Đồ án tốt nghiệp KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh la.Phanh làm việc: Phanh này là phanh

LỜI NÓI ĐẦU

Sự phát triển to lớn của tất cả các ngành kinh tế quốc dân cần chuyên chở khối lượng lớn hàng hóa và hành khách Tính cơ động cao, tính việt dã và khả năng hoạt động trong những điều kiện khác nhau đã tạo cho ô tô trở thành một trong những phương tiện chủ yếu, phổ biến để chuyên chở hàng hóa và hành khách, được sử dụng rộng rãi trên mọi lĩnh vực đời sống kinh tế - xã hội con người.

Trong chương trình đào tạo kỹ sư nghành động lực thì đồ án tốt nghiệp là không thể thiếu, là điều kiện tất yếu 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, việc bắt tay vào khảo sát tính toán thiết kế một bộ phận, một hệ thống trên xe hay tổng thể xe là việc quan trọng hơn hết Điều này củng cố kiến thức đã được học, thể hiện sự am hiểu về kiến thức cơ bản và cũng là sự vận dụng

lý thuyết vào thực tế sao cho hợp lý; nghĩa là lúc này sinh viên đã được làm việc của một cán bộ kỹ thuật.

Phanh ô tô là một bộ phận rất quan trọng trên xe, nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó nâng cao được năng suất vận chuyển Nên hệ thống phanh

ô tô cần thiết bảo đảm bền vững, tin cậy, phanh êm dịu, hiệu quả phanh cao, tính ổn định của xe, điều chỉnh lực phanh được để tăng tính an toàn cho ô tô khi vận hành.

Trong đồ án tốt nghiệp khóa học này em được giao nhiệm vụ:” KHẢO SÁT HỆ

THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I ”.

Mặc dù đã cố gắng, nhưng do kiến thức có hạn và thời gian khống chế, thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong khuôn khổ đồ án này sẽ không tránh những thiếu sót.

Em rất mong các thầy góp ý, chỉ bảo tận tâm để kiến thức của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn, thầy giáo duyệt đề tài, các thầy giáo bộ môn động lực đã hết sức tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tốt nội dung đề tài của mình.

Đà Nẵng, ngày 04 tháng 09 năm 2006

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN XUÂN HẢI

1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống phanh nói riêng ngày được hoàn thiện hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn

Trên ô tô hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng Vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn, nguy hiểm xảy ra khi vận hành, nhờ điều khiển quá trình phanh làm chủ được tốc độ, nhanh, chậm và dừng hẳn khi cần thiết

Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, ngiên cứu về

hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn Bên cạnh đó cần phải khẳng định một ý nghĩa tương đối trong thực tiễn, hiện tại, chẳng hạn như là: Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể Giúp cho người

sử dung có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảodưỡng, bảo trì ô tô Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chống phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô

Vì vậy em chọn đề tài “ KHẢO SÁT HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN

XE TẢI RENAULT V.I ”

Hệ thống phanh xe RENAULT V.I Là hệ thống phanh khí nén dùng cho xe tải

cở lớn Trong đề tài này em tập trung vào vấn đề tìm hiểu kết cấu và nguyên lý hoạtđộng của các chi tiết trong hệ thống phanh, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh

khí nén của xe tải RENAULT V.I.

Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tựtìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm

sử dụng và bảo dưỡng hệ thống phanh một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn chongười và tài sản

2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.

2.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU VÀ PHÂN LOẠI

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

Nó đảm bảo cho ô tô, máy kéo chuyển động an toàn ở mọi chế độ làm việcNhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suấtvận chuyển của xe

2.1.2.Yêu cầu.

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

Làm việc bền vững, tin cậy

Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn chohành khách và hàng hoá

Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế.Đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh

Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện

sử dụng

Có khả năng thoát nhiệt tốt

Điều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điềukhiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh la.

