Chương 1. Hệ thống phanh ô tô Mục tiêu - Phát biểu đúng yêu cầu, nhiệm vụ và phân loại hệ thống phanh. - Giải thích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh. - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô.
- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.1 Khái quát chung. Phanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng nên luôn được các nhà thiết kế ôtô quan tâm, không ngừng nghiên cứu hoàn thiện và nâng cao hiệu quả. Khởi đầu, hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực (phanh dầu) sử dụng trên các xe ôtô con chỉ là loại đơn giản, trong đó lực phanh các bánh xe tỷ lệ thuận với lực tác động lên bàn đạp phanh. Hệ thống phanh này đến nay gần như không còn được sử dụng vì hiệu quả kém, không bảo đảm đủ lực phanh.
Hệ thống phanh ô tô. Để tăng lực phanh, người ta sử dụng các cơ cấu trợ lực. Phổ biến với các xe con là loại trợ lực bằng chân không, sử dụng độ chênh lệch giữa áp suất khí quyển và độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo ra lực bổ trợ 7 phanh. Trợ lực chân không có thể tác động trực tiếp lên píttông của xy lanh phanh chính hoặc tác động gián tiếp (có thêm một xy lanh phụ trợ để tăng áp suất dầu phanh).
Tuy vậy, các dạng trợ lực chân không cũng chỉ tăng áp suất dầu phanh lên được khoảng gấp 2 lần. Phanh dầu còn có thể được trợ lực bằng khí nén giúp đạt được áp suất dầu phanh khá cao, nhưng do cấu tạo phức tạp, nên chủ yếu áp dụng cho các xe tải. Còn để tránh hiện tượng bó cứng các bánh xe khi phanh, dẫn đến rê xe và mất điều khiển, ở một số xe người ta sử dụng cơ cấu điều chỉnh lực phanh, nhằm thay đổi lực phanh ở các bánh xe tỷ lệ với lực bám của các bánh xe đó. Cơ cấu điều chỉnh này được liên kết bằng cơ khí với thân xe và cầu sau.
Tuỳ thuộc vào vị trí tương đối của thân xe với cầu xe (tương ứng là trọng lượng xe tác động lên cầu sau), cơ cấu sẽ làm thay đổi áp lực của dầu phanh trong các xy lanh phanh bánh xe sau. Khi trọng lượng đè lên cầu sau nhỏ thì lực phanh các bánh sau sẽ nhỏ và ngược lại. Tuy nhiên, những sáng chế cải tiến của các nhà thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống phanh trong khoảng thời gian 70 - 80 năm kể từ khi xe ôtô ra đời vẫn tỏ ra không đáp ứng được yêu cầu. Chỉ với việc áp dụng các thành tựu của ngành công nghiệp điện tử, hệ thống phanh xe ôtô mới dần đạt được những tính năng cần thiết.
Việc ứng dụng các thiết bị điện tử trong các bộ phận, hệ thống của xe ôtô nói chung và hệ thống phanh nói riêng, thể hiện ở sự kết hợp những thành phần cơ học, điện và điện tử để thực hiện các chức năng cơ học theo sự điều khiển của các modul (hoặc bộ vi xử lý) điện tử. Đối với hệ thống phanh, ứng dụng thiết bị cơ - điện tử đầu tiên có thể kể đến là hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti- lock Braking System) xuất hiện năm 1978, ban đầu là trên các xe thể thao đắt tiền, còn ngày nay đã trở thành không thể thiếu ở một số mác xe trung và cao cấp. ABS là thiết bị hỗ trợ cho hệ thống phanh, ngăn chặn hiện tượng trượt của các bánh xe khi phanh gấp mà không phụ thuộc vào xử trí của người lái, nhưng đồng thời vẫn bảo đảm lực phanh đạt giá trị cực đại ứng với khả năng bám của bánh xe với mặt đường. Bước tiếp theo là sự ra đời của hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD (Electronic Brakeforce Distribution).
Hệ thống hỗ trợ phanh gấp BAS (Brake Assist System) có tác dụng tăng tức thì lực phanh đến mức tối đa trong thời gian ngắn nhất khi phanh khẩn cấp, xuất hiện cũng nhằm mục đích tăng cường hiệu quả cho hệ thống phanh. Bên cạnh đó, một số hệ thống khác như: ổn định điện 8 tử ESP (Electronic Stability Program), chống trượt ETS (Electronic Traction System),. đều có tác dụng gián tiếp nâng cao hiệu quả phanh bằng các biện pháp như tăng thêm các xung lực phanh đến các bánh xe khi cần thiết (ESP), hoặc phân phối lại lực kéo giữa các bánh xe khi xuất hiện trượt lúc phanh (ETS).2 Chức năng của hệ thống phanh. Hệ thống phanh có nhiệm vụ làm giảm tốc độ của ôtô hoặc làm dừng hẳn sự chuyển động của ôtô.
