Thiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấnThiết kế hệ thống phanh xe tải 1,5 tấn
Cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực
Cơ cấu phanh được lắp đặt trên giá đỡ với mâm phanh cố định trên mặt bích của dầm cầu Các guốc phanh đặt trên trục lệch tâm, dưới tác động của lò xo hồi vị, tạo áp lực cho các má phanh ép chặt hai piston của xy lanh phanh Các má phanh luôn tiếp xúc với cam lệch tâm, giúp điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh Bề mặt guốc phanh được trang bị các tấm ma sát, trong khi giữa các piston của xy lanh có lò xo giữ cho chúng luôn tiếp xúc với guốc phanh.
Trên bề mặt các guốc phanh có gắn các má phanh, để cho các má phanh mòn đều nhau thì guốc phanh phía trước có má phanh dài hơn.
Hình 1.2.1.1 Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh thủy lực b Nguyên lý hoạt động
Khi nhấn bàn đạp phanh, chất lỏng áp suất cao truyền đến xy lanh tạo áp lực lên piston, đẩy guốc phanh và má phanh vào trống phanh để thực hiện quá trình phanh Khi nhả bàn đạp, lò xo hồi vị sẽ kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, kết thúc quá trình phanh.
Trong quá trình sử dụng, má phanh sẽ bị hao mòn, dẫn đến việc khe hở giữa má phanh và trống phanh tăng lên Để đảm bảo cơ cấu phanh hoạt động hiệu quả, cần điều chỉnh khe hở này bằng cách xoay cam lệch tâm và chốt lệch tâm.
Cơ cấu phanh guốc dẫn động dẫn động phanh khí nén
Cơ cấu phanh trên ô tô tải vừa và nặng được thiết kế với dẫn động phanh bằng khí nén, sử dụng xy lanh khí nén để điều khiển cam xoay, ép guốc phanh vào trống phanh Trong đó, tang trống là phần quay của cơ cấu phanh, còn mâm phanh được gắn cố định trên dầm cầu.
Hình 1.2.1.2 Cấu tạo cơ cấu phanh guốc dẫn động phanh khí nén b Nguyên lý hoạt động
Khi thực hiện phanh, xy lanh khí nén sẽ xoay trục và cam theo chiều ngược kim đồng hồ Con lăn tiếp xúc với biên dạng cam, đẩy guốc phanh sang hai phía, từ đó ép má phanh chặt vào trống phanh để tiến hành quá trình phanh hiệu quả.
Khi nhả phanh, đòn trục cam sẽ xoay về vị trí ban đầu nhờ vào lò xo hồi vị, kéo các guốc phanh ép chặt vào cam, giúp tách má phanh ra khỏi trống phanh.
Cơ cấu phanh đĩa
Hình 1.2.1.3 Cơ cấu phanh đĩa Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa gồm các bộ phận chính :
– Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe.
– Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xy lanh bánh xe.
– Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của xy lanh bánh xe b Nguyên lý hoạt động
Khi lực được tác dụng vào bàn đạp, dầu áp suất cao được bơm vào các xy lanh phanh, đẩy các piston ép vào má phanh Đầu piston gắn các tấm ma sát, giúp quá trình phanh diễn ra khi các tấm ma sát ép sát vào má phanh Khi nhả bàn đạp phanh, dầu hồi về bình chứa khiến các tấm ma sát tách khỏi má phanh, tạo khe hở và kết thúc quá trình phanh.
Sơ đồ cấu tạo một số dạng cơ cấu dẫn động phanh 11
Dẫn động cơ khí
Hình 1.2.2.1 Sơ đồ dẫn động phanh bằng cơ khí
2 – Thanh dẫn 8,10 – Dây cáp dẫn động phanh
3,5–Con lăn của dây cáp 9 – Thanh cân bằng
4 – Dây cáp phía trước 12 –Trục lệch tâm của thanh ép
6 – Thanh dẫn trung gian. b Nguyên lý hoạt động:
Thanh dẫn và tay phanh 1 nằm dưới bảng điều khiển, trong khi thanh dẫn 2 kết nối với dây cáp Các con lăn 3,5 giúp dẫn hướng dây cáp, và dây cáp 4 gắn vào mút thanh dẫn trung gian 6 Trục 7 được lắp trên thanh dẫn và kết nối với thanh cân bằng 9, giúp phân bố đều lực phanh qua dây cáp 8.
