ĐỒ ÁN KHẢO SÁT VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH ÔTÔ BUS THACO KINGLONG KB120SE

Mã đồ án OTTN000000039
Đánh giá: 5.0
Mô tả đồ án

     Đồ án có dung lượng 350MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ tuyến hình xe KB120SE, bản vẽ bầu phanh, bản vẽ cơ cấu phanh trước, bản vẽ cơ cấu phanh sau, bản vẻ cụm chi tiết, bản vẽ đặc tính phanh, bản vẻ sơ đồ hệ thống phanh, bản vẽ tổng phanh, bản vẽ các sơ đồ cơ cấu phanh, bản vẽ nguyên lý hoạt động của phanh ABS…); file word (Bản thuyết minh, bản trình chiếu Powerpoint…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án, các video mô phỏng........... KHẢO SÁT VÀ KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH  ÔTÔ BUS THACO KINGLONG KB120SE

Giá: 850,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC LỤC.....1

LỜI NÓI ĐẦU.. 3

1. Mục đích ý nghĩa đề tài. 4

2. Giới thiệu chung về hệ thống phanh. 5

2.1.Công dụng, yêu cầu và phân loại. 5

2.1.1. Công dụng. 5

2.1.2.Yêu cầu. 5

2.1.3. Phân loại. 11

2.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh. 12

2.2.1. Cơ cấu phanh. 12

2.2.2. Dẫn động phanh. 19

2.2.3. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ. 30

3. Tổng thể về ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE. 31

3.1. Sơ đồ tổng thể về ôtô THACO KINGLONG KB120SE. 31

3.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản. 31

4. Hệ thống phanh trang bị ABS trên ôtô THACO KINGLONG KB120SE. 33

4.1. Sơ lược về ABS. 33

4.1.1. Đặt vấn đề. 33

4.1.2. Công dụng, yêu cầu ABS. 34

4.1.3. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS. 36

4.2. Hệ thống phanh trên ôtô KB120SE. 41

4.2.1. Sơ đồ nguyên lý. 41

4.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô KB120SE. 42

4.3. Kết cấu các cụm chi tiết chính. 45

4.3.1. Cơ cấu phanh. 45

4.3.2. Bầu phanh. 48

4.3.3. Dần động phanh. 50

5. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh khí nén trên ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE. 53

5.1. Xác định momen phanh yêu cầu. 53

5.1.1. Số liệu đã biết. 53

5.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm a, b. 54

5.1.3. Xác định momen phanh theo yêu cầu. 55

5.2. Xác định momen phanh mà cơ cấu phanh sinh ra. 59

5.2.1.Các số liệu cơ bản. 59

5.2.2. Xác định momen phanh do cầu trước sinh ra. 59

5.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra. 63

5.3. Xác định áp suất phanh. 64

5.4. Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS. 67

5.4.1. Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám ,gia tốc góc với hệ số trượt. 67

5.4.2. Đối với cầu trước. 70

5.4.3. Đối với cầu sau. 71

5.5. Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh. 72

5.5.1. Kiểm tra điều kiện tự  siết. 72

5.5.2. Tính công ma sát riêng. 73

5.6. Tính toán các chỉ tiêu phanh. 73

5.6.1. Gia tốc chậm dần khi phanh. 74

5.6.2. Thời gian phanh. 74

5.6.3. Quãng đường phanh. 75

5.7. Kiểm tra phần cung cấp khí nén. 76

6. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh khí nén trên ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE. 78

6.1. Khí nén không tiếp được hoặc tiếp chậm vào các bình chứa của hệ thống khí nén. 78

6.2. Không tiếp được khí nén vào các bình chứa. 79

6.3. Các van của máy nén khí bị hở. 79

6.4. Bầu phanh không kín. 79

6.5. Phanh yếu. 79

6.6. Phanh bị ăn đột ngột (Phanh giật). 81

7. Kết luận. 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 82

LỜI NÓI ĐẦU

   Trong những năm gần đây, do nhu cầu xã hội ngày càng tăng cao, kéo theo mọi hoạt động trong đời sống xã hội đều phát triển theo xu hướng hiện đại hóa nên đòi hỏi phải có những phương tiện hiện đại phục vụ cho con người. Do đó song song với sự phát triển của mọi ngành nghề thì công nghệ ôtô cũng có sự thay đổi khá lớn. Ôtô dần dần đáp ứng đ ược về các mặt tiện nghi, kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường,… trong đó vấn đề an toàn được đặt lên hang đầu. Ôtô THACO KINGLONG KB120SE là ôtô bus hàng đầu Việt Nam hiện nay, phần nào đáp ứng đuợc những chỉ tiêu trên. Hệ thống phanh trên ôtô này khá hiện đại đem lại sự an toàn cho hành khách và hàng hoá.

   Từ vấn đề đó, với những kiến thức đã học và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn, em quyết định thực hiện đề tài: “Khảo sát, kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô BUS THACO KINGLONG KB120SE”.

   Trong quá trình thực hiện đề tài, do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong sự giúp đỡ, ý kiến đóng góp của quý thầy cùng tất cả các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

   Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy:………….., các thầy  trong bộ môn cùng các bạn đã giúp em hoàn thành đồ án này.

                                          ….., ngày ….. tháng ….. năm 20…..

                                      Sinh viên thực hiện

                                    …………………

1. Mục đích ý nghĩa đề tài.

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và kỹ thuật điện tử thì tất cả các hệ thống trên ô tô nói chung và hệ thống phanh nói riêng ngày được hoàn thiện hơn, chất lượng hơn và tối ưu hơn.

Hiện nay, với lượng xe tham gia giao thông rất lớn nên việc đảm bảo cho  ôtô chuyển động an toàn ở tốc độ cao là vô cùng cần thiết. Nó không chỉ đơn thuần an toàn cho ôtô mà còn cho cả ngưòi lái, hành khách, hàng hóa, môi trường xung quanh ôtô chuyển động và cả về mặt kinh tế. Vì thế, trên ôtô một trong những bộ phận có tính quyết định đến khả năng đó là hệ thống phanh.

Đối với sinh viên ngành cơ khí giao thông việc khảo sát, thiết kế, nghiên cứu về hệ thống phanh càng có ý nghĩa thiết thực hơn. Bên cạnh đó cần phải khẳng định một ý nghĩa tương đối trong thực tiễn, hiện tại, chẳng hạn như là: Giúp cho người thiết kế chế tạo định hướng trong sản xuất có một nhận thức cơ bản hơn để cải tạo. Giúp cho người cán bộ quản lý, cán bộ kỹ thuật trong việc quản lý có thể khai thác tối đa năng lực hoạt động của ô tô trong điều kiện làm việc cụ thể. Giúp cho người sử dung có sự am hiểu nhất định để vận hành ô tô, để tạo sự thuận lợi trong việc bảo dưỡng, bảo trì ô tô. Và đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật kịp thời nhanh chống phát hiện, tìm ra những hư hỏng cục bộ, nguyên nhân của hư hỏng và biện pháp khắc phục, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống phanh ô tô. Vì vậy em chọn đề tài: “Khảo sát kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô BUS THACO KINGLONG KB120SE”.

   THACO KINGLONG KB120SE là sản phẩm hợp tác giữa công ty SX & LR ô tô Chu Lai - Trường Hải và hãng KingLong, nó có nhiều sự nổi bật vượt trội so với các dòng xe bus thông thường, đang được sử dụng rộng rãi góp phần nâng cao thương hiệu của Trường Hải.

