CHƯƠNG 1. Tổng quan của hệ thống phanh 1. Những vấn đề chung của hệ thống phanh Trên ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất vì nó đảm bảo tính an toàn của ô tô khi chuyển động. Sự phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh.
Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh. Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô, các hư hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh. Công dụng Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ chuyển động của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ nào đó theo yêu cầu của người lái. Ngoài ra hệ thống phanh còn giữ cho ô tô dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cố định xe trong thời gian dừng xe (phanh dừng).
Đối với ô tô hệ thống phanh đóng vai trò rất quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm nhờ vậy nâng cao được năng suất vận chuyển và tăng được tính động lực. Phân loại Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh: a, Theo công dụng - Hệ thống phanh chính (phanh chân). - Hệ thống phanh dừng (phanh tay, phanh chân hoặc bằng điện tử). - Hệ thống phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ).
b, Theo kết cấu của cơ cấu phanh - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh tang trống. - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh dải. c, Theo dẫn động phanh - Hệ thống phanh dẫn động cơ khí.
- Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực. 2 - Hệ thống phanh dẫn động khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén - thuỷ lực. d, Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh - Hệ thống phanh có cường hóa.
- Hệ thống phanh có điều hòa lực phanh. - Hệ thống phanh có chống bó cứng phanh ABS (Anti-lock brake system). - Hệ thống phanh có phân bố lực phanh điện tử EBD (Electronic brake force distribution). - Hệ thống phanh có hỗ trợ phanh khẩn cấp BA (Brake assist).
Yêu cầu - Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. - Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định chuyển động của ô tô để đảm bảo sự ổn định của ôtô khi phanh. - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn. - Dẫn động phanh có độ nhạy cao để thời gian và hiệu quả phanh đạt được sự tối ưu.
- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe hợp lý để sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh ở những cường độ khác nhau. - Không có hiện tượng tự xiết phanh giúp xe hoạt động tốt cũng như ượt mà. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt để tránh hư hỏng cũng như đạt được hiệu quả phanh cao. - Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao.
Cấu tạo, nguyên lí làm việc của hệ thống phanh trên ô tô 1. Cấu tạo chung Cấu tạo chung hệ thống phanh trên ô tô bao gồm ba bộ phận chính: Cơ cấu phanh: Được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mômen hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh. Dẫn động phanh: Bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh. 3 Trợ lực phanh: Dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh.
Ngoài ra trên các xe hiện đại ngày nay còn được bố trí các hệ thống đảm bảo an toàn như hệ thống chống bó cứng ABS, phanh khẩn cấp BA… 1. Cơ cấu phanh Trên xe ô tô gồm có các loại cơ cấu phanh là: Cơ cấu phanh đĩa, cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh dừng. a, Cơ cấu phanh đĩa Cơ cấu phanh đĩa được dùng phổ biến trên ô tô con. Thường có hai loại cơ cấu phanh đĩa : loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.
a, Loại giá đỡ cố định b, Loại giá đỡ di động Hình 1. Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định và giá đỡ di động Loại giá đỡ cố định: Giá đỡ được bắt cố định với giá đỡ đứng yên của trục bánh xe. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong xi lanh có piston, một phía của piston tỳ sát vào các má phanh, một phía chịu áp lực dầu khi phanh.
Ưu điểm: Hai má phanh mòn đều vì lực ép do dầu thủy lực tạo ra đều ở hai piston. Nhược điểm: Phải cần xi lanh bánh xe có thể tích bằng nhau, không gian bố trí trật, không khí vào làm mát đĩa kém, giá thành cao. Loại giá đỡ di động: Giá đỡ xi lanh có thể di trượt ngang theo chốt trượt bắt cố định. Trong giá di động khoét lỗ tạo thành xi lanh và bố trí piston, piston tỳ trực tiếp vào một má phanh và má phanh phía đối diện được lắp trực tiếp trên giá đỡ di động.
Ưu điểm: Do cơ cấu bố trí một xi lanh công tác nên chỉ có một dòng dầu thủy lực được đưa vào xi lanh. Từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho dòng không khí luồn vào làm mát đĩa phanh và má phanh tránh hiện tượng sôi dầu khi phanh liên tục. Kết cấu đơn giản, giảm giá thành các cụm chi tiết cơ cấu phanh, không gian rộng để bố trí cho các cơ cấu khác. 4 Nhược điểm: Hai má phanh không mòn đều vì lực ép do dầu thủy lực tạo ra ở piston chỉ tác động vào một bên má phanh.
b, Cơ cấu phanh tang trống Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục: Hình 1. Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua trục 1.Lò xo hồi vị; 3.Piston thủy lực; 6.Xi lanh bánh xe; 7.Lò xo hồi vị; 8.Chốt cam lệch tâm; 9.Chốt cố định. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.a) là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này hay sử dụng trên ôtô tải lớn, sơ đồ (hình 1.b) là loại sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh, loại này thường sử dụng trên ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng trục cam ép (hình 1.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.
Trên hai guốc phanh có tán (hoặc dán) các tấm ma sát. Các tấm này có thể dài liên tục (hình 1.b) hoặc phân chia thành một số đoạn (hình 1.b) trống phanh quay ngược chiều kim đồng hồ và guốc phanh bên trái là guốc xiết, guốc bên phải là guốc nhả. Vì vậy má phanh bên guốc xiết dài hơn bên guốc nhả với mục đích để hai má phanh có sự hao mòn như nhau trong quá trình sử dụng do má xiết chịu áp suất lớn hơn. Còn đối với cơ cấu phanh được mở bằng cam ép (hình 1.a) áp suất tác dụng lên hai má phanh là như nhau nên độ dài của chúng bằng nhau.
Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên (hình 1. Sự đối 5 xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm. Cơ cấu guốc phanh đối xứng qua tâm 1.Tuy ống dẫn dầu; 2.Xi lanh bánh xe; 4.Lò xo guốc phanh; 8. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh.
Một phía của piston luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong piston của xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ. Cơ cấu phanh guốc loại bơi: Cơ cấu phanh guốc loại bơi có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt (hình 1.
Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn (hình 1.a), loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1. Cơ cấu guốc phanh loại bơi 1.Xi lanh bánh cố định; 2.Xi lanh bánh cố định; 3.Lò xo hồi vị; 4.Thanh ngang định vị hai guốc phanh; 7. 6 Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pittông. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ.
Loại hai mặt tựa tác dụng kép: Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai piston và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. Cơ cấu phanh tự cường hóa: Hình 1. Cơ cấu guốc phanh dạng tự cường hóa 1,3.Lò xo hồi vị; 2.Xi lanh phanh; 4.Chốt điều chỉnh; 5.
Trên một số cơ cấu phanh tang trống sử dụng kết cấu phanh tang trống dạng tự cường hóa một chiều và dạng tực cường hóa hai chiều. Các dạng tự cường hóa được hiểu theo khả năng gia tăng hiệu quả tạo nên mômen phanh dưới tác dụng của lực điều khiển.