Hệ thống phanh khí

hệ thống Phanh chân trên ô tô hệ thống Phanh chân trên ô tô bao gồm : Phanh tủy lực(Phanh dầu), Phanh khí nén ( Phanh hơi ), Phanh thủy khí a. Phanh thủy lực (Phanh dầu )

HỆ THỐNG PHANH KHÍ

Hệ thống phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh,người lái chỉ cần thắng lò xo ở van phân phối để thực hiện phanh xe hoặc thôiphan Nhờ thế mà phanh khí điều khiển nhẹ nhàng, hiệu quả phanh lớn

7.4.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc chung

1 Sơ đồ cấu tạo

Hệ thống phanh khí thường bố trí trên các ôtô có trọng tải lớn Các bộ phậnchính gồm có: máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, bình chứa khí nén, van phânphối (Van điều khiển), các buồng hơi hãm cùng với cơ cấu hãm của các bánh xe,bàn đạp, ống dẫn hơi và các ống mềm Trên một số xe có bố trí hai bình chứa khí,bình lọc và đường ống dẫn khí cho hệ thống phanh rơ moóc

Hình 7.41 Hệ thốnh phanh khí

1 Máy nén khí; 2 Van điều chỉnh áp suất; 3 Đồng hồ áp lực; 4 Van

an toàn; 5,8 Bình khí nén; 6 Van trích hơi; 7 Van xả;

9, 16 Buồng hơi hãm; 10, 15 Ống mềm; 11, 17 guốc phanh; 12 Van phân phối (van điều khiển) 13 Ống đẫn; 14 Bàn đạp phanh;

2 Nguyên lý làm việc

Máy nén khí (1) được dẫn động từ trục khuỷu động cơ, khi động cơ làm việcmáy nén khí nén không khí vào các bình chứa(5) và (8) Van điều chỉnh suất (2)giữ áp suất của khí nén trong bình chứa ở mức độ quy định

Khi đạp bàn đạp phanh, khí nén từ bình chứa qua van phân phối (12) tớibuồng hơi hãm (6;9) của các bánh xe, khí nén ép màng, đẩy cần đẩy và cần hãm,làm trục quả đào quay, đẩy má phanh ra áp chặt với tang trống phanh để hãm bánhxe.

Khi nhả bàn đạp phanh, van phân phối đóng kín đường khí nén của bình chứa,đồng thời mở cho khí nén từ các buồng hơi hãm thoát ra ngoài Lò xo kéo máphanh ra khỏi tang trống phanh Quá trình phanh kết thúc

8.4.2 Các bộ phận chính của hệ thống phanh khí

1 Máy nén khí

a Cấu tạo ( hình 7.42 )

Hình7.42 Cấu tạo máy nén khí và van điều chỉnh áp suất

1 Puli; 2 Thân máy; 3 Nắp máy;

4 Van đẩy (thoát) 5 Van hút; 6 Đường ống;

7 Piston cơ cấu thoát tải; 8 Van điều chỉnh áp suất; 9 Đầu nối (răcko)

Hệ thống phanh khí thường sử dụng máy nén khí có hai xi lanh Kết cấu máynén khí giống như một động cơ gồm có: nắp máy(3), thân máy(2) và đáy máy,trong thân máy có trục khuỷu, xi lanh, piston, thanh truyền Trên nắp máy bố trí

hai van đẩy (4), hai van hút (5) cùng với lò xo Trục khuỷu máy nén khí đượctruyền động bằng dây đai qua puli (1) từ puli quạt gió của hệ thống làm mát.

Máy nén khí được làm mát bằng nước của hệ thống làm mát Để bôi trơn cácchi tiết của máy nén khí, dầu từ đường dẫn chính của động cơ đi vào trục khuỷumáy nén khi qua van áp xuất, sau đó theo đường dầu để bôi trơn cho cổ trục và cổbiên Dầu theo ống dẫn dầu từ đáy máy nén khí trở về đáy máy động cơ Trênđường khí vào máy nén khí có bố trí cơ cấu thoát tải Cơ cấu thoát tải gồm piston,cần đẩy, lò xo, đòn gánh Đòn gánh nối giữa hai cần đẩy và hai cần đẩy này đặt đốidiện hai van hút Khoảng dưới piston của cơ cấu thoát tải nối với van điều chỉnh ápsuất

