Tải bản đầy đủ

Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe tải 3 tấn

GVHD : Đỗ Thành Phương

SVTH: Nguyễn Anh Tiến
MỤC LỤC

2.2 Xác định mômen phanh mà cơ cấu phanh có thể sinh ra:
…………………….32...........................................................................................2
2.3 Hiện tượng tự siết:
……………………………………………………………….40...........................3
2.4 Xác định các kích thước má phanh:
……………………………………………...42.....................................................3
2.5 Tính bền một số chi tiết trong hệ thống:
…………………………………………..45..........................................................3
2.6 Thiết kế tính toán dẫn động:
………………………………………………………48........................................3
Chương III: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM 3D SOLIDWORKS ĐỂ THIẾT KẾ
VÀ MÔ PHỎNG CƠ CẤU
PHANH……………………………………………................52..........................3
3.1 Tổng quan về phần mềm Solid works:
…………………………………………….52.......................................................3
3.2. Mô hình hóa kết cấu phanh:

…………………………………………………….53...........................................4
3.3 Mô phỏng lắp ghép kết cấu phanh:…………………………………………
57............................................................................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................5
Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH.........................................6
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu:.....................................................................6
1.2 Kết cấu hệ thống phanh:...............................................................................7
1.3 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống phanh:.........................................27
2.1 Xác định mômen phanh cần sinh ra ở cơ cấu phanh:...............................29
1


GVHD : Đỗ Thành Phương

SVTH: Nguyễn Anh Tiến

2.2 Xác định mômen phanh mà cơ cấu phanh có thể sinh ra:.......................33
2.3 Hiện tượng tự siết:........................................................................................41
2.4 Xác định các kích thước má phanh:...........................................................43
2.5 Tính bền một số chi tiết trong hệ thống:....................................................45
2.6 Thiết kế tính toán dẫn động:.......................................................................49
Chương III: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM 3D SOLIDWORKS ĐỂ THIẾT KẾ
VÀ MÔ PHỎNG CƠ CẤU PHANH.................................................................52
3.1 Tổng quan về phần mềm Solid works:.......................................................52
3.2. Mô hình hóa kết cấu phanh:.......................................................................54
3.3 Mô phỏng lắp ghép kết cấu phanh:............................................................58
KẾT LUẬN..........................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................61
1.4: Nội dung và phương pháp nghiên cứu :………………………………………..27
Chương II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU PHANH………………………….28
2.1 Xác định mômen phanh cần sinh ra ở cơ cấu phanh:…………………………28
2.1.1 Đối với cơ cấu phanh trước:…………………………………………………….31
2.1.2 Đối với cơ cấu phanh sau:………………………………………………………31
2.2 Xác định mômen phanh mà cơ cấu phanh có thể sinh ra:…………………….32
2.2.1 Các lực và mômen tác dụng lên cơ cấu phanh guốc:………………………….. 32
2.2.2 Các thông số cơ bản của cơ cấu phanh guốc:…………………………………....32
2.2.3 Xác định góc ( δ ), bán kính (ρ) và điểm đặt lực (ro) của lực R:……………...... 33

2



GVHD : Đỗ Thành Phương

SVTH: Nguyễn Anh Tiến

2.2.4 Xác định các lực tác dụng dựa trên họa đồ lực phanh:………………………...36
2.3 Hiện tượng tự siết:……………………………………………………………….40
2.3.1 Quan hệ giữa lực P và momen phanh Mp:……………………………………...40
2.3.2 Kiểm tra hiện tượng tự siết:…………………………………………………… .41
2.3.2.1 Đối với guốc trước: …………………………………………………………...41
2.3.2.2 Đối với guốc sau:……………………………………………………………....41
2.4 Xác định các kích thước má phanh:……………………………………………...42
2.4.1 Tỷ số p:……………………………………………………………………………42
2.4.2 Công ma sát riêng:………………………………………………………………..42
2.4.3 Áp suất lên bề mặt má phanh:…………………………………………………....43
2.4.4 Tính toán nhiệt thoát ra trong quá trình phanh:……………………………….....43
2.5 Tính bền một số chi tiết trong hệ thống:…………………………………………..45
2.5.1 Tính bền trống phanh:……………………………………………………………...45
2.5.2 Tính bền chốt phanh:……………………………………………………………...46
2.5.3 Tính bền lò xo hồi vị:……………………………………………………………..47
2.6 Thiết kế tính toán dẫn động:………………………………………………………48
2.6.1 Thiết kế tính toán máy nén khí:…………………………………………………..48
2.6.2 Thiết kế tính toán van phân phối:………………………………………………...49
Chương III: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM 3D SOLIDWORKS ĐỂ THIẾT KẾ VÀ MÔ
PHỎNG CƠ CẤU PHANH……………………………………………................52
3.1 Tổng quan về phần mềm Solid works:…………………………………………….52