Cơ cấu phanh bánh xe phía sau bao gồm 10 bộ phận, trong đó có đòn dây cáp kết nối với đòn bẩy ép Đòn bẩy này tác động lên guốc phanh thông qua tấm đỡ, đồng thời lắc trên trục lệch tâm 12.
Khi kéo phanh 1, dây cáp tác động lên đòn bẩy và hãm bánh xe lại, thực hiện quá trình phanh.
Khi nhả phanh, đòn bẩy ép trở về vị trí ban đầu dưới tác động của lò xo hồi vị, kết thúc quá trình phanh. c Đặc điểm:
Chủ yếu dùng cho phanh tay.
Dẫn động thủy lực
Hình 1.2.2.2 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực
1 – Bàn đạp 4 – Xy lanh phanh bánh xe
2 – Xy lanh phanh chính 5 – Má phanh
3 – Đường dẫn dầu b Nguyên lý hoạt động:
Khi đạp phanh, dầu phanh được ép với áp suất cao qua thanh đẩy piston trong xy lanh chính, tác động lên bề mặt của các piston Hai piston này sẽ thắng lực lò xo hồi vị, đẩy hai má phanh ép sát vào trống phanh để thực hiện quá trình phanh Khi nhả bàn đạp, nhờ vào sự hồi dầu và lực của lò xo, hai má phanh sẽ tách khỏi trống phanh, kết thúc quá trình phanh Đặc điểm quan trọng là áp suất truyền đến các xy lanh làm việc là như nhau, nhưng lực phanh trên các bánh xe phụ thuộc vào đường kính piston của xy lanh công tác Để có mômen khác nhau giữa cầu trước và cầu sau, chỉ cần điều chỉnh đường kính các piston Lực tác dụng lên cơ cấu phanh còn phụ thuộc vào tỷ số truyền động.
Các bánh xe sẽ được phanh đồng thời khi áp suất trong đường ống bắt đầu tăng, điều này xảy ra khi tất cả các má phanh tiếp xúc với trống phanh Hiệu quả phanh không phụ thuộc vào đường kính của xy lanh hay khoảng cách giữa trống phanh và má phanh.
Dẫn động khí nén
Hình 1.2.2.3 Sơ đồ dẫn động khí nén
1 – Máy nén khí 4 – Lò xo hồi vị
2 – Bộ điều chỉnh áp suất 5 – Bầu phanh
3 – Bình khí nén 6 – Tổng van phanh b Nguyên lý hoạt động
Khi người lái xe nhấn bàn đạp phanh, van tổng 6 sẽ mở ra, cho phép khí nén áp suất cao từ bình chứa đi vào các ống dẫn đến bầu phanh 5 Áp suất này tác động lên màng bầu phanh 5, đẩy cần đẩy và làm xoay cam của cơ cấu phanh.
Do đó ép má phanh vào trống phanh Bộ điều chỉnh áp suất 2 hạn chế áp suất của hệ thống trong giới hạn xác định.
Khi nhả bàn đạp phanh, tổng van phanh sẽ ngắt kết nối giữa bình chứa khí và ống dẫn, cho phép ống dẫn thông với khí quyển Khí nén từ các bầu phanh được giải phóng, khiến guốc phanh tách khỏi trống phanh và quá trình phanh được kết thúc.
Hệ thống có cấu tạo đơn giản và lắp ráp dễ dàng, nhưng độ an toàn và độ tin cậy lại không cao Độ nhạy của hệ thống thấp, dẫn đến thời gian phản ứng chậm Với nhiều cụm chi tiết có kích thước và trọng lượng lớn, hệ thống này thường được sử dụng trên xe tải.
Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén
Hình 1.2.2.4 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy khí kết hợp
Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động :
Bình ch a dầu ứa dầu
Xi lanh chính Bình ch a dầu ứa dầu
Bánh xe tr ước c Bánh xe sau Đ ường khí ng khí Đ ường khí ng dầu
– Dẫn động thủy lực: có hai xy lanh chính dẫn hai dòng đầu đến các xy lanh bánh xe phía trước và phía sau.
– Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xy lanh nén khí b Nguyên lý hoạt động
Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.
Phần xy lanh chính loại đơn và xy lanh bánh xe có cấu trúc và nguyên lý hoạt động tương tự như trong hệ thống dẫn động thủy lực Hệ thống này sử dụng dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng, do đó van phân phối khí được thiết kế dưới dạng van kép, bao gồm hai xy lanh chính và hai xy lanh khí.
