CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI. Phanh là hệ thống an toàn chủ động quan trọng trên ô tô. Sự phanh ô tô được tiến hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm chi liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh (guốc phanh) hay giữa đĩa phanh với má phanh.
Công dụng, phân loại, yêu cầu. Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động giữ ôtô đứng yên trên đường hoặc dừng xe hẳn. Thông thường quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ra ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe. Như vậy, động năng chuyển động của xe được biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền ra môi trường xung quanh.
Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh + Theo đặc điểm điều khiển được chia thành: - Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe khi xe đang chuyển động. - Phanh phụ (phanh tay): dùng để giữ nguyên xe tại vị trí đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng. - Phanh bổ trợ (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ): dùng để tiêu hao bớt 1 phần động năng của ô tô khi tiến hành phanh lâu dài. + Theo kết cấu của cơ cấu phanh được chia ra: - Cơ cấu phanh tang trống.
- Cơ cấu phanh dải. + Theo dẫn động phanh được chia thành: - Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí. - Hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực. - Hệ thống phanh dẫn động bắng khí nén.
- Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén. - Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực + Theo mức độ hoàn thiện của cơ cấu phanh 3 Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô tô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh: - Bộ điều chỉnh lực phanh (điều hòa lực phanh). - Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS). Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh như hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô… Nhằm hoàn thiện khả năng cơ động, ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh.
Các yêu cầu cơ bản về kết cấu của hệ thống phanh: - Phải nhanh chóng dừng xe trong bất kỳ tình huống nào, khi tiến hành phanh gấp thì phải đảm bảo quãng đường phanh là ngắn nhất (gia tốc phanh là cực đại). - Hiệu quả phanh cao nhưng vẫn phải êm dịu để đảm khi phanh xe chuyển động với gia tốc chậm dần đều để giữ chuyển động ổn định của xe. - Điều khiển phanh nhẹ nhàng và thuận lợi đối với cả phanh chân và phanh tay. - Hệ thống phanh cần đảm bảo độ nhạy trong phản ứng.
Hiệu quả phanh không thay đổi giữa các lần phanh. - Đảm bảo tránh hiện tượng bó cứng phanh dần tới xe bị trượt lết trên đường. - Phanh chân và phanh tay làm việc độc lập không ảnh hưởng đến nhau. - Cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc, tuổi thọ của các chi tiết, cơ cấu xung quanh.
- Cơ cấu phanh phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế khi gặp hư hỏng. - Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự phanh của ô tô trong quá trình thực hiện phanh. - Có khả năng giữ ô tô đứng yên ngay cả khi trên nền đường dốc. - Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống phanh trong mọi trường hợp sử dụng, ngay cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng.
Kết cấu chung hệ thống phanh khí nén. Hệ thống phanh khí nén cơ bản gồm có các bộ phận sau: Máy nén khí, bộ điều chỉnh áp suất, bình hơi có các van an toàn, van trích hơn và van xả, van điều khiển, bàn đạp, ống dẫn, ống mềm, các hộp phanh của bánh xe, guốc phanh và đồng hồ áp suất. Dẫn động phanh bằng thuỷ lực có ưu điểm êm dịu, dễ bố trí, độ nhạy cao nhưng lực điều khiển trên bàn đạp bị hạn chế. 4 Để giảm lực điều khiển trên bàn đạp, đối với ôtô tải trung bình và lớn người ta thường sử dụng dẫn động phanh bằng khí nén.
Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện. Dẫn động phanh khí nén có ưu điểm giảm được lực điều khiển trên bàn đạp phanh, không phải sử dụng dầu phanh nhưng lại có nhược điểm là độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn) do không khí bị nén khi chịu lực.1: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén. Bàn đạp phanh 9. Bầu lọc khí 6.
Van an toàn 10. Bộ điều chỉnh áp suất 7. Bình chứa khí 11. Lò xo có cấu phanh 4.
Đồng hồ áp suất 8. Van phân phối ( tổng phanh) 12. Guốc phanh * Hoạt động: Máy nén khí chính là máy bơm hơi do động cơ dẫn động. Qua máy nén khí, không khí được nén với áp suất nhất định do bộ điều chỉnh áp suất quy định rồi đi vào bình hơi, dung tích bình hơi đảm bảo dự trữ hơi để phanh một số lần.
Đồng hồ áp suất dùng để kiểm tra áp suất trong bình hơi. Nếu đạp lên chân phanh, không khí qua van hãm đi vào các buồng phanh bánh trước và bánh sau nằm cạnh các bánh xe tương ứng, ở mỗi buồng phanh có các màng phanh. Khi tăng áp suất màng phanh bị uốn cong, đẩy cần đẩy và cần hãm, làm trục quả 5 đào quay, đẩy má phanh áp vào tang trống để hãm bánh xe. Khi bỏ chân ra, van hãm đóng kín đường của không khí nén, làm cho không khí nén trong bình chứa không đi đến tới các buồng phanh được nữa, lúc đó buồng phanh ăn thông với không khí bên ngoài.
