Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe tải 8 tấn (Link CAD: https://bit.ly/3Nuwwq6)

Ô tô (phương ngữ Bắc Bộ) hay xe hơi (phương ngữ Nam Bộ) hoặc car (tiếng Anh) là loại phương tiện giao thông chạy bằng 4 bánh có chở theo động cơ của chính nó. Tên gọi ôtô được nhập từ tiếng Pháp (automobile), tên tiếng Pháp xuất phát từ từ auto (tiếng Hy Lạp, nghĩa là tự thân) và từ mobilis (tiếng La Tinh, nghĩa là vận động). Từ automobile ban đầu chỉ những loại xe tự di chuyển được gồm xe không ngựa và xe có động cơ. Còn từ ô tô trong tiếng Việt chỉ dùng để chỉ các loại có 4 bánh. Chữ xe hơi bắt nguồn từ chữ Hoa 汽車, phát âm theo Hán Việt là khí xa. Còn người Nhật gọi xe hơi là 自動車 (Tự động xa) nghĩa là xe tự động. Các kiểu khác nhau của xe hơi gồm các loại xe: xe buýt, xe tải.Có khoảng 1,32 tỷ chiếc xe được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2016.2 Khi lần đầu tiên ra mắt, xe hơi được hoan nghênh như một (phương tiện) cải tiến về môi trường so với ngựa. Trước khi nó ra mắt ở thành phố New York; hơn 10,000 tấn phân hàng ngày được dọn khỏi các đường phố. Tuy nhiên, năm 2006, các xe hơi là một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí và tiếng ồn cũng như ảnh hưởng tới sức khoẻ trên khắp thế giới.

Link Cad: https://drive.google.com/file/d/1oFU-JmOyKv2FbATrU7WOXPThhuvHFF8J

MỤC LỤC trang

Lời nói đầu……… .3

Chương I: Tổng quan về hệ thống phanh của xe ôt……… … 5

1.1 Công dụng, yêu cầu, phân loại của hệ thống phanh………… 5

1.2 Kết cấu của một số hệ thống phanh ……… 6

Chương II: GIỚI THIỆU XE THAM KHẢO ….……… ….… 20

Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo (KAMAZ-5320) ……….… … 20

2.1 giới thiệu chung về xe kamaz 5230……….…… ……… 20

2.2 sơ đồ dẫn động……… … … …21

2.3 các kết cấu hệ thống phanh……….… …24

2.3.1 Van phân phối……… … 24

2.3.2 Van hạn chế áp suất……… 27

2.3.3 Bộ điều hòa lực phanh……… 29

2.3.4 Van tăng tốc……… 32

2.3.5 Bầu phanh trước……… ….35

2.3.6 Bầu phanh sau……… ….35

2.3.7 Van điều khiển phanh tay……… … 37

2.3.8 van bảo vệ kép……… …37

2.3.9 van an toàn……… ……37

ChươngIII: Thiết kế tính toán hệ thống phanh……… ….38

3.1 Tính toán xây dựng hệ thống phanh ……… 38

3.1.1 Xác định mô men theo lực bám……….… … 38

3.1.2 tính toán cơ cấu phanh tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ ………

………… 40

3.2 Tính bền một số chi tiết……… …… 49

3.2.1 Tính bền guốc phanh……… … 49

3.2.2 Tính bền trống phanh……… 51

3.2.3 Tính bền chốt phanh……… … ….59

3.3 Tính dẫn động ……… … 60

3.3.1 Thiết kế tính toán bầu phanh trước……… 60

3.3.2 Thiết kế tính toán bầu phanh sau……… ………… 62

3.3.3 Tính toán lượng khí nén……….…… 67

3.3.4 Bộ điều hòa lực phanh……….…….71

3.3.5 Kiểm nghiệm quá trình phanh của xe khi đã trang bị bộ điều hòa 78

Chương IV: Qui trình công nghệ chế tạo chi tiết Pittông………… 84

4.1 Chức năng của pittông di trượt của bộ điều hòa lực phanh… 84

4.2 Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết pittông……… 85

4.2.1 Lập trình tự các nguyên công……… 85

4.2.2 Thiết kế nguyên công……… 85

Chương V: Bảo dưỡng và sữa chữa……… … 97

5.1 hư hỏng hệ thống phanh……… …97

5.2 các biểu hiện của oto khi hư hỏng hệ thống phanh 99

5.3 xác định hiệu quả phanh 100

5.4.Chuẩn đoán hệ thống phanh 105

5.5 Thử phanh 109

Kiêt luận chung……… ……… …… 111

Tài liệu tham khảo……….….……….….……112

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ôtô - máy kéo chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tếquốc dân nói chung và giao thông vận tải nói riêng, nó quyết định một phầnkhông nhỏ về tốc độ phát triển của nền kinh tế của một quốc gia Ngày naycác phương tiện vận tải ngày càng phát triển hoàn thiện và hiện đại, đặc biệt

là ngành ôtô đã có những vượt bậc đáng kể Các thành tựu kỹ thuật mới nhưđiều khiển tự động, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật bán dẫn cũng như các phươngpháp tính toán hiện đại đều được áp dụng trong ngành ôtô

Ở nước ta hiện nay, các xe ô tô đang lưu hành chủ yếu là của nước ngoài,được lắp ráp tại các nhà máy liên doanh và cũng có một phần là xe nhập cũ,các loại xe trên rất đa dạng về chủng loại mẫu mã cũng như chất lượng Trongcác loại xe trên thì xe tải đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triểnkinh tế đất nước Xe tải phục vụ chủ yếu trong các ngành khai khoáng, xâydựng,vận tải hàng hoá Với đặc thù của địa hình Việt Nam với 70% diện tích

là đồi núi Đường xá thường là khó khăn có nhiều dốc cao và dài, trong khi đó

xe lại thường xuyên chở quá tải Do đó yêu cầu phải có một hệ thống phanhtốt đảm bảo an toàn quá trình vận tải, đồng thời nâng cao được hiệu quảphanh và độ ổn định khi phanh

Trên cơ sở đó em được giao đề tài:

“Thiết kế tính toán hệ thống phanh cho xe tải tám tấn”.

Đề tài được tiến hành tại bộ môn Ô tô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.Sau hơn ba tháng thực hiện, với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em đã hoànthành công việc yêu cầu của đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy

Phạm Huy Hường và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình

và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Hà Nội, Ngày tháng năm 2012

Sinh viên thực hiện Nguyến Đặng Phúc

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI

Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Có hiệu quả phanh cao, nghĩa là đảm bảo gia tốc phanh lớn, quãng đườngphanh nhỏ và ổn định khi phanh nhiều lần liên tục

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các cầu xe là hợp lí

- Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp không lớn

- Dẫn động phanh có độ tin cậy, độ nhạy cao

- Tạo được cảm giác về mức độ phanh xe cho người lái thông qua lực điềukhiển

phanh ( đảm bảo khả năng tùy động )

- Không có hiện tượng tự xiết khi phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiết tốt

- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong điềukiện sử dụng

- Dễ dàng điều chỉnh và sửa chữa

1.1.3 Phân loại

a Theo công dụng

Theo công dụng hệ thống phanh được chia thành các loại sau:

- Hệ thống phanh chính (phanh chân)

- Hệ thống phanh dừng (phanh tay)

- Hệ thống phanh dự phòng.