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các xe tải.
Dẫn động thủy lực trợ lực chân không 17 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 19
Hình 1.2.2.5 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực có trợ lực chân không
1 Bánh xe 4 Xy lanh chính 7 Má phanh sau
2 Đĩa phanh 5 Bàn đạp 8 Trợ lực phanh
3 Xy lanh bánh trước 6 Xy lanh bánh sau b Nguyên lý hoạt động
Khi không phanh lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống.
Khi người lái nhấn bàn đạp phanh, lực tác động qua thanh đẩy vào piston trong xy lanh, làm dầu trong xy lanh phanh chính được đẩy qua các đường ống dẫn Chất lỏng áp suất cao tác động vào piston ở xy lanh bánh xe và cụm má phanh, giúp thắng lực lò xo và ép các guốc phanh vào trống phanh, từ đó thực hiện quá trình phanh hiệu quả.
Khi người lái ngừng tác động lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ ép dầu từ xy lanh bánh xe và xy lanh phanh đĩa về xy lanh chính Hệ thống phanh thủy lực hoạt động dựa trên quy luật áp suất thủy tĩnh, với áp suất trong sơ đồ dẫn động được truyền đều đến các xy lanh bánh xe Lực đẩy lên guốc phanh phụ thuộc vào piston xy lanh tại mỗi bánh xe Khi lực tác dụng lên bàn đạp phanh tăng, áp suất trong hệ thống và lực tác động lên má phanh cũng tăng theo Nhờ đó, hệ thống phanh thủy lực đảm bảo sự hoạt động đồng bộ của các cơ cấu phanh, duy trì tỷ lệ giữa lực tác động lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh trong phanh đĩa.
Loại dẫn động này thường được áp dụng trên các xe du lịch.
CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 Lựa chọn cơ cấu phanh
2.1.1 Lựa chọn phương án thiết kế cho cơ cấu phanh trước và phanh sau Đối với cơ cấu phanh trước và phanh sau ta lựa chọn cơ cấu phanh guốc Trong cơ cấu phanh guốc có các loại khác nhau như: cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục, cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm, cơ cấu phanh guốc loại bơi, cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa…
Phân tích cấu trúc của các cơ cấu phanh loại guốc cho thấy hiệu quả phanh (mô men phanh) khác nhau tùy thuộc vào cách bố trí các guốc phanh và điểm tựa, mặc dù kích thước của guốc phanh vẫn giữ nguyên.
So với phanh guốc loại đối xứng qua trục, phanh đối xứng qua tâm, loại bơi hay tự cường hóa có hiệu quả phanh cao hơn khi ô tô chuyển động tiến Mặc dù hiệu quả phanh khi lùi có thể giảm, nhưng điều này không ảnh hưởng nhiều do tốc độ lùi thường thấp Tuy nhiên, nhược điểm của loại phanh này là kết cấu phức tạp, nên thường chỉ được sử dụng ở cầu trước của ô tô du lịch và ô tô tải nhẹ, trung bình, nhằm đạt được mô men phanh lớn trong kích thước cơ cấu nhỏ.
Kết luận: Khi thiết kế phanh cho xe tải 1,5 tấn, việc lựa chọn cơ cấu phanh cho cầu trước và cầu sau nên sử dụng loại phanh guốc đối xứng, kết hợp với hệ thống dẫn động thủy lực.
2.2 Lựa chọn phương án dẫn động
Có ba phương án dẫn động phanh chính: cơ khí, khí nén và thủy lực Dẫn động cơ khí yêu cầu hệ thống phức tạp, thích hợp cho phanh tay Dẫn động khí nén cần máy nén và bình chứa, thường dùng cho xe tải lớn Trong khi đó, dẫn động thủy lực với thiết kế nhỏ gọn và độ nhạy cao là lựa chọn tối ưu cho xe thiết kế Bài viết này sẽ phân tích các phương án dẫn động thủy lực để tìm ra giải pháp phù hợp nhất.
Phương án 1: Dẫn động thủy lực một dòng a Sơ đồ cấu tạo
Hình 2.1 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực một dòng
1 Bánh xe; 2 Đĩa phanh; 3 Xi lanh bánh trước; 4 Xi lanh chính; 5 Bàn đạp;
6 Xi lanh bánh sau; 7 Má phanh sau b Nguyên lý hoạt động
Dẫn động một dòng có nghĩa là từ đầu ra của xi lanh chính chỉ có một đường duy nhất dẫn đến tất cả các xi lanh công tác của các bánh xe, đảm bảo sự đồng bộ và hiệu quả trong quá trình hoạt động.