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 ô tô máy kéo trong trường hợp phanh chính hỏng.Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ, dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chổ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên gọi là phanh tay

Ngoài ra còn có phanh chậm dần: Trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách- lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi,thường xuyên phải chuyển động lên xuống các dốc dài còn phải có loạiphanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để

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

Để giảm dần tốc độ của ô tô 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 là 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

Để có hiệu quả phanh cao:

Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng

Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khínén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe cói trọng lượng toàn

bộ lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính

là Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như Lực phanh hay thời gian phanh

Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng 2-1, 2-2 và 2-3

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từnghiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như Nguồn gốc và chủng loại ô tôđang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trangthiết bị kiểm tra

Bảng 2-1 : Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh ( của hệ thống phanh chính ) chophép ô tô lưu hành trên đường- Do Bộ giao thông Vận tải Việt Nam quy định năm1995

phanh

S p [ m ] (£ )

Gia tốc chậm dần ổn định

J p [ m/s ] ( ³ )

1 Ô tô du lịch và các loại ô tô khác

2 Ô tô vận tải trọng lượng toàn bộ £

8 tấn và ô tô khách có chiều dài

3 Ô tô vận tải hoặc đoàn ô tô có

trọng lượng toàn bộ > 8 tấn và ô tô

khách có chiều dài toàn bộ > 7,5 m 11 4,2

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 2-1 trên được cho ứng với chế độ thử:

Ô tô không tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang

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 thửphanh để cho phép lưu hành trên đường Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguyhiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có những bãi thử chuyên dùng Vì thế ởnước ta vẫn đang áp dụng tốc độ thử phanh là 30 [ Km/h ]

Số liệu cho ở bảng 2-1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm cho phép ô

tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động Đối với các cơ sở nghiêncứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn

Bảng 2-2 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )Stt Chủng loại ô tô Tốc độ

trướckhiphanh

Vo[Km/h]

Lực tácdụng lênbàn đạp

Pbđ [ N ] (£ )

Dạngthử

Quãngđườngphanh

Sp [ m ] (£ )

Gia tốcchậm dần

ổn định

Jp [ m/g ] (³ )

43,254,057,5

7,05,45,0

25,832,334,3

7,05,34,9

3 Ô tô buýt với trọng

lượng toàn bộ > 5 tấn 60 700

OIII

32,140,142,7

6,04,54,1

4 Ô tô tải với trọng

lượng toàn bộ < 3,5

tấn

OIII

44,856,059,6

5,54,13,8

6 Ô tô tải với trọng

OIII

17,221,522,9

5,54,03,67

Đoàn ô tô với tải

trọng toàn bộ từ 3,5

tấn ¸ 12 tấn

OIII

26,533,135,2

5,54,03,78

Đoàn ô tô với trọng

lượng toàn bộ > 12

tấn

OIII

18,423,024,5

5,53,93,6 Bảng 2-3 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ

( tiêu chuẩn Liên Xô cũ )Stt 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/s 2 ] (³ )

Thử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh 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 độngxuống dốc dài

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện cácchức năng của nó, gia tốc 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 được đánh giá bằng tổng lựcphanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra Khi thử ( theo cả hai chiều:

được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứngyên trên dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%.

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô - máy kéo, khi chuyểnđộng 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 thường đạt khoảng 0,6¸2,0[ m/s2 ]

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúngcường độ phanh, dẫn động phanh 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 thờikhông có hiện tượng tự siết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô, máy kéo khi phanh, sự phân bốlực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chínhsau:

Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặtđường tác dụng lên chúng

Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau.Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất

Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh Vì: Cácbánh xe trước trượt trước sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển Các bánh xe sautrượt trước sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gâymòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô, máy kéo hiện đại, người ta sử dụng các

bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe ( Antilook BrakingSystem - ABS )

Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhấtcần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng củachúng Giá trị quy định của chúng được cho dưới bảng 2-4.

Bảng 2- 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 )Phương pháp

và phanh dừng

Du lịchVận tải và khách

500700

150180Bằng tay đòn Dự trữ và dừng Du lịch

Vận tải và khách

400600

160220

2.1.3 Phân loại.

Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của cácbánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫnđộng cơ cấu phanh

Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực,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 đĩa: Theo số lượng đĩa quay còn chia ra :Một đĩa quay và nhiều đĩa quay Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng vàphanh không cân bằng

Phanh dãi

(a) (b) (c)

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.

a- Phanh trống- Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dảiTheo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực (phanh dầu),phanh khí nén (phanh hơi), phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khácnhau)

Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ởmột số ô tô trước đây Nhược điểm của loại phanh này là đối với phanh chân, lựctác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều khiển nặng nề, nên hiệnnay ít sử dụng Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn và hổ trợcho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện nay nó vẫn được sử dụngphổ biến trên ô tô

Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến 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 tôhành khách Ngoài ra nó còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình có động cơdiesel cũng như trên các ô tô kéo đoàn xe

Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đoàn ô tô, ô tô kéo nhiềurơmoóc

Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô cótải trọng lớn và rất lớn

2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN Ô TÔ.

