Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ

Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ Thiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗThiết kế hệ thống phanh xe ô tô con 7 chỗ

CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 5

1.1 Công dụng 5

1.2 Phân loại 5

1.3 Yêu cầu kết cấu 6

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh 7

1.5 Cơ cấu phanh 7

1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống 7

1.5.2 Cơ cấu phanh đĩa 21

1.6 Phanh tay 27

1.6.1 Phanh trên trục truyền 27

1.6.2 Phanh tay có cơ cấu phanh ở các bánh xe sau 29

1.7 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực 30

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng khí nén 31

1.9 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực 32

1.10 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh 34

1.10.1 Bộ điều chỉnh lực phanh 34

1.10.2 Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS 36

1.11 Lựa chọn phương án thiết kế 38

1.11.1 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh 38

1.11.2 Lựa chọn phương án dẫn động phanh 39

2.3 Xác định kích thước má phanh 43

CHƯƠNG III THIẾT KẾ TÍNH TOÁN DẪN ĐỘNG PHANH VÀ TRỢ LỰC PHANH 45

3.1 Tính toán dẫn động phanh 45

3.1.1 Đường kính xylanh công tác bánh xe 45

3.1.2 Đường kính xylanh chính 46

3.1.3 Xác định hành trình bàn đạp phanh 46

3.1.4 Xác định hành trình pit tông xylanh lực 47

3.1.5 Tính bền đường ống dẫn động phanh 48

3.2 Tính toán bộ trợ lực phanh 49

3.2.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của trợ lực chân không 49

3.2.2 Hệ số cường hóa 50

3.2.3 Xác định kích thước màng cường hóa 52

3.2.4 Tính lò xo màng cường hóa 53

3.2.5 Tính lò xo van khí 56

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH 59

4.1 Yêu cầu phân bố lực phanh tối ưu ở các bánh xe 59

4.2 Cơ sở điều chỉnh áp lực phanh 63

4.2.1 Vấn đề sử dụng trọng lượng bám 63

4.2.2 Đồ thị quan hệ áp suất P 1 , P 2 64

4.3 Bộ điều hòa lực phanh theo tải kiểu pit tông – vi sai 67

4.4 Tính toán thiết kế bộ điều hòa lực phanh 68

4.4.1 Các thông số cần xác định 68

4.4.2 Chọn đường đặc tính điều chỉnh 70

4.4.5 Lập phương trình quan hệ áp suất p 1 , p 2 của đường đặc tính điều

chỉnh 73

4.4.6 Chọn và xác định thông số kết cấu 74

4.4.7 Xây dựng đường đặc tính hệ thống treo phụ thuộc vào tải trọng và lực phanh 75

4.4.8 Kiểm tra lại đường kính D của piston vi sai 79

4.4.9 Kiểm tra đặc tính điều chỉnh của bộ điều hoà áp lực phanh 81

CHƯƠNG V BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG PHANH 83

5.1 Các hư hỏng thường gặp trong hệ thống phanh dầu 83

5.1.1 Đạp phanh không ăn 83

5.1.2 Chảy dầu phanh 83

5.1.3 Phanh bị bó 84

5.1.4 Phanh ăn lệch về một phía 84

5.1.5 Phanh nặng 84

5.2 Kiểm tra điều chỉnh hệ thống phanh dầu 85

5.2.1 Xả khí 85

5.2.2 Kiểm tra và điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp phanh 85

5.2.3 Kiểm nghiệm hệ thống phanh 86

5.3 Hư hỏng sửa chữa xylanh chính 87

5.4 Hư hỏng, kiểm tra, sửa chữa bộ trợ lực 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

LỜI NÓI ĐẦU

Giao thông vận tải chiếm vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốcdân, đặc biệt là đối với các nước có nền kinh tế phát triển Có thể nói rằngmạng lưới giao thông vận tải là mạch máu của một quốc gia, một quốc giamuốn phát triển nhất thiết phải phát triển mạng lưới giao thông vận tải

Trong hệ thống giao thông vận tải của chúng ta ngành giao thôngđường bộ đóng vai trò chủ đạo và phần lớn lượng hàng và người được vậnchuyển trong nội địa bằng ôtô

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành ôtô ngày càngphát triển hơn Khởi đầu từ những chiếc ôtô thô sơ, hiện nay ngành côngnghiệp ôtô đã có sự phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng những yêu cầu củacon người Những chiếc ôtô ngày càng trở nên đẹp hơn, nhanh hơn, an toànhơn, tiện nghi hơn…để theo kịp với xu thế của thời đại

Song song với việc phát triển ngành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàncho người và xe càng trở nên cần thiết Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rấtnhiều cơ cấu bảo đảm an toàn như: dây đai an toàn, túi khí, điều hòa lựcphanh, bộ ABS…trong đó cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất Chonên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, antoàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc độ cao; để nâng cao được năng suất vậnchuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống phanh xe du lịch 7 chỗ”.Sau 15 tuần nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình củathầy Nguyễn Trọng Hoan và toàn thể các thầy trong bộ môn ôtô đã giúp emhoàn thành được đồ án của mình Em xin chân thành cảm ơn thầy NguyễnTrọng Hoan cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ

án tốt nghiệp của mình

Hà Nội, ngày tháng năm

CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Công dụng

- Hệ thống phanh ô tô có công dụng giảm vận tốc của xe tới một tốc

độ nào đó hoặc dừng hẳn

- Giữ xe lâu dài trên đường, đặc biệt là trên đường dốc

- Trên máy kéo hoặc trên một số xe chuyên dụng hệ thống phanh cònđược kết hợp với hệ thống lái dùng để quay vòng xe

1.2 Phân loại

* Theo đặc điểm điều khiển

- Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ khi xe chuyển động,hoặc dừng hẳn xe

- Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồnglái và dùng làm phanh dự phòng

- Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ), dùng đểtiêu hao bớt một phần động năng của ôtô khi cần tiến hành phanh lâu dài(phanh trên dốc dài, …)

* Theo kết cấu của cơ cấu phanh

- Cơ cấu phanh tang trống

- Cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh dải

* Theo dẫn động phanh

- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí

- Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực

- Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén

* Theo mức độ hoàn thiện của hệ thống phanh

Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điềukhiển ôtô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh:

- Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh)

- Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS)

Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điềuchỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô… nhằm hoàn thiện khả năng

cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

1.3 Yêu cầu kết cấu

Hệ thống phanh trên ô tô cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảoquãng đường phanh ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguyhiểm

- Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: lực tác dụng lên bàn đạp hay cầnkéo điều khiển phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người

- Đảm bảo sự ổn định của ô tô và phanh êm dịu trong mọi trường hợp

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữalực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh

- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơcấu phanh trong mọi điều kiện sử dụng

- Hạn chế tối đa hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường

1.4 Cấu tạo chung của hệ thống phanh

Hình 1.1 Cấu tạo chung hệ thống phanh

Hệ thống phanh trên ô tô gồm có các bộ phận chính: cơ cấu phanh,dẫn động phanh Ngày nay trên cơ sở các bộ phận kể trên, hệ thống phanhcòn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh

- Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng củacác cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mômen hãm trên các bánh xe của ô tô khiphanh

- Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển(bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của

cơ cấu phanh Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển

từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấuphanh

1.5 Cơ cấu phanh

1.5.1 Cơ cấu phanh tang trống

trống quay cùng bánh xe Như vậy quá trình phanh được thực hiện nhờ ma sát

bề mặt tang trống và các má phanh

Cơ cấu phanh tang trống được phân loại theo phương pháp bố trí vàđiều khiển các guốc phanh thành các dạng với các tên gọi:

- Guốc phanh đặt đối xứng qua đường tâm trục (a)

- Guốc phanh đặt đối xứng với tâm quay (b)

- Guốc phanh đặt bơi (c)

- Guốc phanh tự cường hóa một chiều quay (d)

- Guốc phanh tự cường hóa hai chiều quay (e)

Các dạng này còn có thể phân biệt được thành các cơ cấu sử dụng vớicác lực điều khiển guốc phanh từ hệ thống dẫn động khí nén (a), thủy lực (a,

b, c, d, e) hoặc cơ khí (a, d)

Hình 1.2 Cơ cấu phanh tang trống a) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trục gồm hai guốc phanh bố tríđối xứng qua đường trục, được sử dụng trên dẫn động phanh thủy lực và khínén

* Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với xilanh dẫn động phanh thủy lựctrình bày trên hình 1.3 Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu sau ô tô con và tảinhỏ, có xilanh thủy lực 11 điều khiển ép guốc phanh vào trống phanh

Hình 1.3 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh thủy lực

Cấu tạo cơ bản bao gồm:

Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống được bắt với moay ơ bánh xe.Phần cố định là mâm phanh được bắt trên dầm cầu Các tấm ma sát được tánhoặc dán với guốc phanh Trên mâm phanh bố trí 2 chốt cố định để lắp rápvới lỗ tựa quay của guốc phanh Chốt có bạc lệch tâm để thay đổi vị trí điểmtựa guốc phanh và là cơ cấu điều chỉnh khe hở phía dưới giữa má phanh vàtrống phanh Đầu trên của hai guốc phanh được kéo bởi lò xo hồi vị guốcphanh, tách má phanh khỏi tang trống và ép pit tông trong xilanh bánh xe về

vị trí không phanh

Khe hở phía trên của má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng

2 cam lệch tâm Hai guốc phanh được đặt đối xứng qua đường trục đi quatâm bánh xe

Xilanh bánh xe là xilanh kép có thân chung và hai pit tông bố trí đốixứng Xilanh được bắt chặt với mâm phanh, pit tông bên trong tựa vào đầuguốc phanh nhờ chốt tựa Pit tông nằm trong xilanh được bao kín bởi vành

Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua trụcđược mô tả qua 3 trạng thái: không phanh, phanh, nhả phanh.

Ở trạng thái không phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, má phanh và tangtrống tồn tại khe hở nhỏ 0,3 ÷ 0,4 mm, đảm bảo tách hai phần quay và cốđịnh của cơ cấu phanh, các bánh xe được quay trơn

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến xilanh bánh xe (xilanhthủy lực) Khi áp lực dầu trong xilanh lớn hơn lực kéo của lò xo hồi vị, đẩyđầu trên của các guốc phanh về hai phía Các guốc phanh chuyển động quayquanh điểm tựa dưới (chốt phanh), ép má phanh sát vào trống phanh, phátsinh ma sát giữa hai phần: quay (tang trống) và cố định (guốc phanh), tốc độtang trống giảm dần, hình thành sự phanh ô tô trên đường

Khi xe tiến, chiều quay của tang trống ngược chiều kim đồng hồ, guốcphanh bên trái đặt các lực đẩy của xilanh bánh xe cùng chiều quay được gọi

là “guốc siết”, ngược lại, guốc phanh bên phải là “guốc nhả” Má phanh bênguốc siết chịu áp lực lớn hơn bên guốc nhả, do vậy được chế tạo dài hơn,nhằm mục đích tạo nên sự hao mòn hai má phanh như nhau trong quá trình

sử dụng

Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xilanh giảm, lò xo hồi vị kéo cácguốc phanh ép vào pit tông, guốc phanh và má phanh tách khỏi trống phanh.Lực ma sát không tồn tại, bánh xe lại được lăn trơn

Trong quá trình phanh, tang trống và má phanh bị nóng lên bởi lực masát, gây hao mòn các tấm ma sát và bề mặt trụ của tang trống Sự nóng lênquá mức có thể dẫn tới suy giảm hệ số ma sát và làm giảm hiệu quả phanhlâu dài, biến dạng các chi tiết bao kín bằng cao su, do vậy cơ cấu phanh cầnthiết được thoát nhiệt tốt Sự mòn tấm ma sát và tang trống dẫn tới tăng khe

hở má phanh, tang trống, khi phanh có thể làm tăng độ trễ tác dụng Do vậy,các cơ cấu phanh đều bố trí các kết cấu điều chỉnh khe hở trên guốc phanh

Công việc điều chỉnh lại khe hở trong cơ cấu phanh cần tiến hành theo địnhkỳ.

* Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén

Hình 1.4 Cơ cấu phanh đối xứng qua trục với dẫn động phanh khí nén

Cơ cấu phanh được bố trí trên cầu trước ô tô tải vừa và nặng, với dẫnđộng phanh bằng khí nén, có xilanh khí nén điều khiển cam xoay ép guốcphanh vào trống phanh Phần quay của cơ cấu phanh là tang trống Phần cốđịnh bao gồm mâm phanh được bắt cố định trên dầm cầu

Trên hai guốc phanh có tán các tấm ma sát (má phanh) Để tăng khảnăng tiếp xúc mỗi bên guốc phanh bố trí hai tấm ma sát với kích thước dàybằng nhau 6 ÷ 10 mm Trên mâm phanh có hai chốt để lắp đầu dưới của haiguốc phanh Hai chốt cố định này có bố trí trục lệch tâm để điều chỉnh khe

hở phía dưới giữa má phanh và trống phanh Đầu trên của hai guốc phanhđược lò xo hồi vị kéo áp sát vào cam, thông qua con lăn Cam quay và trụcđược chế tạo liền, với các biên dạng Cycloit hoặc Acsimet Khi cam quay

thiết lập bằng vị trí của cam Cấu trúc hai guốc phanh được bố trí đối xứngqua trục đối xứng của cơ cấu phanh.