Khi không phanh lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, dầu áp suất thấp nằm chờ trên đường ống.
Khi người lái nhấn bàn đạp phanh, lực tác động qua thanh đẩy vào piston trong xi lanh phanh chính, đẩy dầu với áp suất cao qua các đường ống dẫn Chất lỏng này tác động lên các piston ở xi lanh bánh xe và cụm má phanh, giúp thắng lực lò xo và ép guốc phanh sát vào trống phanh, thực hiện quá trình phanh hiệu quả.
Khi người lái ngừng tác động lên bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ đẩy dầu từ xi lanh bánh xe và xi lanh phanh đĩa trở về xi lanh chính Ưu điểm của hệ thống này là khả năng tự động hồi phục, giúp duy trì hiệu suất phanh hiệu quả và giảm thiểu sự hao mòn của các linh kiện.
- Độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản;
- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh trên bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu.
- Tỷ số dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh;
- Hiệu suất truyền động giảm ở nhiệt độ thấp;
Hệ thống phanh có độ an toàn không cao, vì nếu một đường ống dẫn dầu đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ, áp suất dầu trong hệ thống sẽ bị mất, dẫn đến tình trạng tất cả các bánh xe đều không còn áp suất.
Phương án 2: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt không có trợ lực a Sơ đồ cấu tạo
Hình 2.2 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng
1 Bánh xe; 2 Đĩa phanh; 3 Xi lanh bánh trước; 4 Xi lanh chính; 5 Bàn đạp; 6 Xi lanh bánh sau; 7 Má phanh sau b Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động hai dòng tương tự như dẫn động thủy lực một dòng, nhưng với đặc điểm nổi bật là có hai đường dầu độc lập từ xi lanh đến các bánh xe ôtô Để tạo ra hai đầu ra độc lập, có thể sử dụng một xi lanh chính đơn kết hợp với bộ chia dòng hoặc xi lanh chính kép Ưu điểm của hệ thống này là nếu một dòng bị hỏng hoặc rò rỉ dầu, vẫn có thể duy trì khả năng phanh ở cầu xe của dòng còn lại.
Nhược điểm của hệ thống phanh là nếu đường dẫn động cầu trước bị hỏng, xe có thể quay ngang khi phanh Bên cạnh đó, nếu đường dầu dẫn động cầu sau gặp sự cố, xe sẽ mất tính ổn định khi phanh gấp.
Phương án 3: Dẫn động thủy lực hai dòng cho hai cầu riêng biệt có trợ lực chân không a Sơ đồ cấu tạo
Hình 2.3 Sơ đồ dẫn động phanh thủy lực hai dòng có trợ lực
1 Bánh xe; 2 Đĩa phanh; 3 Xi lanh bánh trước; 4 Xi lanh chính; 5 Bàn đạp; 6 Xi lanh bánh sau; 7 Má phanh sau; 8 Trợ lực phanh b Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của hệ thống dẫn động thủy lực hai dòng tương tự như một dòng đơn, nhưng điểm khác biệt là nó có hai đường dầu độc lập từ xi lanh tới các bánh xe ô tô Đường dầu đầu tiên dẫn đến hai bánh xe cầu trước, trong khi đường dầu thứ hai phục vụ cho hai bánh xe cầu sau Ưu điểm của hệ thống này, bên cạnh những lợi ích của dẫn động phanh một dòng, còn bao gồm việc có trợ lực chân không, mang lại hiệu suất phanh tốt hơn và tăng cường độ an toàn khi lái xe.
- Nếu bị hỏng hay rò rỉ dầu ở một dòng nào đó vẫn phanh được ở cầu xe của dòng còn lại;
- Dẫn động thủy lực hai dòng có trợ lực giúp người lái giảm sức lao động khi đạp phanh;
Hỏng đường dẫn động cầu trước có thể gây ra hiện tượng xe quay ngang khi phanh, trong khi hỏng đường dầu dẫn động cầu sau có thể làm mất tính ổn định khi phanh gấp.
- Kết cấu phức tạp hơn so với dẫn động thủy lực một dòng.
Phương án 4: Dẫn động thủy lực hai dòng chéo nhau có trợ lực chân không a Sơ đồ cấu tạo b Nguyên lý hoạt động