Quá trình lặp đi lặp lại và áp suất khí nén trong bình chứa tăng dần Nếu ápsuất khí nén trong bình chứa lớn hơn giá trị quy định (7,7 kg/cm2), van điều chỉnh

áp suất mở ra cho khí nén từ bình chứa đi vào khoang dưới piston của cơ cấu thoáttải Áp suất khí nén đẩy piston đi lên, cần đẩy mở van hút Không khí trong xi lanhkhông bị nén, mà chỉ đẩy từ xi lanh này sang xi lanh kia Máy nén khí ở chế độchạy không tải và ngừng cung cấp khí nén vào bình chứa

Nếu như người lái tiến hành phanh, áp suất khí nén trong bình chứa giảmxuống Khi áp suất khí nén giảm xuống giá trị nhất định, van điều chỉnh áp suấtđóng đường thông với bình chứa và mở đường thông với khí trời Khí nén trongkhoang dưới piston của cơ cấu thoát tải đi ra ngoài Lò xo đẩy đòn gánh cùng haipiston đi xuống, cần đẩy không tác động vào van hút nữa Máy nén khí trở lại chế

độ làm việc bình thường và cung cấp khí nén cho bình chứa

Trong thực tế máy nén khí chỉ làm việc từ 10-20% thời gian làm việc của ôtô,

do đó tăng tuổi thọ làm việc đồng thời giảm tiêu hao công suất của động cơ

b Hư hỏng, kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa

* Hư hỏng:

Các chi tiết của máy nén khí hư hỏng tương tự như động cơ chính Nguyênnhân chủ yếu bị mài mòn tự nhiên do ma sát, va đập và làm việc lâu ngày, do bôitrơn kém, dầu lẫn nhiều tạp chất.

Tác hại: không cung cấp đủ khí nén cho hệ thống phanh, hiệu quả phanh kém

* Kiểm tra:

Phương pháp kiểm tra tương tự như động cơ chính, chỉ khác về chỉ tiêu kỹthuật Các thông số kỹ thuật như sau:

 Độ côn, ô van xi lanh cho phép : ≤ 0,05 mm

 Khe hở giữa piston và xi lanh : ≤ 0,15 mm

 Khe hở miệng vòng găng : 0,25  0,5 mm

 Khe hở cành vòng găng : 0,035  0,1 mm

 Khe hở bạc biên : 0.02  0, 07 mm

 Khe hở bạc đầu nhỏ với chốt piston : 0,004  0,01 mm

* Sửa chữa:

 Van hút, van đẩy mòn ít rà bàng bột rà mịn trên kính phẳng hoặc lật 180 0

thay đổi mặt làm việc

 Lò xo yếu thay mới

 Các chi tiết khác sửa chữa như các chi tiết ử động cơ chính

 Lực siết nắp máy là 1,2  1,7 Nm, siết đều và đối xứng

 Vòng bi đỡ mòn hỏng thay mới

2 Van điều chỉnh áp suất

Van điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ giữ cho áp suất khí nén trong hệ thống ởmức quy định, khoảng 6,5 – 7,7 kg/cm2

a Cấu tạo: ( hình 7.43 )

Van điều chỉnh áp suất có nhiều loại, hình 7.43 là sơ đồ van điều chỉnh ápsuất kiểu van bi Van bi (11) luôn chịu hai lực ngược chiều: áp lực của khí nén vàlực nén của lò xo (3) qua cần đẩy (4) Van điều chỉnh áp suất có đường ống nối vớibình chứa khí nén (10), đường thông với cơ cấu thoát tải(8) và rãnh thông khí trời(7) Van điều chỉnh áp suất thường bố trí ngay trên máy nén khí