Khi phanh, xilanh khí nén đẩy đòn quay, dẫn động quay trục và camquay ngược chiều kim đồng hồ Con lăn tựa lên biên dạng cam đẩy guốcphanh về hai phía, ép má phanh sát vào trống phanh để thực hiện quá trìnhphanh

Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay cam trở về vị trí ban đầu, dướitác dụng của lò xo hồi vị, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam, tách máphanh ra khỏi trống phanh Sự tác động của cam lên các guốc phanh với cácchuyển vị như nhau, má phanh bị mòn gần như đều nhau, do vậy các máphanh trên cả hai guốc phanh của cơ cấu có kích thước bằng nhau

Cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua trục được bố trí phổ biến trên cơcấu phanh của cầu trước và cầu sau cho ô tô con, ô tô tải với hệ thống phanhthủy lực và khí nén

b) Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

Hình 1.5 Cơ cấu phanh tang trống đối xứng qua tâm

Trên một số ô tô con, ô tô tải và ô tô buýt nhỏ bố trí cơ cấu phanh đốixứng qua tâm trục quay bánh xe Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện

trên mâm phanh bố trí hai chốt guốc phanh, hai xilanh bánh xe, hai guốcphanh hoàn toàn giống nhau và đối xứng với nhau qua tâm.

Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cóbạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh.Đầu còn lại của guốc phanh luôn tỳ vào pit tông của xilanh bánh xe nhờ lò

xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điềuchỉnh bởi cam

Khi phanh, dầu có áp suất sẽ được đưa đến các xilanh bánh xe qua ốc

4, áp lực dầu tác động lên các pit tông thắng lực kéo của lò xo hồi vị sẽ đẩypit tông cùng với đầu trên của guốc phanh, ép các má phanh vào trốngphanh thực hiện quá trình phanh Khi nhả phanh, áp suất dầu trong xilanhgiảm, lò xo hồi vị guốc phanh kéo các guốc ép chặt vào pit tông, tách máphanh ra khỏi trống phanh

Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm chỉ dùng với xilanh thủy lực vàđược bố trí ở cầu trước của ô tô con hoặc tải nhỏ Kết cấu bố trí sao cho vớichuyển động tiến, cả hai guốc phanh đều là guốc siết, khi lùi trở thành haiguốc nhả Như vậy hiệu quả phanh khi tiến lớn, còn khi lùi nhỏ Tuy nhiênthời gian lùi ô tô rất ít và tốc độ rất chậm nên không cần hiệu quả phanh cao

c) Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi

Hình 1.6 Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi

Cơ cấu phanh tang trống dạng bơi có cả hai đầu các guốc phanh đềuchịu tác động trực tiếp của lực điều khiển và có thể di trượt Cơ cấu phanh bốtrí phía cầu sau ô tô tải có trọng lượng đặt lên một cầu lớn, các xilanh bánh xe

bố trí 2 pit tông, đồng thời tác động vào cả đầu trên, dưới của các guốc phanh.Guốc phanh chuyển động tịnh tiến và dịch chuyển ép sát vào tang trốngphanh Pit tông liên kết ren với chốt đẩy, phục vụ mục đích điều chỉnh khe hởban đầu của má phanh với trống phanh Trên pit tông có vành răng điềuchỉnh Vị trí của pit tông được thiết lập tương đối đối với xilanh khi xoayvành răng điều chỉnh Vành răng được cố định nhờ thanh lò xo lá, đảm bảokhông bị xoay khi hoạt động Hai lò xo hồi vị guốc phanh bố trí kéo hồi vị cảhai đầu guốc phanh

Khi làm việc guốc phanh được đẩy ra ép sát vào trống phanh ở cả haiđầu guốc phanh nên thời gian khắc phục khe hở giữa má phanh và trốngphanh nhỏ (giảm độ chậm tác dụng), hiệu quả phanh cao hơn loại guốc phanh

cố định một đầu Sự liên kết lực điều khiển P thông qua các xilanh thủy lực,cho phép các pit tông trong xilanh và điểm tỳ của guốc phanh có khả năng

dịch chuyển nhỏ (kết cấu bơi), đảm bảo đồng đều lực điều khiển kể cả khitiến và lùi Đặc điểm khác biệt của guốc phanh kết cấu bơi ở biên dạng điểm

tỳ guốc phanh dạng tự lựa, khi làm việc giúp các má phanh mài mòn đều theochiều dài guốc phanh

Lò xo hồi vị có độ cứng lớn, đảm bảo khả năng cố định guốc phanhkhi không phanh Việc kiểm tra khe hở giữa má phanh và tang trống, đượcthực hiện bằng thước lá Khe hở ban đầu giữa má phanh và trống phanhthường khoảng 0,12 mm

d) Cơ cấu phanh dạng tự cường hóa

Trên một số cơ cấu phanh tang trống sử dụng kết cấu với tác dụng tựcường hóa 1 chiều quay hay tác dụng tự cường hóa hai chiều quay Các dạng

tự cường hóa được hiểu theo khả năng gia tăng hiệu quả tạo nên mômenphanh dưới tác dụng của lực điều khiển P

Ở dạng tự cường hóa (a), khi lực điều khiển P cùng chiều với chiềuquay ω của tang trống, xuất hiện lực đẩy guốc phanh Q ở điểm nối liên kếthai guốc phanh Lực Q hình thành bởi cộng tác dụng của P và mômen ma sátgiữa tang trống và má phanh

Trên guốc phanh có điểm tựa cố định, lực tác dụng được cường hóa

và thực hiện dịch chuyển ép má phanh với tang trống Hiệu quả như vậy xảy

ra theo một chiều quay nhất định, nếu theo chiều ngược lại hiệu quả phanh sẽthấp hơn

Ở dạng tự cường hóa (b) có bố trí thêm gối tựa cố định với tác dụnglực điều khiển cả hai phía Khi tang trống quay theo chiều ω, một guốc phanhđược tỳ lên điểm tựa, hiệu quả phanh giống như trường hợp tự cường hóa (a).khi tang trống quay theo chiều ngược lại, tác dụng đảo chiều Như vậy ở dạng

