THIẾT kế hệ THỐNG PHANH XE KHÁCH HAECO 45s

Khi làm việûc các lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không ra tải trọüng phụ tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe.. Ở trạng thái nhả phanh, tổng van phân phối đóng đừ

4 HỆ THỐNG PHANH CHÍNH TRÊN XE ÔTÔ KHÁCH HAECO-45S.

Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật cơ cấu phanh xe ôtô khách HAECO-45S

hiệu

Giá trị Đơn

vị

1 Đường kính tang trống (trước

và sau)

6 Góc đặt má phanh trước α, βt1 ,βt2 1110,290,140

0

độ

7 Góc đặt má phanh sau α, βs1 ,βs2 1120,260,138

0

độ

8 Khoảng cách từ tâm cam ép

đến tâm trục

9 Khoảng cách từ tâm cam ép

đến tâm quay guốc phanh

10 Khoảng cách tâm quay guốc

phanh đến tâm trục

11 Đường kính vòng tròn cơ sở của

cam

14 Bán kính đáy lớn bầìu phanh

trước

15 Bán kính đáy lớn bầìu phanh

sau

16 Bán kính đáy nhỏ bầìu phanh

trước

17 Bán kính đáy nhỏ bầìu phanh

sau

4.1.CƠ CẤU PHANH

Trên xe ôtô khách HAECO-45S, cơ cấu phanh loại trống guốc Đây là loại thông dụng nhất

4.1.1.Sơ đồ và các chỉ tiêu đánh giá.

- Sơ đồ :

Hình 4.1 Sơ đồ lực tác dụng của cơ cấu phanh trên xe HAECO-45S Trong đó :

+ P1, P2 là lực dẫn động lên hai guốc phanh

+ N1,N2 là phản lực pháp tuyến

+ rt là bán kính trống phanh

+ a là khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến tâm cam

+ c là khoảng cách từ tâm trục bánh xe đến tâm guốc phanh

+ fN1, fN2 là lực ma sát

+ Mp1, Mp2 là momen phanh

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 41

P2

P1

rb

fN1

fN2

Cơ cấu phanh trên xe HAECO-45S có guốc phanh một bậc tự

do, quay quanh hai điểm cố định, đặt cùng phía và cố một cơ cấu ép

- Các chỉ tiêu đánh giá :

+ Tính thuận nghịch

Từ sơ đồ hình 4.1 ta nhận thấy : Lực ma sát tác dụng lên guốc trước có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động, ép guốc phanh vào trống phanh nên các guốc này được gọi là guốc tự xiết Đối với các guốc phanh sau(tính theo chiều quay của bánh xe) lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép nên guốc này được gọi là guốc tự tách Do vậy cơ cấu phanh trên xe HAECO-45S có tính thuận nghịch vì khi đảo chiều chuyển động của bánh xe, momen phanh tạo ra là không đổi

+ Tính cân bằng

Cơ cấu phanh có cơ cấu ép dạng cơ khí, dạng cam đối xứng, vì thế khi dịch chuyển, độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau Bởi vậy, áp lực tác dụng lên các guốc và momen phanh do chúng tạo ra có giá trị bằng nhau

N1 = N2 = N, MP1 = MP2 = MP thì P1 < P2

Khi làm việûc các lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không ra tải trọüng phụ tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe Do vậy cơ cấu phanh có tính cân bằng

So với loại cơ cấu phanh có dạng cơ cấu ép thủy lực(loại

bằng nhau P1 = P2 = P Do hiện tượng tự xiết nên áp lực N1 > N2 và MP1 > MP2 , nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn bề mặt má phanh của guốc sau, làm cho guốc mòn không đều

Cơ cấu phanh loại này không có tình cân bằng

So với loại cơ cấu phanh có hai guốc tự xiết mặt dù có tính cân bằng nhưng không có tính thuận nghịch

+ Hiệu qu ả phanh

Hệ số hiệu quả :

Khq = ΣMphanh Trong đó :

Khq : hệ số hiệu quả

MP : momen phanh

P1, P2 : lực dẫn động lên guốc trước và guốc sau(tính theo chiều quay của bánh xe)

rt : bán kính trống phanh Nếu ta giả thuyết hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh có cơ cấu ép dạng cam ép là 100% thì cơ cấu phanh có cơ cấu ép thủy lực là 116%  122% , cơ cấu phanh có cơ cấu ép là hai guốc tự xiết thì 160%  180%

Cơ cấu phanh có cơ cấu ép dạng cam ép(một guốc tự xiết, một guốc tự tách) không tận dụng hết đượcmomen phanh vì có một guốc tự tách Nhưng ưu điềm là tận dụng được momen phanh theo chiều lùi của xe

4.1.2 Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính của cơ cấu phanh.