   Với đề tài Khảo sát, kiểm nghiệm hệ thống phanh ô tô THACO KINGLONG KB120SE sẽ giúp cho em hiểu rõ được kết cấu và nguyên lý của các bộ phận, cụm chi tiết, đến từng chi tiết cụ thể trong hệ thống phanh. Từ đó, em có thể xác định được kết quả các thông số kết cấu của hệ thống phanh thông qua từ phương pháp tính toán hệ thống phanh. Ðồng thời, được nghiên cứu sâu những vấn đề chưa thực sự ổn định, hiệu quả làm việc chưa cao của một số chi tiết, từ cơ sở cơ bản mà phân tích đề xuất khắc phục cải tiến phù hợp.

   Em hy vọng đề tài này như là một tài liệu chung nhất để giúp người sử dụng tự tìm hiểu kết cấu, nguyên lý làm việc, cũng như cách khắc phục các hỏng hóc nhằm sử dụng và bảo dưỡng hệ thống phanh một cách tốt nhất để đảm bảo an toàn cho người và tài sản.

2. Giới thiệu chung về hệ thống phanh.

2.1.Công dụng, yêu cầu và phân loại.

 2.1.1. Công dụng.

v    Hệ thống phanh ô tô được dùng để giảm tốc độ của ô tô máy kéo cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết nào đó, nghĩa là điều khiển tốc độ ô tô theo chiều giảm. Ngoài ra, hệ thống phanh còn có nhiệm vụ giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ trên các mặt dốc nghiêng hoặc trên các mặt đường ngang với thời gian không hạn chế. Với các máy kéo xích, hệ thống phanh còn phối hợp với bộ phận chuyển hướng, tham gia làm nhiệm vụ điều khiển và quay vòng máy kéo.

v    Ðối với ô tô, hệ thống phanh là hệ thống đặc biệt quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô - máy kéo chuyển động an toàn trong mọi chế độ làm việc và nhờ đó mới có thể phát huy hết khả năng động lực, nâng cao tốc độ và năng suất vận chuyển của xe.

2.1.2.Yêu cầu.

Hệ thống phanh chính cần đảm bảo các yêu cầu chính sau :

v  Ðảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô - máy kéo khi phanh.

v  Ðiều khiển nhẹ nhàng thuận tiện, lực cần thiết tác dụng trên bàn đạp hay đòn điều khiển phải nhỏ.

v  Giữ cho ô tô - máy kéo đứng yên khi cần thiết trong thời gian không hạn chế.

v    Làm việc bền vững, tin cậy.

v    Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm.

v    Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa.

v    Không có hiện tượng tự siết phanh khi bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng.

v    Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong mọi điều kiện sử dụng.

v    Có khả năng thoát nhiệt tốt.

v    Ðể có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ôtô - máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh, là :

¨     Phanh làm việc : Phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở tất cả mọi chế độ chuyển động, thường được điền khiển bằng bàn đạp nên còn gọi là phanh chân.

¨     Phanh dự trữ : Dùng để phanh ô tô - máy kéo trong trường hợp phanh chính bị hỏng.

¨     Phanh dừng : Còn gọi là phanh phụ. Dùng để giữ ô tô - máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc. Phanh này thường được điều khiển bằng tay nên gọi là phanh tay.

¨     Phanh chậm dần : Trên các ô tô tải trọng lớn như xe tải có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn, xe khách có trọng lượng toàn bô lớn hơn 5 tấn hoặc xe làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có phanh thứ tư là phanh chậm dần. Phanh chậm dần được dùng để phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô - máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc hoặc là để giảm dần tốc độ của ô tô - máy kéo trước khi dừng hẳn.

         Các loại phanh dùng trên có thể có bộ phận chung và kiểm nghiệm chức năng của nhau. Nhưng phải có ít nhất là hai bộ điều khiển và dẫn động độc lập.

Để có hiệu quả phanh cao:

v Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn.

v Phân phối mô men phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh. Muốn vậy, lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của đường tác dụng lên chúng.

v Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thuỷ lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng toàn bộ lớn.

         Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính là. Gia tốc chậm dần và quãng đường phanh. Ngoài ra cũng có thể dùng các chỉ tiêu khác như. Lực phanh hay thời gian phanh.

         Giá trị các yêu cầu này có thể tham khảo trong bảng 2-1, 2-2 và 2-3.

    Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội quy định riêng dựa vào nhiều yếu tố như. Nguồn gốc và chủng loại ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra....

        Bảng 2-1 : Tiêu chuẩn về hiệu quả phanh (của hệ thống phanh chính) cho phép ô tô lưu hành trên đường- Do Bộ giao thông Vận tải Việt Nam quy định năm 1995.

 

Stt

Chủng loại ô tô

Quãng đường phanh

 Sp [ m ] (£ )

Gia tốc chậm dần ổn định

Jp [ m/s ] ( ³ )

1

Ô tô du lịch và các loại ô tô khác thiết kế trên cơ sở ô tô du lịch

 

7,2

 

5,8

2

Ô tô vận tải trọng lượng toàn bộ £ 8 tấn và ô tô khách có chiều dài toàn bộ £ 7,5 m

 

9,5

 

5,0

3

Ô tô vận tải hoặc đoàn ô tô có trọng lượng toàn bộ > 8 tấn và ô tô khách có chiều dài toàn bộ > 7,5 m

 

11

 

4,2

Tiêu chuẩn trình bày ở bảng 2-1 trên được cho ứng với chế độ thử:

Ô tô không tải, chạy trên đường nhựa khô, nằm ngang.

Vận tốc bắt đầu phanh là 30 [ Km/h ] ( 8,33 [ m/s ] ).

Do yêu cầu về tốc độ ô tô ngày càng tăng, cho nên có xu hướng tăng vận tốc thử phanh để cho phép lưu hành trên đường. Tuy vậy thử phanh ở tốc độ cao là rất nguy hiểm, nhất là trong điều kiện chưa cho phép có những bãi thử chuyên dùng. Vì thế ở nước ta vẫn đang áp dụng tốc độ thử phanh là 30 [ Km/h ].

Số liệu cho ở bảng 2-1 chỉ sử dụng để kiểm tra phanh định kỳ nhằm cho phép ô tô lưu hành trên đường để đảm bảo an toàn chuyển động. Đối với các cơ sở nghiên cứu hay thiết kế chế tạo thì cần áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn.

Bảng 2-2 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh chính

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )

Stt

 

 

 

 

Chủng loại ô tô

 

 

 

Tốc độ trước khi phanh

Vo

[Km/h]

 

Lực tác dụng lên bàn đạp

P [ N ]

(£ )

Dạng thử

 

 

 

Quãng đường phanh

Sp  [ m ]

(£ )

Gia tốc chậm dần ổn định

Jp [ m/g ]

(³ )

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

1

Ô tô du lịch và Microbuys với số chỗ ngồi £ 8

 

80

 

500

O

I

II

43,2

54,0

57,5

7,0

5,4

5,0

2

Ô tô buýt > 8 chỗ ngồi và trọng lượng toàn bộ £ 5 tấn

 

60

 

700

O

I

II

25,8

32,3

34,3

7,0

5,3

4,9

3

Ô tô buýt với trọng lượng toàn bộ > 5 tấn

 

60

 

700

O

I

II

32,1

40,1

42,7

6,0

4,5

4,1

4

Ô tô tải với trọng lượng toàn bộ < 3,5 tấn

 

70

 

700

O

I

II

44,8

56,0

59,6

5,5

4,1

3,8

5

Ô tô tải với trọng lượng toàn bộ từ 3,5 tấn ¸ 12 tấn

 

50

 

700

O

I

II

25,0

31,3

33,3

5,5

4,0

3,7

6

Ô tô tải với trọng lượng > 12 tấn

 

40

 

700

O

I

II

17,2

21,5

22,9

5,5

4,0

3,6

 

7

Đoàn ô tô với tải trọng toàn bộ từ 3,5 tấn ¸ 12 tấn

 

50

 

