Chuong 7 hệ thống phanh

a- Phân loại theo dẫn động phanh, có: - Hệ thống phanh có dẫn động cơ khí; - Hệ thống phanh có dẫn động thuỷ lực gọi tắt: phanh dầu; - Hệ thống phanh có dẫn động khí nén gọi tắt: phanh h

Chương VII

HỆ THỐNG PHANH

7.1- CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU

7.2- CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC

7.3- CƠ CẤU PHANH GUỐC

7.4- CƠ CẤU PHANH ĐĨA

7.5-TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

7.6-DẪN ĐỘNG PHANH

1

7.1-CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU

7.1.1-Công dụng

Hệ thống phanh dùng để:

– Giảm tốc độ, dừng xe theo ý muốn của người lái;

– Giữ cho xe đứng nguyên tại chỗ trong thời gian dài (kể cả khi đi trên đường dốc)

7.1.2-Yêu cầu

Chỉ tiêu quan trọng hàng đầu: đảm bảo an toàn chuyển động

- Có khả năng phanh với cường độ phanh lớn nhất (xe du lịch: Jpmax=7,0 m/s2; xe vận tải_Jpmax =5,5m/s2 )

- Thời gian chậm tác dụng là nhỏ nhất;

- Điều khiển thuận tiện, nhẹ nhàng;

- Phân phối hợp lý lực phanh ra các cầu, đồng đều giữa các bánh xe;

cơ cấu phanh không có hiện tượng tự hãm;

- Các chi tiết, các cụm của hệ thống phanh có trọng lượng riêng nhỏ nhưng đủ bền và có độ tin cậy làm việc;

- Có khả năng chống được bụi bẩn, bùn lầy bám vào cơ cấu;

- Có khả năng thoát nhiệt tốt;

- Có khả năng chống mài mòn cao ở các bề mặt làm việc của chi tiết;

- Kết cấu đơn giản, thuận tiện trong bảo dưỡng kỹ thuật;

- Hệ thống phanh tay phải làm việc tin cậy và có khả năng giữ cho xe (khi đầy tải) đứng được trên dốc với độ dốc 16%, không phụ thuộc thời gian

7.1.2- Phân loại:

Các hệ thống phanh trên ô tô :

- Hệ thống phanh công tác (phanh chân);

- Hệ thống phanh dự phòng;

- Hệ thống phanh dừng;

- Hệ thống phanh bổ trợ (thường là phanh bằng động cơ)

Theo quan điểm thiết kế, hệ thống phanh gồm:

- cơ cấu phanh;

- dẫn động phanh

3

a- Phân loại theo dẫn động phanh, có:

- Hệ thống phanh có dẫn động cơ khí;

- Hệ thống phanh có dẫn động thuỷ lực (gọi tắt: phanh dầu);

- Hệ thống phanh có dẫn động khí nén (gọi tắt: phanh hơi);

- Phanh kiểu tang trống (hoặc phanh guốc) Guốc phanh đặt trong

tang trống của bánh xe.*

7.2- Cấu tạo, nguyên lý làm việc

a- Sơ đồ cấu tạo hệ thống phanh dầu

5

Cơ cấu

phanh dầu

7.2- Cấu tạo, nguyên lý làm việc

b- Cấu tạo phanh hơi

9

Cơ cấu phanh hơi

Tang trống và bộ guốc phanh

11

7.3 -CƠ CẤU PHANH GUỐC.

- Dẫn động phanh kiểu thuỷ lực

(trên xe con), hoặc thuỷ lực có

trợ lực chân không, thuỷ lực

có trợ lực khí nén (xe tải ); *

Kiểu b:

- Có chốt tựa khác phía; lực tác

dụng lên guốc phanh bằng

nhau;

- Khi phanh,các guốc phanh có

cùng chiều quay quanh gối

tựa;

- Dẫn động phanh kiểu thuỷ lực;

- và thường chỉ áp dụng cho

phanh các bánh xe cầu trước

những ô tô có phân bố tải

trong ra cầu sau và cầu trước

xấp xỉ nhau

13

- Chốt tựa về 1 phía, có dịch chuyển guốc phanh bằng nhau;

- Cơ cấu doãng là cam quay Biên dạng cam: đường thân khai hoặc đường Ac-si-mét

- Áp dụng với dẫn động phanh khí nén, và thường sử dụng trong hệ thống phanh các ô tô vận tải cỡ vừa và lớn

Kiểu c.