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 43

Hình 4.2 : Cơ cấu phanh trên xe khách HAECO-45S

5 Tấm dẫn hướng 6 Guốc phanh

7 Chốt lệch tâm 8 Trống phanh

- Trống phanh : là chi tiết cần có độ cứng vững cao, chịu mài mòn và nhiệt dung lớn Trên xe HAECO-45S trống phanh được đúc bằng gang hợp kim, mặt ngoài trống được làm các gân dày để tăng độ cứng và tăng diện tích tản nhiệt

- Guốc phanh : được đúc bằng gang xám, mặt ngoài của guốc có gắn vành ma sát còn gọi là má phanh Má phanh được gắn

3

4

5 6

7 8

bằng đinh tán lên guốc phanh Guốc phanh có gắn hai gân để tăng cứng, một đầu của guốc phanh được nối với bảng lề của mâm phanh nhờ các chốt quay, đầu kia tỳ vào cơ cấu ép nhờ vào con lăn

- Mâm phanh : là chi tiết dạng đĩa, được dập bằng thép lá và bắt chặt với dầm cầu nhờ bulông Đây là chi tiết đơn giản nhưng quan trọng vì nó là nơi lắp đặt và định vị tất cả các chi tiết khác của cơ cấu phanh

Cơ cấu ép bằng cam có kết cấu đơn giản, làm việc tin cậy, nhưng hiệu suất dẫn động cam thấp hơn so với loại dẫn động có

cơ cấu ép bằng thủy lực

4.2.DẪN ĐỘNG PHANH

4.2.1.Sơ đồ dẫn động.

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 45

3

8

1 2

1 4

1

0

7

1

4 15

7

1 1

1

1 6 1

8

5

6

1 6

Hình 4.3 : Sơ đồ dẫn động phanh

1 Bầu phanh trước 2 Van điều khiển phanh dừng

3 Van xả nhanh 4 Máy nén khí

5 Đồng hồ đo áp suất 6 Tổng van phân phối

7 Van tự động xả nước 8 Bình khí nén cấp cho bầu phanh trước

9 Van an toàn 10 Bộ lắng lọc và tách ẩm

11 Bộ điều chỉnh áp suất 12 Bình khí nén cấp cho phanh dừng

13 Van một chiều 14 Van báo áp suất thấp

15 Bình khí nén cấp cho bầu phanh sau

16 Bầu phanh sau 17 Van tăng tốc

18 Van xả nhanh

- Nguyên lý làm việc :

Không khí nén được nén từ máy nén 4 qua bộ điều chỉnh áp suất 11 đến bộ lắng lọc và tách ẩm 10 Từ 10 không khí nén được đưa vào bình chứa khí nén cho bầu phanh trước 8, bình chứa khí nén cho bầu phanh sau 15 và bình chứa khí nén cho phanh dừng

12 Từ bình chứa 8 và 15, không khí nén đi đến các khoan của tổng

van phân phối 6 Ở trạng thái nhả phanh, tổng van phân phối đóng đừơng thông khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và mở đường thông các bầu phanh với khí quyển

Khi phanh : người lái tác dụng lên bàn đạp, van 6 làm việc cắt đường thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén

đi đến các bầu phanh 1 và 16 tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát các trống phanh và phanh các bánh xe lại

Khi nhả phanh : các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lo xo hồi vị

Phanh dừng : Ở trạng thái nhả phanh, van điều khiển phanh dừng

2 mở đường cho khí nén từ bình chứa 12 đến van xả nhanh 18, đến các bầu phanh 16 ép các lò xo tích năng lại, bầu phanh lúc này không làm việc Khi phanh, người lái tác dụng lên đòn van điều khiển phanh dừng 2 Van 2 dịch chuyển, cắt đường thông từ bình chứa đến các bầu phanh 16 và mở đường cho khí nén từ bầu phanh thoát ra ngoài qua van xả nhanh 18 Các lo xo tích năng được giải phóng, ép các cần của bầu phanh dịch chuyển tác dụng lên cơ cấu ép, phanh chặt các bánh xe lại