3


GVHD : Đỗ Thành Phương

SVTH: Nguyễn Anh Tiến

3.2. Mô hình hóa kết cấu phanh:…………………………………………………….53
3.3 Mô phỏng lắp ghép kết cấu phanh:…………………………………………57
KẾT LUẬN ...........................................................................................................60
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................61

4


GVHD : Đỗ Thành Phương

SVTH: Nguyễn Anh Tiến

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành ôtô Việt Nam hiện nay đang trên đà phát triển mạnh mẽ, nhà nước cũng
chú trọng đầu tư và phát triển để đưa trình độ khoa học kỹ thuật của nước ta tiến lên
phát triển cùng thế giới, các trường đại học cũng chú trọng đầu tư nâng cấp tạo điều
kiện tốt nhất cho sinh viên học tập và nghiên cứu.
Là một kỹ sư tương lai ngành ôtô, phải nắm bắt được chắc chắn quy trình làm
việc, thiết kế tính toán ra sản phẩm của ôtô.
Trong ôtô hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất đòi hỏi
phải tính toán thiết kế thật cẩn thận, tỉ mỉ vì liên quan trực tiếp đến an toàn của người
điều khiển, đòi hỏi yêu cầu về quãng đường phanh, gia tốc phanh, độ êm dịu, thời gian
phanh hợp lý và ngày càng phải hoàn thiện hơn để phù hợp với yêu cầu giảm tốc độ,
dừng xe với những loại xe ngày càng đạt ưu thế về vận tốc.
Xe tải ngày nay có rất nhiều loại, rất tiện dụng, khả năng chuyên chở cũng tăng
lên rất nhiều cùng với thẩm mỹ cũng được chú trọng, trong đó hệ thống phanh là một
trong những hệ thống quan trọng nhất, phải đảm bảo độ ổn định để tránh những tai nạn
thảm khốc nhất, nên em đã chọn làm đề tài nghiên cứu thiết kế hệ thống phanh làm đề
tài cho đồ án tốt nghiệp. Đề tài có tên là :
“ Tính toán thiết kế hệ thống phanh xe tải 3 tấn”.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Thành Phương, em đã hoàn thành đồ án
của mình. Mặc dù vậy trong khuôn khổ thời gian hạn chế, kinh nghiệm thực tế và kiến
thức còn hạn hẹp, em kính mong các thầy góp ý, chỉ bảo thêm.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội ngày …/…/2016
Sinh viên

Nguyễn Anh Tiến

5


Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH
1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu:
1.1.1 Công dụng:
- Hệ thống phanh có nhiệm vụ giảm tốc độ chuyển động, dừng hẳn ôtô hoặc giữ ôtô đứng
yên trên một độ dốc nhất định. Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng
cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển
động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền ra môi trường
xung quanh.
Hệ thống phanh trên ôtô gồm có các bộ phận chính:
Cơ cấu phanh: Được bố trí gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát
nhằm tạo ra momen hãm trên các bánh xe của ôtô 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. Dẫn động
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.
1.1.2 Phân loại:
1.1.2.1 Theo mục đích sử dụng:
- Phanh chính.
- Phanh dừng.
- Phanh dự phòng.
- Phanh rà hay chậm dần (Phanh động cơ, thủy lực, hay điện từ sử dụng cho các xe tải cỡ
lớn hoặc thường xuyên làm việc trên các dốc dài).
1.1.2.2 Theo các bộ phận cơ bản của hệ thống:
- Theo cơ cấu phanh:
Phanh guốc.
Phanh đĩa.
Phanh đai.