Hình 7.43 Cấu tạo van điều chỉnh áp suất

1 Vỏ; 2 Chụp ren; 3 Lò xo;

4 Cần đẩy; 5.đầu nối ren; 6 Đệm điều chỉnh

7 Lỗ bên sườn ; 8 Lỗ thông với cơ cấu thoát tải ;

9 Thân van; 10 Đầu nối; 11 Các viên bi

b Nguyên lý làm việc

Khi áp suất khí nén trong bình còn thấp, lò xo (3) qua cần đẩy(4) ép van bi (11) ở vị trí dưới đóng kín đường (10) thông với bình chứa, mở đường thông với khí trời(7) Cơ cấu thoát tải chưa làm việc và máy nén khí cung cấp khí nén cho bình chứa Khi áp suất khí nén đạt tới giá trị nhất định, áp lực khí nén thắng lực căng lò xo đẩy viên bi đi lên đóng đường thông với khí trời Khoang dưới piston của cơ cấu thoát tải được nối với bình chứa nên cơ cấu thoát tải làm việc và máy nén khí ngừng cung cấp khí nén cho bình chứa

Áp suất đóng mở van điều chỉnh áp suất phụ thuộc vào sức căng lò xo (3), bởivậy thay đổi sức căng lò xo này sẽ làm cho áp suất của hệ thống thay đổi Sức căng

lò xo (3) được điều chỉnh bởi chụp ren (2) và đệm (6)

c Hư hỏng, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa

* Hư hỏng:

 Các viên bi và đế van bị mòn, lò xo bị yếu, gẫy làm van đóng không kín và

áp suất bình khí nén nhỏ hơn quy định

 Các viên bi bị kẹt hoặc lưới lọc khí bị tắc làm áp suất bình khí nén cao hơnquy định

* Kiểm tra, sửa chữa:

 Các viên bi và lò so yếu gẫy cần thay mới

 Tháo kiểm tra và rửa sạch lưới lọc của van điều chỉnh, kiểm tra sự tắc kẹtcác viên bi

 Kiểm tra và điều chỉnh lại áp suất định mức khi thay thế các chi tiết của van

3 Bình chứa nén khí và van an toàn

a Cấu tạo:

Bình chứa khí nén dự trữ một lượng khí nén cung cấp khí nén đảm bảo phanhđược 8 đến 10 lần sau khi máy nén ngừng làm việc Bình chứa khí nén được chếtạo bằng thép lá, bên ngoài và bên trong có sơn để chống rỉ Dung tích mỗi bìnhchứa thường từ 20 đến 35 lít Dung tích và số lượng bình chứa tùy theo từng hệthống Bình chứa thường lắp ở xà dọc của khung xe và có đầu nối để nối ống dẫnkhông khí từ máy nén khí và ống dẫn tới van phân thối, dưới đáy bình có lắp khóa

để xả chất ngưng tụ lại trong quá trình nạp khí vào bình

Để loại trừ trường hợp tăng áp suất của không khí trong hệ thống vượt quá giátrị cho phép và có thể phá hủy các chi tiết của hệ thống, nên ở mặt trong các bìnhchứa có lắp van an toàn Van an toàn là loại van bi Khi áp suất không khí trongbình chứa đạt tới 9 hoặc 9,5 kG/cm2, van an toàn tự động mở để xả bớt khí nén rangoài

b Hư hỏng và sửa chữa

Hư hỏng, kiểm tra và sửa chữa của van an toàn tương tự như van điều chỉnh ápsuất

4 Van phân phối ( tổng phanh )

Van phân phối dùng để điều khiển hệ thống phanh theo yêu cầu của người lái.Trên ôtô thường dùng van phân phối kiểu màng, van phân phối kiểu piston với mộthoặc hai dòng

a Van phân phối kiểu màng

* Cấu tạo: (hình 7.44)

Van phân phối kiểu màng bao gồm: đòn gánh (4) nối giữa van nạp (5) và van

xả (6) Van nạp (5) đóng mở đường thông với bình chứa khí, van xả (6) đóng, mở

đường thông van phân phối với khí trời Lò xo van nạp (5) khỏe hơn lò xo van xả(6) để van phân phối làm việc chính xác.

a) Sơ đồ cấu tạo

b) Nguyên lý làn việcHình 7.45 Van phân phối kiểu màng

1 Đòn điều khiển; 2.Màng đàn hồi; 3 Lò xo; 4 Đòn gánh; 5 Van nạp; 6 Van xả; 7 Đường dẫn khí đến các buồng hơi hãm.