4.2.2 Kết cấu các chi tiết và bộ phận chính của dẫn động phanh.

4.2.2.1 Máy nén khí.

Trên xe ôtô khách HAECO-45S sử dụng máy nén loại piston, một xylanh Dẫn động máy nén bằng đai lấy công suất từ động cơ Hệ thống làm mát của máy nén bằng nước

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 47

- Tốc độ quay của máy nén nmn = 1900 (vòng/phút)

- Đường kính xylanh Dmn = 75 (mm)

- Hành trình piston Smn = 50 (mm)

4.2.2.2 Bộ điều chỉnh áp suất.

Dùng để duy trì áp suất trong hệ thống ở mức qui định và giảm tải cho máy nén khi áp suất trong các bình chứa đã đạt đến giá trị trên của giới hạn điều chỉnh

Để giảm tải cho máy nén là : mở cưỡng bức các van nạp, để không khí tự do lưu thông từ xi lanh này sang xi lanh khác và ngược lại, khi máy nén làm việc

Hình 4.4 : Bộ điều chỉnh áp suất

1 Vít điều chỉnh 2 Lò xo

1

2

3

4

10 9

5

6

7 8

5 Rãnh 6 Van ngược.

7 Van giảm tải 8 Phần tử lọc

10 Van nạp

- Nguyên lý làm việc :

Đường đẩy của máy nén của khoang C của bộ điều chỉnh Không khí được đẩy từ máy nén qua phần tử lọc 8, van ngược 6 đến khoang D, rồi đi vào bình chứa Đồng thời không khí nén từ khoang

D, cũng theo rãnh 5, đi tới khoang A Khi áp suất trong bình chứa đạt giá trị quy định, piston 4 sẽ bị ép lên trên nén lò xo 2 lại Piston 4 chuyển động lên trên sẽ làm van xả 3 đóng lại và van nạp 10 mở ra, cho khí nén từ khoang A đi qua khoang B, phía trên piston 9 của cơ cấu giảm tải Dưới tác dụng của khí nén, piston 9 dịch chuyển xuống dưới, mở van giảm tải 7 ra, nối khoang C và đường đẩy của máy nén với khí quyển Aïp suất của khí nén trong bình chứa có thể điều chỉnh được nhờ vít điều chỉnh

4.2.2.4 Tổng van phân phối.

Trên xe HAECO-45S sử dụng tổng van phân phối hai ngăn

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 49

1

2

12 1 0 6 5 7

3 4 11 8

9

Hình 4.5 : Tổng van phân phối

1 Cần gạt 2 Con đội

3 Bộ phận đàn hồi 4 Piston

5 Cần rỗng 6 Piston nhỏ

7 Xupáp phần dưới 8 Piston lớn

9 Lỗ thông 10 Xupáp phần trên

11 Mặt bích 12.Bulông tỳ

13.Van xả

A, C Từ binh chứa đến

B, D Đến các bộ phận điều hành

Nguyên lý làm việc :

Ỏí vị trí ban đầu (chưa phanh) thì các piston 4,6,8 dưới tác dụng của lò xo nằm ở vị trí bên trên Các van nạp 7,10 của hai ngăn bị ép chặt vào hai đế ngắt đường thông từ A đến C và từ B đến D Piston 8 và piston nhỏ 6 cặp vị trí phía trên sao cho chúng rời cách nhau từ xupáp 7,10 và tạo thành khe hở mà qua đó khoang C,D kết hợp với van xả khí 13

Khi hãm phanh :

Khi người lái đạp bàn đạp, lực tác dụng được truyền qua hệ thống tay đòn, kéo cần đạp 1 làm đẩy con đội 2 dịch chuyển xuống dưới và tỳ vào bộ phận đàn hồi 3, làm piston 4 dịch chuyển mở đường thông từ khoang A đến khoang B (nối với dòng dẫn động phanh ở cầu trước), đồng thời cũng cắt đường thông với khí quyển

