CHƯƠNG 1. HỆ THỐNG PHANH Giới thiệu: Hệ thống phanh ô tô là hệ thống quan trọng của ô tô, bao gồm: cơ cấu phanh và dẫn động phanh, dùng để điều khiển giảm tốc độ, dừng xe theo yêu cầu của người lái vàđảm bảo an toàn giao thông khi vận hành trên đường. Sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phanh là một công việc có tính thường xuyên và quan trọng đối với nghề sửa chữa ô tô, nhằm đảm bảo năng suất vận tải và tuyệt đối an toàn cho người và xe. Nếu hệ thống phanh không đảm bảo an toàn sẽ trực tiếp gây ra tai nạn giao thông và đe doạ đến tính mạng của con người.
Do đó công việc sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phanh không chỉ cần những kiến thức về cơ học ứng dụng, về thuỷ lực, khí nén, điện tử và kỹ năng sửa chữa cơ khí, mà nó còn đòi hỏi tinh thần trách nhiệm đạo đức cao và sự yêu nghề của người thợ sửa chữa ô tô. Vì vậy công việc sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống phanh đã trở thành một nghiệp vụ rất cao của người thợ sửa chữa ô tô. Mục tiêu: - Trình bày được công dụng , phân loại, yêu cầu của các chi tiết của hệ thống phanh. - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các chi tiết của hệ thống phanh - Xác định được các chế độ bảo dưỡng cho từng chi tiết của hệ thống phanh.
- Tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa của các chi tiết của hệ thống phanh. - Sử dụng đúng, hợp lý các dụng cụ kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa đảm bảo chính xác và an toàn. - Chấp hành nghiêm túc các quy định về kỹ thuật, an toàn và tiết kiệm trong bảo dưỡng, sửa chữa. - Tích cực thực hiện các bài thực tập để phát triển kỹ năng.
Nội dung chính: QLĐT-BM13-QT31 11 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh 1. Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại hệ thống phanh. Nhiệm vụ Hệ thống phanh ô tô dùng để điều khiển giảm tốc độ và dừng xe theo yêu cầu của người lái để đảm bảo an toàn giao thông khi vận hành trên đường.
Yêu cầu - Đảm bảo hiệu quả phanh cao, êm và dừng xe trong thời gian nhanh, an toàn. - Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện. - Cấu tạo đơn giản, điều chỉnh dễ dàng, thoát nhiệt tốt và có độ bền cao. Phân loại Có rất nhiều cách phân loại hệ thống phanh: Phân loại theo cơ cấu điều khiển trên xe: - Phanh chân điều khiển bằng bàn đạp.
- Phanh tay điều khiển bằng cáp. Phân loại theo cơ cấu phanh: - Phanh đĩa. Phân loại theo vị trí bố trí cơ cấu phanh: - Bố trí ở bánh xe. - Bố trí trên hệ thống truyền lực.
Phân loại theo dẫn động phanh: - Phanh cơ khí. - Phanh thủy lực (phanh dầu). - Phanh thuỷ lực điều khiển bằng khí nén (Phanh thủy khí). - Phanh khí nén (phanh hơi).
Cấu tạo và hoạt động của hệ thống phanh 1. Hệ thống phanh thủy lực (Trợ lực bằng áp thấp) Để giảm tốc độ của một xe đang chạy và dừng xe, cần thiết phải tạo ra một lực làm cho các bánh xe quay chậm lại. QLĐT-BM13-QT31 12 Khi người lái đạp bàn đạp phanh, cơ cấu phanh tạo ra một lực (phản lực của mặt đường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực (quán tính) đang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do đó làm cho xe dừng lại. Nói khác đi, năng lượng (động năng) của các bánh xe quay được chuyển thành nhiệt do ma sát (nhiệt năng) bằng cách tác động lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay.
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. Có hai loại hệ thống phanh.
Hệ thống phanh chính được sử dụng khi xe đang chạy là hệ thống phanh chân. Có loại phanh kiểu tang trống và phanh đĩa, thường được điều khiển bằng áp suất thuỷ lực. Hệ thống phanh đỗ xe được sử dụng khi đã đỗ xe. Hệ thống phanh đỗ xe tác động vào các phanh bánh sau qua các dây kéo để xe không dịch chuyển được.
Hệ thống Phanh thủy lực QLĐT-BM13-QT31 13 Cấu tạo và hoạt động Hệ thống Phanh thủy lực: Hình 1. Sơ đồ cấu tạo hệ thống Phanh thủy lực. Hệ thống phanh gồm có các bộ phận sau đây: 1. Bàn đạp phanh 2.
Bộ trợ lực phanh 3. Xi lanh chính 4. Van điều hoà lực phanh (van P) 5. Phanh chân (1) Phanh đĩa (2) Phanh trống 6.
Phanh đỗ/Phanh tay Bàn đạp phanh: Khi ta đạp lên bàn đạp phanh, xi lanh chính sẽ biến đổi lực đạp này thành áp suất thuỷ lực. Vận hành của bàn đạp dựa vào nguyên lý đòn bẩy, và biến đổi một lực nhỏ của bàn đạp thành một lực lớn tác động vào xi lanh chính. QLĐT-BM13-QT31 14 Hình 1. Nguyên lý hoạt động của bàn đạp phanh Bầu trợ lực phanh: Bộ trợ lực phanh là một cơ cấu sử dụng độ chênh lệch giữa chân không của động cơ và áp suất khí quyển để tạo ra một lực mạnh (tăng lực) tỷ lệ thuận với lực ấn của bàn đạp để điều khiển các phanh.