Hiện tượng tự cường hóa trên kèm theo sự biến đổi nhanh mômenphanh khi gia tăng lực điều khiển, do vậy tính chất ổn định mômen kém Cáckết cấu ngày nay chỉ sử dụng kết cấu tự cường hóa khi cần thiết Trên ô tô sửdụng phổ biến hơn cả với các dạng không cường hóa để đảm bảo khả năng ổnđịnh điều khiển mômen phanh.

e) Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống

Cơ cấu phanh tang trống có số lượng chi tiết nhiều trọng lượng lớn vàthường được bố trí trong lòng bánh xe ô tô Một số chi tiết quan trọng trong

cơ cấu phanh tang trống gồm: tang trống, guốc phanh và má phanh, xilanhbánh xe, cùng với các cụm điều chỉnh khe hở má phanh tang trống

có chiều dày khá lớn, bề mặt bên trong tạo nên hình trụ tròn xoay có độ bóng

đảm bảo khả năng tạo ma sát cao Tang trống liên kết trên moay ơ nhờ các bulông ghép chắc hoặc vít định vị đồng tâm với trục quay bánh xe.

* Guốc phanh và má phanh

cầu độ cứng vững cao có tiết diện chữ П.

Guốc phanh dạng hàn, chế tạo từ các lá thép dày từ 3 ÷ 5 mm, có cấutrúc gồm: bề mặt cong tròn và xương tăng cứng Guốc phanh dạng hàn đượcdùng cho ô tô con Trên ô tô tải, guốc phanh liên kết với má phanh bằng đinhtán hợp kim nhôm mềm Đinh tán cần nằm sâu cách xa bề mặt ma sát của máphanh Khi má phanh bị mòn, đinh tán không được cọ sát vào bề mặt trụ củatang trống Trên ô tô con, má phanh dán với guốc phanh bằng chất keo dínhđặc biệt, có khả năng bám chắc trên bề mặt guốc phanh khi chịu lực

* Xilanh bánh xe

Hình 1.9 Xylanh bánh xe

Xilanh bánh xe nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn độngphanh thủy lực Xilanh bánh xe là cơ cấu thừa hành của hệ thống dẫn độngđiều khiển Khi phanh áp lực chất lỏng (dầu phanh) tại xilanh tác dụng lên pittông, đẩy pit tông và guốc phanh dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tangtrống

Xilanh có các dạng chính: đơn và kép Dạng xilanh đơn sử dụng với

cơ cấu phanh đối xứng qua tâm trục với một pit tông: lực điều khiển từ hệthống dẫn động tác dụng riêng biệt lên một guốc phanh Như vậy mỗi cơ cấuphanh bố trí hai xilanh cho hai guốc phanh

Xilanh kép có thể là dạng trụ đối xứng hoặc dạng trụ có bậc Xilanhkép có hai pit tông làm việc đối xứng với đường dầu dẫn vào giữa hai đỉnh pittông và một đường xả không khí khi cần thiết Hai pit tông luôn được cáchnhau để tạo không gian dẫn dầu vào khi phanh Không gian này có thể hìnhthành bởi kết cấu đỉnh pit tông hoặc lò xo ngăn cách Trong xilanh bố trí cácpit tông Bao kín giữa pit tông với xilanh nhờ phớt tròn kín hay phớt vànhkhăn, nằm trong rãnh pit tông

Để tạo nên lực điều khiển lên các guốc phanh khác nhau trên một số

cơ cấu phanh sử dụng xilanh kép dạng trụ có bậc Với guốc siết sử dụng

đường kính trụ nhỏ, nhằm san đều lực điều khiển và giảm sự sai lệch độ mòncủa các má phanh cùng kích thước Cặp xilanh pit tông cần làm việc với độkín khít cao, do vậy bề mặt của xilanh và pit tông được gia công trơn bóng vàđược làm sạch cẩn thận trước khi lắp Trên xilanh bố trí ốc xả không khí Ốc

xả không khí chỉ mở, khi cần xả không khí có lẫn trong hệ thống thủy lựcđiều khiển, còn lại ốc thường xuyên được siết chặt tránh rò rỉ dầu phanh.Xilanh thường được chế tạo từ gang, pit tông được chế tạo từ hợp kim nhôm.Lực điều khiển tác dụng lên đầu guốc phanh được thực hiện thông qua chốttrụ

* Cam quay

Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống với dẫn động phanh khínén Khi phanh, áp lực khí nén nhờ bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanhdịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang trống Ở trạng thái lắp ráp, cam

và guốc phanh ép sát nhau, khe hở má phanh và tang trống lớn hơn quy định

Khi chưa phanh, vị trí ban đầu của cam được điều chỉnh cho bánh xelăn trơn, guốc phanh tựa lên bề mặt cam có khoảng cách nhỏ nhất định giữa

má phanh và tang trống Ở trạng thái phanh, cam được điều khiển quay tiếpvới khoảng dịch chuyển Δ của đầu guốc phanh, và khắc phục hết khe hở máphanh và tang trống Cam tựa lên guốc với các lực tác dụng P Hai lực P đặtcách nhau một khoảng 2d, bằng đường kính vòng tròn cơ sở của biên dạngcam

Biên dạng cam Acsimet chế tạo đơn giản, nhưng khoảng cách 2d lớn

và ảnh hưởng tới hiệu quả phanh, nhờ vít điều chỉnh thông qua cơ cấu điềuchỉnh

f) Điều chỉnh khe hở má phanh và trống phanh

tiến hành điều chỉnh lại Kết cấu điều chỉnh khá đa dạng và phụ thuộc vào cấutrúc từng hệ thống phanh Để điều chỉnh khe hở Δ, kết cấu có thể cho phépthực hiện định kỳ bằng tay hoặc tự động Nguyên tắc của việc điều chỉnh củacác kết cấu được thực hiện tại hai vị trí của guốc phanh: vùng phía trên vàvùng phía dưới của guốc.