700

 

O

I

II

26,5

33,1

35,2

5,5

4,0

3,7

 

8

Đoàn ô tô với trọng lượng toàn bộ > 12 tấn

 

40

 

700

O

I

II

18,4

23,0

24,5

5,5

3,9

3,6

        

      

Bảng 2-3 : Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả của hệ thống phanh dự trữ

( tiêu chuẩn Liên Xô cũ )

Stt

Chủng loại ô tô

Tốc độ trước khi thử Vo

[Km/h]

Lực tác dụng lên bàn đạp P [ N ]

 (£ )

Quãng đường phanh

Sp  [ m ]

 (£ )

Gia tốc chậm dần ổn định

Jp [ m/s2

 (³ )

Tay đòn

Bàn đạp

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

1

Ô tô du lịch và Microbuys với số chỗ ngồi £ 8

 

80

 

400

 

500

 

90,1

 

3,0

2

Ô tô buýt > 8 chỗ ngồi và trọng lượng toàn bộ £ 5 tấn

 

60

 

600

 

700

 

52,2

 

3,0

3

Ô tô buýt với trọng lượng toàn bộ > 5 tấn

 

60

 

600

 

700

 

52,2

 

3,0

4

Ô tô tải với trọng lượng toàn bộ < 3,5 tấn

 

70

 

600

 

700

 

79,0

 

2,8

5

Ô tô tải với trọng lượng toàn bộ từ 3,5 tấn ¸ 12 tấn

 

50

 

600

 

700

 

42,5

 

2,8

6

Ô tô tải với trọng lượng > 12 tấn

40

600

700

28,4

2,8

7

Đoàn ô tô với tải trọng toàn bộ từ 3,5 tấn ¸ 12 tấn

 

50

 

600

 

700

 

44,0

 

2,8

8

Đoàn ô tô với trọng lượng toàn bộ > 12 tấn

 

40

 

600

 

700

 

29,6

 

2,8

        

 

Đối với hệ thống phanh chính, giá trị các chỉ tiêu được cho tương ứng ba dạng thử khác nhau là.

Thử " O ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh còn nguội và thường tiến hành hai trường hợp: động cơ được tách và không tách ra khỏi hệ thống truyền lực.

Thử " I ": Để xác định hiệu quả của hệ thống phanh chính, khi các cơ cấu phanh đã làm việc nóng lên. Dạng thử này bao gồm hai giai đoạn:

                        . Thử sơ bộ: Để cho các cơ cấu phanh nóng lên

                        . Thử chính: Để xác định hiệu quả phanh.

Thử " II ": Để xác định hiệu quả phanh chính, khi ô tô, máy kéo chuyển động xuống dốc dài.

Khi phanh bằng phanh dự trữ hoặc bằng các hệ thống phanh khác thực hiện các chức năng của nó, gia tốc chậm dần lớn nhất cần phải đạt 3 [ m/s2 ] đối với ô tô khách và 2,8 [ m/s2 ] đối với ô tô tải.

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó có thể tạo ra. Khi thử (theo cả hai chiều: Đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại - quay lên dốc) phanh dừng cần phải giữ được ô tô- máy kéo chở đầy tải và động cơ tách ra khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên dốc có độ nghiêng không nhỏ hơn 25%.

Hệ thống phanh chậm dần cần phải đảm bảo cho ô tô - máy kéo, khi chuyển động xuống các dốc dài 6 [ Km ], độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 30±2 [ Km/h ] ( 8,33±0,6 [ m/s ]), mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác. Khi phanh bằng phanh này, gia tốc của ô tô, máy kéo thường đạt khoảng 0,6¸2,0 [ m/s2 ].

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh phải có cơ cấu đảm bảo tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe, đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh.

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô, máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện chính sau:

Lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng.

Lực phanh tác dụng lên bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau. Sai lệch cho phép không được vượt quá 15% giá trị lực phanh lớn nhất.

Không xảy ra hiện tượng tự khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh. Vì: Các bánh xe trước trượt trước sẽ bị trượt ngang, mất tính điều khiển. Các bánh xe sau trượt trước sẽ bị quay đầu, mất tính ổn định. Ngoài ra các bánh xe bị trượt sẽ gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám.

Để đảm bảo các yêu cầu này, trên ô tô, máy kéo hiện đại, người ta sử dụng các bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe ( Antilook Braking System - ABS ).

Yêu cầu về điều khiển nhẹ nhàng và thuận tiện được đánh giá bằng lực lớn nhất cần thiết tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của chúng. Giá trị quy định của chúng được cho dưới bảng 2-4.

Bảng 2- 4 : Giá trị tối đa cho phép của lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển và hành trình tương ứng của chúng đối với hệ thống phanh ô tô

( Tiêu chuẩn của Liên Xô cũ )

Phương pháp điều khiển

Hệ thống phanh

Chủng loại ô tô

Pbđ max  [ N ]

Sbđ max  [ mm ]

Bằng bàn đạp

Làm việc, dự trữ và phanh dừng

Du lịch

Vận tải và khách

500

700

150

180

Bằng tay đòn

Dự trữ và dừng

Du lịch

Vận tải và khách

400

600

160

220

                       

        2.1.3. Phân loại.

Hệ thống phanh gồm có các cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đó của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh.

Theo vị trí bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực, phanh chia ra các loại: Phanh bánh xe và phanh truyền lực.

Theo dạng bộ phận tiến hành phanh (phần tử ma sát), phanh chia ra:

Phanh đĩa: Theo số lượng đĩa quay còn chia ra :Một đĩa quay và nhiều đĩa quay.

Phanh trống-guốc: Theo đặc tính cân bằng thì được chia ra: Phanh cân bằng và phanh không cân bằng.

Phanh dãi.

 

    
  
 

 

 

 

 

 

 

 

                 

(a)                                       (b)                                    (c)

Hình 2-1  Sơ đồ nguyên lý các loại phanh chính.

a- Phanh trống- Guốc: b- Phanh đĩa: c- Phanh dải

Theo loại dẫn động, phanh chia ra: Phanh cơ khí, phanh thủy lực (phanh dầu), phanh khí nén (phanh hơi), phanh điện từ và phanh liên hợp (kết hợp các loại khác nhau).

Phanh truyền động bằng cơ khí thì được dùng làm phanh tay và phanh chân ở một số ô tô trước đây. Nhược điểm của loại phanh này là đối với phanh chân, lực tác động lên bánh xe không đồng đều và kém nhạy, điều khiển nặng nề, nên hiện nay ít sử dụng. Riêng đối với phanh tay thì chỉ sử dụng khi ô tô dừng hẳn và hổ trợ cho phanh chân khi phanh gấp và thật cần thiết, nên hiện nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trên ô tô.

Phanh truyền động bằng thủy lực thì được dùng phổ biến trên ô tô du lịch và xe ô tô tải trọng nhỏ.

Phanh truyền động bằng khí nén thì được dùng trên ô tô tải trọng lớn và ô tô hành khách. Ngoài ra nó còn dùng trên ô tô vận tải tải trọng trung bình có động cơ diesel cũng như trên các ô tô kéo đoàn xe.

Phanh truyền động bằng điện thì được dùng trên các đoàn ô tô, ô tô kéo nhiều rơmoóc.

Phanh truyền động liên hợp thủy khí thì được dùng trên các ô tô và đoàn ô tô có tải trọng lớn và rất lớn.

    2.2. Cấu tạo chung của hệ thống phanh.

Ðể thực hiện nhiệm vụ của mình, hệ thống phanh phải có hai phần kết cấu chính sau

Cơ cấu phanh : Là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản. Trong quá trình phanh động năng của ôtô máy kéo được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.

Dẫn động phanh : Ðể điều khiển cơ cấu phanh.