* Nguyên lý làm việc

Khi tác dụng vào bàn đạp phanh, qua cơ cấu dẫn động sẽ có lực N tác dụnglên đòn điều khiển (1), ấn lò xo (3) và màng (2) đi xuống Đầu trên đòn gánh (4) đixuống và nghiêng đi để đóng van xả (6), sau đó đòn gánh (4) xoay ngang để mởvan nạp (6) Khí nén từ bình chứa qua van nạp rồi theo đường ống (7) tới cácbuồng hơi hãm để tiến hành phanh

Không khí nén đi vào không gian dưới màng tăng dần, tới một giá trị nào đóthì áp suất của khí nén thắng sức căng lò xo (3), đẩy màng dịch chuyển nhẹ nhàng

về phía trên Van nạp (5) sẽ đóng lại do tác động của lò xo van Van xả (6) vẫn ởtrạng thái đóng áp suất của khí nén trong các buồng hơi hãm có gia trị không đổi

để thực hiện quá trình phanh Muốn tăng áp suất để tăng lực phanh ở cơ cấu hãmphải đạp mạnh hơn nữa vào bàn đạp phanh Như thế là áp suất khí nén dưới màng(2) và trong các buồng hơi hãm tỷ lệ thuật với lực tác dụng nên bàn đạp phanh.Khi nhả bàn đạp phanh, lực N lại mất đi Màng (2) và đòn gánh (4) trở về vịtrí ban đầu Van xả (6) mở để khí nén từ các buồng hơi hãm ngược trở về van phânphối và thoát ra ngoài Quá trình phanh kết thúc

Lò xo (3) được chọn có độ cứng phù hợp để khi phanh người lái cảm thấy đượclực cản lên bàn đạp

b Van phân phối kiểu piston một dòng

* Sơ đồ cấu tạo: ( hình 7.46)

Van phân phối có lò xo cân bằng (11) đặt trong piston Màng đàn hồi làmbằng vải tráng cao su lắp giữ vỏ (1) và nắp van (3), nối với cốc dẫn hướng (10).Van nạp (5) và van xả (8) có dạng hình côn bằng cao su lắp chung một trục (7),cùng với lò xo van (4), lò xo màng và công tắc đèn phanh đặt trong nắp van phânphối Cần nối van phân phối lắp trên trục và bắt với vỏ Trên vỏ van bố trí bulôngđiều chỉnh

* Nguyên lý làm việc

Khi chưa phanh, lò xo đẩy màng tận cùng về phía trái, cốc dẫn hướng mở van

xả (8), đồng thời lò xo van đóng van nạp (5)

Khi tác động vào bàn đạp phanh, cần kéo di chuyển cần bẩy ép piston, lò xocân bằng sang phải Màng và cốc dẫn hướng dịch chuyển sang phải đóng van xả,sau đó mở van nạp để không khí từ bình chứa vào buồng hơi hãm thực hiệ quátrình phanh xe Không khí nén đi vào van phân phối sẽ tác động vào màng, cụmvan dịch chuyển theo màng làm van nạp đóng lại Áp suất trong van phân phối vàđường ống dẫn ngừng tăng duy trì lực phanh cần thiết Muốn tăng thêm áp suất đểtăng lực phanh ở các bánh xe phải tăng lực tác động vào bàn đạp phanh

Khi nhả bàn đạp phanh, màng đàn hồi và cốc dẫn hướng di chuyển sang trái

về vị trí ban đầu Van xả được mở ra và không khí từ các buồng hơi hãm qua vanphân phối thoát ra ngoài Quá trình phanh kết thúc Hình 7.47 là cấu tạo của vanphân phối kiểu piston một dòng

Hình 7.46 Sơ đồ cấu tạo van phân phối kiểu piston một dòng

1.Vỏ van; 2 Màng cao su; 3 Nắp;

4 Lò xo van nạp; 5 Van nạp; 6 Đế van nạp; 7 Trục van nạp xả; 8 van xả; 9 Lò xo cân bằng; 10 Cốc dẫn hướng; 11 Lò xo cân bằng; 12 Cần nối; 13 Bàn đạp phanh

Hình 7.47 Cấu tạo của van phân phối kiểu piston một dòng

c Van phân phối kiểu piston hai dòng

Van phân phối kiểu piston hai dòng được dùng cho ôtô vận tải có kéo rơmoóc Cơ cấu điều khiển cho phép phanh rơ moóc sớm hơn phanh ôtô kéo mộtchút Nhờ vậy mà loại trừ được hiện tượng rơ moóc “trườn” lên ôtô trong khiphanh làm tăng tải trọng lên cơ cấu di động của ôtô.