- Hệ thống phanh chậm dần

b Theo kết cấu của cơ cấu phanh

Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau:

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc

- Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa

- Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá

d Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh

Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệthống phanh với bộ điều hoà lực phanh

e Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh

Theo khả khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thốngphanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS)

1.2 Kết cấu của hệ thống phanh

Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh

chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừngthường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp củahộp số hoặc bố trí ở các bánh xe

Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn củaôtô khi chuyển động và dừng hẳn Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó là

cơ cấu phanh và dẫn động phanh

- Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra

mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô

- Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực

điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh Tuỳ theo dạng dẫn động: cơkhí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồmcác phần tử khác nhau Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh baogồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn độngphanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanhbánh xe) và các ống dẫn

1.2.1 Các dạng cơ cấu phanh

a Cơ cầu phanh đĩa

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động

• Loại giá đỡ cố định

1- Piston

2- Má phanh 3- Đĩa phanh 4- Giá cố định 5- Giá bắt Hình 1: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định

Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu Trên giá đỡ bố trí hai xi lanhbánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong các xi lanh có pittông, mà một đầucủa nó gắn vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến

cả hai xi lanh bánh xe

Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh chính qua ống dẫn đến các xi lanh bánh xeđẩy pittông mang các má phanh ép vào hai phía của đĩa phanh thực hiệnphanh bánh xe

Khi thôi phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp phanh được trả về vịtrí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sẽ hồi trở về xi lanh chính, tách má phanhkhỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh.

* Loại giá đỡ di động

Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trênmột số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trímột xi lanh bánh xe với một pittông gắn vào một má phanh Má phanh ở phíađối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ

Hình 2: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ di động

1- Má phanh 2- Đĩa phanh 3- Piston 4- Giá di động 5- Giá dẫn hướng

Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt nên nó

tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa phanh haibên là như nhau Khi đạp phanh dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn vào xi lanhbánh xe Pittông sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh Do tínhchất của lực và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡmang má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo hướngngược với lực của má phanh do pittông tác dụng Kết quả là đĩa phanh được

ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe được thực hiện

* Ưu điểm của hệ thống phanh đĩa

- Lực tác dụng lên cơ cấu phanh được cân bằng nên ít bị biến dạng

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh nên má phanh mòn đều, ít phảiđiều chỉnh trong quá trình sử dụng

- Thoát nhiệt tốt trong quá trình làm việc, làm cho các bề mặt ma sát có hệ số

ma sát ổn định hơn và mômen phanh cũng ổn định hơn khi phanh liên tục

- Đảm bảo mômen phanh khi ôtô chuyển động tiến và lùi đều nhau

- Trọng lượng, kích thước nhỏ góp phần làm giảm khối lượng không đượctreo cho ôtô

- Khe hở giữa các đĩa và má phanh nhỏ tức hành trình piston nhỏ do đó tạođiều kiện để tăng tỷ số truyền của dẫn động, mặt khác dễ dàng thực hiện điềuchỉnh tự động khe hở

- Có khả năng tự làm sạch

- Kết cấu của phanh đĩa cho phép dễ dàng thay thế các má phanh

* Nhược điểm của hệ thống phanh đĩa

- Giá thành cao

- Áp suất đạt trị số khá lớn ở trường hợp phanh nguy hiểm (5MN/m2)

- Các tấm ma sát của loại phanh này hao mòn nhanh hơn phanh trống

b Cơ cấu phanh guốc

* Nguyên lí hoạt động

Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động sẽ làmquay cam phanh (6) đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh, do đó giữatrống phanh và má phanh sẽ xuất hiện lực ma sát, tạo ra mô men phanh cảntrở sự quay của bánh xe Vì vậy giữa bánh xe và mặt đường xuất hiện lựcphanh.Khi thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, cam phanh (6) xoay về vị trí banđầu, lò xo (2) sẽ kéo guốc phanh tách khỏi trống phanh Quá trình phanh kếtthúc

Hình 3: Cơ cấu phanh guốc

a Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng cam

1-Guốc phanh;2-Lò xo phanh;3-Bầu phanh;4-Giá đỡ bầu phanh;5-Đòn trục cam;6-Cam ép;7- Lò xo lá; 8-Má phanh;9-Trống phanh;10- Chốt guốc phanh.

b Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng xi lanh thuỷ lực

1-Chụp cao su chắn bụi; 2-Xi lanh;3-Mâm phanh;4-Lò xo;5-Tấm kẹp;

6-Guốc phanh;7-Má phanh

1.2.2 Các dạng dẫn động phanh

a Dẫn động phanh cơ khí

Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.Dẫn động phanh cơ khí ít dùng để điều khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó khóđảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe, vì độ cứng vững của các thanhdẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiếtgiữa các cơ cấu phanh Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không

sử dụng cho hệ thống phanh chính mà sử dụng ở hệ thống phanh dừng

Các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (hình 4)

Hình 4: Cơ cấu phanh dừng

b a

a b c

Đòn quay một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc phanh,đầu dưới liên kết với cáp dẫn động Thanh nối liên kết một đầu với đòn quaymột đầu với guốc phanh còn lại

Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp kéo một đầucủa đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bêntrái Thông qua thanh nối mà lực kéo ở đầu dây cáp sẽ chuyển thành lực đẩy

từ chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéovào điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải Do đó hai guốc phanh đượcbung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe

Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động

Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm:một cần kéo hoặc tay kéo (hình 5.a và 5.b); các dây cáp và các đòn trung gian(5.c)

Hình 5: Dẫn động của cơ cấu phanh dừng

b Dẫn động phanh thuỷ lực

* Cấu tạo chung

Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực được thể hiệntrên hình bên Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực baogồm: bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanhcông tác

Hình 6: Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực

Trong hệ thống phanh dẫn động phanh bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ củamạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.

Khi không phanh nữa, người lái không tác dụng vào bàn đạp, các lò xo hồi

vị của bàn đạp, của piston làm cho piston trở về vị trí cũ, lò xo hồi vị cũngkéo guốc phanh trở về vị trí ban đầu

d Dẫn động phanh thuỷ lực hai dòng

5 Xi lanh phanh sau.

I Đường dầu ra phanh trước

II Đường dầu ra phanh sau.