        2.2.1. Cơ cấu phanh.

Cơ cấu phanh là một bộ phận trực tiếp tạo ra lực phanh cũng chính là lực cản, trong quá trình phanh khi ô tô chuyển động, động năng của ô tô sẽ được biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường.

Cơ cấu phanh trên ô tô chủ yếu làm việc theo nguyên lý ma sát. Do vậy kết cấu của nó gồm có hai phần chính: cơ cấu ép và phần tử ma sát. Bên cạnh đó còn có thêm các phần tử phụ như cơ cấu điều khiển khe hở giữa má phanh và trống phanh của loại phanh trống - guốc, bộ phận xả khí của phanh dẫn động thủy lực...

Phần tử ma sát của cơ cấu phanh có thể có dạng: Trống - Guốc, Đĩa hay Dải. Mỗi dạng có đặc điểm kết cấu riêng biệt.

Kết cấu cơ cấu phanh trên ô tô có đặc trưng tùy thuộc bởi vị trí đặt nó ở bánh xe hoặc ở truyền lực, bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến phanh.

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại trống - guốc và gần đây sử dụng nhiều loại đĩa ở các bánh xe trước.

          2.2.1.1. Loại trống - guốc.

            a. Thành phần cấu tạo:

Đây là loại cơ cấu phanh được sử dụng phổ biến nhất, cấu tạo gồm:

+ Trống phanh: Là một trống quay hình trụ gắn với moayơ bánh xe.

+ Các guốc phanh: Trên bề mặt gắn các tấm ma sát (còn gọi là má phanh).

+ Mâm phanh: Là một đĩa cố định bắt chặt với dầm cầu, là nơi lắp đặt và định   vị hầu hết các bộ phận khác của cơ cấu phanh.

+ Cơ cấu ép: Khi phanh cơ cấu ép do người lái điều khiển thông qua dẫn động, sẽ ép các bề mặt ma sát của guốc phanh tỳ chặt vào mặt trong của trống phanh, tạo ra lực ma sát để phanh bánh xe lại.

+ Bộ phận điều chỉnh khe hở: Khi nhả phanh, giữa trống phanh và má phanh cần phải có một khe hở tối thiểu nào đó, khoảng (0,2¸0,4)mm để cho phanh nhả được hoàn toàn. Khe hở này tăng lên khi các má phanh bị mài mòn, làm tăng hành trình của cơ cấu ép, tăng lượng chất lỏng làm việc cần thiết hay lượng tiêu thụ không khí nén, tăng thời gian chậm tác dụng,... Để tránh những hậu quả xấu đó, phải có cơ cấu để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh.

Có hai phương pháp để điều chỉnh: Bình thường bằng tay và tự động

            b. Các sơ đồ và chỉ tiêu đánh giá.

Hình 2-2  Các sơ đồ phanh trống guốc.

Có rất nhiều sơ đồ để kết nối các phần tử của cơ cấu phanh (hình 2.2). Các sơ đồ này khác nhau ở chổ

+ Dạng và số lượng cơ cấu ép.

+ Số bậc tự do của các guốc phanh.

+ Đặc điểm tác dụng tương hỗ giữa guốc với trống, giữa guốc với cơ cấu ép và do vậy khác nhau ở:

- Hiệu quả làm việc.

- Đặc điểm mài mòn các bề mặt ma sát của guốc.

- Giá trị lực tác dụng lên cụm ổ trục của bánh xe.

- Mức độ phức tạp của kết cấu.

Hình 2-3  Các cơ cấu phanh thông dụng và sơ đồ lực tác dụng

   a- Ép bằng cam; b- Ép bằng xylanh thủy lực; c- Hai xylanh ép, guốc phanh một bậc tự do; d- Hai xylanh ép, guốc phanh hai bậc tự do.

Hiện nay, đối với hệ thống phanh làm việc, được sử dụng thông dụng nhấtlà các sơ đồ trên hình 2.3a và 2.3b. Tức là sơ đồ với guốc phanh một bậc tự do, quay quanh hai điểm cố định đặt cùng phía và một cơ cấu ép. Sau đó đến các sơ đồ 2.3c và 2.3d.

Để đánh giá, so sánh các sơ đồ khác nhau, ngoài các chỉ tiêu chung, người ta sử dụng ba chỉ tiêu riêng, đặt trưng cho chất lượng của cơ cấu phanh là: Tính thuận nghịch (đảo chiều), tính cân bằng và hệ số hiệu quả.

Cơ cấu phanh có tính thuận nghịch là cơ cấu phanh mà giá trị mômen phanh do nó tạo ra không phụ thuộc vào chiều quay của trống, tức là chiều chuyển động của ôtô­­­­- máy kéo.

Cơ cấu phanh có tính cân bằng tốt là cơ cấu phanh khi làm việc, các lực từ guốc phanh tác dụng lên trống phanh tự cân bằng, không gây tải trọng phụ tác dụng lên cụm ổ trục bánh xe.

Hệ số hiệu quả là một đại lượng bằng tỷ số giữa mômen phanh tạo ra và tích của lực dẫn động nhân với bán kính trống phanh. (hay còn gọi một cách quy ước là mômen của lực dẫn động).

Sơ đồ lực tác dụng lên guốc phanh trên hình 2.3 là sơ đồ biểu diễn đã được đơn giản hóa nhờ các giả thiết sau:

+ Các má phanh được bố trí đối xứng với đường kính ngang của cơ cấu.

+ Hợp lực của các lực pháp tuyến (N) và của các lực ma sát (fN) đặt ở giữa vòng cung của má phanh trên bán kính rg.

Từ sơ đồ ta thấy rằng:+ Lực ma sát tác dụng lên guốc trước (tính theo chiều chuyển động của xe) có xu hướng phụ thêm với lực dẫn động ép guốc phanh vào trống phanh, nên các guốc này gọi là guốc tự siết.

+ Đối với các guốc sau, lực ma sát có xu hướng làm giảm lực ép, nên các guốc này được gọi là guốc tự tách. Hiện tượng tự siết, tự tách này là một đặc điểm đặt trưng của cơ cấu phanh trống- guốc.

Sơ đồ hình 2.3a có cơ cấu ép bằng cơ khí, dạng cam đối xứng. Vì thế độ dịch chuyển của các guốc luôn luôn bằng nhau. Và bởi vậy áp lực tác dụng lên các guốc và mômen phanh do chúng tạo ra có giá trị như nhau:

                                   N1 = N2 = N và Mp1 = Mp2 = Mp

Do hiện tượng tự siết nên khi N1 = N2 thì P1< P2. Đây là cơ cấu vừa thuận nghịch vừa cân bằng. Nó thường được sử dụng với dẫn động khí nén nên thích hợp cho các ôtô tải và khách cỡ trung bình và lớn.

Sơ đồ trên hình 2.3b dùng cơ cấu ép thủy lực, nên lực dẫn động của hai guốc bằng nhau P1 = P2 = P. Tuy vậy do hiện tượng tự siết nên áp lực N­1 > N2 và Mp1 > Mp2. Cũng do N1 > N2 nên áp suất trên bề mặt má phanh của guốc trước lớn hơn guốc sau, làm cho các guốc mòn không đều. Để khắc phục hiện tượng đó, ở một số kết cấu đôi khi người ta làm má phanh của guốc tự siết dài hơn hoặc dùng xylanh ép có đường kính làm việc khác nhau: Phía trước tự siết có đường kính nhỏ hơn.

Cơ cấu phanh loại này là cơ cấu phanh thuận nghịch nhưng không cân bằng. Nó thường sử dụng trên các ôtô tải cở nhỏ và vừa hoặc các bánh sau của ôtô du lịch.