Kiểu d

- Cơ cấu phanh guốc kiểu bơi;

- Hai guốc phanh có chung một điểm tựa cố định;

- Lực phanh được tự cường hoá;

- Sử dụng với dẫn động phanh dầu

15

Cơ cấu phanh với dẫn động thủy lực

Cơ cấu phanh với dẫn động khí nén

- Một số ô tô du lịch: thép đúc có pha khoảng 2% Cu để  ;

- Hoặc bằng thép dập ;

- Hoặc gồm 2 phần ghép: đĩa thép dập + tang phanh đúc;

- Để tang phanh đỡ bị đảo, gia công moay ơ đồng thời cùng bề mặt tang phanh;

- Tang phanh được cân bằng động.*

7.3.2-Phân tích đặc điểm kết

cấu cơ cấu phanh guốc

Các chi tiết chính: tang P;

guốc P; cơ cấu doãng; gối

tựa và cơ cấu điều chỉnh

a-Tang trống phanh

- Bằng gang đúc

19

b-Guốc phanh.

- Có 3 loại: dập, hàn, đúc;

- Má ma sát được dán hoặc tán vào guốc P Đinh tán bằng Cu, Al;

- Để ép cơ cấu doãng

thường sử dụng lò xo kéo móc vào 2 guốc phanh;

- Để guốc P không bị lắc

ngang, sử dụng lỗ chốt tựa (guốc đúc) hoặc vòng kẹp dẫn hướng (guốc dập hoặc hàn);

- Đầu guốc P có lắp thêm tấm đệm (thay khi mòn) hoặc con lăn chống mài mòn *

c- Kết cấu điều chỉnh khe hở má phanh – tang trống P.

Điều chỉnh trong sử dụng và điều chỉnh toàn bộ

Xi lanh bánh xe với cơ cấu tự động điều chỉnh

khe hở má phanh-tang trống

Nguyên lý điều chỉnh tự động khe hở má phanh - tang phanh.

Ph.pháp1: ống 1 bắt vào mâm P; Thanh ren

2 nối với guốc P qua chốt 1 lỗ2 >  trục3

=  Khi () guốc P – tang P bình thường, guốc P dịch tương đối   Khi , guốc

P kéo ống 2 trượt thêm 1 răng (nhờ1đàn hồi) và khi trở về chỉ trong giới hạn 

Kết cấu SAB-AAI (hãng CAAB-Th.Điển):Đĩa dẫn hướng 5 và nạng 6 bắt vào mâm P;

Thanh răng 4 khớp với khớp côn 1;Trục vít 2 khớp với cam quay thông qua vành 3;

Khi  > MAX , thanh răng 4 sẽ xoay trục vít để cam quay quay thêm,

bù trừ cho khe hở dư giữa má tang P

P Điêù chỉnh toàn bộ để đảm bảo các má phanh tròn đều (đồng tâm với tang phanh):

Bằng cách điều chỉnh cam lệch tâm kết hợp với điều chỉnh

chốt tựa của guốc phanh.

1,2- Guốc phanh; 3-Đệm lệch

tâm; 4-Chốt; 5-Ốc công

25

Lực đẩy tổng cộng trên cơ cấu

phanh:

n-đường kính vòng tròn cam ép

Để lực tổng của cơ cấu ép

(P1+P2) không phụ thuộc vào

góc quay của cam ép, =>

1 2

22

P P   Cam ép được thiết kế: -các tiếp tuyến xuất

phát từ các điểm cách đều nhau;

-chiều dài t/t tăng dần (1cung tròn)