- Theo dẫn động phanh:
Dẫn động khí nén.
Dẫn động thủy lực.
Dẫn động thủy khí.
Dẫn động cơ khí.
Dẫn động điện.
1.1.3. Các yêu cầu đối với hệ thống phanh:
- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh
ngắn nhất, khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm.
- Điều khiển nhẹ nhàng và thuận lợi: Lực tác dụng lên bàn đạp hay cần kéo điều khiển
phù hợp với khả năng thực hiện liên tục của con người.
- Phanh êm dịu và đảm bảo ổn định của ôtô khi phanh.
- Dẫn động phanh phải có độ nhạy cao, đảm bảo mối tương quan giữa lực bàn đạp với sự
phanh của ôtô trong quá trình thực hiện phanh.
- Phân bố momen phanh hợp lý để tận dụng tối đa trọng lượng bám tại các bánh xe và
không xảy ra hiện tượng trượt lết bánh xe khi phanh với các cường độ lực bàn đạp
khác nhau.
- Không có hiện tượng tự siết.
- Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt, duy trì ổn định hệ số ma sát trong cơ cấu phanh trong mọi
điều kiện sử dụng.
- Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng.
- Lực bám trên các bánh xe tỷ lệ thuận với lực điều khiển bàn đạp.
- Có khả năng giữ ô tô trên dốc trong một thời gian dài.
- Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống trong khi thực hiện phanh trong mọi trường hợp sử
dụng kể cả khi một phần dẫn động điều khiển có hư hỏng.
1.2 Kết cấu hệ thống phanh:
1.2.1 Các hệ thống phanh trên ôtô:
- Trên ôtô thường có các hệ thống phanh: Phanh chính, phanh dừng và phanh dự phòng.


- Phanh chính: Là một hệ thống hoàn chỉnh, độc lập với các hệ thống phanh khác. Có
nhiệm vụ giảm tốc độ hoặc dừng hẳn ô tô đang chuyển động khi cần thiết. Được điều
khiển bằng chân và thường được dẫn động bằng khí nén hoặc thủy lực.
- Phanh dừng có nhiệm vụ giữ cho ô tô ở trạng thái dừng trong thời gian dài, có khả năng
giữ ôtô đỗ được trên độ dốc nhất định. Được dẫn động bằng cơ khí, điều khiển bằng
tay.
- Phanh dự phòng: Nhiệm vụ thay thế tạm thời cho phanh khi hệ thống này bị sự cố trên
đường. Có thể dùng chung hệ thống với phanh dừng.
- Ngoài ra trên một số loại ôtô thường có bố trí hệ thống phanh bổ trợ, có tác dụng giảm
tốc độ ôtô ở các dốc dài mà không phải sử dụng tới phanh chính hoặc các phanh khác.
Hệ thống phanh này có thể là phanh thủy lực, bố trí ở trục thứ cấp của hộp số hoặc
phanh bằng động cơ với một van điều khiển đặt trên đường xả khí của động cơ.
1.2.2 Cơ cấu phanh:
Cơ cấu phanh ôtô chủ yếu có hai dạng: Phanh tang trống và phanh đĩa.
- Phanh tang trống: Chủ yếu trên xe ôtô có tải trọng lớn (xe tải, xe khách và một số loại
ôtô con).
- Phanh đĩa dùng nhiều trên ôtô con, trong đó chủ yếu là cơ cấu phanh trước
1.2.2.1 Cơ cấu phanh tang trống:
a. Đối với dẫn động phanh thủy lực:
- Hình 1.1 là cơ cấu phanh tang trống dẫn động thủy lực, đạp bàn đạp phanh sẽ đẩy dầu từ
xilanh phanh chính qua các đường ống tuyô dầu tới xi lanh phanh bánh xe, dầu sẽ tác
dụng và hai đầu piston của xilanh phanh chính đẩy đầu guốc phanh vào tỳ vào trống
phanh thực hiện sự phanh.
- Sau khi nhả bàn đạp phanh, dưới tác dụng của các lò xo hồi vị kéo guốc phanh về vị trí
ban đầu khi chưa phanh, đưa hệ trở về vị trí cân bằng.


Hình

1.1: Cơ cấu

phanh

tang trống

dẫn

động thủy
lực.

1.

Guốc siết

2.

Xi lanh
phanh
bánh xe

3.