* Nguyên lý làm việc : Khi người lái xe tác dụng lên bàn đạp phanh (4), sẽ

tác dụng đến piston ở xilanh chính (3)làm việc, đẩy dầu vào bộ chia dòng (2),

từ bộ chia dòng (2) này sẽ phân chia ra hai đường dầu I và II

- Đường dầu I sẽ dẫn động các cơ cấu phanh trước

- Đường dầu II sẽ dẫn động các cơ cấu phanh sau

* So với dẫn động phanh 1 dòng thì loại dẫn dộng 2 dòng có ưu điểm là

trong quá trình sử dụng hệ thống phanh, nếu như có một đường ống nào đó bị

rò rỉ hoặc bị hư hỏng thì đường ống kia vẫn hoạt động bình thường để điềukhiển xe dừng Nhưng nó cũng có nhược điểm là kết cấu cồng kềnh phức tạphơn

phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiểnvan phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụnglên bầu phanh thực hiện

Dẫn động phanh khí nén có ưu điểm giảm được lực điều khiển trên bàn đạpphanh, không phải sử dụng dầu phanh nhưng lại có nhược điểm là độ nhạykém (thời gian chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực

* Cấu tạo

Hình 9: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén

1 - máy nén khí; 2 - bầu lọc khí; 3 - bộ điều chỉnh áp suất; 4 - đồng hồ áp suất;

5 - bàn đạp phanh; 6 - van an toàn; 7 - bình chứa khí;8 - van phân phối (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh;11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh

Qua sơ đồ cấu tạo của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống baogồm các phần tử cơ bản sau:

- Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp nguồnkhí nén có áp suất cao ( 0,6 - 0,7 MN/m2 ) để hệ thống phanh hoạt động

- Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến các bầuphanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe

- Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấu chấphành có nhiệm vụ biến áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam ép

để thực hiện quá trình phanh

- Cơ cấu phanh bao gồm các chi tiết cơ bản như: guốc phanh, trống phanh,mâm đĩa, lò xo hồi vị, trục cam Cụm chi tiết này được bố trí ở các bánh xenhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô.

* Nguyên lý hoạt động

Khi đạp lên bàn đạp phanh khí nén từ bình chứa qua van phân phối đến cácbầu phanh, qua màng phanh tác động lên ty đẩy, ty đẩy tác động lên đòn quaylàm xoay cam phanh của cơ cấu phanh, ép sát guốc phanh vào trống phanhthực hiện quá trình phanh xe

Khi nhả phanh, van phân phối khóa khí nén ngừng cấp tới các bầu phanh,nhờ các lò xo hồi vị đẩy ty đẩy về vị trí ban đầu Khí nén thoát ra ngoài khíquyển qua van phân phối

f Dẫn động phanh khí nén một dòng

* Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), qua van điều chỉnh áp suất (2),qua bộ lọc tách nước (3) tới bình chứa khí nén (4), sau đó khí nén được dẫntới túc trực ở van điều khiển (10)

Khi người lái xe tác dụng vào bàn đạp phanh sẽ điều khiển mở van (10),dòng khí nén từ van (10) đi theo đường ống dẫn tới các bầu phanh để thựchiện quá trình phanh

Khi nhả bàn đạp van (10) đóng, ngắt liên hệ giữa bình chứa khí với cácbầu phanh, đồng thời mở đường ống ở van (10) thông với không khí bênngoài, khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài và lò xo hồi vị kéo guốc phanh trở

về vị trí ban đầu kết thúc quá trình phanh

Khi người lái điều khiển phanh tay, bầu tích năng của các bầu phanh sau6,8 được nối thông với khí quyển qua van phanh tay 5, các lò xo tích năngđược giải phóng, thực hiện việc phanh các bánh xe cầu sau Khi muốn nhảphanh, người lái gạt tay gạt của van 5 Khí nén được đưa từ bình khí 4 tới các

bầu phanh tích năng của các bầu 6,8 ép lò xo tích năng lại , thực hiện việcnhả phanh.

Hình 10: Dẫn động phanh khí nén một dòng

1 Máy nén khí; 2.Van điều áp; 3 Bộ lọc tách nước; 4 Bình chứa khí;

5.Van điều khiển phanh tay; 6,8 Bình tích năng; 7,9,12.Bầu phanh;

10 Van điều khiển; 11 Bàn đạp phanh.

* Ưu điểm dẫn động phanh khí nén một dòng

- Điều khiển nhẹ nhàng hơn so với hệ thống dẫn động phanh thủy lực

- Có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ôtô

* Nhược điểm dẫn động phanh khí nén một dòng

- Độ chậm tác dụng lớn hơn so với dẫn động thuỷ lực

- Số lượng các cụm khá nhiều, kích thước và trọng lượng của chúng khá lớn,giá thành cao

g Dẫn động phanh khí nén hai dòng

* Nguyên lý làm việc

- Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí (1), qua van điều chỉnh áp suất(2), qua bộ lọc tách nước (3) qua van an toàn kép (4) và được đưa tới bìnhchứa (5,6 ) Van an toàn kép (4) đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt độnghoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồn cung cấp khí cho 2 dòng dẫndộng phanh Van bảo vệ (17) có nhiệm vụ ngắt bình chứa (18) không cho nối

thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng vàphanh dự phòng.

tốc; 22,23 Bình tích năng Dẫn động phanh chính gồm có 2 dòng độc lập với nhau Dòng dẫn độngphanh cầu trước bắt đầu từ bình chứa khí (6) đi qua ống dẫn (7) , qua khoangtrên của tổng van (11), qua van hạn chế áp suất (12) tới các bầu phanh (13).Dòng dẫn động cầu sau đi từ bình chứa khí (5) qua ống dẫn (8), qua khoangdưới của tổng van (11), qua bộ điều hòa lực phanh (14) tới các bầu phanh (15)(16)

Chức năng phanh dừng và phanh dự phòng được thực hiện bởi một hệ thốngchung, gồm có các bình chứa khí (18)(19), van điều khiển (20), van gia tốc(21) và các bầu tích năng dạng lò xo (22),(23) bố trí tại các cầu sau của ôtô.Nguyên lí làm việc tương tự như đã nói ở trên cho dẫn động một dòng

* Ưu điểm của hệ thống dẫn động phanh khí nén hai dòng

Ngoài những ưu điểm dẫn động phanh khí nén một dòng thì loại dẫn động

hai dòng đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao hơn vì một trong hai dòng khí nén

bị rò rỉ thì ta vẫn có thể sử dụng dòng khí nén còn lại

* Nhượng điểm của hệ thống dẫn động phanh khí nén hai dòng

Nhược điểm dẫn động phanh khí nén hai dòng phương án này có kết cấu

phức tạp, van bảo vệ hai ngả, van phân phối hai tầng, trang thiết bị cồng kềnhhơn dẫn động phanh một dòng

h Dẫn động phanh liên hợp

Dẫn động phanh liên hợp là kết hợp giữa thuỷ lực và khí nén, trong đó phầnthuỷ lực đảm bảo cho độ nhạy của hệ thống cao, phanh cùng một lúc được tất

cả các bánh xe Phần khí nén cho phép điều khiển nhẹ nhàng

* Cấu tạo và nguyên lý làm việc

Khi phanh người lái điều khiển tác động một lực vào bàn đạp phanh (11) để

mở van phanh, lúc này khí nén từ bình chứa (5)(6) đi vào hệ thống qua vanphân phối đến các xilanh chính