* Điều chỉnh bằng tay với hệ thống phanh thủy lực

+ Điều chỉnh thông qua cơ cấu cam

Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bởicam lệch tâm, biên dạng cam luôn tỳ vào mặt cong của guốc phanh Khi quay

ốc xoay cam, guốc phanh dịch chuyển theo, thay đổi khe hở trên Khe hở phíadưới được điều chỉnh nhờ bạc lệch tâm bố trí trên chốt Bạc lệch tâm được ănkhớp trong bằng mặt vát với chốt và quay cùng chốt khi điều chỉnh Khi quaychốt, bạc lệch tâm quay theo và mang phần dưới guốc phanh dịch chuyển làmthay đổi khe hở dưới giữa má phanh và trống phanh Một cơ cấu phanh khínén cũng sử dụng cam lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới guốc phanh.+ Điều chỉnh vị trí chốt đẩy giữa xilanh và guốc phanh

Kết cấu này thường được sử dụng cho cơ cấu phanh dạng bơi, tựcường hóa Chốt đẩy có tác dụng liên kết giữa một đầu guốc phanh và pittông trong xilanh bánh xe Liên kết giữa pit tông và chốt đẩy bằng ren Trênpit tông bố trí một vành răng, khi xoay vành răng, pit tông quay theo, liên kếtren giúp cho chốt bị dịch chuyển, thay đổi vị trí giữa chốt và pit tông Rãnh

ăn khớp của đầu chốt với guốc phanh giữ chốt không xoay Trên mâm phanh

có cửa sổ nhỏ, đủ tỳ tuốc nơ vít bẩy vành răng xoay trong quá trình điềuchỉnh Lò xo lá, kẹp chặt trên xilanh và tỳ đàn hồi với vành răng, có tác dụnggiữ nguyên trạng thái đã điều chỉnh đúng

* Tự động điều chỉnh khe hở trong hệ thống phanh thủy lực

I Để điều chỉnh kịp thời khe hở của má phanh với tang trống khi máphanh quá mòn, trên nhiều ô tô sử dụng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở.Các dạng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở thường gặp như sau:

+ Sử dụng lẫy gạt tự động điều chỉnh khi phanh bằng phanh chân+ Sử dụng đòn chốn hai guốc phanh

+ Sử dụng kẹp ma sát

1.5.2 Cơ cấu phanh đĩa

Cơ cấu phanh đĩa (phanh đĩa) được dùng phổ biến trên ô tô con, có thể

ở cả cầu trước và cầu sau, do có những ưu điểm chính:

+ Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sátthay đổi, điều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt

độ cao

+ Thoảt nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn

+ Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát

+ Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh vàđĩa phanh

Nhược điểm của phanh đĩa:

+ Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vàochỗ bùn lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến làlàm giảm hiệu quả phanh

+ Mòn nhanh

+ Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn

Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa được chia thành hai loại: có giá đỡxilanh cố định và có giá đỡ xilanh di động Các bộ phận chính của cơ cấu

+ Giá đỡ xilanh, đồng thời là xilanh điều khiển, trên đó bố trí cácđường dẫn dầu áp suất cao và ốc xả khí, bên trong xilanh có các pit tông

+ Hai má phanh phẳng, đặt ở hai bên đĩa phanh và được tiếp nhận lựcđiều khiển bởi các pit tông trong xilanh bánh xe

Cơ cấu phanh đĩa có giá di động có kết cấu gọn, thuận lợi cho việc bốtrí hệ thống treo hiện đại nên được sử dụng nhiều ở ô tô con ngày nay Ngoài

ra trên một số xe chuyên dụng, sử dụng phanh chính nhiều đĩa làm việc trongdầu

a) Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Hình 1.10 Phanh đĩa có giá đỡ cố định

Giá đỡ được bắt cố định với giá đỡ đứng yên của trục bánh xe Trêngiá đỡ bố trí hai xilanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong xilanh có pittông, một phía của pit tông tỳ sát vào các má phanh, một phía chịu áp lực dầukhi phanh Dầu từ hệ thống dẫn động điều khiển được cấp đến cả hai xilanhbánh xe nhờ các đường dẫn Các pit tông sử dụng phớt bao kín dạng vànhkhăn dày để bao kín khoang chịu áp suất cao, và phớt chắn bụi che bụi từngoài vào bề mặt làm việc

Khi đạp phanh, dầu áp suất cao (60 ÷ 120 bar) qua ống dẫn đồng thờiđến các xilanh bánh xe, đẩy các pit tông ép các má phanh theo hai chiềungược nhau vào đĩa phanh, thực hiện phanh Khi thôi phanh dầu từ xilanhbánh xe hồi trở về, áp suất dầu điều khiển không tồn tại, kết thúc quá trìnhphanh.

b) Phanh đĩa có giá đỡ di động

Hình 1.11 Phanh đĩa có giá đỡ di động

Giá đỡ xilanh có thể di trượt ngang được theo chốt trượt bắt cố địnhvới giá cố định Trong giá di động khoét lỗ tạo thành xilanh và bố trí pit tông.Pit tông tỳ trực tiếp vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được lắptrực tiếp trên giá đỡ di động Các má phanh được định vị nhờ các rãnh định vịtrên giá di động, hoặc nhờ chốt trượt và các lò xo giữ Giá cố định được bắtvới giá đỡ trục quay bánh xe, và là nơi tiếp nhận các phản lực sinh ra khiphanh

Khi chưa phanh, do giá đỡ có thể di động tự lựa dọc trục quay trên

ép má phanh bên trái vào đĩa Khi tiếp tục tăng áp suất dầu, các má phanhđược ép sát, thực hiện quá trình phanh Các lực ép từ hai phía có tác dụngtương tự với loại có hai pit tông (giá cố định) Giá di động được dịch chuyển

và dẫn hướng trên chốt trượt do tác dụng của dầu có áp suất trong khoang kín.Như vậy đĩa được ép bởi cả hai má phanh, thực hiện quá trình phanh bánh xe

Khi nhả phanh, áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín cókhả năng đàn hồi kéo pit tông trở về vị trí ban đầu, đồng thời các đĩa phanhquay trơn với độ đảo rất nhỏ, tách má phanh với đĩa Do bề mặt ma sát phẳngnên khe hở ban đầu của một cặp má phanh và đĩa phanh rất nhỏ (0,03 ÷0,1mm), điều này giúp cho cơ cấu phanh đĩa có khe hở ban đầu rất nhỏ, tăng

độ nhạy của cơ cấu khi phanh Giá trị mômen phanh sinh ra trên cơ cấu phanhphụ thuộc vào giá trị lực điều khiển P Trên các cơ cấu phanh cần mômenphanh lớn có thể dùng 2, 3 pit tông, được điều khiển đồng thời

c) Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh đĩa

* Đĩa phanh

Hình 1.12 Đĩa phanh

Đĩa phanh được bắt chặt với moay ơ bánh xe, đĩa phanh có hai bề mặtlàm việc được mài phẳng với độ bóng cao Tiết diện của đĩa có dạng gấpnhằm tạo nên đường truyền nhiệt gẫy khúc, tránh làm hỏng mỡ bôi trơn ổ bi

moay ơ do nhiệt độ Phần lớn các đĩa phanh được chế tạo có rãnh rỗng giữagiúp nâng cao khả năng dẫn nhiệt ra ngoài môi trường không khí xungquanh