Để đảm bảo được nhiệm vụ của một hệ thống phanh, bất kỳ một hệ thống phanhnào cũng có hai thành phần kết cấu chính sau

- Cơ cấu phanh: là bộ phận trực tiếp tạo lực cản

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

2.2.1 Cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh là một bộ phận trực tiếp tạo ra lực phanh cũng chính là lực cản,trong quá trình phanh khi ô tô chuyển 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 cấucủa nó gồm có hai phần chính: cơ cấu ép và phần tử ma sát Bên cạnh đó còn cóthêm các phần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa má phanh và trống phanhcủa loại phanh trống - guốc, bộ phận xả khí của phanh dẫn động thủy lực

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - Guốc, Đĩa hay Dải.Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt

Kết cấu cơ cấu phanh trên ô tô có đặc trưng tùy thuộc bởi vị trí đặt nó ở bánh xehoặc ở truyền lực, bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến phanh

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại trống - guốc và gần đây sử dụng nhiềuloại đĩa ở các bánh xe trước

2.2.1.1 Loại trống - guốc

a 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 moayơ bánh xe

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

+ Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và định vịhầu 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 ralực ma sát để phanh bánh xe lại

+ Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cầnphải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,2¸0,4)mm để cho phanh nhả đượchoàn toàn Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trìnhcủa cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khínén, 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 trống phanh

Có hai phương pháp để điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động

b Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá

Hình 2.2 Các sơ đồ phanh trống guốc.

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (hình 2.2) Các sơ đồnày khác nhau ở chổ

+ Dạng và số lượng cơ cấu ép

+ Số bậc tự do của các guốc phanh

I

IV III

II

IX VIII

VII

VI V

XVI

X

XIV XIII

2 1

Loại cơ cấu ép

Số lượng cơ cấu ép

số bậc tự do của guốc

+ Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với 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 2.3 Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụng.

a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xylanh thủy lực; c- Hai xylanh ép, guốc phanh

một bậc tự do; d- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do

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

sơ đồ trên hình 2.3a và 2.3b Tức là sơ đồ với guốc phanh một bậc tự do, quayquanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép Sau đó đến các sơ đồ 2.3c

ac

c)P

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 mômen phanh do

nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động củaôtô- máy kéo

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

Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tích củalực dẫn động nhân với bán kính trống phanh (hay còn gọi một cách quy ước làmômen của lực dẫn động)

Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 2.3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơngiản hóa nhờ các giả thiết sau:

+ Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu

+ Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòngcung của má phanh trên bán kính rg

Từ sơ đồ ta thấy rằng:+ Lực ma sát tác dụng lên guốc trước (tính theo chiềuchuyển động của xe) có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động ép guốc phanh vàotrống phanh, nên các guốc này gọi là guốc tự siết

+ Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốcnày được gọi là guốc tự tách Hiện tượng tự siết, tự tách này là một đặc điểm đặttrưng của cơ cấu phanh trống- guốc

Sơ đồ hình 2.3a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng Vì thế độ dịchchuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc

và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp

Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thì P1< P2 Đây là cơ cấu vừa thuận nghịchvừa cân bằng Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp cho cácôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn

Sơ đồ trên hình 2.3b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai guốcbằng nhau P1 = P2 = P Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N1 > N2 và Mp1 >

Mp2 Cũng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơnguốc sau, làm cho các guốc mòn không đều Để khắc phục hiện tượng đó, ở một sốkết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xylanh ép

có đường kính làm việc khác nhau: Phía trước tự siết có đường kính nhỏ hơn

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng Nóthường sử dụng trên các ôtô tải cở nhỏ và vừa hoặc các bánh sau của ôtô du lịch

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ hình 2.3a:

Khq = SMp/(P1+ P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu

ép thủy lực hình 2.3b sẽ là 116% ¸122%, khi có cùng kích thước chính và hệ số masát giữa má phanh và trống phanh: f = 0,30 ¸ 0,33

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh vớihai xylanh làm việc riêng rẽ Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố tríkhác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết (hình.2.3c) Hiệu quảphanh trong trường hợp này có thể tăng được 1,6 ¸1,8 lần so với cách bố trí bìnhthường Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơ cấu phanhkhông có tính thuận nghịch

Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau, chophép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết Ppt > Pps trong khinhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước Vì thế nó thường được

sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ

Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng

cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 2.3d Các guốc phanhcủa sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố định Cơ cấu ép gồm haixylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh Vớikết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiềunào Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp

Hình 2.4 Các cơ cấu phanh tự cường hoá.