* Sơ đồ cấu tạo ( hình 7.48)

Van phân phối gồm hai buồng Buồng dưới dùng để điều khiển các phanh ôtôkéo có cấu tạo và nguyên lý làm việc giống như van phân phối kiểu piston mộtdòng ở trên (hình 7.48 a) Buồng trên dùng để điều khiển phanh rơ moóc có cấu tạotương tự, nhưng dùng cần đẩy thay cho piston (hình 7.47 b) Ở trạng thái chưaphanh lò xo cân bằng (11) áp cần đẩy dịch chuyển sang phải, đóng van xả (8) và

mở van nạp (5) để không khí từ bình chứa qua khoang C, khoang B sau đó theođường ống dẫn chính tới hệ thống phanh rơ moóc Trên thực tế dẫn động hai buồngcủa van phân phối từ một bàn đạp phanh thông qua các đòn nối và hai buồng vàđược làm liền nhau Hình 7.48 là cấu tạo của và phân phối hai dòng kiểu piston

Hệ thống phanh rơ moóc có van điều khiển riêng, hoạt động theo áp suấtdòng khí tới bình chứa khí nén chính Trong van điều khiển có bát phanh, cùng lò

xo, van nạp, van xả và các lò xo van đặt chung trên một trục van Ngoài vỏ vanđiều khiển có 3 đường ống dẫn nối với các buồng của van điều khiển, đường ống

từ van phân phối, đường ống vào bình chứa khí nén của hệ thống phanh rơ moóc

và đường ống dẫn tới buồng hơi hãm của phanh rơ moóc.(hình 7.48)

* Nguyên lý làm việc ( hình 7.48 và hình 7.49)

Khi không phanh ở buồng điều khiển phanh ôtô van nạp đóng, van xả mở.Trong buồng điều khiển của phanh rơ moóc van xả đóng (8), van nạp (5) mở chokhí nén từ bình chứa qua khoang C, B van phân phối vào đường khí chính của vanđiều khiển rơ moóc Không khí nén vào khoang trên của van điều khiển nén bátcao su đi xuống cho van nạp đóng, van xả mở Đồng thời khí nén qua van mộtchiều đi vào nạp cho bình chứa của phanh rơ moóc Khi áp suất trong đường khíchính của phanh rơ moóc đạt 4,8 – 5,3 at ( KG/cm2 ), áp lực khí nén và áp lực lò xocân bằng, van một chiều đóng bớt lại Lò xo cân bằng buồng phanh rơ moóc có tácdụng điều chỉnh áp suất trong bình chứa phanh rơ moóc

Khi phanh, cần đẩy ở buồng điều khiển rơ moóc di chuyển sang trái làm vannạp (5) đóng đường thông với bình chứa và mở cho đường khí chính của van điềukhiển phanh rơ moóc qua van xả (8); khoang A và thông với khí trời Tại van điềukhiển phanh rơ moóc, áp suất của khoang trên giảm do thông với khí trời, áp lựckhí nén ở khoang dưới đẩy bát cao su và cụm van đi lên Van xả đóng lại, van nạp

mở cho khí nén từ bình chứa của phanh rơ moóc tới các buồng hơi hãm để thựchiện phanh rơ moóc Còn ở buồng điều khiển phanh xe kéo, piston dịch chuyển

sang phải, làm van xả đóng, van nạp mở, không khí nén đi từ bình chứa tới buồnghơi hãm của phanh xe kéo, quá trình phanh cũng được thực hiện

Hình 7.48 Sơ đồ cấu tạo các buồng của van phân phối hai dòng1.Vỏ van; 2 Màng cao su; 3 Nắp;

4 Lò xo van nạp; 5 Van nạp; 6 Đế van nạp; 7 Trục van nạp xả; 8 van xả; 9 Lò xo cân bằng; 10 Cốc dẫn hướng; 11 Lò xo cân bằng; 12 Cần nối; 13 Bàn đạp phanh

14 Lò xo màng; 15 Van điều khiển rơ moóc; 16 Bình khí nén rơ moóc