=>phương P1+P2 luôn cách nhau = n

Sử dụng cam arsimet, lực đẩy

(P1+P2) cũng không phụ thuộc

góc quay của cam nhưng cánh

tay đòn (n) nhỏ hơn nhiều so với

đường thân khai, nên:

-Khi cùng kích thước bầu phanh;

-Cùng p khí nén trong bầu phanh,

7.4- CƠ CẤU PHANH ĐĨA

- Bụi bẩn dễ thâm nhập => mài mòn nhanh;

- MP không lớn =>chỉ sử dụng ở cầu trước xe cỡ nhỏ

Giải pháp:

- Muốn tăng diện tích má ma sát, sử dụng 2 xi lanh bánh xe;

- Thiết kế loại má ma sát ôm trọn diện tích đĩa phanh, tuy nhiên kết cấu phức tạp *

Nguyên lý cấu tạo

29

•Đĩa phanh quay cùng bánh xe;

•Cơ cấu phanh gồm bộ giá đỡ, bên

trong có các xi lanh, piston

•Có thể có má phanh ở 1 hoặc 2 phía

Với ô tô, thường là 2;

•Không cần bố trí cơ cấu điều chỉnh khe

hở má P - đĩa P ( Khi   MAX đệm bị

nén, khi  > MAX piston trượt thêm 1

đoạn để khắc phục phần khe hở dư);

•Có thể có 1 hoặc 2 piston bơm con ở

mỗi phía *

Đặc điểm kết cấu.

Đĩa phanh quay cùng bánh xe;

Cơ cấu phanh gồm bộ giá đỡ,

bên trong có các xi lanh, piston

Có thể có má phanh ở 1 hoặc 2 phía Với ô tô, thường là 2;

Không cần bố trí cơ cấu điều

chỉnh khe hở má P - đĩa P ( Khi

  MAX đệm bị nén, khi  > MAX

piston trượt thêm 1 đoạn để khắc phục phần khe hở dư);

Có thể có 1 hoặc 2 piston bơm con ở mỗi phía *

7.5-TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

Mục đích tính toán:

- Lựa chọn kiểu cơ cấu phanh;

- Xác định kích thước và thông số cơ bản của cơ cấu để khi phanh, tạo được Mp (của cơ cấu P) phù hợp MP (theo yêu cầu)

Gồm các bước:

1) Xác định MP cần thiết ở c/c phanh để đảm bảo phanh có hiệu quả;2) Xác định MP (do c/c phanh) ở mỗi c/c phanh bánh xe cầu trước, sau;t.l: xác định do guốc trước sinh ra;

do guốc sau sinh ra;

và trên 1 cơ cấu phanh: MP = +

3) lựa chọn sơ bộ các thông số: b (chiều rộng má phanh); rt (bán kính tang trống) để tiến hành kiểm nghiệm cơ cấu:

+ Tính công ma sát riêng (để xác định điều kiện mài mòn);

+ Tính gia nhiệt (t0) sau mỗi lần phanh

J h

7.6- DẪN ĐỘNG PHANH

7.6.1-Khái niệm chung

Dẫn động phanh ô tô thường có các loại: cơ khí; thủy lực (dầu), khí nén (hơi), dầu trợ lực hơi hoặc trợ lực chân không; một số ô tô còn

sử dụng dẫn động phanh điện

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống cần gạt, thanh kéo để liên kết cần phanh tay với cơ cấu phanh

Dẫn động phanh cơ khí thường chỉ được sử dụng cho phanh tay

Dẫn động phanh dầu, phanh hơi có nhiều ưu điểm:

- Công suất đầu ra (MP,PP) lớn trong khi kích thước, khối lượng nhỏ;

- Dễ biến đổi nguồn năng lượng (dầu, hơi) thành năng lượng cơ khí;

- Dẫn động điều khiển đơn giản và có độ chính xác cao, đặc biệt khi công suất đầu ra lớn;

- Kết cấu đơn giản, giá thành các cụm chi tiết tương đối rẻ;

- Dễ thoát nhiệt trong dẫn động nên có khả năng nâng cao công suất riêng của cơ cấu chấp hành *