Về mặt hiệu quả phanh, nếu thừa nhận hệ số hiệu quả của sơ đồ hình 2.3a:

Khq  = SMp/(P1+ P2).rt = 100%, thì hệ số hiệu quả của cơ cấu phanh dùng cơ cấu ép thủy lực hình 2.3b sẽ là 116% ¸122%, khi có cùng kích thước chính và hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh: f = 0,30 ¸ 0,33.

Để tăng hiệu quả phanh theo chiều tiến của xe, người ta dùng cơ cấu phanh với hai xylanh làm việc riêng rẽ. Mỗi guốc phanh quay quanh một điểm cố định bố trí khác phía, sao cho khi xe chạy tiến thì cả hai guốc đều tự siết (hình.2.3c). Hiệu quả phanh trong trường hợp này có thể tăng được 1,6 ¸1,8 lần so với cách bố trí bình thường. Tuy nhiên khi xe chạy lùi hiệu quả phanh sẽ thấp, tức là cơ cấu phanh không có tính thuận nghịch.

Cơ cấu phanh loại này kết hợp với kiểu bình thường đặt ở các bánh sau, cho phép dễ dàng nhận được quan hệ phân phối lực phanh cần thiết Ppt > Pps trong khi nhiều chi tiết của các phanh trước và sau có cùng kích thước. Vì thế nó thường được

sử dụng ở cầu trước các ôtô du lịch và tải nhỏ.

Để nhận được hiệu quả phanh cao cả khi chuyển động tiến và lùi, người ta dùng cơ cấu phanh thuận nghịch và cân bằng loại bơi như trên hình 2.3d. Các guốc phanh của sơ đồ này có hai bậc tự do và không có điểm quay cố định. Cơ cấu ép gồm hai xylanh làm việc tác dụng đồng thời lên đầu trên và dưới của các guốc phanh. Với kết cấu như vậy cả hai guốc phanh đều tự siết dù cho trống phanh quay theo chiều nào. Tuy nhiên nó có nhược điểm là kết cấu phức tạp.

Hình 2-4  Các cơ cấu phanh tự cường hoá.

Để nâng cao hiệu quả phanh cao hơn nữa, người ta còn dùng các cơ cấu phanh tự cường hóa. Tức là các cơ cấu phanh mà kết cấu của nó cho phép lợi dụng lực ma sát giữa một má phanh và trống phanh để cường hóa- tăng lực ép, tăng hiệu quả phanh cho má kia.

Các cơ cấu phanh tự cường hóa mặc dù có hiệu quả phanh cao, hệ số có thể đạt đến 360% so với cơ cấu phanh bình thường dùng cam ép. Nhưng mômen phanh kém ổn định, kết cấu phức tạp, tính cân bằng kém và làm việc không êm nên ít được sử dụng. Xu hướng hiện nay là: sử dụng cơ cấu phanh loại bình thường với các guốc có điểm quay cố định, cùng phía. Trường hợp cần thiết thì dùng thêm các bộ trợ lực để tăng lực dẫn động và tăng hiệu quả phanh. 

          2.2.1.2. Loại đĩa.

Cơ cấu phanh loại đĩa thường được sử dụng trên ôtô du lịch.

Phanh đĩa có các loại: Kín, hở, một đĩa, nhiều đĩa, loại vỏ quay, đĩa quay và vòng ma sát quay.

Đĩa có thể là đĩa đặc, đĩa có xẻ các rảnh thông gió, đĩa một lớp kim loại hay ghép hai kim loại khác nhau.

Hình 2-5  Sơ đồ nguyên lý của phanh đĩa

Phanh đĩa có một loạt các ưu điểm so với cơ cấu phanh trống guốc như sau:

- Áp suất phân bố đều trên bề mặt má phanh, do đó má phanh mòn đều và ít phải điều chỉnh.

- Bảo dưỡng đơn giản do không phải điều chỉnh khe hở.

- Có khả năng làm việc với khe hở nhỏ (0,05¸0,15)mm nên rất nhạy, giảm được thời gian chậm tác dụng và cho phép tăng tỷ số truyền dẫn động.

- Lực ép tác dụng theo chiều trục và tự cân bằng, nên cho phép tăng giá trị của chúng để tăng hiệu quả phanh cần thiết mà không bị giới hạn bởi điều kiện biến dạng của kết cấu. Vì thế phanh đĩa có kết cấu nhỏ gọn và dễ bố trí trong bánh xe.

- Hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay và ổn định hơn.

- Điều kiện làm mát tốt hơn, nhất là đối với dạng đĩa quay.

Tuy vậy phanh đĩa còn có một số nhược điểm hạn chế sự sử dụng của nó là:

- Nhạy cảm với bụi bẩn và khó làm kín.

- Các đĩa phanh loại hở dễ bị ôxy hóa, bị bẩn làm các má phanh mòn nhanh.

- Áp suất làm việc cao nên các má phanh dễ bị nứt xước.

- Thường phải sử dụng các bộ trợ lực chân không để tăng lực dẫn động, nên khi động cơ không làm việc, hiệu quả phanh dẫn động thấp và khó sử dụng chúng để kết hợp làm phanh dừng.

          2.2.1.3. Loại dải.

Loại phanh này chủ yếu được sử dụng trên máy kéo xích. Vì nó dùng phối hợp với ly hợp chuyển hướng tạo được một kết nối rất đơn giản và gọn.

Phanh dải có một số loại, khác nhau ở phương pháp nối đầu dải phanh và do đó khác nhau ở hiệu quả phanh.

Hình 2-6  Sơ đồ các loại phanh dải.

a- Phanh dải đơn giản không tự siết; b- Phanh dải tự siết một chiều;

c- Phanh dải loại kép; d- Phanh dải loại bơi.

Phanh dải đơn giản không tự siết: Khi tác dụng lực, cả hai đầu dải phanh được rút lên siết vào trống phanh. Ưu điểm của loại này là phanh êm dịu, hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay. Nhược điểm là hiệu quả phanh không cao.

Phanh dải đơn giản tự siết một chiều: Nhờ có một đầu được nối cố định nên hiệu quả phanh theo chiều tự siết cao hơn chiều ngược lại tới gần 6 lần. Tuy vậy khi phanh thường dễ bị giật, không êm.

Phanh dải loại kép: Là loại mà bất kỳ trống phanh quay theo chiều nào thì hiệu quả phanh của nó cũng không đổi và luôn luôn có một nhánh tự siết.

Phanh dải loại bơi: Nó làm việc tương tự như phanh dải đơn giản tự siết, nhưng hiệu quả phanh không phụ thuộc chiều quay.

Tất cả các loại phanh dải đều có chung nhược điểm là áp suất trên bề mặt ma sát phân bố không đều. Nên má phanh mòn không đều và tải trọng hướng kính tác dụng lên trục lớn.

        2.2.2. Dẫn động phanh.

Các loại dẫn động phanh:

Dẫn động phanh là một hệ thống dùng để điều khiển cơ cấu phanh.

Dẫn động phanh thường dùng hiện nay có ba loại chính: cơ khí, chất lỏng thủy lực và khí nén. Nhưng dẫn động cơ khí thường chỉ dùng cho phanh dừng vì hiệu suất thấp (h=0,4¸0,6) và khó đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe. Nên đối với hệ thống phanh làm việc của ô tô được sử dụng chủ yếu hai loại dẫn động là: thủy lực và khí nén.

Lực tác động lên bàn đạp phanh hoặc đòn điều khiển phanh cũng như hành trình bàn đạp và đòn điều khiển phanh phụ thuộc ở mômen phanh cần sinh ra và các thông số dẫn động phanh.

Dẫn động phanh bằng thủy lực được dùng nhiều cho xe ô tô du lịch, ô tô vận tải có tải trọng nhỏ và cực lớn, gồm các cụm chủ yếu sau: xylanh phanh chính, bộ trợ lực phanh, xylanh làm việc ở các bánh xe...

