHANH

BRAKES SYSTEMS

I Công dụng phân loại yêu cầu:

I.1.Công dụng:

Giảm tốc độ của ôtô đến khi ngừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết

(phanh chân) và đồng thời giữ cho ôtô đứng yên trên dốc (phanh tay)

I.2 Phân loại:

 Theo cách bố trí cơ cấu phanh:

 Phanh bánh xe

 Phanh ở trục hệ thống truyền lực

 Theo cơ cấu phanh:

 Phanh guốc

 Phanh đai

 Phanh đĩa

 Theo dẫn động Phanh:

 Phanh cơ khí

 Phanh thuỷ lực

 Phanh khí

 Phanh điện

 Phanh liên hợp

 Theo kết cầu bộ cường hóa:

 Phanh trợ lực bằng khí nén

 Phanh trợ lực bằng áp thấp

I.3 Yêu cầu:

- Hiệu quả phanh tốt nhất ở tất các bánh xe, đảm bảo quãng đường

phanh ngắn nhất khi gặp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo ổ định ôtô

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác dụng lên pedal không lớn

- Dẫn động phanh có độ nhạy cảm lớn

Trống phanh

Cam quay

Chốt lệch tâm

Guốc phanh

bị động Má phanh

Xy lanh làm việc

Guốc phanh dẫn động

Chiều quay

- Không có hiện tượng tự siết phanh

- Thoát nhiệt tốt

- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao Ổn định sử dụng

- Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên pedal với lực phanh

- Có khả năng phanh ôtô trong thời gian dài

II Kết cấu hệ thống phanh:

Hệ thống phanh gồm: Phanh chính (phanh bánh xe, phanh chân) và

phanh phụ (phanh truyền lực, phanh tay) Phanh chính và phanh phụ có thể

sử dụng chung cơ cấu phanh hoặc sử dụng riêng cơ cấu phanh, nhưng dẫn

động phanh hoàn toàn riêng rẽ Các hệ thống phanh thông dụng:

 Phanh cơ khí: Thường dùng ở phanh phụ

 Phanh thủy lực: Dẫn động bằng chất lỏng ( dầu )

 Phanh khí: Dẫn động bằng chất khí

 Phanh thủy khí: Dẫn động bằng chất lỏng và chất khí

Dùng phanh dầu thì lực tác động lên pedal lớn hơn so với phanh khí

Do đó phanh dầu chỉ dùng ở ôtô con, tải nhỏ, tải trung bình Còn phanh khí

thường sử dụng trên ôtô tải trung bình và tải lớn

II.1: Cơ cấu phanh:

1 Phanh guốc:

Hình 9.1: Mô hình phanh guốc

Cơ cấu loại phanh guốc có hai loại guốc phanh quay quanh chốt lệch tâm

và đặt đối xứng với xilanh làm việc

Phanh guốc có kết cấu đơn giản, điều chỉnh khe hở giữa má phanh và

trống bằng cam quay và chốt lệch tâm Để đảm bảo độ mòn đồng đều ở hai

má phanh thì má của guốc phanh có hiệu quả cao (tự siết) được làm dài hơn

Chiều quay

Hình 9.2: Mô hình phanh guốc loại bơi

Phanh loại bơi, cơ cấu này

có hai bậc tự do và không có

điểm tựa cố định Ở cơ cấu

này, hai xilanh làm việc đều

tác dụng lên đầu trên và đầu

dưới của guốc Khi phanh các

guốc sẽ chuyển dịch theo

chiều ngang và ép má phanh

sát vào trống Nhờ ma sát má phanh bị cuốn theo ống xilanh làm việc tỳ sát

vào điểm tựa cố định Hiệu qủa phanh của ôtô khi tiến hay lùi đều bằng

nhau

Hình 9.3: Cấu tạo phanh guốc

 So sánh giữa guốc phanh dẫn động – bị động và guốc phanh loại

bơi:

 Guốc phanh dẫn động – bị động:

Cần lực lớn để hãm

Gọn nhẹ, dễ kiểm tra sửa chữa

Cụm thắng ổ định, ít hư hỏng

Đối với một số xe không cần van định lượng

 Guốc phanh loại bơi

Chỉ cần lực nhỏ để hãm xe

Bánh xe có xu hướng khoá kẹt khi thắng gấp

Cần van định lượng cho hệ thống thủy lực

a Bố thắng:

Bố thắng được gắn vào guốc sao cho tận

dụng tốt nhất sự ma sát và mài mòn đều trên

toàn bề mặt

 Bố tán rivet: Rivet bằng đồng thau

hoặc nhôm làm loe hai đầu gắn chặt

vào bố và guốc

Hình 9.4: Bố thắng tán rivet và dán

 Bố dán: Bố được dán vào guốc bằng keo chuyên dùng chịu nhiệt

 Bố bắt bu long: Bố được khoan lỗ và bắt vào guốc ( dùng cho tải nặng

)

 Ưu và khuyết điểm các loại bố:

 Bố tán rivet: Làm việc êm, dẫn và giải nhiệt tốt Nhưng gây trầy xước

cho trống thắng khi bố mòn, dễ bị nứt vỡ chổ tán rivet khi làm việc ở

nhiệt độ cao

 Bố dán: Ít gây trầy xướt khi bố mòn, sử dụng hết chiều dài bố Nhưng

làm việc không êm dịu, tản nhiệt kém bằng bố tán rivet do bó quá sát

không tạo được khoảng co giản

 Bố bắt bu long: Sử dụng xe tải lớn, dễ thay thế

b Ưu và khuyết điểm phanh guốc:

 Ưu điểm của phanh guốc:

-Dễ bố trí thắng đậu xe

-Dùng lực nhỏ khi thắng (ở cơ cấu phanh loại bơi) nên ở một số loại xe

nhỏ không cần booster trợ lực

Tấm ma sát đĩa xoay

Áp lực dầu

piston

vỏ xoay Viên bi Đĩa phanh Xylanh

Brake disc rotor

-Có nhiều chi tiết và cần sự điều chỉnh phức tạp

-Thắng dễ bị dính hoặc trượt khi có thay đổi nhỏ trong cụm thắng, làm

xe bị đâm lệch một bên khi thắng

2 Phanh đĩa: Chia làm hai loại: loại đĩa quay và loại vỏ quay

a Phanh đĩa loại đĩa quay: đĩa phanh ở

phía ngoài có trọng lượng nhỏ, thường

được sử dụng ở phanh trước hoặc phanh

tay ở ôtô tải Nhược điểm của loại phanh

này là rất dễ bị hư hỏng do bụi bẩn rơi

vào khi chạy trên đường đất

Hình 9.5.a.: Phanh đĩa loại đĩa quay

Hình 9.5.b.: Phanh đĩa loại đĩa quay

b Phanh đĩa loại vỏ quay: Khi phanh các piston

ở xilanh con sẽ đẩy đĩa dịch chuyển tương đối

với nhau trong mặt phẳng quay của bánh xe theo

hứơng ngược chiều nhau Nhờ có rãnh nghiêng ở

đĩa nên các viên bi chạy theo rãnh để ép các

đĩa ma sát vào vỏ và tiến hành phanh

Hình 9.6.a: Phanh đĩa loại võ quay

Hình 9.6.b: Phanh đĩa loại võ quay

Dòng khí

Hình 9.7: Đĩa thắng

c Đĩa thắng: ( Rotor )

Đĩa làm bằng thép tạo ma sát với bố thắng, cố

định với trục bánh xe (có thể tháo rời để thay thế)

d Đệm thắng:

Đệm thắng có lưng đỡ là tấm kim loại phẳng,

gắn cố định với cụm thắng (calip) Bố thắng

được gắn với lưng bằng cách tán rivet, đán hoặc đúc

Hình 9.7: Cấu tạo phanh đĩa

Hình 9.8 Sơ đồ phân phối dầu thắng

e Bộ phận báo hiệu bố mòn:

 Báo hiệu bằng tiếng động: Thanh báo hiệu dính liền với bố, khi bố

mòn đến mức qui định, thanh báo ma sát vào trống tạo nên tiếng rít

 Báo hiệu bằng cảm giác: khi bố mòn, một bộ phận ma sát sẽ gây

rung động lên bàn đạp

 Báo hiệu bằng điện tử: Bộ cảm ứng báo lên buồng lái khi bố mòn

 Ưu điểm của phanh đĩa so với phanh guốc:

 Áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều

 Đơn giản, gọn nhẹ, ổn định khi thắng

 Lực thắng bằng nhau trên hai cụm thắng ở cùng một trục nên

không gây đâm lệch xe khi hãm

 Lực quay ly tâm của rotor làm chất bẩn không bán được

II.2 Dẫn động phanh

1 Phanh dầu:

Dựa trên định luật Pascal

Lực tác dụng từ pedal

đến cơ cấu phanh qua chất

lỏng ở các đường ống

Đặc điểm phanh dầu là

các bánh xe được phanh

cùng một lúc vì áp suất

trong đường ống chỉ bắt đầu

tăng lên khi tất cả các má

phanh ép sát vào trống

phanh

Lực được nhân lên do

tương quan về diện tích qua

xylanh chính đến xylanh làm việc

Lực đạp phanh truyền đến các xylanh bánh xe với tỷ số truyền 1:6

hoặc 1:7

Hình 9.9 Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực

 Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản.Phanh đồng thời các bánh xe

- Hiệu suất cao Độ nhạy tốt

- Có khả năng dùng trên nhiều loại ôtô khác nhau mà chỉ cần thay

đổi cơ cấu phanh

 Khuyết điểm:

- Tỷ số truyền lớn, lực tác dụng lên pedal lớn ( phải cường hóa đối

với ôtô lớn )

- Nếu bị rò rỉ thì cả hệ thống không làm việc ( khắc phục bằng cách

dùng dẫn động phanh hai dòng )

- Hiệu suất dẫn động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp

a Xylanh chính:

Hình 9.10.a Xylanh chính loại piston đơn Khi đạp phanh: Piston duy chuyển trong xylanh chính Cuppen mở lổ bù (

lổ A ) cho dầu thắng điền đầy piston qua lổ nạp ( lổ B ) Piston và cuppen

tiến đến tạo áp suất đẩy dầu thắng xuyên qua van thoát đến các xylanh

bánh xe

Khi không phanh: Nhờ lực lò xo hồi nơi mâm thắng kéo hai guốc phanh

về Hai piston xylanh con ép dầu thắng hồi trở lại bình chứa qua lổ bù ở

xylanh chính

Hình 9.10.b Xylanh chính loại piston kép

Trong xylanh chính có hai piston đặt nối tiếp nhau, mỗi piston có một

bình dầu thắng riêng Bộ piston thứ nhất bơm dầu thắng cho các xylanh con

Tấm ma sát

Guốc phanh

Vít xả gió

Cao su

che bụi

Piston

Xylanh

hai bánh trước, Bộ piston thứ nhất bơm dầu cho các xylanh con hai bánh

sau

Khi đạp phanh: Piston số 1 tiến tới đóng kín lỗ bù, tạo áp suất ở các

xylanh bánh xe trước Đồng thời tạo áp suất phía sau piston số 2 đẩy piston

này tới bịt lổ bù và tạo áp suất bánh xe sau

b Xylanh bánh xe: ( Xylanh con )

Hình 9.11 Xylanh bánh xe ( xylanh con )

Xylanh con nhận áp suất dầu thắng từ xylanh chính tác động lên guốc

phanh để hãm xe Xylanh con bao gồm: Piston- Xylanh - Cuppen – Lò xo –

Vít xả gió – Cao su che bụi

c Van cân bằng: Proportioning Valve

1: Bầu áp thấp

2: Xylanh chính

3: Van cân bằng

4: Thắng trước bên trái

5: Thắng sau bên trái

Hình 9.12 Mô tả hoạt động van P

Aùp dụng cho dòng xe có thắng đĩa phía trước, thắng tăm bua phía sau

Do khi hãm phanh đột ngột, phần lớn trọng lượng ôtô dồn về hai bánh trước

nên hai bánh sau không cần áp suất tác động thắng mạnh

Van cân bằng không làm việc khi thắng bình thường Tuy nhiên khi

thắng đột xuất, áp suất dầu đạt đến giá trị nhất định van tự động điều chỉnh

giảm bớt áp suất tác động vào hai bánh sau

d Dầu phanh:

Dầu phanh phải đảm bảo yêu cầu nhà sản suất, không được dùng lẫn gữa

các loại dầu thắng ( có ghi hướng dẫn sử dụng, chủng loại, màu sắc trên mỗi

bình dầu thắng cũng như ghi trên nắp bình dầu xylanh chính ) Tuyệt đối

không được làm lẫn dầu, mỡ, xăng, nhớt v…v…

e Bầu trợ lực phanh:

Hình 9.13 Mô tả biểu đồ tính năng và mặt cắt bầu trợ lực áp thấp

Reaction mechanism: Đĩa phản lực Diaphragm: màng

Booster piston: Piston trơ lực Vacuum: Chân không

Constant pressure chamber: Buồng áp suất không đổi

Variable pressure chamber: Buồng áp suất thay đổi

 Không đạp phanh: Van khí được nối với cần điều khiển và bị kéo sang

phải nhờ lò xo hồi Vì vậy không khí bên ngoài sau khi qua lọc khí không

vào được buồng áp suất thay đổi Khi đó, van chân không của thân van bị

tách khỏi van điều khiển làm thông giữa hai buồng Do luôn có độ chân

không trong buồng áp suất không đổi nên cũng có độ chân không trong

buồng áp suất thay đổi

 Đạp phanh: Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí, nên nó dịch chuyển

sang trái tiếp xúc với van chân không Do đó không còn sự thông nhau giữa

hai buồng Van khí tiếp tục dịch chuyển sang trái, nó tách khỏi van điều

khiển nên không khí lọt được vào buồng áp suất thay đổi Sự chênh lệch áp

suất giữa hai buồng làm piston dịch chuyển sang trái Khi đó đĩa phản lực

đẩy cần đẩy trợ lực sang trái và làm tăng lực phanh

 Nhả phanh: Cần điều khiển van và van khí bị đẩy sang phải nhờ lò xo

hồi và phản lực xylanh chính Làm cho van khí tiếp xúc van điều khiển,

đóng đường thông áp suất khí trời Cùng lúc đó van khí cũng nén lò xo van

điều khiển lại, nên nó bị tách khỏi van chân không là làm thông giữa hai

buồng

2: Phanh tay:

Giúp hãm xe trong trường hợp khẩn cấp hay đậu bên lề đường Phanh

tay có thể lắp ở trục thứ cấp hộp số, ở bộ visai hay ở các bánh xe

1: Thắng tay Hình 9.14 Phanh tay

2: Cáp thắng

3: Cụm thắng sau

3 Phanh khí:

Kết cấu phức tạp.Dùng trên ôtô cỡ lớn hặoc có kéo remorque

Ưu điểm:

Lực tác dụng lên pedal bé.Trang bị trên ôtô lớn có kéo romooc

Bảo đảm chế độ phanh remorque khác với ôtô kéo, do đó phanh đoàn

xe ổn định Khi remorque tách khỏi ôtô thì remorque phanh tự động

Có khả năng cơ khí hóa qúa trình điều khiển ôtô và sử dụng khi nén

cho hệ thống treo loại khí

Khuyết điểm:

Có kết cấu phức tạp với nhiều cụm chi tiết

Kích thước và trọng lượng khá lớn, gía thành cao, độ nhạy ít, thời gian

chậm tác dụng lớn

Hình 9.15 Sơ đồ hệ thống phanh khí ( khôngcó Remorque )

Hình 9.16 Van phân phối khí Ôtô ( khôngcó Remorque )

1: Thân buồng thắng

2: Màng

3, 10, 11: Các cần

điều khiển

4: Nắp buồng thắng

5: Ống mềm

6, 7: Lò xo

8: Vòng đệm

9: Bulong

12, 13, 14, 15: Cơ cấu

điều chỉnh

16: Trục cam tác động

17: Nắp

Hình 9.17 Bầu phanh của hệ thống phanh khí

Hình 9.18 Sơ đồ hệ thống phanh khí nén ( Ôtô có Remorque )

Cần đẩy

Buồng động thanh remorque

Lò xo cân bằng của buồng remorque Truyền động từ phanh tay

Cần kéo

Cần nối

lớn

Cần nối

bẻ

Buồng dẫn động phanh ôtô

Hình 9.19.a Van phân phối phanh khí nén ( Ôtô có Remorque )

Hình 9.20 Hệ thống phanh dầu trợ lực khí nén

Hình 9.21.b Van điều khiển phanh remorque Hình 9.21.a Bộ trợ lực phanh loại Khí Nén

Hình 9.21.c Van ñieàu khieån phanh remorque

Piston điều khiển

Đạp thắng

Thông với

khí trời

đệm kín

Piston

Van Đế van

Khí nén luôn luôn đến

Cần đẩy

Xy lanh chính

2 dòng

Hình 9.22 Servo Khí Nén Hình 9.21.d Van điều khiển phanh remorque