Dẫn động phanh dầu (so với phanh hơi):

- Kết cấu đơn giản hơn;

- Khối lượng các chi tiết nhỏ;

- Độ nhạy cao

Nhược điểm:

Không tạo được PP (hoặc MP) lớn do giới hạn của tỷ số truyền và lực cơ bắp của lái xe => thường sử dụng ở ô tô du lịch, tải nhỏ và vừa;

Dẫn động phanh hơi (so với phanh dầu) :

- Điều khiển phanh nhẹ nhàng (?);

- MP được tạo ra ở cơ cấu phanh nhờ nguồn năng lượng bên ngoài

=> có thể tạo được MP (PP) lớn ở cơ cấu phanh => thường sử dụng

Để  hiệu quả phanh, giữa bơm

cái – bơm con còn bố trí thêm các cụm trung gian: bộ điều chỉnh áp suất phanh 8 cho các bánh xe cầu sau 9,10; bộ trợ lực khí nén hoặc trợ lực chân không 5…

Các sơ đồ bố trí dẫn động phanh dầu:

• Có thể có các sơ đồ:

• Kiểu a- cầu trước và cầu sau

là 2 mạch độc lập; Bầu trợ lực chân không đặt trước bơm cái;

• Kiểu b- sử dụng bộ chia 4 để tách mạch; Bầu trợ lực chân không đặt riêng nên có thêm xilanh lực 2; mỗi bánh xe cầu trước có 2 bơm con;

• Kiểu c- 1 mạch chung cho cả

2 cầu và thêm 1 mạch cho riêng phanh các bánh xe cầu trước;

• Kiểu d- có 2 mạch độc lập; mỗi mạch đều dẫn động cho

cả 4 bánh xe Phanh đĩa Sử dụng cho các xe đắt tiền

37

Các sơ đồ bố trí dẫn động phanh dầu:

Ví dụ 1 Sơ đồ dẫn động phanh dầu có trợ lực chân không.

Kết cấu các phần tử chủ yếu của dẫn động phanh dầu:

+ Bơm cái;

+ Bơm con;

+ Bộ điều chỉnh áp suất phanh (bộ điều chỉnh lực phanh);

+ Bầu trợ lực chân không

39

• Bơm cái : piston, bát cao su,

lò xo, van 1 chiều; cần đẩy; các lỗ hồi dầu, bù dầu

• Van 1 chiều có tác dụng giữ cho pdđ> pa để chống lọt khí vào hệ thống (pdđ = 0,15 MPa)

- (Nguyên lý làm việc van 1 chiều ?);

- lỗ bù dầu B, lỗ A và lỗ hồi dầu 6;?

• có thể là bơm cái đơn (loại cũ) hoặc kép (cho dẫn động 2 mạch độc lập)

• Bơm con: xilanh, piston, bát

cao su, chốt dẫn hương;

Bơm cái

41

Các loại bơm con:

Các phần tử để hoàn thiện cho dẫn động

Bộ điều chỉnh áp suất Bầu trợ lực chân không

Bộ điều chỉnh áp suất

45

7.6.3- Dẫn động phanh hơi. Sơ đồ cơ bản:

- Nguồn cung cấp khí nén 5;

- Cơ cấu chấp hành 4;

- Van phanh 2 (3) và hệ thống đường ống dẫn 3

Nguyên lý làm việc của hệ thống.

Hệ thống không có tính tùy động Hệ thống có tính tùy động

Sơ đồ cơ bản

a- Nguồn cung cấp khí nén:

Đặc điểm ở các ô tô hiện đại:

- Gồm nhiều bình khí nén tách thành từng nguồn riêng, cung cấp cho các mạch độc lập khác nhau;

- Việc tách nguồn nhờ các van bảo vệ 2, 3, 4,…ngả;

- Nguồn có nhiều bình và thể tích các bình đủ lớn

để có thể phanh liên tục

5 lần mà hiệu quả phanh không giảm (trong trường hợp MNK bị hư hỏng)