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tựcường hóa Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sátgiữa một má phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép, tăng hiệu quả phanh cho má kia

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể đạtđến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép Nhưng mômen phanhkém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được

sử dụng Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với cácguốc có điểm quay cố định, cùng phía Trường hợp cần thiết thì dùng thêm các bộtrợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh

2.2.1.2 Loại đĩa.

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch

Phanh đĩa có các loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay vàvòng ma sát quay

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay ghéphai kim loại khác nhau

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa

Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau:

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ít phảiđiều chỉnh

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ (0,05¸0,15)mm nên rất nhạy, giảm đượcthời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá trị củachúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biếndạng của kết cấu Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn

- Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩa quay

Tuy vậy phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ôxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước

- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng để kết hợp làm phanh dừng.

Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định nên hiệuquả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần Tuy vậy khiphanh thường dễ bị giật, không êm

Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì hiệuquả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết

Hình 2.6 Sơ đồ các loại phanh dải.

a- Phanh dải đơn giản không tự siết; b- Phanh dải tự siết một chiều;

c- Phanh dải loại kép; d- Phanh dải loại bơi

Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết, nhưnghiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay

Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề mặt ma sátphân bố không đều Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụnglên trục lớn

2.2.2 Dẫn động phanh.

Các loại dẫn động phanh:

Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điều khiển cơ cấu phanh

Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: cơ khí, chất lỏng thủylực và khí nén Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệusuất thấp (h=0,4¸0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe Nên đối với hệthống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: thủy lực

và khí nén

Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như hành trình

bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở mômen phanh cần sinh ra và cácthông số dẫn động phanh.

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 trợlực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe

Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ô tô vận tải có tải trọng cỡtrung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: máy nén khí, van điều chỉnh áp suất,bình chứa, van phân phối, bầu phanh

Các sơ đồ phân dòng chính:

Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít

là hai dòng dẫn động độc lập Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng cònlại vẫn được ô tô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó Hiện nay phổ biếnnhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 2.7 Để phân chiacác dòng có thể sử dung bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xilanh chính kép hay bộ chia

Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòng phảitính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng

Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép

Mức độ phức tạp của dẫn động

Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (H 2.7a) Đây là sơ đồphân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầutrước

Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảmbảo không thấp 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 tính ổn định khi phanh nếu một trong haidòng bị hỏng Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái ( dùng cánh tayđòn âm)

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng củng phức tạp nhất

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn độngphanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp vàhành trình của nó

- Thời gian chậm tác dung khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhả phanhkhông được lớn hơn 1,2s

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phảicòn tối thiểu là 50%

- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại

Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫnđộng chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh

- Hiệu suất cao

- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp

- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấuphanh

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 độngkhông làm việc được

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực

để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp

- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động

và mômen phanh không ổn định

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

b Các loại và sơ đồ dẫn động:

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

- Dẫn động tác động trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằnglực tác dụng người lái

- Dẫn động tác động gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lựcngười lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên cơ cấu phanh là áplực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực

dẫn 2 và 8 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh.

Hình 2.8 Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp.

1,7- Xylanh bánh xe; 3,4- Piston trong xylanh chính;

2,8- Đường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5- Xylanh chính; 6- Bàn đạp phanh

Dẫn động tác động gián tiếp:

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đườngnạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực,kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp vớicác xe có động cơ xăng cao tốc

Hiện nay, bộ trợ lực chân không có nhiều dạng và sơ đồ kết cấu khác nhau Tuyvậy tất cả chúng đều có chung một nguyên lý làm việc và luôn luôn phải có ba phần

tử kết cấu chính là:

- Buồng hay xylanh sinh lực: Để tạo lực tác dụng lên dẫn động

- Cơ cấu tỷ lệ: Để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp,hành trình bàn đạp và lực phanh

- Các van chân không và không khí

Hình 2.9 Dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.