* Tự động điều chỉnh khe hở má phanh, đĩa phanh

Hình 1.14 Tự động điều chỉnh khe hở

Cơ cấu phanh đĩa phổ biến dùng các cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở

má phanh và đĩa phanh Kết cấu thường sử dụng là lợi dụng biến dạng củaphớt bao kín (vành khăn) để hồi vị pit tông lực trong xilanh Phớt bao kínnằm trong rãnh của xilanh làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu có áp suất khiphanh Phớt được lắp trên pit tông Dưới tác dụng của áp suất dầu pit tông bịđẩy dịch chuyển Lực ma sát của pit tông kéo phớt biến dạng theo chiều mũitên Khi nhả phanh, áp lực dầu giảm, phớt hồi vị kéo pit tông trở lại vị tríban đầu Khi phanh nếu khe hở má phanh và đĩa phanh lớn, lực đẩy của dầutác dụng lên pit tông lớn hơn lực ma sát, đẩy pit tông trượt trên phớt Khinhả phanh, pit tông chỉ hồi vị bằng đúng biến dạng của phớt và tạo nên vị trímới của má phanh với đĩa phanh

Phớt với kích thước tiết diện vuôn hay chữ nhật đủ khả năng biếndạng với khe hở 0,6 mm, tương ứng với tổng khe hở hai bên của má phanhvới đĩa trong cơ cấu phanh Để tăng biến dạng của phớt, một số tiết diệnchứa vành khăn có dạng hình thang vuông có góc vát nhỏ (5 ÷ 100) cho phépvành khăn biến dạng tới 1,2mm

1.6 Phanh tay

Phanh trên ô tô được dùng để:

+ Đỗ xe trên đường, kể cả đường bằng hay trên dốc

+ Thực hiện chức năng phanh dự phòng, khi phần dẫn động phanhchính bị sự cố

Hệ thống phanh trên ô tô tối thiểu phải có: phanh chính và phanh dựphòng, hai hệ thống này cần được điều khiển riêng biệt Yêu cầu này đảmbảo ô tô có thể dừng xe kể cả khi phanh chính bị sự cố Với nhiệm vụ dừng

xe trên dốc, phanh tay được chế tạo với khả năng đỗ xe tối đa trên dốc 18%(180 ÷ 200) Phanh tay được tập hợp bởi hai bộ phận chính: cơ cấu phanh,dẫn động phanh có cơ cấu điều khiển từ khu vực thuận lợi xung quanh ngườilái

Cơ cấu phanh có thể được bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của cácbánh xe phía sau hoặc bố trí riêng đặt trên trục ra của hộp số Dẫn độngphanh của phanh tay hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và đượcđiều khiển bằng tay, phổ biến là dẫn động cơ khí với độ tin cậy cao Một số

ô tô tải dùng cơ cấu phanh bố trí chung với phanh chính có dạng điều khiểnphanh tay bằng lò xo tích năng, bố trí trong bầu phanh

1.6.1 Phanh trên trục truyền

Phanh tay lắp trên trục thứ cấp hộp số

Hình 1.15 Phanh trên trục truyền

1 Nút ấn; 2 Tay điều khiển; 3 Đĩa tĩnh; 4 Cốt; 5 Lò xo; 6 Tang trống;

7 Vít điều khiển; 8 Guốc phanh

Đĩa tĩnh (3) của phanh được bắt chặt vào cacte hộp số Trên đĩa tĩnhlắp hai guốc phanh (8) đối xứng nhau sao cho má phanh gần sát mặt tangtrống phanh (6), lắp trên trục thứ cấp của hộp số Đầu dưới của má phanh tỳlên đầu hình côn của chốt điều chỉnh (7), đầu trên tỳ vào mặt một cụm đẩyguốc phanh gồm một chốt (4) và hai viên bi cầu Chốt đẩy guốc phanh thôngqua hệ thống tay đòn được nối với tay điều khiển (2)

Nguyên lý hoạt động.

Muốn hãm xe chỉ cần kéo tay điều khiển (2) về phía sau qua hệ thốngtay đòn kéo chốt (4) ra phía sau đẩy đầu trên của guốc phanh hãm cứng trụctruyền động Vị trí hãm của tay điều khiển được khóa chặt nhờ cơ cấu concóc chèn vào vành răng của bộ khóa Muốn nhả phanh tay chỉ cần ấn ngón tayvào nút (1) để nhả cơ cấu con cóc rồi đẩy tay điều khiển (2) về phía trước Lò

xo (5) sẽ kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu Vít điều chỉnh dùng để điềuchỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống.

1.6.2 Phanh tay có cơ cấu phanh ở các bánh xe sau

Hình 1.16 Phanh tay tại cơ cấu phanh bánh sau 6.guốc phanh; 7.vành răng; 8.đòn quay; 9.thanh chống

Cơ cấu phanh được bố trí thêm các đòn quay 8 và thanh chống 9 nốigiữa cáp kéo và guốc phanh 6 Khi kéo phanh tay, cáp dẫn chuyển động theochiều mũi tên Lúc đầu đòn quay 8 quay quanh điểm D, dịch chuyển thanhchống 9, ép guốc phanh trái vào tang trống, tạo thành điểm tựa cố định Đầunối B tiếp tục di chuyển, điểm D quay và ép guốc phanh phải vào tangtrống Do đó, hai guốc phanh ép sát vào tang trống thực hiện phanh bánh xe.Trên các cơ cấu phanh đĩa bố trí ở cầu sau, sử dụng các kết cấu đẩy khóa pittông trong xilanh bánh xe Các dạng kết cấu liên hợp giữa phanh tay vàphanh chân hiện nay rất đa dạng