1-MNK; 2-van an toàn; 3-bộ điều chỉnh

áp suất; 4-lọc; 5 (6)-van bảo vệ 1(2)

ngả;7,8-bình khí nén

b-Cơ cấu chấp hành

• Ở hầu hết các ô tô vận tải, bus là

bầu phanh đơn (kiểu màng; hoặc

kiểu piston-xi lanh để đóng mở

các cửa xả phanh chậm dần);

• Hoặc bầu phanh đơn kết hợp với

bầu phanh có lò xo (bình tích năng

-bầu phanh kép);

• Bầu phanh kép chỉ lắp ở các bánh

xe cầu giữa và cầu sau Nó vừa là

của mạch phanh chân (chính) vừa

của mạch phanh tay

• Nguyên lý làm việc của bầu phanh

kép:

+ khi P ( không P) phanh chân;

+ khi P (hoặc nhả) phanh tay;

+ khi P ở chế độ phanh dự phòng

49

Bầu phanh đơnBầu phanh kép

Bầu phanh kép

51

c- Van phanh (tổng P).

Van phanh (tổng P) các ô tô hiện đại là loại

kép gồm 2 khoang điều khiển cho từng

mạch phanh riêng biệt

Khi không đạp P,các cửa van đóng để khí

nén từ bình không nạp vào bầu P; bầu

phanh khi đó sẽ thông với khí trời;

Khi đạp P, các cửa van sẽ mở cho khí nén từ

bình vào bầu P, tạo lực lên c/c doãng

7.5.4-Các giải pháp hoàn thiện dẫn động P hơi.

Dẫn động phanh khí nén các ô tô hiện đại khác xa với mạch cơ bản.Chúng gồm nhiều hệ thống chức năng riêng biệt;

và có thêm nhiều cụm van điều khiển : van phanh tay, van tăng tốc, bộ điều hòa lực phanh, ABS…

a- Các mạch phanh thường có trên 1 ô tô:

- Phanh chân với 2 mạch độc lập: d/đ cầu trước; d/đ cầu giữa, sau;

- Mạch dẫn động phanh tay và phanh dự phòng;

- Mạch điều khiển phanh bằng động cơ ;

- Mạch nhả phanh khẩn cấp

b- Sử dụng van tăng tốc để  thời gian chậm tác dụng của hệ thống.c- Sử dụng bộ điều hòa lực phanh, bộ hạn chế áp suất, bộ ABS để hiệu quả phanh; chống bó cứng bánh xe

d- Dẫn động phanh rơ moóc thay vì 1 dòng, điều khiển gián tiếp là dẫn động 2 (hoặc 3) dòng, điều khiển trực tiếp

53

Các mạch phanh thường có trên 1 ô tô:

Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh chân

Các mạch phanh thường có trên 1 ô tô:

55

Phanh chân với 2 mạch độc lập 18.Tổng phanh;

21.Mạch phanh cầu trước, sau;

5.Van bảo vệ 2 ngả; 9,10.đường cung cấp;

12.van điều khiển phanh rơ moóc (loại 1dòng) đặt trên

xe kéo;

15.khóa hơi nối tới rơ moóc

Các mạch phanh thường có trên 1 ô tô:

Phanh chân với dẫn động phanh rơmoóc loại 3 dòng

16.Van điều khiển phanh rơ moóc (loại 2 dòng) đặt trên xe kéo; 17.Bộ điều hòa lực phanh;

20.Bộ hạn chế áp suất;

- Khi không phanh =0 0

- Khi kéo P tay =90 0

Dẫn động phanh loại cổ điển, điều khiển rơ moóc kiểu gián tiếp, 1dòng.

Dẫn động phanh loại cổ điển, điều khiển rơ moóc kiểu gián tiếp, 1dòng.

59

Hệ thống phanh xe КАМАЗ

Hệ thống phanh 2 mạch độc lập; d/đ rơ moóc kiểu hỗn hợp.

61

Sử dụng van tăng tốc để  thời gian chậm tác dụng của hệ thống.