Tại xilanh chính, lực tác động của dòng khí có áp suất cao (0,8 - 1 MN/m2)đẩy piston thuỷ lực tạo cho dầu phanh trong đường ống có áp suất cao đi vàoxilanh bánh xe thực hiện quá trình phanh Van an toàn kép (4) đảm bảo chohai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành hai nguồncung cấp khí cho 2 dòng dẫn dộng phanh

Khi nhả phanh, khí nén ngừng cấp tới các xilanh chính, phần khí nén cònlại theo đường ống trở về và thoát ra ngoài khí quyển qua bộ điều chỉnh lựcphanh 14 và van phân phối Đồng thời với đó nhờ các lò xo hồi vị được bố trítrong từng cụm chi tiết, cơ cấu trở về vị trí ban đầu

Trong hệ thống phanh dẫn động liên hợp, cơ cấu dẫn động là phần khí nén

và cơ cấu chấp hành là phần thuỷ lực, cơ cấu dẫn động thì được chia làm haidòng riêng biệt để điều khiển các bánh trước và sau Nếu có một trong haidòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo hiệu quả phanh nhất định

Hình 12: Hệ thống phanh liên hợp

1 Máy nén khí; 2.Van điều áp; 3 Bộ lọc tách nước; 4 Van an toàn kép 5,6,18,19 Bình chứa khí; 7,8 các đường ống dẫn khí; 10 Bàn đạp phanh; 11.Van phân phối; 12,15.Xi lanh

chính; 13,16 Xilanh công tác; 14.Bộ điều hòa lực phanh;

17 Van bảovệ; 20.Van điều khiển phanh tay; 21 Van gia tốc;

* Ưu điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực

- Kết hợp được nhiều ưu điểm của hai hệ thống phanh thuỷ lực và khí nén,khắc phục được nhược điểm của từng loại khi làm việc độc lập

Vừa tạo được lực phanh lớn ở các cơ cấu phanh, lại vừa giảm thời gian chậmtác dụng, giảm lực tác dụng lên bàn đạp phanh cho người lái

* Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén – thuỷ lực

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp là rất cồng kềnh và phức tạp

- Khó khăn khi bảo dưỡng và sửa chữa

- Giá thành cao

12 10 11 14

17 2

15

8 7

CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ XE THAM KHẢO

Các thông số kỹ thuật của xe tham khảo (KAMAZ-5320)

- Tải trọng chuyên chở hang : 80000 N

- Trọng lượng xe không tải: 70800 N

+ Phân bố trọng lượng ra cầu trước: 33200 N + Phân bố trọng lượng ra cầu sau: 37600 N

- Trọng lượng xe khi đầy tải: 153050 N

+ Phân bố trọng lượng ra cầu trước: 43750 N+ Phân bố trọng lượng ra cầu sau: 109300 N -Vận tốc cực đại khi đầy tải : 80 km/h

- Công suất động cơ : 210 ml

-moomen xoán động cơ : 65kgm(1400÷1700 v/ph)

- Chiều dài cơ sở của xe (L): 3850 mm

- Chiều rộng cơ sở của xe (B): 2010 mm

2.1 giới thiệu xe kamaz 5230

Xe ôtô kamaz 5230 là một trong những loại xe ôtô tải được dùng nhiềutrong việc vận chuyển hàng hoá bằng đường bộ của nước ta Nó là một loại xe

có thể hoạt động trên mọi loại đường Sức chở của ôtô là loại ôtô này đượcsản suất tại Nhật Động cơ lắp trên xe là động cơ đizen 4 kì Hệ thống treo của

xe là hệ thống treo phụ thuộc và được bố trí trên các nhíp bao gồm cả nhípchính và nhíp phụ Hệ thống treo trước có giảm chấn thuỷ lực ống lồng nhằmnâng cao độ êm dịu khi xe chạy trên các loại đường xấu

Hệ thống phanh của xe là loại phanh dẫn động bằng khí nén Cơ cấu phanhkiểu tang trống

Hình13 Xe tham khảo xe kamaz 5230

2.2 Sơ đồ dẫn động:

Giới thiệu chung

Xe được trang bị hệ thống phanh khí nén, dùng dẫn động hai dòng độc lập

Cơ cấu phanh tang trống trên tất cả các bánh xe

Hệ thống phanh bao gồm các thành phần chính sau:

6, Van phân phối khí

7, Van điều khiển rơ mooc

8, Bầu phanh trước, sau

9, Van hạn chế áp suất cầu trước

10, Cụm van chia dòng và bảo vệ

11, Bộ điều hoà lực phanh

Hình 14: Sơ đồ dẫn độngQua sơ đồ nguyên lý như hình vẽ trên:

Nguồn khí nén này do máy nén khí cung cấp Máy nén khí 3 Bộ điều chỉnh

áp suất 5 bộ bảo hiểm chống đông dặc 6 là phần nguồn của cơ cấu dẫn động,không khí được lọc sạch trong phần này rồi đi vào các phần còn lại của cơ cấudẫn động phanh bằng khí nén và các nguồn tiêu thụ khác

Cơ cấu dẫn động được chia thành các nhánh các nhánh độc lập, tách biệt nhaubằng các van bảo vệ Tác động của nhánh này không phụ thuộc vào nhánhkia

Nhánh I: Dẫn động phanh chân của bánh xe trước gồm có: van bảo vệ ba

nhánh 10, bình khí 22, phần dưới van phân phối 24, van hạn chế áp suất 25,hai bầu phanh trước 27, đồng hồ nanomét hai kim, các cơ cấu phanh trước vàcác ống dẫn Ngoài ra nhánh này còn có các ống dẫn nối phần dưới của vanphân phối 24 với van 21 điều khiển rơ moóc

Nhánh II: dẫn động phanh chân của bánh xe sau, gồm có van bảo vệ ba

nhánh 10, bình khí nén 9, đồng hồ nanomet 28, hai kim phần trên của vanphân phối 24, bộ điều chỉnh lực phanh 13, bốn bầu phanh 20 của cơ cấuphanh sau và các ống dẫn Ngoài ra nhánh này còn có ống dẫn đầu nối mềmphần trên của van phân phối 24 với van 21 điều khiển rơmoóc

Nhánh III : dẫn động phanh tay, phanh dự phòng và dẫn động tổng hợp

phanh rơ moóc gồm có van bảo vệ kép 8, hai bình khí 7, 11; van phanh tay 2,van gia tốc 12, bốn bình tích năng lò xo 20 Van điều khiển phanh rơ moóc

21, van điều khiển phanh rơ moóc có hai dòng, bình khí 15 van điều khiển rơmoóc có dẫn động một dòng 19 van ba nhánh 17 ba đầu nối 18 các ống dẫn

Nhánh IV: dẫn động phanh phụ và các nguồn tiêu thụ khác, gồm có van

bảo vệ kép 8, bình khí nén 11, hai xi lanh dẫn động điều tiết của phanh khíđộng lực ,xi lanh 4 dẫn động ngừng cung cấp nhiên liệu, các ống dẫn từ nhánh