1.7 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng thủy lực

Hệ thống phanh sử dụng phương pháp truyền năng lượng thủy tĩnhvới áp suất lớn nhất trong khoảng 60 ÷ 120 bar Áp suất được hình thành khingười lái đạp bàn đạp phanh, thực hiện tạo áp suất trong xilanh chính Chấtlỏng (dầu phanh) được dẫn theo các đường ống tới các xilanh bánh xe nằmtrong cơ cấu phanh Với áp suất dầu, các pit tông trong xilanh thực hiện tạolực ép má phanh vào tang trống hoặc đĩa phanh, thực hiện sự phanh tại các

cơ cấu phanh bánh xe

Dẫn động phanh thủy lực có ưu điểm: phanh êm dịu, dễ bố trí, độnhạy cao do dầu không bị nén Nhược điểm của nó là: tỉ số truyền của dẫnđộng không lớn, nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh Vìvậy hệ thống dẫn động phanh thủy lực thường được sử dung trên ô tô conhoặc ô tô tải nhỏ

Dẫn động một dòng sử dụng xilanh chính một buồng dẫn dầu đến tất

cả các xilanh bánh xe Vì một lý do bất kỳ nào đó, nếu một đường ống dẫndầu bị hở, dầu trong hệ thống bị mất áp suất, tất cả các bánh xe đều bị mấtphanh Dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản, nhưng độ an toàn khôngcao, vì vậy ngày nay, hệ thống phanh trên ô tô bố trí với tối thiểu hai dòngphanh dẫn động độc lập

Hình 1.17 Dẫn động một dòng

Dẫn động hai dòng được mô tả ở hình dưới Sự tách dòng được thực hiện tại xilanh chính Như vậy, bàn đạp tác động vào xilanh chính (hai buồng nối tiếp) tạo ra hai dòng cung cấp chất lỏng tới bánh xe Nếu bị hở dầu ở một dòng nào đó, dòng còn lại vẫn có thể phanh được xe.

Hình 1.18 Dẫn động hai dòng

1.8 Dẫn động điều khiển phanh chân bằng khí nén

Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén cơ bản bao gồm các phầnchính: nguồn cung cấp khí nén, van phân phối khí, bầu phanh và đường ốngdẫn khí Độ bền và độ tin cậy của dẫn động phanh khí nén phụ thuộc vàochất lượng khí nén Do vậy khí nén phải đảm bảo sạch khô, có áp suất ởmức an toàn khi làm việc

Lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu là điều khiển van phân phối, lựctác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh Cấu tạođơn giản, lắp ráp dễ dàng nhưng độ an toàn thấp, độ tin cậy không cao Độnhạy của hệ thống không cao, do vậy thời gian chậm tác dụng lớn Các cụmchi tiết khá nhiều, kích thước và trọng lượng lớn nên thường dùng trên xe tải

Hình 1.19 Dẫn động khí nén

1 Máy nén khí; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Bình khí nén

; 4 Lò xo hồi vị; 5 Bầu phanh; 6 Tổng van phanh.

Khi người điều khiển tác dụng vào bàn đạp phanh một lực thì tổngvan 6 sẽ được mở, khí có áp suất cao từ bình khí nén đi vào các đường ốngdẫn đến các bầu phanh 5 Áp suất khí nén tác động lên màng bầu phanh 5,đẩy cần đẩy làm xoay cam của cơ cấu phanh Do đó ép má phanh vào trốngphanh Bộ điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạnxác định

Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh ngắt mối quan hệ giữa bìnhchứa khí với đường ống dẫn để ống dẫn mở thông với khí quyển Khí nén từcác bầu phanh được thoát ra và guốc phanh tách khỏi trống phanh, kết thúcphanh

1.9 Dẫn động điều khiển phanh bằng khí nén kết hợp thủy lực

Dẫn động bằng thủy lực có ưu điểm độ nhạy cao nhưng lực điều khiểntrên bàn đạp cần lớn Ngược lại đối với dẫn động bằng khí nén có ưu điểm làlực điều khiển trên bàn đạp nhỏ nhưng độ nhạy kém (thời gian chậm tácdụng lớn do khí bị nén do chịu áp suất) Do đó để tận dụng ưu điểm của hailoại dẫn động trên người ta sử dụng hệ thống dẫn động phối hợp giữa thủylực và khí nén trên các ô tô tải, ô tô buýt trung bình và lớn

Dẫn động khí nén đảm bảo tính năng điều khiển của hệ thống dẫn động,còn dẫn động thuỷ lực đảm nhận chức năng bộ phận chấp hành Phần khínén gồm có: tổng van phanh 1 kết hợp với những cơ cấu tuỳ động kiểupittông và xilanh 4 và 6, nối với nhau bằng đường ống 3 và với ngăn dướicủa tổng van 1 Ngăn trên của tổng van thông qua đường ống dẫn 2 phanh

dẫn động gồm 2 đường dẫn dầu độc lập, xi lanh chính 4 nối với bốn xi lanhcông tác 8 bằng các đường ống dẫn Xi lanh công tác này tác động lên guốcphanh 8 và 10 ở cầu giữa và trước, xilanh chính 6 tác động lên hai guốcphanh 12 nhờ xi lanh công tác 11.

2

3 1

8 9 8 9

8 8 10

10

11 11 12 12 4

Hình 1.20 Dẫn động liên hợp 1- Tổng phanh liên hợp; 2- Đường ống dẫn tới phanh rơmooc; 3- Đường ống dẫn tới phanh ô tô kéo; 4,6 – Xy lanh; 5,7 – Bình chứa dầu; 8 – Xy lanh của cầu trước và cầu giữa; 9 – Guốc phanh của cầu trước; 10 – Guốc phanh cầu giữa; 11 – Xy lanh phanh cầu sau

*Ưu điểm:

Đảm bảo độ nhạy cao, phanh đồng thời được tất cả các bánh xe, điều

khiển nhẹ nhàng Đồng thời đảm bảo được khả năng tuỳ động và khả năngđiều khiển phanh rơmooc

*Nhựơc điểm:

- Kích thước của hệ thống phanh liên hợp rất cồng kềnh và phức tạp,rất khó khăn khi bảo dưỡng và sửa chữa

- Khi phần khí dẫn động khí nén bị hỏng thì dẫn đến cả hệ thốngngừng làm việc Cho nên trong hệ thống phanh liên hợp ta cần chú ý đặcbiệt tới phần dẫn động khí nén.