Khi đi vào ngăn trên ra đầu C khí nén cũng đồng thời qua lỗ thông

9 trong thân 11 đi vào khoang phía trên piston 8, ép nó cùng với piston tỷ lệ 6 dịch chuyển xuống dưới, mở cửa nạp của van 7 ra, cho khí nén từ bình chứa qua đầu B đi ra đầu D nối với dòng dẫn động phanh ở cầu sau ôtô

Cùng với sự tăng áp suất trong các khoang C và D làm dịch chuyển cơ cấu tỷ lệ dạng piston - ống cao su 4,6 đi lên van 7,10 đóng đường thông giữa khoang A với C ; B với D giữ áp suất trong khoang D và C không đổi Nếu tăng thêm lực bàn đạp thì trạng thái cân bằng

bị phá hủy, piston 4,6 dịch chuyển xuống dưới làm áp suất trong khoang C và D tiếp tục tăng lên

Khi dạt một vị trí cân bằng mới van 7,10 đóng lại giữ cho áp suất trong hệ thống không đổi ở giá trị mới, tỷ lệ với lực tác dụng ở đầu vào lực đạp Khi lực phanh đạp cực đại thì van 7,10 mở hoàn toàn

Trong trường hợp dòng phanh trước dẫn động bị hỏng lực từ bàn đạp sẽ qua bulông tỳ 12 tác dụng trực tiếp lên cần rỗng 5 nối cứng với piston tỷ lệ 6 điều khiển ngăn dưới làm việc Trong trường hợp dòng dẫn động phanh sau bị hỏng, piston 8 sẽ tỳ vào vành tỳ trên thân van 11 đảm bảo cho điều khiển ngăn trên làm việc bình thường

4.2.2.5 Van điều khiển phanh dừng

Nhiệm vụ : Điều khiển bộ tích năng lò xo phanh cho xe đứng yên tại một vị trí trên đường, nằm ngan hoặc trên dốc nguyên khi cần thuyết

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 51

I II

III

2 1

3

21 20

19 18 8

4 5

B

6 7

17 8

9 10

16 6 11

12

15 14 A 13 I

II III

Hình 4.6 : Van điều khiển phanh dừng.

1.Nắp trên 2.Lò xo

9.Thân van 10.Lò xo van

11.Vòng làm kín 12.Vòng chặn

13.Piston nén 14.Van

17.Lò xo cần trượt 18.Chốt hãm

19.Chốt định vị 20.Trục của con lăn

21.Cần gạt 22.Lồng che dẫn hướng

23.Cần dẫn hướng 24.Thanh trượt

I Đường đến từ bình khí nén II Đường thông với khí quyển

III Đường thông với dòng điều khiển phanh dừng.

A Buồng điều khiển B Buồng vào

Nguyên lý làm việc :

Là van tác dụng ngược, điều khiển bằng tay đòn 21 Van điều khiển phanh dừng có van phẳng 14 bằng cao su và cơ cấu tỷ lệ dạng piston Đầu III được nối với đường điều khiển phanh dừng Đầu I nối với bình chứa, còn đầu II thông ra khí quyển

Ở vị trí ban đầu, dưới tác dụng của các lò xo 2 và 7, cần 24 ở

vị trí dưới, đế 15 của nó ép chặt lên van14 Không khí nén lúc đó sẽ qua khe hở giữa van 14 và đế động của nó trên piston13, đi từ bình chứa đến đầu III và đi tiếp vào đường điều khiển phanh dừng Khi phanh bằng phanh dừng, tay gạt 21 được quay đi Khi đó các cam 5 sẽ nâng cần 24 lên Van 14 dưới tác dụng của lò xo10, sẽ bị ép lên trên đế van trên piston13, đóng đường thông giữa các đầu I và III Sau đó, đế 15 tách khỏi van14, mở đường cho khí nén từ đường điều khiển qua các đầu II và III thoát ra khí quyển, thực hiện quá trình phanh ôtô bằng phanh dừng Ở vị trí trên cùng, đòn gạt được hãm lại nhờ bộ phận định vị, còn ở các vị trí trung gian nó sẽ tự động quay về vị trí ban đầu (vị trí dưới) khi ngừng tác dụng lên đòn gạt Sự tỷ lệ giữa lực phanh và lực diều khiển, được đảm bảo nhờ piston 13 và lò xo cân bằng 7