Mâm phanh

4. Lò xo hồi

vị

5. Guốc nhả
6. Má của guốc nhả
8. Má của guốc siết
- Phụ thuộc chiều quay của bánh xe mà phân loại guốc siết và guốc nhả trong cùng 1 bánh
xe, guốc siết có bề mặt tiếp xúc lớn hơn do chịu tác dụng của momen lớn nên thường
làm dài hơn guốc nhả, khi bảo dưỡng cần chú ý lắp vào đúng chỗ tránh nhầm lẫn.
- Sau một thời gian làm việc, má phanh bị mòn dẫn đến tăng khe hở giữa tang trống và má
phanh, tăng hành trình bàn đạp phanh, giảm hiệu quả phanh hay phanh không “ăn”, ta
cần tiến hành giảm khe hở giữa má phanh và tang trống. Có thể xoay cam lệch tâm
(mặt cắt A-A) hoặc xoay phớt lệch tâm (mặt cắt C-C) để đẩy guốc phanh gần vào trống
phanh hơn.


b. Đối với dẫn động phanh khí nén:

Hình 1.2: Cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí nén.
1. Guốc phanh
2. Lò xo hồi vị guốc phanh
3. Bầu phanh
6. Cam quay
- Hình 1.2 trình bày về cơ cấu phanh đối xứng qua trục dẫn động khí nén, khi đạp bàn đạp
phanh, mở van khí nén cấp cho cơ cấu phanh ở các bầu khí nén, tác dụng vào màng ở
bầu khí nén 3. Tác dụng vào đòn quay đứng làm xoay cam 6 tỳ vào đầu của 2 guốc
phanh thực hiện sự phanh.
- Khi má phanh bị mòn điều chỉnh bulông điều chỉnh vị trí tương đối của màng so với
xilanh khí.
- Khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh phải được điều chỉnh thường xuyên trong
quá trình sử dụng. Các cơ cấu điều chỉnh sử dụng hiện nay rất phong phú, trong đó có
các phương pháp điều chỉnh tự động.


Hình 1.3: Cơ cấu phanh xe Toyota innova.
1. Cơ cấu tự điều chỉnh khe hở
2,3. Lẫy gạt
4. Vành răng
- Trên hình 1.3 là phanh sau của xe Toyota Innova cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má
phanh và tang trống thực hiện nhờ đòn chống hai guốc phanh đòn chống 1 gồm 3
phần: Hai đầu đòn chống và thân đòn có ren, vành răng số 4, lẫy gạt 2, 3. Mỗi lần kéo
phanh tay hoặc phanh chân, lẫy gạt sẽ bị xoay đi một góc, đầu 2 của lẫy gạt nhấc khỏi
vị trí tiếp xúc với vành răng 4 và trở về vị trí ban đầu nếu khe hở vẫn nằm trong giới


hạn, nếu khe hở giữa má phanh và guốc phanh lớn quá thì hành trình di chuyển của
đầu lẫy gạt sẽ lớn lên và di chuyển lên tỳ vào răng bên cạnh của vành răng làm xoay
vành răng đi đẩy 2 guốc phanh tiến gần tang trống hơn.
c. Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh tang trống:
- Tang trống phanh:

Tang trống là chi tiết
bánh xe, chịu lực ép

Hình 1.4: Tang trống trên ôtô con

phanh từ trong ra, bởi

luôn quay cùng
của

các

guốc

vậy

tang

trống

phải có bề mặt ma sát với má phanh, độ bền cao, ít biến dạng, cân bằng tốt, dễ truyền
nhiệt.
Vật liệu chế tạo tang trống thường là gang, trên ôtô con có thể được chế tạo từ hai loại
vật liệu cơ bản: Hợp kim nhôm với ống lót gang (hình 1.4 c).


Tang trống có chiều dày
trong hình trụ tròn xoay

Hình 1.5: Tang trống trên ô
tô tải 3 tấn

khá lớn, bề mặt bên
có độ bóng đảm bảo

khả năng tạo ma sát cao. Liên kết với moay ơ nhờ các bulông ghép chắc hoặc vít định
vị đồng tâm với trục quay bánh xe. Trên hình 1.5 là tang trống của cơ cấu phanh trước
xe tải 3 tấn.
Guốc phanh và má phanh:
Má phanh được chế tạo từ vật liệu chịu mài mòn, có hệ số ma sát ổn định trước sự
biến động nhiệt độ má phanh, hệ số ma sát giữa má phanh với gang có thể đạt 0,4.
Trên ôtô tải guốc phanh liên kết với má phanh bằng đinh tán hợp kim nhôm mềm (hình
1.6 a,b). Đinh tán cần nằm sâu cách xa bề mặt ma sát của má phanh. Khi má phanh bị
mòn, đinh tán không được cọ sát vào bề mặt trụ của tang trống.
Trên ôtô con má phanh được dán với guốc phanh bằng keo dính đặc biệt, có khả năng
bám chắc trên bề mặt guốc phanh khi chịu lực (hình 1.6 c).