Mạch phanh chính trên ô tô

Cho mạch phanh tay và phanh dự phòng

Dẫn động phanh rơ moóc

Là dẫn động 2 (hoặc 3) dòng, điều khiển trực tiếp

 Sơ đồ nguyên lý

15 đường cung cấp d/đ 2 dòng;

17.Bộ điều hòa lực phanh;

20.van hạn chế áp suất;

25.van phân phối khí;

30.van điện từ hoạt động khi sử dụng

phanh bằng động cơ.

7.5.5-Trợ lực phanh

Mục đích:

+ để  cường độ lao động của lái xe; + để  áp lực dẫn động => tăng lực phanh

Thường sử dụng dẫn động thủy lực có trợ lực chân không (khí nén).

Nguyên lý kết cấu: có thêm 1 bầu trợ lực mắc vào dẫn động.

+ Ở trợ lực chân không:

Ptl= (pa-pck).S + Ở trợ lực khí nén:

Ptl = (pkn- pa).S Nguyên tắc mắc trợ lực vào dẫn động phanh chính: song song hoặc nối tiếp.

Thủy lực có trợ lực khí nén

65

Phanh thủy lực có trợ lực chân không.

Các sơ đồ lắp ABS trên ô tô

Động cơ đặt trước, cầu trước chủ động ( FF);

Động cơ đặt trước, có cầu sau chủ động (FR).

Bố trí dẫn động độc lập cho từng cầu (kiểu T);

Bố trí dẫn động chéo (kiểu K).

Các sơ đồ lắp ABS trên ô tô

71

Các sơ đồ lắp ABS trên ô tô

Các sơ đồ bố trí dẫn động phanh dầu:

Câu hỏi ôn tập chương Hệ thống Phanh.

1) Công dụng, phân loại, yêu cầu đối với hệ thống phanh

2) Nêu cấu tạo, nguyên lý làm việc một hệ thống phanh dầu, phanh hơi

3) Phân tích đặc điểm kết cấu 4 loại cơ cấu phanh guốc (Sơ đồ bố trí; kết cấu tang phanh, guốc phanh, cơ cấu điểu chỉnh khe hở má

phanh-tang trống)

4) Nêu các phương pháp điểu chỉnh khe hở má phanh-tang phanh

5) Phân tích kết cấu phanh đĩa; phạm vi ứng dụng

6) Phân tích ưu, nhược điểm của dẫn động phanh hơi, phanh dầu

7) Nêu đặc điểm kết cấu của 1 sơ đồ cơ bản dẫn động phanh dầu

8) Nêu các kiểu kết cấu sơ đồ dẫn động phanh dầu

9) Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của một mạch phanh dầu có trợ lực chân không (kiểu sơ đồ trợ lực mắc song song) Trên cơ sở của

hệ thống phanh này, suy diễn về sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của một hệ thống phanh dầu có trợ lực khí nén

10)Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của một xi lanh chính kép (ghi chú: cho hình vẽ)

11)Vẽ sơ đồ nguyên lý kết cấu bộ điểu chỉnh lực phanh trong dẫn động phanh dầu Nêu cách gá lắp trên xe và nguyên lý làm việc của nó 86

1) Vẽ và giải thích sơ đồ nguyên lý

- Một mạch dẫn động phanh hơi (của hệ thống phanh chính);

- Một hệ thống phanh hơi ô tô vận tải;

- Bộ nguồn;

- Bầu phanh (cơ cấu chấp hành) đơn, kép;

- Mạch phanh tay và mạch phanh dự phòng;

- Mạch phanh rơ-mooc loại 1, 2 dòng;

- Mạch phanh dầu có trợ lực khí nén kiểu nối tiếp (mạch phanh dầu

và phanh hơi kết hợp)

1) Nêu các giải pháp để hoàn thiện hệ thống dẫn động phanh hơi:

- Nêu giải pháp;

- Vẽ sơ đồ nguyên lý cấu tạo

13.Sơ đồ kết cấu hệ thống phanh có ABS

Trình bày nguyên lý làm việc của hệ thống phanh có bố trí ABS

87