IV dẫn động phanh phụ ,khí nén còn đến các nguồn tiêu thụ: Cơ cấu gạt nướcmưa ở kính chắn giá,còn hơi trợ lực khí nén thuỷ lực của li hợp các tổ hợptruyền động

2.3 Các kết cấu trên hệ thống phanh

2.3.1 Van phân phối

Để tăng tính an toàn cho hệ thống phanh thì đối với dẫn động bằng khí néncũng sử dụng loại dẫn động hai dòng Có nghĩa là có hai dòng độc lập từ bình

Hình 15 Van phân phối hai dòng 1.Cốc nén;2.Chốt hãm;3.Vít chỉnh; 4 Càn kéo;5.Nắp che;6 Chốt quay7 Nắp trên;8 Ống trượt;9.Tấm gá;10.Vít cấy; 11.Lò xo hồi vị pittông trên;12.Van trên; 13.Lò xo hồi vị van trên;14.Thân dưới; 15.Pittông van dưới;16.Pittông lớn; 17.Thân dưới;18.Lò xo hồi vị pittông dưới;19.Van dưới;20.Ty đẩy ba cạnh; 21.Lò xo hồi vị van dưới 22.Bạc dẫn hướng van dưới;23.Đệm kín;24.Vờng phớt pittông lớn; 25.Pittông van trên;

26.Đệm đàn hồi;27.Cốc đàn hồi; A C.Từ bình khí đến; B.Đầu ra đến cầu sau; D

13 16

14 15

A 12

9 10

8 7 6 5 4

cửa nạp nên khí nén từ bình chứa tới các cửa A, C bị chặn lại và thường trực ởđó.

- Khi phanh đòn mở 4 quay quanh chốt cố định ép con lăn 6 tì lên cốc ép 1làm cốc ép 1 đi xuống Khi đã khắc phục xong khe hở tự do giữa cốc ép vàbích chặn 27 thì bích chặn ép phần tử đàn hồi 26 tì vào pitông tuỳ động 25làm pitông đi xuống Khi đế van xả (nằm trên pittông tuỳ động) đi hết khe hởgiữa nó với nắp van thì van xả đóng lại và van nạp trên bắt đầu mở

- Khi này ở ngăn trên khí nén từ cửa A qua van nạp ngăn trên thông sangcửa B để dẫn đến các bầu phanh bánh xe Đồng thời với quá trình này do cửa

B có một lỗ a thông với khoang dưới (Phía trên pittông lớn 25) nên một dòngkhí có áp suất sẽ tác dụng lên mặt trên của pittông lớn 16 làm nó đẩy pittôngnhỏ đi xuống Khi khe hở giữa đế van xả và nắp van được khắc phục thì vannạp được bắt đầu được mở ra Khí nén từ cửa C qua van nạp ngăn dưới thôngsang cửa D để dẫn tới các bầu phanh bánh xe Như vậy cơ cấu cơ khí trực tiếpđiều khiển van nạp của ngăn trên còn van nạp ngăn dưới là do khí nén điềukhiển sau khi van nạp trên đã mở Như vậy có nghĩa là dòng nối với ngăn trên

sẽ có tác dụng trước so với dòng nối với ngăn dưới Vì vậy dòng nối với ngăntrên thường được dẫn tới các bầu phanh của bánh xe phía sau nhằm mục đíchgiữ ổn định cho ôtô khi phanh

- Khi thôi phanh dưới tác dụng của các lò xo hồi vị cốc ép 1, bích chặn 27,pittông tuỳ động 25 sẽ đi lên Van nạp trên được đóng lại và van xả trên được

mở ra Khí nén từ bình chứa ngừng cung cấp còn khí nén từ các bầu phanh sẽ

từ cửa B qua cửa xả theo đường xả thoát ra ngoài Còn ngăn dưới do khoang bmất áp suất nên pittông lớn 24 và pitông nhỏ 15 bị lò xo hồi vị 18 đẩy về vị tríphía trên.Van nạp ngăn dưới được đóng lại và van xả ngăn dưới được mở ra.Ngắt khí nén từ bình chứa và thoát khí nén từ bầu phanh theo đường thoát rangoài

+ Tính tuỳ động và chép hình của van phân phối hai dòng

Hình 16: Van phân phối dẫn động hai dòng

1 Pittông lớn khoang dưới; 2,11 Van điều khiển;

3 Ty đẩy; 4.Phần tử đàn hồi; 5 Pittông khoang trên; 6,10.Van xả; 7,9 Van nạp ; 12 Pittông nhỏ.

- Tính tuỳ động của van

có cửa vào là E và cửa ra là A Ngoài ra còn có một cửa thông với khí trời Fchung cho cả hai khoang Mỗi khoang có một van điều khiển: Van 2 ở khoangtrên có nhiệm vụ đóng mở các van nạp 7 và van xả 6, còn van 11 của khoangdưới điều khiển các van nạp 9 và van xả 10

Ở trạng thái không phanh như thể hiện trên hình vẽ, các bầu phanh tại cácbánh xe được nối thông với khí trời do các van xả 6 và 10 mở

Khi phanh, lực Q truyền từ bàn đạp tới tác dụng lên pittông 5 thông qua phần

tử đàn hồi 4 làm pittông dịch chuyển đi xuống Đầu tiên, van xả 6 đóng lạikhông cho cửa C thông với khí trời nữa, sau đó khi pittông tiếp tục đi dichchuyển đi xuống thì van nạp 7 mở ra và khí nén chờ sẵn ở cửa D đi qua vannạp, qua khoang dưới 5 tới cửa C rồi từ đó tới các bầu phanh bánh xe để thựchiện quá trình phanh Đồng thời, khí nén từ khoang trên đi qua lỗ nhỏ B

1011

12

e

xuống khoang trên pittông 1 đẩy pittông con 12 đi xuống Nhờ đó van xả 10đóng lại, rồi van nạp 9 mở ra cho khí nén đi từ cửa E sang cửa A để đi tới cácbầu phanh tại các bánh xe.

Như vậy, trong trường hợp phanh bình thường như mô tả trên đây, khoangtrên được điều khiển trực tiếp bằng dẫn động cơ khí, còn khoang dưới đượcđiều khiển bằng khí nén lấy từ khoang trên Nếu khoang trên bị mất khí,không hoạt động nữa thì khi phanh, ty đẩy 3 đi xuống tác động lên con đội 8

và đẩy pittông nhỏ 12 của khoang dưới đi xuống thực hiện quá trình phanhtrên một cầu còn lại

Trong trường hợp lái xe đạp phanh đột ngột thì khoang dưới cũng đượcđiều khiển bằng ty đẩy 3 vì khí nén không kịp cấp qua lỗ B để điều khiểnpittông lớn 1.Tính chép hình của tổng van được thể hiện như sau Ứng vớimột lực tác động Q nào đó, sau khi van nạp 7 của khoang trên mở, khí nén đivào bên dưới pittông 5 và sau đó đi qua cửa C tới các bầu phanh tại các bánh

xe Áp suất khí trong khoang dưới pittông 5 tăng dần lên cho tới khi áp lựccủa khí nén cùng với lực lò xo thắng được lực điều khiển Q, nén phần tử đànhồi 4 lại và đẩy pittông đi lên cho tới khi van nạp đóng lại Lúc này cả vannạp và van xả đều đóng, áp suất khí nén dẫn tới các bầu phanh không tăngnữa và pittông 5 ở trạng thái cân bằng