Hình 1.6: Các kết cấu guốc và má phanh
a. Guốc hàn, má phanh tán
b. Guốc đúc, đinh tán đặc
c. Guốc hàn má phanh tán

Guốc phanh đúc được chế tạo cho cơ cấu phanh ôtô tải vừa và lớn. Cấu trúc tiết diện
thường gặp là dạng chữ T.Các guốc phanh yêu cầu độ cứng vững cao có tiết diện chữ π.
Guốc phanh hàn chế tạo từ thép lá dài từ 3 – 5 mm, có cấu trúc gồm: Bề mặt cong tròn
và xương tăng cứng. Thường dùng trên ôtô con.
- Cam quay:
Cam quay nằm trong cơ cấu phanh tang trống
với dẫn động phanh khí nén. Khi phanh, áp lực
khí nén nhờ bầu phanh đẩy cam quay, guốc phanh
dịch chuyển, thực hiện quá trình phanh tang
trống.
Hình 1.7 và 1.8, trình bày về các loại cam quay
acsimet và cycloit là các loại cam thông dụng
dùng cho cơ cấu phanh tang trống dẫn động khí
nén.

Hình 1.7: Cam acsimet


Khi cam tựa lên guốc, với hai lực tác dụng P, cách nhau một khoảng 2d bằng đường
kính vòng tròn cơ sở của biên dạng cam, ta đi so sánh hai loại cam này.
- Biên dạng cam acsimet chế tạo đơn giản hơn, nhưng khoảng cách 2d lớn và ảnh hưởng
tới hiệu quả sinh ra momen phanh của cơ cấu phanh khác nhau nhiều.
- Cam cycloit cho phép khoảng 2d nhỏ hơn nên được dùng phổ biến, nhưng việc chế tạo
biên dạng cam phức tạp hơn.

1.2.2.2 Cơ cấu phanh đĩa:
- Các loại xe tải ít dùng Hình 1.8: Cam cycloit

phanh đĩa nhất là loại xe tải

3 tấn vì tuy độ an toàn tin cậy cao hơn, giảm được mômen phanh nhưng do là loại xe
tải chuyên hoạt động trong những vùng địa hình bụi bặm mà loại phanh đĩa thì khả
năng bao kín che bụi là rất kém, khi hoạt động bùn đất bám vào làm bó kẹt làm mất
hiệu quả phanh và một lý do nữa là giá thành sản phẩm sẽ rất đắt đỏ.
- Ban đầu trong xilanh 3 luôn chứa dầu, piston ép tỳ vào má phanh, bộ phận đảm nhận
nhiệm vụ tạo khe hở giữa má và đĩa phanh là phớt hồi vị (hình 1.10), cơ cấu định vị
giúp má phanh chỉ có thể chuyển động dọc trục.


Hình 1.9: Hình dạng phanh đĩa và cơ cấu hồi vị piston

Hình 1.10: Sơ đồ cơ cấu phanh đĩa
1. Đĩa phanh
2. Má phanh
3. Xilanh
4. Piston
5. Giá cố định
- Đĩa phanh 1 nối với trục quay, khi phanh bàn đạp tác dụng đẩy dầu đi qua các đường
ống, tăng áp suất pi tác dụng đẩy piston 4 ép vào má phanh 2, ép má phanh vào đĩa


phanh, khi nhả bàn đạp phanh thì dưới tác dụng của phớt hồi vị kéo piston trở về vị trí
ban đầu, ban đầu ta cắt vát phớt đi, khi phanh piston di chuyển làm biến dạng phớt, nên
phớt có xu hướng trở lại vị trí ban đầu, khe hở giữa má phanh và đĩa phanh đúng bằng
sự biến dạng của phớt.
1.2.3 Dẫn động phanh:
1.2.3.1 Dẫn động phanh chính bằng cơ khí:

Hình 1.11: Cơ cấu dẫn động cơ khí bằng dây cáp.
1. Tay phanh
2. Thanh dẫn
3. Con lăn dây cáp
4. Dây cáp
5. Trục
6. Thanh kéo
7. Thanh cân bằng
8. Dây cáp dẫn động phanh
9. Dây cáp dẫn động phanh
10. Giá
11. Mâm phanh


12. Xilanh phanh bánh xe
13. Mâm phanh
- Cơ cấu dẫn động phanh bằng cơ khí có ưu điểm là kết cấu đơn giản, dễ bố trí nhưng
không tạo được momen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, cần phải sử
dụng lực lớn để tạo ra momen phanh lớn gây mệt mỏi và mất quá nhiều sức lực của
người sử dụng, nên hệ thống này thường chỉ được sử dụng ở hệ thống phanh dừng
(phanh tay).
1.2.3.2 Dẫn động thủy lực:
a. Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.
Luôn đảm bảo phanh đồng thời tất cả các bánh xe vì áp suất trong hệ thống chỉ tăng
khi tất cả các má phanh đã được ép vào tang trống.
Hiệu suất cao.
Kích thước đơn giản, nhỏ và giá thành thấp.
Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.
- Nhược điểm:
Yêu cầu về độ kín khít cao, khi có 1 chỗ nào đó bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động không
làm việc được.
Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên cần phải bố trí thêm các cơ cấu trợ lực
làm cho hệ thống thêm phức tạp.
Sự dao động của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động ảnh hưởng
đến hiệu quả phanh.
Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp.
b. Các loại phân phối dòng dẫn động:
- Truyền động một dòng: Sử dụng rộng rãi trên ôtô trước đây vì kết cấu đơn giản.
- Truyền động nhiều dòng: Mục đích để tăng hiệu quả phanh, độ tin cậy, phân phối nhiều
dòng độc lập với chung một bộ phận điều khiển là bàn đạp phanh, trong trường hợp
một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng khác vẫn làm việc đảm bảo phanh được.


Hình 1.12: Sơ đồ các loại phân phối dòng dẫn động
- Ở hình 1.12, mỗi sơ đồ có ưu nhược điểm riêng cho nên chọn sơ đồ phân dòng phải dựa
vào các yếu tố:
Mức độ giảm hiệu quả phanh khi một dòng bị hỏng.
Mức độ bất đối xứng lực phanh cho phép.
Mức độ phức tạp của dòng dẫn động.
- Sơ đồ a phổ biến và đơn giản nhất, đảm bảo khi phanh xe không bị xoay xe.
- Sơ đồ b bố trí kiểu X, khi bị hỏng một nhánh thì lực phanh bố trí tại các bánh xe không
đều và dễ gây xoay xe.
- Sơ đồ c và d hoàn thiện nhất nhưng phức tạp hơn, dùng hai dòng độc lập, một trong hai
dòng có sự cố thì dòng còn lại phải đảm bảo được hiệu quả phanh nhất định.
- Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực hai dòng độc lập (hình 1.13):
Sơ đồ hình 1.13 sử dụng xilanh chính có hai khoang công tác riêng biệt thể hiện trên
hình vẽ, dòng thứ nhất bắt đầu từ khoang sau của xilanh chính 3 theo đường ống 4 tới
các xilanh công tác 5 để điều khiển các cơ cấu phanh đĩa của các bánh xe cầu trước 6,
dòng thứ hai đi từ khoang trước của xilanh chính theo đường ống 7 qua bộ điều hòa
lực phanh 8 tới các xilanh công tác 9 điều khiển các cơ cấu phanh guốc của bánh xe
cầu sau.


6

5

4

3

2

1

9

10

7
8
Hình 1.13: Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh bằng thủy lực hai dòng độc lập.
1. Bàn đạp phanh
2. Trợ lực chân không
3. Xilanh phanh chính
4. Đường ống thủy lực
5. Cơ cấu phanh đĩa
8. Điều hòa lực phanh