Dẫn động phanh bằng khí nén được dùng nhiều ở ô tô vận tải có tải trọng cỡ trung bình và lớn, gồm các cụm chủ yếu như: máy nén khí, van điều chỉnh áp suất, bình chứa, van phân phối, bầu phanh....

Các sơ đồ phân dòng chính:

Dẫn động hệ thống phanh làm việc, với mục đích tăng độ tin cậy, cần phải có ít là hai dòng dẫn động độc lập. Trong trường hợp một dòng bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn được ô tô máy kéo với một hiệu quả xác định nào đó. Hiện nay phổ biến nhất là các dẫn động hai dòng với sơ đồ phân dòng như trên hình 2.7. Để phân chia các dòng có thể sử  dung bộ phận điều khiển kép, như: van khí nén hai khoang, xi lanh chính kép hay bộ chia.

Mỗi sơ đồ đều có ưu, khuyết điểm riêng. Vì vậy khi chọn sơ đồ phân dòng phải tính toán kỹ dựa vào ba yếu tố chính là:

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 dẫn động

Thường sử dung nhất là sơ đồ phân dòng theo các cầu (Hình 2.7a). Đây là sơ đồ phân dòng đơn giản nhất nhưng hiệu quả sẽ giảm nhiều khi hỏng dòng phanh cầu trước.

Khi dùng các sơ đồ b, c và d hiệu quả phanh giảm ít hơn, hiệu quả phanh đảm bảo không thấp hơn 50% khi hỏng một dòng nào đó. Tuy vậy khi dùng sơ đồ b và d, lực phanh sẽ không đối xứng, làm giảm tính ổn định khi phanh nếu một trong hai dòng bị hỏng. Điều này cần phải tính đến khi thiết kế hệ thống lái (dùng cánh tay đòn âm).

Sơ đồ e là sơ đồ hoàn thiện nhất nhưng củng phức tạp nhất.

Để đảm bảo những yêu cầu chung đặt ra đối với hệ thống phanh, dẫn động phanh phải đảm bảo những yêu cầu cụ thể sau:

- Đảm bảo sự tỷ lệ giữa mômen phanh sinh ra với lực tác dung lên bàn đạp và hành trình của nó.

- Thời gian chậm tác dung khi phanh không được vượt quá 0,6s, khi nhả phanh không được lớn hơn 1,2s.

- Phải có ít nhất hai dòng độc lập và khi một dòng hỏng, hiệu quả phanh phải còn tối thiểu là 50%.

- Khi kéo moóc, nếu moóc tuột khỏi xe kéo thì phải được tự động phanh lại

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hình 2-7  Các sơ đồ phân dòng

          2.2.2.1. Dẫn động thủy lực.

            a. Ưu, nhược điểm:

Dẫn động phanh thủy lực có những ưu điểm quan trọng là:

- Độ nhạy lớn, thời gian chậm tác dụng nhỏ.

- Luôn luôn đảm bảo phanh đồng thời các bánh xe vì áp suất trong dòng dẫn động chỉ bắt đầu tăng khi tất cả má phanh đã ép vào trống phanh.

- Hiệu suất cao.

- Kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ, giá thành thấp.

- Có khả năng sử dụng trên nhiều loại xe khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh.

Nhược điểm của dẫn động thủy lực:

- Yêu cầu độ kín khít cao. Khi có một chỗ nào bị rò rỉ thì cả dòng dẫn động không làm việc được.

- Lực cần thiết tác dụng lên bàn đạp lớn nên thường sử dụng các bộ phận trợ lực để giảm lực bàn đạp, làm cho kết cấu thêm phức tạp.

- Sự dao động áp suất của chất lỏng có thể làm cho các đường ống bị rung động và mômen phanh không ổn định.

- Hiệu suất giảm nhiều ở nhiệt độ thấp

            b. Các loại và sơ đồ dẫn động:

Theo loại năng lượng sử dụng, dẫn động phanh thủy lực có thể chia làm 3 loại:

- Dẫn động tác động trực tiếp: Cơ cấu phanh được điều khiển trực tiếp chỉ bằng lực tác dụng người lái.

- Dẫn động tác động gián tiếp: Cơ cấu phanh được dẫn động một phần nhờ lực người lái, một phần nhờ các bộ trợ lực lắp song song với bàn đạp.

- Dẫn động dùng bơm và các bộ tích năng: Lực tác dụng lên cơ cấu phanh là áp lực của chất lỏng cung cấp từ bơm và các bộ tích năng thủy lực.

Dẫn động thủy lực tác dụng trực tiếp:

Hình 2-8  Dẫn động phanh thuỷ lực tác động trực tiếp.

1,7- Xylanh bánh xe; 3,4- Piston trong xylanh chính; 2,8- Đường ống dẫn dầu đến xylanh bánh xe; 5- Xylanh chính; 6- Bàn đạp phanh.

Nguyên lý làm việc:

Khi người lái tác dụng trên bàn đạp phanh 6, piston 4 trong xylanh chính 5 sẽ dịch chuyển, áp suất trong khoang A tăng lên đẩy piston 3 dịch chuyển sang trái. Do đó áp suất trong khoang B cũng tăng theo. Chất lỏng bị ép đồng thời theo các ống dẫn 2 và 8 đi đến các xylanh bánh xe 1 và 7 để thực hiện quá trình phanh.

Dẫn động tác động gián tiếp:

Bộ trợ lực chân không là bộ phận cho phép lợi dụng độ chân không trong đường nạp của động cơ để tạo lực phụ cho người lái. Vì vậy, để đảm bảo hiệu quả trợ lực, kích thước của các bộ trợ lực chân không thường phải lớn hơn và chỉ thích hợp với các xe có động cơ xăng cao tốc.

Hiện nay, bộ trợ lực chân không có nhiều dạng và sơ đồ kết cấu khác nhau. Tuy vậy tất cả chúng đều có chung một nguyên lý làm việc và luôn luôn phải có ba phần tử kết cấu chính là:

-  Buồng hay xylanh sinh lực: Để tạo lực tác dụng lên dẫn động.

- Cơ cấu tỷ lệ: Để đảm bảo quan hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp, hành trình bàn đạp và lực phanh.

- Các van chân không và không khí.

Hình 2-9  Dẫn động thuỷ lực trợ lực chân không.

1,3-  Đường ống dẫn dầu phanh đến xy lanh bánh xe; 2- Xy lanh bánh xe; 4- Đường nạp động cơ; 5,9- Van chân không; 6- Lọc; 7- Bàn đạp; 8- Cần đẩy; 10- Vòng cao su của cơ cấu tỷ lệ; 11- Màng (hoặc piston) trợ lực; 12- Bầu trợ lực chân không.

Tùy thuộc vào cách bố trí và lắp đặt cơ cấu tỷ lệ, buồng sinh lực và xylanh chính, các bộ trợ lực chân không có thể chia thành ba nhóm chính:

- Nhóm 1: Các bộ trợ lực mà cơ cấu tỷ lệ có dạng đòn và không có liên hệ trực tiếp với hệ thống thủy lực dẫn động phanh.

- Nhóm 2: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí riêng rẽ.

- Nhóm 3: Các bộ trợ lực có buồng sinh lực, cơ cấu tỷ lệ và xylanh chính bố trí đồng trục chung trong một kết cấu.

Nguyên lý làm việc:

- Bầu trợ lực chân không 12 có hai khoang A và B được phân cách bởi piston  (hoặc màng)11. Van chân không 5, làm nhiệm vụ nối thông hai khoang A và B khi nhả phanh và cắt đường thông giữa chúng khi đạp phanh. Van không khí 9, làm nhiệm vụ cắt đường thông của khoang A với khí quyển khi nhả phanh và mở đường thông của khoang A khi đạp phanh. Vòng cao su 10 là cơ cấu tỷ lệ làm nhiệm vụ đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.

