CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH 1.1 CÔNG DỤNG, YÊU CẦU, PHÂN LOẠI 1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ôtô đến một giá trị cần thiết nào đó hoặc dừng hẳn ôtô. - Giữ ôtô dừng hoặc đỗ trên các đường dốc.2 Yêu cầu Hệ thống phanh trên ôtô cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao, nghĩa là đảm bảo gia tốc phanh lớn, quãng đường phanh nhỏ và ổn định khi phanh nhiều lần liên tục. - Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các cầu xe là hợp lí. - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp không lớn.
- Dẫn động phanh có độ tin cậy, độ nhạy cao. - Tạo được cảm giác về mức độ phanh xe cho người lái thông qua lực điều khiển phanh ( đảm bảo khả năng tùy động ). - Không có hiện tượng tự xiết khi phanh. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt.
- Có hệ số ma sát giữa trống phanh và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng. - Dễ dàng điều chỉnh và sửa chữa. 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 dự phòng. - Hệ thống phanh chậm dần. Theo kết cấu của cơ cấu phanh Theo kết cấu của cơ cấu phanh hệ thống phanh được chia thành hai loại sau: 4 - Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc. - 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. 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 e. 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).2 Kết cấu của hệ thống phanh Hệ thống phanh ôtô gồm có phanh chính và phanh dừng trong đó phanh chính thường là phanh bánh xe hay còn gọi là phanh chân còn phanh dừng thường là phanh tay, phanh tay thường được bố trí ở ngay sau trục thứ cấp của hộp số hoặc bố trí ở các bánh xe. Việc dùng cả hai phanh, phanh chính và phanh phụ đảm bảo độ an toàn của ôtô khi chuyển động và dừng hẳn.
Hệ thống phanh có hai phần cơ bản đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh. - Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. - Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuyếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Tuỳ theo dạng dẫn động: cơ khí, thuỷ lực, khí nén hay kết hợp mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau.
Ví dụ nếu là dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí. Nếu là dẫn động thuỷ lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn.1 Các dạng cơ cấu phanh a. Cơ cầu phanh đĩa Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động. *Loại giá đỡ cố định 1 2 3 4 5 Hình 1.1: Cơ cấu phanh đĩa loại giá đỡ cố định 1- Piston 2- Má phanh 3-Đĩa phanh 4- Giá cố định 5- Giá bắt Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu.
Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó gắn vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe. Khi đạp phanh, dầu từ xi lanh chính qua ống dẫn đến các xi lanh bánh xe đẩy pittông mang các má phanh ép vào hai phía của đĩa phanh thực hiện phanh bánh xe.
Khi thôi phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp phanh được trả về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe sẽ hồi trở về xi lanh chính, tách má phanh khỏi đĩa phanh kết thúc quá trình phanh. * Loại giá đỡ di động Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định với dầm cầu. Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pittông gắn vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.2: Cơ cấu phanh đĩa loại gias đỡ di động 1-Má phanh 2-Đĩa phanh 3-Piston 4-Giá di động 5-Giá dẫn hướng Bình thường khi chưa phanh do giá đỡ có thể di trượt ngang trên chốt nên nó tự lựa để chọn một vị trí sao cho khe hở giữa các má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau.
Khi đạp phanh dầu từ xi lanh chính theo ống dẫn vào xi lanh bánh xe. Pittông sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh ép vào đĩa phanh. Do tính chất của lực và phản lực kết hợp với kết cấu tự lựa của giá đỡ nên giá đỡ mang má phanh còn lại cũng tác dụng một lực lên đĩa phanh theo hướng ngược với lực của má phanh do pittông tác dụng. Kết quả là đĩa phanh được ép bởi cả hai má phanh và quá trình phanh bánh xe được thực hiện.
* Ưu điểm của hệ thống phanh đĩa - Lực tác dụng lên cơ cấu phanh được cân bằng nên ít bị biến dạng. - Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh nên má phanh mòn đều, ít phải điều chỉnh trong quá trình sử dụng. - Thoát nhiệt tốt trong quá trình làm việc, làm cho các bề mặt ma sát có hệ số ma sát ổn định hơn và mômen phanh cũng ổn định hơn khi phanh liên tục. - Đảm bảo mômen phanh khi ôtô chuyển động tiến và lùi đều nhau.
- Trọng lượng, kích thước nhỏ góp phần làm giảm khối lượng không được treo cho ôtô. - Khe hở giữa các đĩa và má phanh nhỏ tức hành trình piston nhỏ do đó tạo điều kiện để tăng tỷ số truyền của dẫn động, mặt khác dễ dàng thực hiện điều chỉnh tự động khe hở. - Có khả năng tự làm sạch 7 - Kết cấu của phanh đĩa cho phép dễ dàng thay thế các má phanh. * Nhược điểm của hệ thống phanh đĩa - Giá thành cao.