4.2.2.5 Van tăng tốc.

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 53

Nhiệm vụ : Van tăng tốc dùng để tăng tốc độ nhạy cho hệ thống trong trường hợp dẫn động dài, khoảng cách từ bầu phanh đến tổng van phân phối sau

Hình 4.7 : Van tăng tốc và sơ đồ biểu diễn qui ước

1 Piston tỷ lệ 2 Van xả

3 Ôúng rỗng 4 Van nạp

5 Đường nối với các bầu phanh 6 Đế van xả

7 Đường từ bình chứa đến 8 Đường từ tổng van phân phối đến

Nguyên lý làm việc :

Lúc bình thường van nạp 4 luôn luôn đóng và van xả 2 luôn luôn mở

Khi phanh : Khí nén từ tổng van phân phối đến qua cửa 8 tác dụng lên piston tỷ lệ làm đóng van xả 2, ròi tiếp tục đi xuống ép ống dẫn 3 làm mở van nạp 4 mở đường thông từ bình chứa đến cửa 7 qua cửa 5 để đến các bầu phanh

1 2 3 4

5 6 7

8

Khi nhả phanh : Do khi nhả bàn đạp khí nén phía trên piston tỷ lệ

1 thoát ra khí quyển tại van xả của tổng van phân phối và do lúc lò

xo 6 sẽ đẩy ống rỗng 3 lên trên làm đóng van nạp 4 ngắt đường thông từ bình chứa đến bầu phanh, mở đường van xả 2 cho khí nén thoát nhanh tại cửa chính theo ống rỗng 3

Piston tỷ lệ 1 đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh

4.2.2.6.Van hạn chế áp suất :

Trên xe HAECO-45S sử dụng van hạn chế áp suất để xả nhanh không khí ra khỏi các bầu phanh sau khi sử dụng phanh dừng

Hình 4.8:Van hạn chế áp suất

3 Pistôn cân bằng 4 Pistôn

9 Đầu thông với khí quyển 10 Lò xo

Nguyên lý làm việc :

Lê Bá Tư - Lớp 98C4B Trang 55

1

2 3 4

5

6 1 0 7 9 8

Van hạn chế áp suất có hai van cao su hình côn và cơ cấu tỉ lệ dạng pistôn Đầu 1 nối với tổng van phân phối, đầu 9 nối với các bầu phanh cầu trước, đầu 8 nối với khí quyển

Ở vị trí ban đầu, đầu 1 và khoang A thông với khí quyển qua các lổ trong van phân phối Pistôn cân bằng 3, dưới tác dụng của lò xo 2 nằm

ở vị trí trên cùng Đầu 9 thông với khí quyển qua van xả 7 (lúc này mở) Pistôn bậc 4 ở vị trí cân bằng Van nạp 5, dưới tác dụng của lò xo 10, ép chặt lên đế trên pistôn 4, ngăn cách khoang A với B

Khi phanh, không khí nén qua đầu 1 vào khoang A, ép pistôn 4 và cần 6 dịch chuyển xuống dưới, đóng van xả 7 lại, sau đó mở van nạp 5 ra, cho không khí nén từ khoang A đi qua khoang B, rồi qua đầu 9 đến các bầu phanh Aïp suất trong khoang B tăng lên cho đến khi pistôn

4 đạt trạng thái cân bằng thì ngừng lại Tỉ số diện tích tiết diện dưới các bậc của pistôn 4, xác định tỉ số áp suất khí nén ở đầu ra và đầu vào của van Khi áp suất trong khoang A tiếp tục tăng, pistôn cân bằng 3 sẽ ép lò xo 2 dịch chuyển xuống dưới, đẩy pistôn 4 xuống sâu hơn nữa, làm van 5 lại mở ra, giảm độ chênh áp giữa khoang A và B Khi pistôn 3 đẩy piston 4 xuống dưới cùng, tì vào gờ trên thân van, thì van 5 sẽ luôn luôn mở, nên các khoang A và B lúc này bằng nhau

Khi nhả phanh, khoang A thông với khí quyển qua van phân phối Các pistôn 3,4 cùng với cần 6 trở về vị trí ban đầu, van 5 đóng lại, van 7 mở ra cho không khí nén thoát ra ngoài qua đầu 8