- Khoang B của bầu trợ lực luôn luôn được nối với đường nạp động cơ 4 qua van một chiều, vì thế thường xuyên có áp suất chân không. Khi nhả phanh van chân không 5 mở, do đó khoang A sẽ thông với khoang B qua van này và có cùng áp suất chân không. Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp đẩy cần 8 dịch chuyển sang phải làm van chân không 5 đóng lại, cắt đường thông hai khoang A và B, còn van không khí 9 mở ra cho không khí qua phần tử lọc 6 đi vào khoang A. Độ chênh lệch áp suất giữa  hai khoang A và B sẽ tạo nên một áp lực tác dụng lên piston (màng) của bầu trợ lực và qua đó tạo nên một lực phụ hổ trợ cùng người lái tác dụng lên các piston trong xylanh chính 2, ép dầu theo các ống dẫn (dòng 1 và 3) đi đến các xylanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi lực tác dụng lên piston 11 tăng thì biến dạng của vòng cao su 10 cũng tăng theo làm cho piston hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí 9 đóng lại, giữ cho độ chênh áp không đổi, tức là lực trợ lực không đổi. Muốn tăng lực phanh, người lái phải tiếp tục đạp mạnh hơn, cần 8 lại dịch chuyển sang phải làm van không khí 9 mở ra cho không khí đi thêm vào khoang A. Độ chênh áp tăng lên, vòng cao su 10 biến dạng nhiều hơn làm pistôn hơi dịch về phía trước so với cần 8, làm cho van không khí đóng lại đảm bảo cho độ chênh áp hay lực trợ lực không đổi và tỷ lệ với lực đạp. Khi lực phanh đạt cực đại thì van không khí mở ra hoàn toàn và độ chênh áp hay lực trợ lực cũng đạt giá trị cực đại.

- Bộ trợ lực chân không có hiệu quả thấp, nên thường được sử dụng trên các ô tô du lịch và tải nhỏ.

Dẫn động thủy lực trợ lực khí nén:

Bộ trợ lực khí nén là bộ phận cho phép lợi dụng khí nén để tạo lực phụ, thường được lắp song song với xylanh chính, tác dụng lên dẫn động hỗ trợ cho người lái. Bộ trợ lực phanh loại khí nén có hiệu quả trợ lực cao, độ nhạy cao, tạo lực phanh lớn cho nên được dùng nhiều ở ô tô tải.

Hình 2-10  Dẫn động phanh thuỷ lực trợ lực khí nén.

   1 - Bàn đạp; 2 - Đòn bẩy; 3 - Cụm van khí nén; 4 - Bình chứa khí nén; 5 - Xylanh lực; 6 - Xylanh chính; 7,9 - Đường ống dẫn dầu đến các xylanh bánh xe;

8,10- Xylanh bánh xe.

Bộ trợ lực gồm cụm van khí nén 3 nối với bình chứa khí nén 4 và xylanh lực 5. Trong cụm van 3 có các bộ phận sau:

- Cơ cấu tỷ lệ: Đảm bảo sự tỷ lệ giữa lực đạp và lực phanh.

- Van nạp: Cho khí nén từ bình chứa đi vào khi đạp phanh.

- Van xả: Cho khí nén trong dòng dẫn động thoát ra ngoài khí quyển khi nhả phanh.

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, qua đòn 2, lực sẽ truyền đồng thời lên các cần của xylanh chính 6 và của cụm van 3. Van 3 dịch chuyển mở đường nối khoang A của xylanh lực với bình chứa khí nén 4. Khí nén từ bình chứa 4 sẽ đi vào khoang A tác dụng lên piston của xylanh trợ lực, hỗ trợ cho người lái ép các piston trong xylanh chính 6 dịch chuyển, đưa dầu đến các xylanh bánh xe. Khi đi vào khoang A, khí nén đồng thời đi vào khoang phía sau piston của van 3, ép lò xo lại, làm van dịch chuyển lùi sang trái. Khi lực khí nén cân bằng với lực lò xo thì van dừng lại ở vị trí cân bằng mới, đồng thời đóng luôn đường khí nén từ bình chứa đến khoang A duy trí một áp suất không đổi trong hệ thống, tương ứng với lực tác dụng và dịch chuyển của bàn đạp. Nếu muốn tăng áp suất lên nữa thì phải tăng lực đạp để đẩy van sang phải, mở đường cho khí nén tiếp tục đi vào. Như vậy cụm van 3 đảm bảo được sự tỷ lệ giữa lực tác dụng, chuyển vị của bàn đạp và lực phanh.

Dẫn động thủy lực trợ lực dùng bơm và các bộ tích năng:

Bơm thủy lực: Là nguồn cung cấp chất lỏng cao áp cho dẫn động. Trong dẫn động phanh chỉ dùng loại bơm thể tích, như bánh răng, cánh gạt, pistôn hướng trục. Bơm thủy lực cho tăng áp suất làm việc, cho phép tăng độ nhạy, giảm kích thước và khối lượng của hệ thống. Nhưng đồng thời, yêu cầu về làm kín về chất lượng đường ống cũng cao hơn.

Bộ tích năng thủy lực: Để đảm bảo áp suất làm việc cần thiết của hệ thống trong trường hợp lưu lượng tăng nhanh ở chế độ phanh ngặt. Bên cạnh bơm thủy lực cần phải có các bộ tích năng, có nhiệm vụ tích trữ năng lượng khi hệ thống không làm việc và giải phóng nó, cung cấp chất lỏng cao áp cho hệ thống khi cần thiết.

Trên các ô tô tải trọng cực lớn thường sử dụng dẫn động thủy lực với bơm và các bộ tích năng 3 và 4 là hai khoang của van phanh được điều khiển từ xa nhờ dẫn động thủy lực hai dòng với xylanh chính 2.

Hình 2-11  Dẫn động phanh thủy lực dùng bơm và các tích năng.

 1- Bàn đạp; 2- Xylanh chính; 3,4- Van phanh; 5,6- Xylanh bánh xe; 7- Bộ tích năng; 8- Bộ điều chỉnh áp suất tự động kiểu rơle; 9- Bơm tích năng; 10- Van an toàn; 11- Bơm.

Nguyên lý làm việc: Khi tác dụng lên bàn đạp 1, dầu tác dụng lên các van 3 và 4, mở đường cho chất lỏng từ các bộ tích năng 7 và 9, đi đến các xylanh bánh xe 5 và 6. Lực đạp càng lớn, áp suất trong các xylanh 5 và 6 càng cao. Bộ điều chỉnh tự động áp suất kiểu rơle 8 dùng để giảm tải cho bơm 11 khi áp suất trong các bình tích năng 7 và 9 đã đạt giá trị giới hạn trên, van an toàn 10 có tác dụng bảo vệ cho hệ thống khỏi bị quá tải.

          2.2.2.2. Dẫn động khí nén.

Hệ thống phanh khí nén là hệ thống phanh trong đó sử dụng năng lượng của dòng khí nén để tạo ra momen phanh ở các cơ cấu phanh bánh xe. Lực đạp phanh của người lái ở đây đóng vai trò lực điều khiển để đóng mở van phân phối khí nén chính của hệ thống. Do đó, lực đạp phanh có thể không lớn nhưng vẫn tạo được momen phanh lớn trên các bánh xe. Vì vậy, hệ thống phanh loại này thường được sử dụng trên các ô tô có khối lượng lớn.