Hệ thống phanh còn đảm bảo giữ cố định xe trong thời gian dừng. Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất vì nó đảm bảo cho ôtô chuyển động an toàn ở chế độ cao, cho phép người lái có thể điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm. Chức năng của hệ thống phanh. Người lái không những phải biết dừng xe mà còn phải biết cách cho xe dừng lại theo ý định của mình.
Chẳng hạn như, các phanh phải giảm tốc độ theo mức thích hợp và dừng xe tương đối ổn định trong một đoạn đường tương đối ngắn khi phanh khẩn cấp. Các cơ cấu chính tạo ra chức năng dừng xe này là hệ thống phanh như là bàn đạp phanh và các lốp xe.1 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 chậm dần (phanh bằng động cơ, thuỷ lực hoặc điện từ).2 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.
9 - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. Theo dẫn động phanh. Theo dẫn động phanh hệ thống phanh được chia ra: - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí - Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động khí nén - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực - Hệ thống phanh dẫn động có cường hoá 1.4 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 hệ thống phanh với bộ điều hoà lực phanh 1.5 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 thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh ABS). Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Phải nhanh chóng dừng xe trong bất khì tình huống nào, khi phanh đột ngột xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại. - Hiệu quả phanh cao kèm theo sự phanh êm dịu để đảm bảo phanh chuyển động với gia tốc chậm dần đều giữ ổn định chuyển động của xe. - Lực điều khiển không quá lớn, điều khiển nhẹ nhàng, dễ dàng cả bằng chân và tay.
- Hệ thống phanh cần có độ nhạy cao, hiệu quả phanh không thay đổi giữa các lần phanh. - Đảm bảo tránh hiện tượng trượt lết của bánh xe trên đường, phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau. - Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệ ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh, phải dễ dàng điều chỉnh thay thế chi tiết hư hỏng. Hệ thống phanh dẫn động thủy lực Mục tiêu - Giải thích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống phanh dẫn động thủy lực - Tháo lắp, nhận dạng và kiểm tra các bộ phận của hệ thống phanh dẫn động thủy lực - Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỉ của học viên.
Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực thường dùng trên các xe du lịch và xe tải có tải trọng nhỏ và trung bình. Dẫn động bằng thuỷ lực có ưu điểm là phanh êm dịu, dễ bố trí, có độ nhạy cao. Tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là tỷ số truyền của dẫn động dầu không lớn nên không thể tăng lực điều khiển trên cơ cấu phanh. Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực tuỳ theo sơ đồ của mạch dẫn động mà người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng.
- Dẫn động một dòng nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính chỉ có một đường dầu duy nhất dẫn đến các xilanh bánh xe, dẫn động một dòng có kết cấu đơn giản nhưng độ an toàn không cao. Vì vậy trong thực tế dẫn động phanh một dòng ít được sử dụng. Dẫn động thủy lực một dòng. Xy lanh bánh xe; 2.
Xy lanh chính; 3. Bàn đạp phanh; 4. Đường ống 11 - Dẫn động hai dòng nghĩa là từ đầu ra của xy lanh chính có hai đường dầu độc lập đến các xilanh bánh xe. Sơ đồ nguyên lý hệ thống phanh thủy lực dẫn động hai dòng.
Bàn đạp phanh; 2. Bình dầu phanh; 3. Xy lanh phanh chính; 4. Ống dẫn dầu; 5.
Cơ cấu phanh bánh sau; 6. Cơ cấu phanh bánh trước. Do hai dòng hoạt động độc lập nên xy lanh chính phải có hai ngăn độc lập do đó khi một dòng bị rò rỉ thì dòng còn lại vẫn có tác dụng. Vì vậy phanh hai dòng có độ an toàn cao, nên được sử dụng nhiều trong thực tế.
Dưới đây là các sơ đồ dẫn động thuỷ lực hai dòng thường gặp: - Một dòng dẫn động ra hai bánh xe cầu trước, còn một dòng dẫn tới các bánh xe cầu sau. - Một dòng dẫn động cho bánh xe trước ở một phía và bánh xe sau ở phía khác, còn một dòng dẫn động cho các bánh xe chéo còn lại. 12 - Một dòng dẫn động cho bánh xe trước ở một phía và bánh xe sau ở phía khác, còn một dòng dẫn động cho các bánh xe chéo còn lại. Hai kiểu dẫn động trên được dùng cho các xe con thông thường vì kết cấu đơn giản và giá thành hạ.
- Một dòng dẫn động cho ba bánh xe. Ba kiểu dẫn động trên được dùng ở các xe có yêu cầu cao về độ tin cậy và về chất lượng phanh. Khi xảy ra hư hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm không nhiều, do đó đảm bảo được an toàn chuyển động.1 Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc của dẫn động phanh thủy lực.1 Dẫn động thuỷ lực một dòng.1 Cấu tạo của xi lanh chính.