CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1. Tổng quan về hệ thống phanh: 1.Công dụng, phân loại và yêu cầu của hệ thống phanh: a, Công dụng: Hệ thống phanh dùng để làm giảm tốc độ của ô tô cho đến một tốc độ nào đó hoặc đến khi dừng hẳn, ngoài ra còn để giữ cho ô tô đứng được trên đường có độ dốc nhất định. Hệ thống phanh đảm bảo cho xe ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, nâng cao năng suất vận chuyển. b, Phân loại: - Phân loại theo công dụng: + Hệ thống phanh chính + Hệ thống phanh dừng - Phân loại theo vị trí đặt cơ cấu phanh + Phanh ở bánh xe + Phanh ở trục truyền động (sau hộp số) - Phân loại theo kết cấu của cơ cấu phanh + Phanh guốc + Phanh đai + Phanh đĩa - Phân loại theo phương thức dẫn động + Dẫn động phanh bằng cơ khí + Dẫn động phanh bằng thuỷ lực + Dẫn động phanh bằng khí nén (hơi) + Dẫn động phanh liên hợp (thuỷ lực + khí nén) + Dẫn động phanh có trợ lực - Phân loại theo mức tối ưu của hệ thống + Hệ thống phanh có hệ thống điều hoà + Hệ thống phanh có hệ thống ABS, BA, EDB c, Yêu cầu: Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của ô tô đảm nhận các chức năng “an toàn chủ động” vì vậy hệ thống phanh phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: GVHD: TRẦN NGỌC VŨ 4 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠI ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ + Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp + Hoạt động êm dịu để đảm bảo sự ổn định của xe ô tô khi phanh + Điều khiển nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái + Có độ nhạy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm + Đảm bảo việc phân bố mô men phanh trên các bánh xe phải tuân theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ + Cơ cấu phanh không có hiện tượng tự xiết + Cơ cấu phanh phải có khả năng thoát nhiệt tốt + Có hệ số ma sát cao và ổn định + Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh + Hệ thống phải có độ tin cậy, độ bền tuổi thọ cao + Bố trí hợp lý để dễ dàng điều chỉnh chăm sóc và bảo dưỡng 1.
Cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống phanh sử dụng trên ô tô: a, Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh chính có nhiệm vụ tạo ra mômen phanh cần thiết và nâng cao tính ổn định trong quá trình sử dụng cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp làm giảm tốc độ góc của bánh xe ô tô. Ngày nay, cơ cấu phanh loại tang trống với các guốc phanh bố trí bên trong được sử dụng rộng rãi. Ngoài những yêu cầu chung, cơ cấu phanh còn phải đảm bảo được yêu cầu sau, như mômen phanh phải lớn, luôn luôn ổn định khi điều kiện bên ngoài cà chế độ phanh thay đổi (như tốc độ xe, số lần phanh, nhiệt độ môi trường) +) Cơ cấu phanh tang trống (Cơ cấu phanh guốc): Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, có lực dẫn động bằng nhau Với cách bố trí như vậy khi các lực dẫn động bằng nhau, các tham số của guốc phanh giống nhau thì mômen ma sát ở trên guốc phanh trước có xu hướng cường hoá cho lực dẫn động, còn ở phía sau phanh sau có xu hướng chống lại lực dẫn động khi xe chuyển động lùi sẽ có hiện tượng ngược lại. Cơ cấu phanh này được gọi là cơ cấu phanh không cân bằng với số lần phanh khi xe chuyển động tiến hay lùi, nên cường độ hao mòn của tấm ma sát trước lớn hơn tấm ma sát sau rất nhiều.
Để cân bằng sự hao mòn của hai tấm ma sát, khi sửa chữa có thể thay thế cùng một lúc, người ta làm tấm ma sát trước dài hơn tấm sau. Kết cấu của loại cơ cấu GVHD: TRẦN NGỌC VŨ 5 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠI ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ phanh trên (hình 1.1) khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cam lệch tâm còn định tâm guốc phanh bằng chốt có vòng đệm lệch tâm ở điểm cố định.1: Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, có lực dẫn động bằng nhau 1-Cam lệch tâm; 2-Chốt có vòng đệm lệch tâm Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, và các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau. Cơ cấu phanh trên (hình 1.2) có mômen ma sát sinh ra ở các guốc phanh là bằng nhau. Trị số mômen không thay đổi khi xe chuyển động lùi, cơ cấu phanh này có cường độ ma sát ở các tấm ma sát như nhau và được gọi là cơ cấu phanh cân bằng, kết cấu cụ thể loại cơ cấu này thể hiện ở hình 1.2 do profin của cam ép đối xứng nên các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau.2: Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía, và các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau 1-Cam quay; 2-Lò xo; 4-Trống phanh; 5-Chốt lệch; 6-Bầu phanh GVHD: TRẦN NGỌC VŨ 6 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠI ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ Để điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh có bố trí cơ cấu trục vít, bánh vít nhằm thay đổi vị trí của cam ép và chốt lệch tâm ở điểm đặt cố định.
Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía, có lực dẫn động bằng nhau Hình 1.3: Cơ cấu phanh có các guốc phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía, có lực dẫn động bằng nhau 1-Xi lanh phụ; 2-Lò xo; 3- Cam quay ; 4- Trống phanh; 5-Chốt lệch tâm; 6-Bầu phanh Cơ cấu phanh này thuộc loại cân bằng, cường độ hao mòn của các tấm ma sát giống nhau vì thế độ làm việc của hai guốc phanh như nhau khi xe chuyển động lùi, mômen phanh giảm xuống khá nhiều do đó hiệu quả phanh khi tiến và lùi rất khác nhau. Cơ cấu điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh là cam lệch tâm và chốt lệch tâm. * Cơ cấu phanh loại bơi: Hình 1.4: Cơ cấu phanh loại bơi 1-Xi lanh phanh; 2-Lò xo GVHD: TRẦN NGỌC VŨ 7 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠI ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ Cơ cấu này dùng hai xi lanh làm việc tác dụng lực dẫn động lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh, khi phanh các guốc phanh dịch chuyển theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ sự ma sát nên các guốc phanh bị cuốn theo chiều của trống phanh mỗi guốc phanh sẽ tác dụng lên piston một lực và đẩy ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm cố định, với phương án kết cấu này hiệu quả phanh khi tiến và lùi bằng nhau.
* Cơ cấu phanh tự cường hoá Hình 1.5: Cơ cấu phanh tự cường hoá 1-Lò xo; 2-Xi lanh; 3-Lò xo; 4-ốc điều chỉnh Theo kết cấu thì guốc phanh sau được tỳ vào chốt cố định và bản thân guốc phanh sau lại đóng vai trò là chốt chặn của guốc phanh trước. Lực dẫn động của guốc phanh sau là lực dẫn động của guốc phanh trước thông qua chốt tỳ trung gian, từ điều kiện cân bằng theo phương ngang các lực tác dụng lên guốc phanh trước có thể xác định được lực tác dụng lên guốc trước. Cơ cấu phanh này thuộc loại không cân bằng, sự hao mòn của guốc phanh sau sẽ lớn hơn guốc phanh trước rất nhiều, khi xe lùi mômen phanh sẽ giảm đi nhiều. Do guốc phanh sau mòn nhiều hơn guốc phanh trước nên tấm ma sát guốc phanh sau dài hơn tấm ma sát guốc phanh trước.
Điều chỉnh khe hở giữa guốc phanh và trống phanh bằng các cơ cấu ren trong chốt tỳ trung gian làm thay đổi chiều dài của chốt này. Cơ cấu phanh đĩa: Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên các ô tô con, có hai loại phanh đĩa: GVHD: TRẦN NGỌC VŨ 8 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠI ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ a-Loại càng phanh cố định b-Loại càng phanh di động Hình 1.6: Cơ cấu phanh đĩa + Phanh đĩa có càng phanh cố định (hình a) có hai xi lanh công tác đặt ở hai bên đĩa phanh. Khi phanh cả hai piston đẩy vào hai bên đĩa phanh. + Phanh đĩa có càng phanh di động (hình b) bố trí một xi lanh gắn vào một bên má.
Giá xi lanh được di chuyển trên các trục dẫn hướng dẫn nhỏ. Khi phanh piston đẩy ép má phanh vào một bên đĩa phanh, đồng thời đẩy càng phanh di chuyển theo chiều ngược lại kéo má phanh còn lại ép vào mặt bên kia của đĩa phanh. Do đó làm bánh xe dừng lại b). Dẫn động phanh: Dẫn động phanh cơ khí: Hiện nay trên các xe hiện đại thì dẫn động phanh kiểu cơ khí chỉ còn được sử dụng trên hệ thống phanh dừng với một số kiểu dẫn động tuỳ theo cách bố trí phanh dừng tác động vào bánh xe hay tác động vào trục thứ cấp hộp số.
Một số kiểu dẫn động phanh cơ khí: - Dẫn động phanh dừng tác động lên trục thứ cấp hộp số: Hình 1.7: Dẫn động phanh cơ khí kiểu đòn với cơ cấu phanh bố trí ở trục ra hộp số GVHD: TRẦN NGỌC VŨ 9 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH ĐẠI ĐỒ ÁN KẾT CẤU TÍNH TOÁN Ô TÔ 1-Má phanh; 2-Tang trống; 3-Chốt lệch tâm điều chỉnh khe hở phía dưới; 4-Trục thứ cấp hộp số; 5-Lò xo hồi vị; 6-Trục quả đào; 7-Vành rẻ quạt; 8-Ti; 9-Cần; 10-Răng rẻ quạt; 11-Tay hãm * Dẫn động phanh dừng tác động lên bánh xe: Hình 1.8: Dẫn động phanh dừng tác động lên bánh sau 1-Tay phanh; 2-Thanh dẫn; 3-Con lăn dây cáp; 4-Dây cáp; 5-Trục; 6-Thanh kéo; 7- Thanh cân bằng; 8,9-Dây cáp dẫn động; 10-Giá; 11,13-Mâm phanh; 12-Xi lanh phanh bánh xe - Nguyên lý làm việc : (cho cả hai loại trên) đó là sự truyền động nhờ các cơ cấu cơ khí như tay đòn, dây cáp. lực tác động từ tay hoặc chân người lái xe sẽ được truyền tới cơ cấu phanh thông qua đòn kéo, hoặc đòn kéo kết hợp dây cáp. và thông thường các đòn kéo đều có quan hệ hình học với nhau theo nguyên tắc tăng dần tỷ số truyền. - Ưu, nhược điểm: +) Ưu điểm: cấu tạo đơn giản giá thành rẻ, độ tin cậy làm việc cao, độ cứng vững dẫn động không thay đổi khi làm việc lâu dài.