1,3- Đường ống dẫn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh bánh xe; 4- Đườngnạp động cơ; 5,9- Van chân không; 6- Lọc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy; 10- Vòng cao sucủa cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng (hoặc piston) trợ lực; 12- Bầu trợ lực chân không

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

- Nhóm 1: Các bộ trợ lực mà cơ cấu tỷ lệ có dạng đòn và không có liên hệ trựctiếp với hệ thống thủy lực dẫn động phanh

- Nhóm 2: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố tríriêng rẽ

- Nhóm 3: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố tríđồng trục chung trong một kết cấu

Nguyên lý làm việc:

- Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston(hoặc màng)11 Van chân không 5, làm nhiệm vụ nối thông hai khoang A và B khinhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh Van không khí 9, làmnhiệm vụ cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường

thông của khoang A khi đạp 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 với đường nạp động cơ 4 qua vanmột chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không Khi nhả phanh van chânkhông 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suấtchân không Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sangphải làm van chân không 5 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 vào khoang A Độ chênh lệch

áp suất giữa hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng)của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên cácpiston trong xylanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến cácxylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thìbiến dạng của vòng cao su 10 cũng tăng 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 áp không đổi, tức

là lực trợ lực không đổi Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnhhơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đithêm vào khoang A Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làmpistôn hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảocho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp Khi lực phanh đạtcực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạtgiá trị cực đại

- Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô

- Cơ cấu tỷ lệ: Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

- Van nạp: Cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạp phanh

- Van xả: Cho khí nén trong dòng dẫn động thoát ra ngoài khí quyển khi nhảphanh

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền đồngthời lên các cần của xylanh chính 6 và của cụm van 3 Van 3 dịch chuyển mở đườngnối khoang A của xylanh lực với bình chứa khí nén 4 Khí nén từ bình chứa 4 sẽ đivào khoang A tác dụng lên piston của xylanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép cácpiston trong xylanh chính 6 dịch chuyển, đưa dầu đến các xylanh bánh xe Khi đivào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò xolại, làm van dịch chuyển lùi sang trái Khi lực khí nén cân bằng với lực lò xo thì van

dừng lại ở vị trí cân bằng mới, 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 đảmbảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh

Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:

Bơm thủy lực: Là nguồn cung cấp chất lỏng cao áp cho dẫn động Trong dẫnđộng phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như bánh răng, cánh gạt, pistôn hướng trục.Bơm thủy lực cho tăng áp suất làm việc, cho phép tăng độ nhạy, giảm kích thước vàkhối lượng của hệ thống Nhưng đồng thời, yêu cầu về làm kín về chất lượng đườngống cũng cao hơn

Bộ tích năng thủy lực: Để đảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thống trongtrường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế độ phanh ngặt Bên cạnh bơm thủy lực cầnphải có các bộ tích năng, có nhiệm vụ tích trữ năng lượng khi hệ thống không làmviệc và giải phóng nó, cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần thiết

Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm vàcác bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫnđộng thủy lực hai dòng với xylanh chính 2

1

2

56

78

9

1011

Hình 2.11 Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.

1- Bàn đạp; 2- Xylanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xylanh bánh xe; 7- Bộ tích năng;8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle; 9- Bơm tích năng; 10- Van an toàn; 11- Bơm

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 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 khi áp suất trong các bìnhtích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho

hệ thống khỏi bị quá tải

2.2.2.2 Dẫn động khí nén.

Hệ thống phanh khí nén là hệ thống phanh trong đó sử dụng năng lượng củadòng khí nén để tạo ra momen phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe Lực đạp phanhcủa người lái ở đây đóng vai trò lực điều khiển để đóng mở van phân phối khí nénchính của hệ thống Do đó, lực đạp phanh có thể không lớn nhưng vẫn tạo đượcmomen phanh lớn trên các bánh xe Vì vậy, hệ thống phanh loại này thường được sửdụng trên các ô tô có khối lượng lớn

Các hệ thống phanh khí nén thông thường có áp suất khí nén nhỏ hơn0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp Ngày nay còn sửdụng hệ thống phanh khí nén áp suất cao, có áp suất khí nén cho phép lên tới1,3MN/m2 Sử dụng hệ thống phanh có áp suất công tác cao sẽ làm tăng hiệu quảphanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chung của cáccụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều

Các thành phần chính của dẫn động phanh khí nén gồm có: máy nén khí để cungcấp nguồn khí nén, các bình chứa khí nén để dự trữ và ổn định áp suất công táctrong hệ thống, van phân phối chính, van an toàn và các van khác Ngoài ra, dothường sử dụng trên các ô tô vận tải nên trong dẫn động phanh khí nén còn có cáccụm van để điều khiển và dẫn động phanh ra rơ moóc

a Ưu nhược điểm:

Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thểlàm việc dược, tuy hiệu quả phanh giảm)

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như:phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động

Tuy vậy dẫn động khí nén cũng có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn củachất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10I15 lần Nên kích thước và khối lượng củadẫn động lớn

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn

b Các sơ đồ dẫn động chính:

Dẫn động phanh khí nén có ba sơ đồ điển hình, tương ứng với ba trường hợp là:

- Xe ôtô đơn không kéo moóc dẫn động

- Xe kéo moóc dẫn động

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường

Dẫn động phanh trên ôtô đơn:

Hình 2.12 Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc.

78

1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất; 4- Bộ lắng lọc tách ẩm; Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén; 7,9- Các bầu phanh xe kéo; 8- Tổng van phân phối.

mở thông các bầu phanh với khí quyển

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thông các

bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9 tác dụnglên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

xo hồi vị

- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện theo

sơ đồ một đường hoặc hai đường

Dẫn động phanh rơ moóc một đường:

Hình 2.13 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc một đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nối

ống giữa xe kéo và rơmoóc; 14- Đường nối giữa xe kéo và rơmoóc trong dẫn độngmột đường; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc; 18- Vanđiều khiển phanh rơmoóc

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ làm việc như đã mô tả trên Đồng thời, không khí nén từ tổng van phân phối đi đến van 18, điều khiển nó cắt đường nối từ bình chứa11 với đường ống 14, và nối thông đường ống 14 với khí quyển Không khí nén trong đường ống 14 thoát ra ngoài,

dưới tác dụng của độ chênh áp giữa bình chứa 16 và đường ống 14, van phân phối rơmoóc 15 sẽ làm việc, đóng đường thông giữa các bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc

để phanh rơmoóc lại

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

xo hồi vị

- Quá trình phanh ứng với quá trình giảm áp suất trong đường ống nối giữa xe kéo và rơmoóc (xả khí nén ra ngoài)

- Trong trường hợp rơmoóc bị tuột khỏi xe kéo, thì khí nén từ đường nối 14 cũng

bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh Nhờ đó rơmoóc sẽ được tự động phanh lại, đảm bảo tránh các sự cố giao thông nguy hiểm

- Khi phanh, bình chứa của rơmoóc không được cung cấp khí nén

Dẫn động phanh rơmoóc hai đường:

Hình 2.14 Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc hai đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nối ốnggiữa xe kéo và rơmoóc; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanhrơmoóc; 19- Đường ống dẫn khí điều khiển; 20- Đường ống dẫn khí cung cấp; 21-

Van điều khiển phanh rơmoóc.

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò

Trong các dẫn động này, chức năng điều khiển được thực hiện bởi phần điện có

độ nhạy cao, còn chức năng sinh lực do phần khí nén đảm nhận

Trong những năm gần đây trên các ô tô và đoàn xe kéo moóc, sử dụng rộng rãi các bộ vi xử lý để thực hiện các thao tác tính toán và xử lý khác nhau Sử dụng các

bộ vi xử lý như vậy trong dẫn động điện khí nén cho phép tạo được các dẫn động có

Cơ cấu phanh dừng có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩa hoặc dãi

Hệ thống phanh dừng có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đó được đặt trên trục

ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu chủđộng và dẫn động phanh là loại cơ khí Loại phanh dừng này còn là phanh truyềnlực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực Phanh truyền lực có thể làloại phanh đĩa hoặc phanh dãi

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh dừnglàm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính Lúc đó cơ cấu phanh đượcđặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường là loại

cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực

kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.

Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độtrung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp

và có khi là động cơ nữa Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thống phanhchính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc

Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí ( không khí ), thủylực và điện động

Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hànhkhách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn

3 GIỚI THIỆU VỂ HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT.

Xe tải RENAULT V.I được sản xuất tại Pháp Đây là loại ô tô tải, có thùng hàng

tự đổ Nó có nhiều ưu điểm và được đưa vào sử dụng rộng rãi Các đặc tính kỹ thuậtcủa xe, thiết bị an toàn khi chạy xe, thao tác vận hành đảm bảo được yêu cầu cao vềvận tải ô tô trên thế giới Xe tải RENAULT V.I trên là loại ô tô có 3 cầu, cầu trướcdẫn hướng, hai cầu sau chủ động, công thức bánh xe là 6x4, tải trọng toàn bộ xe là

- Động cơ diesel 4 kỳ, dùng xupap treo bố trí trên 1 hàng

- Số lượng xi lanh: 6 được bố trí thẳng hàng, dung tích 11,1 lít, 350 mã lực

- Công suất lớn nhất 225 KW ở 1800 Vg/ph

- Mô men xoắn cao 1750 Nm ở 1300 Vg/ph

- Thứ tự làm việc của các xi lanh:1-5-3-6-2-4

- Lọc khí động cơ loại kép đảm bảo hiệu quả cao lọc bụi không khí, không yêucầu nhiên liệu chất lượng cao Lọc thô nhiên liệu chuẩn, lọc khí có độ giự trữ lọc

- Thân xi lanh làm bằng gang, có các ống lót ướt để tháo, ngoài ống lót còn cócác áo nước để làm mát.

- Nắp xi lanh: nắp bố trí theo thân động cơ, làm bằng hợp kim nhôm

- Piston: trên đỉnh piston có khoét lõm để tạo buồng cháy dạng w, trên thân piston có bố trí 4 secmăng trong đó 3 secmăng khí và 1 secmăng dầu

- Chốt piston được chế tạo bằng thép

- Trục khuỷu: được chế tạo bằng thép Trên trục khuỷu có bố trí các đối trọng.Trong trục khuỷu có chứa các đường dầu bôi trơn để dẩn dầu đi bôi trơn các khuỷu

và cổ trục khuỷu

- Thanh truyền: làm bằng thép, tiết diện ngang có dạng chử I Trong thân thanhtruyền có đường dầu để dẫn dầu từ cổ khuỷu đi lên bôi trơn chốt khuỷu Đầu nhỏthanh truyền có bạc lót bằng đồng thanh

- Bánh đà có dạng hình chậu, vật liệu chế tạo bằng gang Trên bánh đà có vànhrăng bằng thép để truyền động từ bộ khởi động sang động cơ để khởi động động cơ

Bộ tản nhiệt: để làm mát dầu nhờn sau khi dầu nhờn đi bôi trơn và làm mát các

bề mặt ma sát Bộ tản nhiệt dạng ống, làm mát bằng không khí được lắp trước bộtản nhiệt dùng nước Dầu sau khi được làm mát được trở lại cacte động cơ

3.1.1.2 Hệ thống làm mát.

Dùng chất lỏng (nước) để làm mát động cơ Người ta sử dụng phương pháp làmmát tuần hoàn cưởng bức một vòng kín Nước từ két nước được bơm nước hút vào

động cơ để làm mát Nước sau khi đi làm mát động cơ được đưa trở lại két nước đểlàm mát.

- Bơm nước kiểu li tâm truyền động từ trục khuỷu qua dây đai hình thang

- Quạt gió có 8 cánh uốn cong được đặt sau két nước làm mát để hút gió, làmtăng lượng gió qua kết làm mát nước

- Két làm mát nước được đặt trước đầu của ôtô để tận dụng lượng gió qua két đểlàm mát nước

3.1.1.3 Hệ thống nhiên liệu.

Hệ thống cung cấp nhiên liệu thuộc loại cưỡng bức nhờ bơm nhiên liệu đểchuyển nhiên liệu từ thùng chứa đến bơm cao áp

- Thùng nhiên liệu có dung tích 400 lít

- Bơm cao áp có 6 tổ bơm đặt thẳng hàng và được dẫn động từ trục cam củađộng cơ Trên bơm cao áp có đặt bộ điều tốc để hạn chế khi động cơ vượt tốc

- Có 6 vòi đặt trên nắp máy của động cơ

3.1.2 Hệ thống thiết bị điện.

Hệ thống điện trong ôtô có hiệu điện thế là 24 V

Hệ thống gồm bình ắcqui, máy phát điện, các đồng hồ đo, đồng hồ kiểm tra đượclắp ở bên trong, phía trước lái xe Gồm hệ thống cung cấp năng lượng, khởi động động cơ và các thiết bị chiếu sáng bên trong và bên ngoài, hệ thống âm thanh và thông gió, các thiết bị điện phụ trợ và hệ thống gạt nước, hệ thống khoá vi sai và đèn gầm, các đèn kiểm tra thông báo cho biết các chế độ làm việc của từng hệ thốngkhông đảm bảo yêu cầu, cho phép người lái kịp thời đưa ra những biện pháp cần thiết để khắc phục hỏng hóc