9. Xilanh thủy lực

10. Guốc phanh

Dẫn động phanh hoạt động theo nguyên lý thủy tĩnh: Xilanh chính tiếp nhận và biến
đổi lực điều khiển của người lái thành áp suất chất lỏng truyền tới các xilanh công tác
tại bánh xe, toàn bộ lực điều khiển của người lái biến đổi thành năng lượng để phanh
ôtô, như vậy nếu yêu cầu về lực phanh lớn thì người lái sẽ không đáp ứng được hoặc
chóng mệt mỏi. Vì vậy dẫn động thủy lực chỉ sử dụng trên các ôtô con hoặc ôtô tải
nhỏ, nên nếu muốn giảm nhẹ lực điều khiển của người lái thì thường bố trí bộ phận trợ
lực bằng chân không 2.
- Sơ đồ xilanh chính hai buồng (hình 1.14).
Khi đạp phanh, bàn đạp phanh tác dụng vào piston sơ cấp 4 di chuyển sang trái cho
đến khi che lỗ bù dầu 3, khoang I kín, áp suất tại khoang I tăng, dầu được đẩy đến các
xilanh phanh bánh xe, piston 4 tiếp tục di chuyển cho đến khi thắng được lực cản của


lò xo 8 đẩy piston giữa dịch chuyển sang trái đóng van bù dầu 14 làm piston thứ cấp
11 dịch chuyển sang trái làm áp suất của khoang II tăng lên, dầu được cấp đến các
xilanh phanh bánh xe.
Trường hợp mất áp suất ở buồng I thì piston 4 cứ dịch chuyển mà không có áp suất
dầu tới các xilanh bánh xe, đến khi lò xo bị nén hết cỡ, piston 9 di chuyển theo piston 4
đẩy piston 11 di chuyển tăng áp suất khoang II cấp dầu đi phanh.

Hình 1.14: Sơ đồ xilanh chính 2 buồng.
1. Công tắc điện

2. Phao mức dầu

3. Lỗ bù dầu

4. Piston sơ cấp

5. Phớt chắn bụi

6,10,17. Phớt làm kín

7. Phớt hồi dầu

8,16. Lò xo

9. Piston giữa

11. Piston thứ cấp

12. Chốt chặn

13. Chốt

14. Van bù dầu

15.Thân xilanh

Nếu áp suất ở khoang II mất cũng tương tự piston 11 cứ di chuyển nén lò xo 16 hết cỡ
rồi mới tăng áp khoang I thực hiện sự phanh. Piston xilanh chính được làm bởi hợp
kim nhôm, bề mặt xilanh và piston được mài bóng.
- Sơ đồ bộ trợ lực chân không (hình 1.115):
Bộ trợ lực chân không có tác dụng giảm lực điều khiển của người lái nhưng hiệu quả
phanh vẫn cao.
Khoang A nối với họng hút của động cơ bởi van 1 chiều, luôn giữ áp suất chân không,
còn khoang B ban đầu khi chưa phanh thì nối thông với khoang A bởi van không khí
nên cũng có áp suất chân không nên màng cao su cân bằng với lực đẩy của các lò xo.


Hình 1.15: Sơ đồ bộ trợ lực chân không.
Khi đạp phanh cần điều khiển van sẽ mở van mở thông khoang B với không khí và
đóng đường nối thông khoang A với khoang B, nên tạo chênh áp suất giữa 2 khoang,
khoang B có áp suất khí quyển, khoang A có áp suất chân không nên tạo lực hỗ trợ
cùng với lực của người lái đẩy lò xo màng, đẩy ti đẩy về bên trái thực hiện phanh.
Khi nhả phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị, đưa cơ cấu trở về vị trí cân bằng, van
không khí đóng đường nối khoang B với không khí, mở thông khoang A với khoang
B, màng trở về vị trí cân bằng với lực đẩy của các lò xo.
Khi đạp phanh mà giữ bàn đạp phanh cố định ở một vị trí nào đó thì dưới phản lực của
lò xo màng đẩy màng về phía bên phải đóng khoang B với khí quyển, nhưng không
mở thông khoang A với khoang B nên cơ cấu giữ ở vị trí cân bằng ở vị trí ấy, cơ cấu
mang tính chép hình.
- Bơm chân không:
Các thông số kỹ thuật:
- Thể tích công tác: 110 (cm3/vg).
- Số vòng quay lớn nhất cho phép: 7200 (vg/ph).


Bơm chân không tạo được thể tích bình chứa chân không: 22 lít.
- Áp suất dầu: 4,5 (kg/cm2).

Hình 1.16: Sơ đồ bơm chân không.
1.

Ốc hãm

2.