Khi áp suất giảm lò xo kéo má phanh về vị trí cũ và bánh xe có thể quay tự do. Sơ đồ khối các cụm chi tiết trong hệ thống phanh. 2: Sơ đồ khối các cụm chi tiết toàn hệ thống phanh. Bình chứa khí nén mạch II 2.
Bộ điều chỉnh áp suất 7. Van phân phối khí 3. Bộ lọc nước và làm khô khí 8. Bầu phanh khí 4.
Cụm van chia và bảo vệ 9. Bầu phanh sau 5. Bình chứa khí nén mạch I Qua sơ đồ khối các cụm chi tiết toàn hệ thống phanh của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống bao gồm các phần tử chính sau: - Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp nguồn khí nén có áp suất cao (6-7 KG/cm2) để hệ thống phanh hoạt động. - Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến các bầu phanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe.
- Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, bầu phanh là cơ cấu chấp hành có nhiệm vụ biến áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam ép để thực hiện quá trình phanh. * Đặc điểm nguyên lý: + Đặc điểm: - Lực tác động lên bàn đạp phanh chỉ để mở van phân phối nên giảm nhẹ sự làm việc của lái xe khi phanh. 6 - áp suất khí nén trong dẫn động thường bằng (6-7 KG/cm2). - Khi cần dùng hệ thống phanh rơmoóc có thể bố trí thêm một số cụm van, như van phanh rơ moóc, bầu phanh, bình khí nén.
+ Nguyên lý: - Khi đạp lên bàn đạp phanh khí nén từ bình chứa qua van phân phối đến các bầu phanh, qua màng phanh tác động lên ty đẩy, ty đẩy tác động lên đòn quay làm xoay cam phanh của cơ cấu phanh, ép sát guốc phanh vào trống phanh thực hiện quá trình phanh xe. Cấu tạo các cụm chi tiết trong hệ thống phanh khí nén. a, Nhiệm vụ: Cung cấp khí nén cho bình hơi để thực hiện việc dẫn động phanh vào quá trình phanh ô tô b, Cấu tạo: Cấu tạo máy nén khí bao gồm: cơ cấu tay quay thanh truyền – xy lanh – pittông máy nén, nắp máy và các van nạp, van dẫn khí ra, cơ cấu dẫn động trục khuỷu, thân vỏ máy nén Máy nén khí có cấu trúc gần giống động cơ đốt trong: trục khuỷu và cơ cấu tay quay thanh truyền, xy lanh pittông. Phần trên pittông và phần dưới nắp máy là không gian nạp và nén khí, được bao kín bởi: đỉnh pittông và các vòng gân khí, xy lanh, nắp máy.
Khu vực này được bôi trơn bằng cách trích một đường dầu từ động cơ cung cấp cho cơ cấu tay quay thanh truyền và chứa vào phần dưới của thân máy nén khí. Dầu bôi trơn còn cấp cho các bạc và ổ bi trong cơ cấu. Vòng găng dầu nằm dưới pit tông, có nhiệm vụ gạt một phần dầu và tránh đưa dầu lên không gian buồng nén khí. Bánh răng (32) liên kết với bánh răng cam của cơ cấu phân phối khí động cơ dẫn động trục khuỷu quay theo dấu vạch sẵn.
Dấu được vạch trên cả bánh răng cam và bánh răng dẫn động máy nén khí. Nắp máy (25) nằm ở phần trên máy nén và được bắt chặt với thân máy bằng các bulông. ∗ Cấu tạo của nắp máy trình bày trên. Trong nắp máy bố trí: - Cụm van nạp khí: (27), (28), (29), (30).
- Cụm van xả khí nén: (17), (18), (19), (21). 7 - Cụm van giảm tải: (22), (24), (26). - Các đầu nối: dẫn khí nạp, khí xả đã được nén, dẫn dòng khí điều khiển cụm van giảm tải. - Các đầu nối dẫn nước làm mát cho nắp máy nén khí gồm: đường nước dẫn vào và dẫn ra.
Các liên kết được trình bày trên hình. 3: Máy nén khí. Tấm hứng dầu 12. Xy lanh máy nén 24.
Vòng hãm 3.Ổ bi trước trục khuỷu 14. Vòng hãm chốt pittông 25. Lò xo van giảm tải 5. Bạc thanh truyền 16.
Vòng găng khí máy nén 27. Đế đỡ lò xo van nạp 6. Thân máy nén 17. Bệ van khí ra 28.
Van nạp khí 7. Ổ bi sau trục khuỷu 18. Nắp van khí ra 29. Lò xo van nạp khí 8.
Mặt bích trục khuỷu 19. Lò xo van khí ra 30. Bệ van nạp khí 9. Phớt bao kín 20.
Vòng găng dầu máy nén 10. Miếng đỡ lò xo 32. Bánh răng dẫn động bơm 11. Con đội van giảm tải 8 Hình 1.
Các chi tiết trong nắp máy b. Các ống dẫn trên nắp máy 17. Bệ van khí ra 24. Vòng hãm 18.