- Khi sử dụng hệ thống phanh liên hợp thì giá thành rất cao và cónhiều cụm chi tiết đắt tiền

1.10 Hệ thống phanh có khả năng tự động điều chỉnh lực phanh

Quá trình phanh tiến hành tốt nhất khi lực phanh gần xấp xỉ bằng vớilực bám, tức là mômen phanh sinh ra trong cơ cấu phanh cần tương ứng vớimômen bám của bánh xe Quy luật đã chỉ ra: khi càng tăng cường độ phanh,tải trọng thẳng đứng đặt trên cầu trước càng tăng cao, còn tải trọng thẳngđứng trên cầu sau càng giảm Do vậy, cầu sau có nhiều khả năng dẫn đến bịtrượt lết bánh xe

1.10.1 Bộ điều chỉnh lực phanh

Trong hệ thống phanh thủy lực cũng như hệ thống phanh khí nén, ápsuất thủy lực hoặc khí nén dẫn ra các bánh xe của cầu trước và cầu sau cóthể bằng nhau hoặc khác nhau

Một số hệ thống sử dụng van phân phối (phanh khí nén) hoặc xilanhchính hai dòng có áp suất khí nén, thủy lực ra các dòng khác nhau Mức độthay đổi áp suất giữa các dòng phanh phụ thuộc vào lực bàn đạp, không phụthuộc vào lực thẳng đứng trên cầu xe Mặc dù chất lượng phanh trongtrường hợp này có cải thiện hơn, nhưng chỉ thích hợp trong một số ít cáctình trạng thực tế khi phanh trên đường

Ngày nay hệ thống phanh trên ô tô dùng van phân phối hoặc xilanhchính hai dòng có áp suất ra các dòng như nhau với bộ điều hòa lực phanh(bộ tự động điều chỉnh áp suất ra cầu sau) Bộ điều hòa lực phanh có nhiều

+ Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, làm việc trên cơ

sở của sự thay đổi áp suất sau xilanh chính (còn gọi là bộ điều hòa tĩnh)

+ Loại điều hòa lực phanh bằng van hạn chế áp suất, làm việc trên cơ

sở của sự thay đổi áp suất sau xilanh chính và tải trọng tác dụng trên cácbánh xe của các cầu (bộ điều hòa hai thông số)

Bộ điều hòa tĩnh chỉ có khả năng điều chỉnh áp lực dầu theo áp suấtsau xilanh chính, bởi vậy khi tải trọng trên các bánh xe sau thay đổi lớn, ápsuất dầu không thay đổi theo Ngày nay, thường dùng bộ điều hòa hai thông

số do khả năng làm việc thích hợp hơn bộ điều hòa tĩnh

Hình 1.21 Đường đặc tính của bộ điều hòa lực phanh hai thông số

Hình trên thể hiện đặc tính của bộ điều hòa lực phanh Đường nét đứtthể hiện mối quan hệ giữa áp suất p trong xilanh bánh xe trước và sau khikhông có bộ điều hòa Đường cong liền thể hiện mối quan hệ giữa áp suấttrong xilanh bánh xe trước và sau ở điều kiện lý tưởng Đường liền gãy khúcthể hiện mối quan hệ giữa áp suất trong xilanh bánh xe trước và sau khi có

bộ điều hòa lực phanh Đường này đã bám sát đường lý tưởng nên đã cảithiện được chất lượng phanh.

1.10.2 Bộ chống hãm cứng bánh xe ABS

Trong quá trình phanh, mômen phanh trong cơ cấu phanh ngăn cảnchuyển động quay của các bánh xe, nhưng mômen phanh lại phụ thuộc vàođiều kiện bám giữa bánh xe và nền đường, tức là phụ thuộc vào độ trượt củabánh xe trên nền

Hình 1.22 Bộ chống hãm cứng bánh xe

Khi phanh xe đang chuyển động, nếu bánh xe bị bó cứng hoàn toàn,

độ trượt giữa bánh xe với mặt đường là 100%, lực dọc F giới hạn, lực ngang

Y giới hạn giữa bánh xe với mặt đường giảm xuống rất thấp Điều đó dẫnđến giảm hiệu quả phanh và giảm khả năng ổn định của ô tô Như vậy sự lăncủa bánh xe khi phanh cần thiết được xem xét với mối quan hệ tối ưu giữalực phanh, lực dọc với độ trượt bánh xe Qua đồ thị nhận rõ: khi độ trượtnằm trong khoảng từ 15 ÷ 30%, lực dọc F và lực ngang Y đều có thể đạt lớn.Khi độ trượt lớn hơn 50%, lực dọc và lực ngang bắt đầu suy giảm và có thểgiảm mạnh

Để hoàn thiện chất lượng phanh, trên ô tô bố trí các hệ thống điện tử

nằm trong giới hạn 15 ÷ 30% Quá trình điều khiển mômen phanh được thựchiện theo :

Vận tốc chuyển động của ô tôGia tốc góc quay bánh xe

Độ trượt giới hạn yêu cầuABS trong hệ thống phanh thủy lực là một bộ tự động điều chỉnh ápsuất dầu phanh đưa vào các xilanh bánh xe sao cho phù hợp với chế độ lăncủa bánh xe, nhằm nâng cao hiệu quả điều khiển phanh Mô tả cấu trúc cáccụm bố trí trên xe và sơ đồ hệ thống phanh ABS thủy lực cơ bản được trìnhbày ở hình dưới đây

Hình 1.23 Thành phần cơ bản của bộ ABS

Ngoài các cụm của hệ thống phanh thủy lực thông thường, hệ thốngphanh có ABS còn thêm: các cảm biến tốc độ bánh xe, bộ điều khiển trungtâm ECU-ABS, các van điều chỉnh áp suất bố trí trước xilanh bánh xe

Chức năng của các bộ phận chính như sau:

+ Cảm biến tốc độ bánh xe nhằm xác định tốc độ góc của bánh xe vàchuyển thành tín hiệu điện gửi đến bộ ECU-ABS.

+ Bộ điều khiển trung tâm ECU-ABS theo dõi sự thay đổi tốc độ gócquay bánh xe khi phanh, xác định tốc độ góc ô tô, gia tốc góc của bánh xe,cấp tín hiệu điều khiển tới các van điều chỉnh áp suất trong block thủy lực

+ Cụm van điều chỉnh (block thủy lực) hoạt động theo tín hiệu điềukhiển từ ECU, điều chỉnh áp suất dầu để đảm bảo độ trượt tối ưu 15 ÷ 30%

CHƯƠNG II THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH

2.1 Thông số xe tham khảo

Trọng lượng phân ra cầu trước G 1 11690 N

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế

2.2.1 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh

Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng: phanh guốc và phanh đĩa.Phanh guốc chủ yếu sử dụng trên các ôtô có tải trọng lớn: ôtô tải, ôtô chởkhách và một số loại ôtô con Phanh đĩa được sử dụng chủ yếu trên xe con