Bộ trợ lực phanh sử dụng chân không được tạo ra trong đường ống nạp (bơm chân không trong trường hợp động cơ Diesel). Bộ trợ lực phanh Xi lanh phanh chính: là một cơ cấu chuyển đổi lực tác động của bàn đạp phanh thành áp suất thuỷ lực. Hiện nay, xi lanh chính kiểu hai buồng có hai pít tông tạo ra áp suất thuỷ lực trong đường ống phanh của hai hệ thống. Sau đó áp suất thuỷ lực này tác động lên các càng phanh đĩa hoặc các xi lanh phanh của phanh kiểu tang QLĐT-BM13-QT31 15 trống.
Bình chứa dùng để loại trừ sự thay đổi lượng dầu phanh do nhiệt độ dầu thay đổi. Bình chứa có một vách ngăn ở bên trong để chia bình thành phần phía trước và phía sau như thể hiện ở hình bên trái. Thiết kế của bình chứa có hai phần để đảm bảo rằng nếu một mạch có sự cố rò rỉ dầu, thì vẫn còn mạch kia để dừng xe. Cảm biến mức dầu phát hiện mức dầu trong bình chứa thấp hơn mức tối thiểu và sau đó báo cho người lái bằng đèn cảnh báo của hệ thống phanh.
Cấu tạo Xi lanh phanh chính Nguyên lý hoạt động xi lanh phanh chính: Khi đạp bàn đạp phanh, lực đạp được truyền qua cần đẩy vào xi lanh chính để đẩy pít tông trong xi lanh này. Lực của áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính được truyền qua các đường ống dầu phanh đến từng xi lanh phanh. Hoạt động bình thường: - Khi không tác động vào bàn đạp phanh: Các cúppen của pít tông số 1 và số 2 được đặt giữa cửa vào và cửa bù tạo ra một đường đi giữa xi lanh chính và bình chứa. Pít tông số 2 được lò xo hồi số 2 đẩy sang bên phải, nhưng bu lông chặn không cho nó đi xa hơn nữa.
QLĐT-BM13-QT31 16 Hình 1. Xi lanh phanh chính (Khi không tác động vào bàn đạp phanh) - Khi đạp bàn đạp phanh: Pít tông số 1 dịch chuyển sang bên trái và cúppen của pít tông này bịt kín cửa bù để chặn đường đi giữa xi lanh này và bình chứa. Khi pít tông bị đẩy thêm, nó làm tăng áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính. áp suất này tác động vào các xi lanh phanh phía sau.
Vì áp suất này cũng đẩy pít tông số 2, nên pít tông số 2 cũng hoạt động giống hệt như pít tông số 1 và tác động vào các xi lanh phanh của bánh trước. Xi lanh phanh chính (Khi đạp bàn đạp phanh) QLĐT-BM13-QT31 17 - Khi nhả bàn đạp phanh: Các pít tông bị đẩy trở về vị trí ban đầu của chúng do áp suất thuỷ lực và lực của các lò xo phản hồi. Tuy nhiên do dầu phanh từ các xi lanh phanh không chảy về ngay, áp suất thuỷ lực bên trong xi lanh chính tạm thời giảm xuống (độ chân không phát triển). Do đó, dầu phanh ở bên trong bình chứa chảy vào xi lanh chính qua cửa vào, và nhiều lỗ ở đỉnh pít tông và quanh chu vi của cúppen pít tông.
Sau khi pít tông đã trở về vị trí ban đầu của nó, dầu phanh dần dần chảy từ xi lanh phanh về xi lanh chính rồi chảy vào bình chứa qua các cửa bù. Cửa bù này còn khử các thay đổi về thể tích của dầu phanh có thể xảy ra ở bên trong xi lanh do nhiệt độ thay đổi. Điều này tránh cho áp suất thuỷ lực tăng lên khi không sử dụng các phanh. Xi lanh phanh chính (Khi nhả bàn đạp phanh) b.
Hoạt động không bình thường: - Rò rỉ dầu phanh ở phía sau: Khi nhả bàn đạp phanh, pít tông số 1 dịch chuyển sang bên trái nhưng không tạo ra áp suất thuỷ lực ở phía sau. Do đó pít tông số 1 nén lò xo phản hồi, tiếp xúc với pít tông số 2, và đẩy pít tông số 2 làm tăng áp suất thuỷ lực ở đầu trước của xi lanh chính, tác động vào hai trong các phanh bằng lực từ phía trước của xi lanh chính. QLĐT-BM13-QT31 18 Hình 1. Xi lanh phanh chính (Rò rỉ dầu ở phía sau).
- Rò rỉ dầu phanh ở phía trước: Vì áp suất thuỷ lực không được tạo ra ở phía trước, pít tông số 2 dịch chuyển ra phía trước cho đến khi nó tiếp xúc với vách ở đầu cuối của xi lanh chính. Khi pít tông số 1 bị đẩy tiếp về bên trái, áp suất thuỷ lực ở phía sau xi lanh chính tăng lên làm cho hai trong các phanh bị tác động bằng lực từ phía sau của xi lanh chính. Xi lanh phanh chính (Rò rỉ dầu ở phía trước). Van điều hòa lực phanh (Van P): được đặt giữa xi lanh chính của đường dẫn dầu phanh và xilanh phanh của bánh sau.
Cơ cấu này tạo ra lực phanh thích hợp để rút ngắn quãng đường phanh bằng cách tiến gần đến sự phân phối lực phanh lý tưởng giữa bánh bánh sau và bánh trước để tránh cho các bánh sau không bị hãm sớm trong khi phanh khẩn cấp (khi tải trọng bị dồn về phần trước). QLĐT-BM13-QT31 19 Hình 1. Cấu tạo Van điều hòa lực phanh.