Quá trình tương tự như vậy cũng xảy ra đối với khoang dưới Như vậy,ứng với một lực Q nhất định (tương ứng với một lực trên bàn đạp) áp suấttrong dẫn động phanh chỉ có một giá trị tương ứng Nhờ vậy mà người lái cóthể điều khiển được cường độ phanh theo ý muốn

2.3.2 Van hạn chế áp suất

Van hạn chế áp suất và nhả phanh dùng trên cầu trước, có nhiệm vụ đảm bảo không dẫn tới bó cứng bánh xe khi phanh dưới áp xuất khí nén 0,3 Mpa Điều này có ý nghĩa lớn đối với xe Hino hoạt động trên đường về khía cạnh

7 9

10

6 5

1 2

Hình17: Van hạn chế áp suất ra cầu trước

I là đường cấp khí III Lỗ xả khí II

đến bầu phanh

1 lò xo lớn 10 lò xo nhỏ

định bởi hai lò xo có độ cứng khác nhau, lò xo dưới 10 đỡ pittông dưới nhỏ,

lò xo trên 1 cứng hơn đỡ pittông trên Các chi tiết nằm trong vỏ 8 Phía trên

có đường dẫn khí I, phía dưới có cửa thoát khí III, bên cạnh là cửa II cấp khícho bầu phanh xe

Khi làm việc ở vùng áp suất thấp hơn 0,3 MPa, pittông trên 2 di chuyểnkhông đáng kể, pittông dưới 3 có khả năng di chuyển lớn hơn đem theo cụmvan 4, 6 đậy chặt lỗ thoát khí ra cửa III và mở thông khí nén cho bầu phanh Khi tăng thêm áp suất đến sát giá trị 0,3 MPa, do pittông 3 có diện tích làmviệc phía dưới lớn hơn phía trên, cộng với lực đẩy của khí nén và của lò xodưới nên đã thắng lực đẩy của khí nén từ phía trên xuống, dẫn đến pittông 3

dịch chuyển nhỏ lên trên, đóng van trên 4, bịt đường cấp khí từ cửa I sang cửa

II, nhưng chưa đủ để mở van 6, hạn chế tăng áp suất cho bầu phanh, giảm khảnăng bó cứng bánh xe trước và tạo khả năng điều khiển bánh xe dẫn hướngtốt hơn

Khi làm việc ở vùng áp suất cao ( lớn hơn 0,3 MPa), pittông trên 2 dịchchuyển xuống dưới, tỳ chặt vào pittông dưới 3 và tạo thành 1 khối Như vậy

có thể coi hai pittông như một pittông liền, (pittông liền có diện tích làm việccủa mặt trên lớn hơn diện tích làm việc của mặt dưới) Lúc này cụm van đèchặt lỗ thoát khí ra cửa III và mở lớn cửa van 4 thông với cửa II nối tới cácbầu phanh, tăng thêm áp lực cho bầu phanh

Khi nhả phanh các pittông dịch chuyển lên, đóng van 4 và đồng thời mởvan 6 Khí nén từ các bầu phanh trở về cửa II qua van 6 tới cửa III và thoát rangoài khí quyển Chính điều này giúp xả nhanh khí nén cho cơ cấu phanh cầutrước

2.3.3 Bộ điều hoà lực phanh

Hình18: Bộ điều hoà lực phanh

I đường cấp khí nén;1.Ống nối các ngăn;2.cao su che bụi;

3 đòn xoay4.Vỏ;5.Ống tựa; 6.Pitông7.Van;8.Màng cao su;9 Đòn nối;10.Ốngtrượt; 11.Trục dẫn; 12 Pittông dẫn; II Dẫn tới bầu phanh III Thoát

ra khí quyển

22

20 19 18 17 15 14

I

II III

+ Nguyên lí hoạt động :

Bộ điều hoà lực phanh dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén được dẫnđến các bầu phanh của các sau của ôtô tải khi phanh

Cấu tạo của bộ điều hoà lực phanh được trình bày dưới hình vẽ

Giữa hai phần của vỏ bộ điều hòa có bố trí màng cao su 21, pittông dưới 24

di chuyển dưới tác dụng của đòn nối 20 và ngõng trục 23, chép hình mức độtải trọng đặt lên cầu sau Pittông đưới có ống tựa mặt van 19 có thể di chuyểnkhi tải trọng đặt lên cầu sau thay đổi Pittông trên 18 có bệ van cho van 17 cóthể di chuyển và kéo theo sự biến dạng của màng cao su 8 Nhờ bệ van củapittông 18 và van 17 di chuyển tạo nên khả năng đóng mở van

Khí nén cấp vào từ van phân phối theo cửa I , cửa II nối tới các bầu phanhchính cầu sau Khí nén cấp vào cửa I còn được đưa xuống mặt dưới củapittông 24 bằng ống dẫn 1 Màng cao su 4 khi mở tạo lỗ thoát ra khí quyển Khi phanh, khí nén từ van phân phối được dẫn đến cửa I của bộ diều chỉnh

và tác động lên phần trên của piston 18 buộc nó dịch chuyển xuống dưới.Đồng thời khí nén theo ống 1 đi vào dưới piston 24, piston này được dịchchuyển lên trên và ép lên con đội 19 và ngõng cầu 23 (ngõng này cùng với tayđòn 20 nằm ở vị trí phụ thuộc vào giá trị của tải trọng trên cầu sau ôtô) Khipiston 18 tiếp tục dịch chuyển xuống dưới, van 17 tách khỏi bệ van trongpittông và khí nén từ cửa I đi vào cửa II và sau đó đến các bầu phanh chínhcủa cầu sau Đồng thời, khí nén đi qua khe hở vòng giữa pittông 18 và ốngdẫn hướng 22 vào hốc A ở bên dưới màng 21 và thân dưới 3 và màng này bắtđầu tác dụng lên pittông từ phía dưới Cho tới khi tỷ lệ áp suất ở cửa I và cửa

II tương ứng với tỉ lệ diện tích tích cực của phía trên và phía dưới của pittông

18 thì pittông 18 này dừng lại và bắt đầu dich chuyển lên trên, trước khi van

17 tiếp xúc với bệ van của pittông 18

Khi tải trọng lên cầu sau giảm nhiều thì tay đòn 20 cũng như ngõng 23 hạxuống thấp, kéo theo con đội 19 và pittông 18 đi xuống, van 17 tiếp xúc với

đế van pittông 18 ngắt không cấp khí cho cửa II nữa Nếu tải trọng lên cầu sautiếp tục giảm thì con đội 19 tiếp tục đi xuống mở cửa thông với khí trời, khínén theo cửa đó thoát ra ngoài Áp suất trong bầu phanh giảm do đó mômenphanh lên cầu sau cũng giảm

