3.2.1 Hành trình dịch chuyển của đầu guốc di động.
Trong truyền động phanh khí nén thì cơ cấu phanh chủ yếu kiểu tang trống, với cơ cấu ép để tạo lực ép tác dụng lên guốc phanh nhờ một cam ép cơ khí.
Hành trình dịch chuyển của đầu guốc di động x [mm] cũng được xác định theo công thức (1.46); tức là:
x = (δo+δm)(a+b)
b (1.64)
Các thông số đã được chú thích và có thể chọn theo (1.46).
3.2.2 Hành trình dịch chuyển của cần đẩy bầu phanh.
Giá trị dịch chuyển của đầu guốc di động được thực hiện nhờ hành trình nâng của cam ép. Hiện nay góc quay trục cam tương ứng với hành trình dịch chuyển x (hành trỡnh nõng cam) nằm trong khoảng 15ằ10o.
Tương ứng với góc quay đó là hành trình dịch chuyển của cần đẩy bầu phanh hb [mm] được xác định.
hb ằ Ld.𝜑q (1.65)
trong đó Ld là chiều dài của cánh tay đòn dẫn động cam ép; còn 𝜑q là góc quay của cam. Trong thiết kế, chiều dài của cánh tay đòn quay cam ép có thể lấy vào khoảng (110-150)[mm]. Với kết cấu hiện nay thì hành trình dịch chuyển của cẩn đẩy bầu phanh nằm trong khoảng 40á25[mm].
3.2.3 Lực đẩy yêu cầu của bầu phanh.
Lực đẩy yêu cầu của bầu phanh Fb ở các cơ cấu phanh khí nén được xác định từ lực ép yêu cầu tương ứng của cam ép F1 và F2 như sau:
Fb = (F1+F2). ro
Ld (1.66)
Trong đó F1 và F2 lần lượ là lực ép yêu cầu của cam ép đối với hai guốc phanh được xác định từ (1.28) va (1.28b); còn Ld là chiều dài của cánh tay đòn dẫn động cam ép; và ro là bán kính vòng tròn cơ sở của cam ép. Trong tính toán thiết kế có thể chọn bỏn kớnh vũng trũn cơ sở của cam ộp ro ằ 30á50[mm].
3.2.4 Đường kính bầu phanh.
Đường kính bầu phanh Db ở các cơ cấu phanh khí nén được xác định từ lực đẩy yêu cầu của bầu phanh Fb đã xác định ở trên.
Db=√4. Fπ . pbkn (1.67)
trong đó pkn là áp suất khí nén cung cấp vào bầu phanh khi phanh khẩn cấp. Khi phanh với lực phanh lớn nhất thì áp suất khí nén trong trong bầu phanh hiện nay nằm trong khoảng (0,70á0,80)[MN/m2] đối với xe cú tải trung bỡnh trở lại; với xe tải lớn ỏp suất khớ nộn trong trong bầu phanh nằm trong khoảng (0,90á1,00)[MN/
m2] . Cũn kớch thước bầu phanh cú giỏ trị nằm trong khoảng Db ằ (100 á 200) [mm].
3.2.5 Thể tích bình chứa khí nén và số lượng bình chứa khí nén.
Dung tích bình chứa khí nén Vc phải có dung tích đủ lớn để có thể thực hiện quá trình phanh khẩn cấp liên tục trong ít nhất mười (10) lần mà áp suất trong bình chứa không giảm quá 50% so với áp suất yêu cầu ban đầu p0 khi mà máy nén không khí không còn hoạt động.
Quan hệ dung tích bình chứa Vc cùng với áp suất trong bình chứa ở trạng thái đầu khi chưa phanh p0 và áp suất cuối cùng pn sau n lần phanh có thể được xác định như sau :
p0.Vc = m0.RT (1.68)
Sau một lần phanh, khối lượng khí sẽ mất đi một lượng là dm, chỉ còn khối lượng m1 và áp suất trong bình Vc sẽ giảm về p1. Tức là (1.68) có thể viết lại:
p0.Vc = (m1 + Dm).RT (1.68b)
Hay p0.Vc = m1.RT + Dm.RT (1.68c)
= p1.Vc + p1. DV = p1.(Vc + DV) (1.68d) Suy ra :
p1=p0(VcV+cΔVV)1 (1.69)
Sau khi phanh lần thứ n, áp suất trong bình Vc sẽ giảm về pn như sau:
pn=p0(VcV+ΔVVc )n (1.70)
Trong đó DV là dung tích mà bình chứa phải cung cấp khí nén cho mỗi lần phanh;
bao gồm dung tích các bầu phanh Vb và đường ống dẫn Vod từ bình chứa qua van điều khiển đến các bầu phanh.
Giả sử với điều kiện pn = 0,5p0 với n = 10 lần phanh thì (1.70) được viết lại.
Vc= ΔTV
(pp100 )101 −1
= ΔTV (2)
1 10−1
= 13,93723.DV ằ 14.DV (1.70b)
Ở đây dung tích DV có thể xác định gần đúng như sau:
ΔTV=2(π.4Db12 .hb1.n1+π.4Db22 .hb2.n2)+LΣ π.d4od2 (1.71)
trong đó: đường kính bầu phanh Dbi (i = 1, 2) ở các cơ cấu phanh khí nén được xác định ở (1.67) từ lực đẩy yêu cầu của bầu phanh Fb đã chỉ ra ở trên. Số 2 chỉ hai bầu phanh cho hai cơ cấu phanh trên một trục bánh xe. Hành trình dịch chuyển cần đẩy piston bầu phanh hbi được xác định ở (1.65). Các thông số n1 và n2 tương ứng là số trục bánh xe trước/sau. Đường kính ống dẫn khí nén dod từ bình chứa đến các bầu phanh thường có kích thước đường ống là f10, f12 hoặc f14. Thông số LS là chiều dài tổng cộng của tất cả các đoạn đường ống dẫn khí nén tính từ bình chứa đến các bầu phanh và có thể được xác định gần đúng bằng.
LS = KL.(Lo + [n1 + n2].Bo) (1.71b) ở đây Lo là chiều dài cơ sở của ôtô; Bo là chiều rộng cơ sở; còn KL là hệ số tính đến phần chiều dài được hiệu chỉnh tăng thêm vì phải nối từ bình chứa đến tổng van phân phối và nối từ các đầu cuối của ống tại các vị trí bánh xe xuống các bầu phanh bánh xe; và các hiệu chỉnh khác. Tùy theo việc bố trí các bình chứa mà hệ số tăng thờm KL cú thể lấy trong khoảng từ 2,0á4,0.
Sau khi tính được dung tích chứa cần thiết theo công thức (1.70), ta phải xác định số lượng bình chứa tối thiểu cho hệ thống phanh. Do bình chứa cao áp hiện nay đã được chuẩn hóa với các dung tích chuẩn hóa Vch = 20lít hoặc 40lít nên số lượng bình chứa có thể được xác định như sau.
nc=Vc
Vch (1.72)
Số lượng bình chứa nc sẽ được làm tròn theo số nguyên trên của giá trị tính toán được từ công thức (1.72). Số lượng bình chứa có thể từ 3 đến 5 bình.