- Áp suất đạt trị số khá lớn ở trường hợp phanh nguy hiểm (5MN/m 2 ) - Các tấm ma sát của loại phanh này hao mòn nhanh hơn phanh trống. Cơ cấu phanh guốc * Cấu tạo Hình 1.3: Cơ cấu phanh guốc a. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng cam 1 - Guốc phanh; 2 - Lò xo phanh; 3 - Bầu phanh; 4 - Giá đỡ bầu phanh; 5 - Đòn trục cam; 6 - Cam ép; 7 - Lò xo lá; 8 - Má phanh; 9 - Trống phanh; 10 - Chốt guốc phanh. Cơ cấu phanh đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng xi lanh thuỷ lực 1 - Chụp cao su chắn bụi; 2- Xi lanh; 3 - Mâm phanh; 4 - Lò xo; 5 - Tấm kẹp; 6 - Guốc phanh; 7 - Má phanh * Nguyên lí hoạt động Khi đạp phanh lên bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn bẩy dẫn động sẽ làm quay cam phanh (6) đẩy các guốc phanh ép sát vào trống phanh, do đó giữa trống phanh và má phanh sẽ xuất hiện lực ma sát, tạo ra mô men phanh cản trở sự quay của bánh xe.
Vì vậy giữa bánh xe và mặt đường xuất hiện lực phanh. Khi thôi tác dụng lên bàn đạp phanh, cam phanh (6) xoay về vị trí ban đầu, lò xo (2) sẽ kéo guốc phanh tách khỏi trống phanh. Quá trình phanh kết thúc.2 Các dạng dẫn động phanh a. Dẫn động phanh cơ khí Dẫn động phanh cơ khí gồm hệ thống các thanh, các đòn bẩy và dây cáp.
Dẫn động phanh cơ khí ít dùng để điều khiển nhiều cơ cấu phanh vì nó khó đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe, vì độ cứng vững của các thanh dẫn động phanh không như nhau, khó đảm bảo sự phân bố lực phanh cần thiết giữa các cơ cấu phanh. Do những đặc điểm trên nên dẫn động cơ khí không sử dụng cho hệ thống phanh chính mà sử dụng ở hệ thống phanh dừng. Các chi tiết của cơ cấu phanh dừng (hình 4).4: Cơ cấu phanh dừng Đòn quay một đầu được liên kết bản lề với phía trên của một guốc phanh, đầu dưới liên kết với cáp dẫn động. Thanh nối liên kết một đầu với đòn quay một đầu với guốc phanh còn lại.
Khi điều khiển phanh tay thông qua hệ thống dẫn động, cáp kéo một đầu của đòn quay quay quanh liên kết bản lề với phía trên của guốc phanh bên trái. Thông qua thanh nối mà lực kéo ở đầu dây cáp sẽ chuyển thành lực đẩy từ chốt bản lề của đòn quay vào guốc phanh bên trái và lực đẩy từ thanh kéo vào điểm tựa của nó trên guốc phanh bên phải. Do đó hai guốc phanh được bung ra ôm sát trống phanh thực hiện phanh bánh xe. Để điều khiển cơ cấu phanh hoạt động cũng cần phải có hệ thống dẫn động.
Hệ thống dẫn động của cơ cấu phanh dừng loại này thông thường bao gồm: một cần kéo hoặc tay kéo (hình 5.b); các dây cáp và các đòn trung gian (5.5: Dẫn động của cơ cấu phanh dừng b. Dẫn động phanh thuỷ lực * Cấu tạo chung Sơ đồ cấu tạo hệ thống dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực được thể hiện trên hình bên. Cấu tạo chung của hệ thống phanh dẫn động bằng thuỷ lực bao gồm: bàn đạp phanh, xi lanh chính (tổng phanh), các ống dẫn, các xi lanh công tác.6: Dẫn động phanh chính bằng thuỷ lực Dẫn động phanh thủy lực (chất lỏng chủ yếu được dùng là dầu) có ưu điểm độ nhạy cao (do dầu không bị nén), dễ bố trí trên xe. Có thể phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo đúng yêu cầu thiết kế.
10 Nhược điểm là lực phanh sinh ra bị hạn chế phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp của người lái nên lực phanh sinh ra không lớn. Vì vậy hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thường được sử dụng trên ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.