Khi tải trọng tăng lên, tay đòn 20 cũng như ngõng 23 cũng đi lên, kéo theocon đội 19 đi lên đẩy van 17 lên mở thông van cấp khí, và đồng thời đóng cửathông với khí trời Khi đó khí nén lại tiếp tục được cấp cho các bầu phanh quacửa II

Diện tích tích cực của bề trên pittông 18 mà khí nén tác động lên khi đi vàocửa I luôn luôn bất biến Diện tích cực của bề dưới pittông 18 mà khí nén tácđộng qua màng 21 đi qua cửa II thì luôn luôn thay đổi vì sự thay đổi của các

vị trí tương quan giữa gờ nghiêng 11 của pittông 18 với lò xo màng 21 Vị trítương quan này phụ thuộc vào vị trí của tay đòn 20 và con đội 19 liên kết với

nó qua ngõng 23 Còn vị trí của tay đòn 20 thì phụ thuộc vào độ võng của cácnhíp cầu sau, có nghĩa là phụ thuộc vào tải trọng lên cầu sau ôtô

Vì thế khi con đội 19 chiếm vị trí biên dưới (tải trọng trục tối thiểu) thì sựchênh lệch áp suất khí nén trong các cửa I và II là lớn nhất, còn khi con đội 19chiếm vị trí biên trên (tải trọng trục tối đa) thì hai áp suất này cân bằng nhau

Sự cân bằng của pittông trên và dưới luôn trong trạng thái động, nên van

17 luôn đóng mở tùy theo sự thay đổi của tải trọng và của từng trạng thái cânbằng Việc thay đổi trạng thái cân bằng này thực hiện nhờ sự khác nhau củadiện tích làm việc hai pittông khác nhau Quá trình nhấp nháy của van 17 tạonên sự thay đổi áp suất cấp tới bầu phanh cầu sau theo dạng biến đổi liên tục(bởi vậy mà bộ tự động điều chỉnh lực phanh Kamaz thuộc loại bộ điều chỉnh

áp suất biến đổi)

Bằng cách đó, bộ điều chỉnh lực phanh tự động duy trì áp suất khí nén ởcửa II và các buồng hãm liên quan với nó ở mức độ đảm bảo cho lực phanhcần thiết tỷ lệ với tải trọng trục tác dụng khi phanh.

Khi nhả phanh áp suất ở cửa I giảm xuống Pittông 18 dưới áp lực của khínén từ cửa II tác động lên nó từ phía dưới qua màng 21 cộng thêm với lực đànhồi của màng này mà dịch chuyển lên trên và tách van 17 ra khỏi đế xả củacon đội 19 Khí nén từ các bầu phanh chính cấu sau qua cửa II qua lỗ của conđội và cửa III đẩy mép cao su 4, đi vào khí quyển

Việc thay đổi trạng thái cân bằng thực hiện nhờ sự khác nhau của diện tíchlàm việc hai pittông khác nhau còn được gọi là vi sai của các bề mạ pittôngBởi vậy ,bộ tự động điều chỉnh lực Hino thuộc loại bộ tự động điều chỉnh ápsuất biến đổi

2.3.4 Van gia tốc

Dùng để rút ngắn thời gian bắt đầu dẫn động của hệ thống phanh dự phòng,

do giảm chiều dài nhánh hút khí nén vào bình tích năng lò xo và xả không khí trực tiếp qua van tăng tốc ra ngoài.

* Nguyên lí hoạt động:

Trong hệ thống dẫn động phanh khí nén, đối với mạch dẫn động phanh

dừng và phanh dự phòng có lắp thêm vangia tốc thì van gia tốc có tác dụng giảmthời gian phản ứng của hệ thống phanhkhi sử dụng năng lượng đàn hồi củaphanh dừng và phanh dự phòng, bằngcách tăng tốc độ nạp và thải khí nén

Hình 19: Sơ đồ nguyên lí van gia tố

dừng và phanh dự phòng có lắp thêm van gia tốc thì van gia tốc có tác dụnggiảm thời gian phản ứng của hệ thống phanh khi sử dụng năng lượng đàn hồicủa phanh dừng và phanh dự phòng, bằng cách tăng tốc độ nạp và thải khínén.

Khi lắp van gia tốc vào hệ thống phanh dừng và phanh dự phòng, cửa A đượcnối với van phanh điều khiển bằng tay, cửa C được nối với bình khí nén, cửa

B bầu dự phòng của bầu phanh kép

Ở trạng thái bình thường, khi chưa sử dụng phanh dừng, khí nén từ bình khícủa hệ thống phanh dừng và phanh dự phòng được cấp vào cửa A đẩy pittông

5 đi xuống, ép sát với đế 3, đóng van xả lại, khi pittông tiếp tục đi xuống thì

đế van 2 cũng đi xuống và tách khỏi mặt đế 6, mở cửa van dưới, làm cửa Bthông với cửa C Khí nén từ cửa C qua cửa B tới bầu phanh tích năng cầu saunén lò xo tích năng lại

Khi phanh dừng hoạt động hoặc phanh gấp, khí nén từ khoang điều khiển 4(phía trên pittông 5) qua cửa thông khí của van phanh tay thoát ra ngoài khí quyển nên áp suất khoang đó giảm Áp suất phía cửa C lớn hơn áp suất phía cửa A làm pittông 5 đi lên đến vị trí trên cùng Dưới tác dụng của lực lò xo 1

đế van 2 cũng dịch chuyển lên trên và tỳ vào mặt đế 6, đóng van nạp lại (ngắt

sự thông khí từ cửa C sang cửa B), đồng thời cửa xả mở, thông đường khí từ cửa B đến cửa D thông với khí trời Khí nén từ các bầu phanh tích năng cầu sau thoát ra ngoài khí quyển, do đó lò xo tích năng ở bầu phanh tích năng được giải phóng và ôtô được phanh Khi nhả phanh, khí nén lại được cấp vào cửa A, vào khoang điều khiển 4 đẩy pittông 5 đi xuống, đóng cửa xả 3 và mở cửa nạp 2 Khí nén lại được cấp từ cửa C sang cửa B tới các bầu phanh tích năng, nén lò xo tích năng lại Việc nhả phanh được thực hiện Trong mạch dẫn động phanh chính có lắp van gia tốc thì van gia tốc có tác dụng giảm thời gian tác dụng của hệ thống phanh nhờ việc giảm thời gian dẫnkhí tới các bát phanh cầu sau và xả không khí ở đây ra

Cửa A được nối với khoang trên của tổng van, áp suất khí trên đoạn ốngnày có tác dụng đóng mở van nạp xả của van gia tốc, khí nén được dẫn đếncửa C và qua cửa B tới các bát phanh bánh xe cầu sau.