Chốt thẳng

3.

Tấm chặn sau

4.

Vòng đệm

5.

Cánh bơm

6.

Rô to quay

7.

Vỏ bơm (Stato)

8.

Vòng chặn dầu

9.

Cụm nối với van kiểm tra

10.

Ống dẫn

11. Trục dẫn động
A. Lỗ dầu vào bôi trơn

B. Cừa hút khí từ bầu chân không

C. Cửa xả khí và dầu.

Bơm gồm phần quay roto và phần đứng yên stato, khi bơm quay các cánh quạt thực
hiện vừa chuyển động tịnh tiến ở rãnh vừa chuyển động quay, các cánh bơm đi qua cửa
hút thì thể tích khí giảm dần, áp suất tăng dần, khí được hút vào từ cửa B qua các


khoang của bơm và được đẩy ra ngoài ở cửa C, bơm chân không thực hiện 2 chu trình
hút và đẩy khí ra ngoài.
1.2.3.3 Dẫn động khí nén:
a. Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.
Khi có rò rỉ, hệ thống vẫn làm việc được (tuy hiệu quả giảm) độ an toàn cao hơn dẫn
động thủy lực.
Dễ phối hợp dẫn động với các loại phanh khí nén khác nhau như phanh rơ mooc,
đóng cửa xe, hệ thống treo khí nén.
Dễ cơ khí hóa, tự động hóa trong quá trình điều khiển.
- Nhược điểm:
Độ nhạy thấp, độ nhạy kém (thời gian chậm tác dụng lớn).
Do có rò rỉ trong hệ thống nên áp suất của khí nén thấp hơn của chất lỏng trong dẫn
động thủy lực 10 - 15 lần, do đó kích thước cồng kềnh, các chi tiết rất to, khối lượng
dẫn động lớn.
- Sơ đồ cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén cơ bản (hình 1.17) bao gồm các phần
chính: Nguồn cung cấp khí nén, van phân phối khí, bầu phanh và đường ống dẫn khí.
Phần cung cấp khí nén có chức năng chính là hút không khí từ ngoài khí quyển, nén
không khí tới áp suất cần thiết (0,7 – 0,9MPa), đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng cho hệ
thống phanh khí nén làm việc. Độ bền và độ tin cậy của dẫn động phanh khí nén phụ
thuộc vào chất lượng khí nén, do vậy khí nén phải đảm bảo khô, sạch, có áp suất ở
mức an toàn khi làm việc.


Hình 1.17: Sơ đồ cấu tạo dẫn động phanh khí nén cơ bản.
a) Nguồn cung cấp: 1. Máy nén khí ; 2. Bộ điều chỉnh áp suất ; 3: Bộ lọc nước, làm
khô khí ; 4. Cụm van chia và bảo vệ ; 5. Bình chứa khí nén mạch I ; 6. Bình chứa khí
nén mạch II
b) Cụm điều khiển: 7. Van phân phối hai dòng
c) Cơ cấu chấp hành: 8. Bầu phanh và cơ cấu phanh trước ; 9. Bầu phanh và cơ cấu
phanh sau
d) Các đường ống dẫn khí
Phần dẫn động khí nén được chia dòng độc lập sau máy nén khí nhờ cụm van chia và
bảo vệ 4. Sau khi quá trình làm việc xảy ra, khí nén sau làm việc bị thải ra khí quyển
do vậy các bình chứa dự trữ khí nén 5, 6 yêu cầu phải có thể tích lớn, giúp cho hệ
thống cung cấp làm việc ổn định lâu dài.
Van phân phối: Là cơ cấu gắn liền với bàn đạp để điều khiển (cụm điều khiển) đóng
mở các dòng khí nén từ các bình chứa đến bầu phanh bánh xe khi phanh và thải khí
trong các bầu phanh khi nhả phanh. Ngoài ra van phân phối cũng là cơ cấu tạo cảm
giác, giúp người lái nhận biết mức độ làm việc của cơ cấu phanh.
Bầu phanh: Thực chất là một bộ xilanh piston khí nén, đóng vai trò cơ cấu chấp hành
của hệ thống điều khiển. Bầu phanh có nhiệm vụ chuyển áp suất khí nén thành lực cơ
học qua cần đẩy có tác dụng làm xoay cam ép tang trống vào guốc phanh để thực hiện


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×