3.1.3 Hệ thống truyền lực.

3.1.3.1 Ly hợp.

Ly hợp loại một đĩa ma sát khô

Đĩa ma sát có đường kính trong là 250 mm và đường kính ngoài 430 mm

Đĩa ép làm bằng gang, có 12 lò xo trụ bố trí xung quanh để ép đĩa tỳ sát vào đĩa

ma sát

Dẫn động thủy lực được trợ lực bằng khí nén

3.1.3.2 Hộp số.

Hộp số xe Renault Kerax có 8 số tiến và 1 số lùi

Tỷ số truyền của các tay số:

- Tỷ số truyền số 1 : 11,54 Tỷ số truyền số 2 : 8,137 Tỷ số truyền số 3 : 5,737

- Tỷ số truyền số 4 : 4,046 Tỷ số truyền số 5 : 2,853 Tỷ số truyền số 6 : 2,011

- Tỷ số truyền số 7 : 1,418 Tỷ số truyền số 8 : 1 Tỷ số truyền số lùi :13,85

- Khả năng leo dốc đến 68 % và khả năng khởi hành trên dóc tới 41%

Gồm một cầu trước và hai cầu sau :

Cầu trước là cầu bị động, làm bằng thép, được dập theo dạng tiết diện chử I, ở các đầu mút của dầm có các lổ để ghép dầm với cam quay bằng chốt chuyển hướng.Dầm cầu trước được nối với khung xe qua các lá nhíp của hệ thống treo phía trước.Hai cầu sau là cầu chủ động, Giảm tốc kép cho cầu chủ động

Cầu trước trọng tải 8000 kg

Cầu sau trọng tải 26800 kg

Vi sai giữa các cầu và giữa các bánh xe

Tỉ số truyền cặp bánh răng côn xoắn 17/37

3.1.3.6 Xăm lốp và bánh xe.

Lốp bánh xe tải Renault Kerax có loại như sau:

Kiểu lốp : 12,00 R 20

Đường kính mayơ bánh xe: DM = 22,5 inch

- Áp suất cho phép trong lốp khi chạy trên đường cứng:

Bánh trước : 8,5 (kg/cm2)

Bánh sau: 8,4 (kg/cm2)

Bánh dự trữ có áp suất: 8,4 (kg/cm2)

3.1.4 Hệ thống treo.

- Hệ thống treo phía trước tăng cứng dạng e líp, có 8 lá nhíp

- Hệ thống treo phía sau tăng cứng dạng e líp, có 9 lá nhíp

Có biên dạng hình chử nhật, không có nhíp phu Nhíp được bắt chặt vào gầm cầu bằng 2 bulông hình chữ U Trong phần trước của nhíp có các tai nhíp tháo được, trong lổ của tai nhíp có ép các ống lót Mút sau của nhíp được bắt di động trên khung xe bằng liên kết bản lề

3.1.5 Hệ thống lái.

Cơ cấu lái trên xe tải Renault Kerax là loại liên hợp: Trục vít - êcu bi -thanh răng - cung răng, có bộ trợ lực lái bằng thuỷ lực Dẫn động hệ thống lái thông qua trục lái, khớp các đăng và các khâu khớp trong hình thang lái, cơ cấu lái và trợ lực lái được bố trí chung thành một cụm, cơ cấu lái được bắt chặt vào khung xe và nối với trục lái bằng khớp các đăng Bơm dầu trợ lực lái là bơm cánh gạt tác dụng kép,

số cánh gạt là 10 cánh, trên thân bơm có bố trí van an toàn

3.1.6 Hệ thống phanh.

Xe tải Renault Kerax được trang bị các loại hệ thống phanh chính, hệ thống phanh dừng, phanh phụ trợ Cơ cấu phanh bánh xe kiểu tang trống, có hai má phanhvới đầu cố định cùng phía Dẫn động hệ thống phanh chính bằng khí nén, có hai đường phanh riêng biệt cho các cơ cấu phanh Khi đỗ, ôtô được phanh nhờ cơ cấu