Khi chưa phanh, khí nén chưa được dẫn vào cửa A, pittông ở vị trí trêncùng, đế van nạp hai vẫn tỳ sát vào mặt đế 6 dưới tác dụng của lò xo 9 cònvan xả mở thông với khí trời (đế van 3 tách khỏi pitông 5)

Khi phanh, khí nén được dẫn từ khoang trên của tổng van vào cửa A vàokhoang điều khiển 4 làm pittông 5 dịch chuyển xuống dưới, ép sát vào đế van

3 và đóng cửa xả lại Trong quá trình pittông 5 tiếp tục dịch chuyển xuốngdưới thì đế van 2 cũng dịch chuyển xuống dưới và tách khỏi mặt đế 6, mở cửavan dưới, khí nén được dẫn từ cửa C đến cửa B vào các bầu phanh cầu sau,thực hiện việc phanh bánh xe

Khi nhả phanh, khí cửa A thông với khí trời thông qua cửa xả khí của tổngvan, áp suất khí nén ở cửa C đẩy pittông 5 đi lên vị trí trên cùng Dưới tácdụng của lò xo 9 đế van 2 đi lên tỳ sát vào mặt đế 6, đóng cửa van nạp lại,đồng thời mở cửa xả (do đế van 3 không tỳ vào pittông 5), xả khí nén từ cácbầu phanh cầu sau ra ngoài khí trời, kết thúc quá trình phanh

* Kết cấu của van gia tốc :

Hình 20: Van tăng tốc 1.Vỏ van;2Pittông; 3 Phớt làm kín;4 Đế van xả;5 Đế van nạp ; 6.Lò xo;7.Pittông; 8.Tấm chắn bụi ;

Hình 21: Bầu phanh trước

1 Đầu nối;2 Màng phanh;

3 Thân dưới;4.Lò xo;5.Bu lông bắt bầu phanh;

7 Ty đẩy

khoang Khoang bên trái có cửa dẫn khí nén từ van phân phối đến, cònkhoang bên phải thông với khí trời Mặt dưới của màng ngăn phía thông vớikhí trời có tấm chặn nối liền với thanh đẩy 7 Lò xo hồi vị 4 có tác dụng đẩymàng ngăn về vị trí ban đầu Sau thanh đẩy 7 là đòn quay gắn liền với trụccam ép để đóng mở cơ cấu phanh Khi van phân phối hoạt động khí nén có ápsuất cao được dẫn tới khoang bên trái của bầu phanh, áp lực của khí nén tácdụng lên màng ngăn ép lên tấm chặn và đẩy thanh đẩy 7 quay trục cam épthực hiện phanh bánh xe, Khi thôi phanh khí nén ở khoang bên trái theođường ống qua cửa xả trong van phân phối thoát ra ngoài Dưới tác dụng của

lò xo hồi vị 4 đẩy màng phanh kéo thanh đẩy 7 trở về vị trí ban đầu kết thúcquá trình phanh

2.3.6 Bầu phanh sau

Dùng để truyền động cho các cơ cấu phanh của bánh xe sau khi đạp phanhchân, kéo phanh dự phòng và phanh tay

7

5 4 3 2

10 11

Hình 22 : Bầu phanh sau

1 Thân dưới; 2 Đĩa tỳ; 3 Màngphanh; 4 Đầu nối với van

Bầu phanh dự phòng dạng xi lanh pittông khí cũng được pittông chia xi lanhthành hai khoang, Bên trái thông với khí trời còn khoang bên phải thông vớithông với van phân phối dự phòng (van phanh tay qua cửa 4 Pittông 5 gắnliền với thanh đẩy 8 tì lên màng ngăn và tấm chặn của bầu phanh chính đẩythanh 10 quay cam ép thực hiện phanh bằng năng lượng của lò xo khi mất khínén Vì vậy khi hệ thống phanh hoạt động bình thường thì van phân phối dựphòng phải cấp khí nén tới cửa 4 để pitông 5 nén lò xo lại làm cho thanh đẩy

8 không tì vào màng ngăn và tấm chặn của bầu phanh chính Khi phanh chânhoạt động bầu phanh chính làm việc bình thường

Vì lí do nào đó khi xe đang chuyển động hoặc đứng yên trên đường dốc màmất khí nén thì lập tức lò xo 6 sẽ ép pitông 5 để đẩy thanh 10 quay cam épthực hiện phanh bánh xe

2.3.7 Van điều khiển phanh tay

Van điều khiển phanh tay dùng để điều khiển bình tích năng lò xo của cơcấu dẫn động hệ thống phanh tay và phanh dự phòng

2.3.8 Van bảo vệ kép

Dùng để phân nhánh chính đi từ máy nén khí thành hai nhánh độc lập và tựđộng ngắt một trong hai nhánh trong trường hợp một nhánh bị hở và giữ khínén trong nhánh còn tốt

2.3.9 Van an toàn

Van an toàn dùng để phòng ngừa cho hệ thống khí nén khỏi bị tăng áp suấtquá lớn trong trường hợp tự động điều chỉnh áp suất bị hư hỏng Van nàythường được bố trí ở bình chứa khí nén gần máy nén khí và được điều chỉnh

áp suất mở van khoảng 0,9 – 0,95 Mpa Trong quá trình sử dụng cần kiểm tra

sự làm việc bình thường của van bằng cách cho xả khí để làm sạch bụi bẩn,sau đó kiểm tra sự kín khít khi hệ thống làm việc bình thường

CHƯƠNG III THIẾT KẾ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ

3.1 Tính toán xây hệ thống phanh

3.1.1 Xác định mô men phanh theo lực bám

Sơ đồ tính toán và các lực tác dụng lên ôtô trong quá trình phanh thể hiệntrên hình vẽ dưới đây

Các ký hiệu sử dụng trong quá trình tính toán:

Ga – Trọng lượng toàn bộ của ôtô

G1 và G2 – Trọng lượng tác dụng lên cầu trước và cầu sau ôtô

L – Chiều dài cơ sở của ôtô

a,b,hg – Toạ độ trọng tâm của ôtô

2

2 2g 1

2g

1 2t

Ở cầu trước là: / max

g a

Ga – Trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, Ga = 153050 (N)

a, b, hg – Toạ độ trọng tâm của ôtô (mm)

jmax - Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh

Gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh Jmax = (6 ÷ 7) m/s2

Theo tiêu chuẩn thiết kế lấy: jmax= 5,8 (m/s2)

g - Gia tốc trọng trường, g = 9.81 (m/s2)

ϕ - Hệ số bám của bánh xe với mặt đường, khi thiết kế coi điều kiện đường

là

đường nhựa, khô ráo ta có ϕ = 0,6

rbx- Bán kính lăn của bánh xe

d = 508 mm = 0,508 (m)

H = B = 260 mm = 0,26 (m)

D = d+2H=508+2.260 =1028 mm = 1,028 (m)

⇒ r0 = 1,028/2 = 0,514 (m) ⇒ rbx = 0,93 0,514 = 0,478 (m)Thay số vào ta được

g a

* Xác định góc δ là góc tạo bởi lực hướng tâm N với trục X-X , δ được xácđịnh theo công thức:

tgδ =

2 1

0

2 1

2 sin 2

sin 2

2 cos 2

cos

β β

1 0

0 2 2

0

2 1

sin ).

cos(

2

cos cos

2

β

β β

+

− +