Các hệ thống phanh khí nén thông thường có áp suất khí nén nhỏ hơn 0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp. Ngày nay còn sử dụng hệ thống phanh khí nén áp suất cao, có áp suất khí nén cho phép lên tới 1,3MN/m2. Sử dụng hệ thống phanh có áp suất công tác cao sẽ làm tăng hiệu quả phanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chung của các cụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều.

Các hệ thống phanh khí nén thông thường có áp suất khí nén nhỏ hơn 0,8MN/m2, còn gọi là hệ thống phanh khí nén có áp suất thấp. Ngày nay còn sử dụng hệ thống phanh khí nén áp suất cao, có áp suất khí nén cho phép lên tới 1,3MN/m2. Sử dụng hệ thống phanh có áp suất công tác cao sẽ làm tăng hiệu quả phanh, giảm thời gian chậm tác dụng phanh và giảm được kích thước chung của các cụm chi tiết, tuy nhiên yêu cầu an toàn kỹ thuật phải nâng cao rất nhiều.

            a. Ưu nhược điểm.

Dẫn động khí nén có các ưu điểm quan trọng là:

- Điều khiển nhẹ nhàng, lực điều khiển nhỏ.

- Làm việc tin cậy hơn dẫn động thủy lực (khi có rò rỉ nhỏ, hệ thống vẫn có thể làm việc dược, tuy hiệu quả phanh giảm).

- Dễ phối hợp với các dẫn động và cơ cấu sử dụng khí nén khác nhau, như: phanh rơ moóc, đóng mở cửa xe, hệ thống treo khí nén,....

- Dễ cơ khí hóa, tự động hóa quá trình điều khiển dẫn động.

Tuy vậy dẫn động khí nén cũng có các nhược điểm là:

- Độ nhạy thấp, thời gian chậm tác dụng lớn.

- Do bị hạn chế bởi điều kiện rò rỉ, áp suất làm việc của khí nén thấp hơn của chất lỏng trong dẫn động thủy lực tới 10I15 lần. Nên kích thước và khối lượng của dẫn động lớn.

- Số lượng các cụm và chi tiết nhiều.

- Kết cấu phức tạp và giá thành cao hơn.

            b. Các sơ đồ dẫn động chính.

Dẫn động phanh khí nén có ba sơ đồ điển hình, tương ứng với ba trường hợp là:

- Xe ôtô đơn không kéo moóc dẫn động.

- Xe kéo moóc dẫn động.

- Xe kéo moóc dẫn động phanh rơ moóc hai đường.

Dẫn động phanh trên ôtô đơn:

Hình 2-12 Sơ đồ dẫn động ôtô đơn không kéo moóc.

1- Máy nén khí; 2- Van an toàn; 3- Bộ điều chỉnh áp suất; 4- Bộ lắng lọc tách ẩm; 5- Van bảo vệ kép; 6,10- Các bình chứa khí nén; 7,9- Các bầu phanh xe kéo;          8- Tổng van phân phối.

Nguyên lý làm việc:

- Không khí nén được nén từ máy nén 1 qua bộ điều chỉnh áp suất 3, bộ lắng lọc tách ẩm 4 và van bảo vệ kép 5, vào các bình chứa 6 và 10. Van an toàn 2 có nhiệm vụ bảo vệ hệ thống khi bộ điều khiển 3 có sự cố. Các bộ phận nói trên hợp thành phần cung cấp (phần nguồn) của dẫn động.

- Từ bình chứa không khí nén đi đến các khoang của van phân phối 8. Ở  trạng thái nhả phanh, van 8 đóng đường không khí nén từ bình chứa đến các bầu phanh và mở thông  các bầu phanh với khí quyển.

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp, van 8 làm việc cắt đường thông các bầu phanh với khí quyển và mở đường cho khí nén đi đến các phanh 7 và 9 tác dụng lên cơ cấu ép, ép các guốc phanh ra tỳ sát trống phanh, phanh các bánh xe lại.

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị.

- Trong trường hợp xe kéo moóc, dẫn động phanh rơ moóc có thể thực hiện theo sơ đồ một đường hoặc hai đường.

 

 

 

Dẫn động phanh rơ moóc một đường:

Hình 2-13  Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc một đường.

    11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nối ống giữa xe kéo và rơmoóc; 14- Đường nối giữa xe kéo và rơmoóc trong dẫn động một đường; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc; 18- Van điều khiển phanh rơmoóc.

Nguyên lý làm việc:

- Xe kéo và rơ moóc được nối với nhau bằng một đường ống (14). Đường này vừa là đường cung cấp vừa là đường điều khiển.

- Ở trạng thái nhả phanh: Không khí nén sẽ từ bình 11 của xe kéo, qua van điều khiển phanh rơ moóc 18, van cắt nối 12, đầu nối 13, rồi theo đường nối 14 qua van phân phối khí rơmoóc 15 đi vào bình chứa khí 16 của rơmoóc.

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ làm việc như đã mô tả trên. Đồng thời, không khí nén từ tổng van phân phối đi đến van 18, điều khiển nó cắt đường nối từ bình chứa11 với đường ống 14, và nối thông đường ống 14 với khí quyển. Không khí nén trong đường ống 14 thoát ra ngoài, dưới tác dụng của độ chênh áp giữa bình chứa 16 và đường ống 14, van phân phối rơmoóc 15 sẽ làm việc, đóng đường thông giữa các bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc để phanh rơmoóc lại.

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị.

- Quá trình phanh ứng với quá trình giảm áp suất trong đường ống nối giữa xe kéo và rơmoóc (xả khí nén ra ngoài).

- Trong trường hợp rơmoóc bị tuột khỏi xe kéo, thì khí nén từ đường nối 14 cũng bị xả ra ngoài tương tự như khi người lái đạp phanh. Nhờ đó rơmoóc sẽ được tự động phanh lại, đảm bảo tránh các sự cố giao thông nguy hiểm.

- Khi phanh, bình chứa của rơmoóc không được cung cấp khí nén.

 

Dẫn động phanh rơmoóc hai đường:

Hình 2-14  Sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc hai đường.

11,16- Các bình chứa khí nén; 12- Các van cắt nối đường ống; 13- Các đầu nối ống giữa xe kéo và rơmoóc; 15- Van phân phối phanh rơmoóc; 17- Các bầu phanh rơmoóc; 19- Đường ống dẫn khí điều khiển; 20- Đường ống dẫn khí cung cấp; 21- Van điều khiển phanh rơmoóc.

Nguyên lý làm việc:

- Xe kéo và rơmoóc được nối với nhau bằng hai đường ống. Một đường là đường cung cấp 20 và một đường là đường điều khiển 19.

- Qua đường cung cấp, khí nén từ bình chứa 11 của xe kéo thường xuyên được nạp vào bình chứa 16 của rơmoóc.

- Ở trạng thái nhả phanh: Đường điều khiển 19 được nối với khí quyển qua van điều khiển 21.

- Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh, dẫn động phanh xe kéo sẽ làm việc như đã mô tả trên. Đồng thời, không khí nén sẽ từ tổng van phân phối đi đến van 12, điều khiển nó cắt đường nối giữa đường ống 19 với khí quyển và cho khí nén đi vào 19. Lúc này, do độ chênh áp giữa đường cung cấp 20 và đường điều khiển 19 thay đổi, van phân phối 15 của rơmoóc sẽ làm việc, đóng đường thông các bầu phanh của rơmoóc với khí quyển và mở đường cho khí nén từ bình chứa 16 đi đến các bầu phanh của rơmoóc để phanh rơmoóc lại.

- Khi nhả phanh: Các chi tiết trở về trạng thái ban đầu dưới tác dụng của các lò xo hồi vị.

          2.2.2.3.Dẫn động liên hợp.

            a. Dẫn động liên hợp thủy khí.

Dẫn động liên hợp thủy khí được sử dụng rộng rãi trên các ô tô và đoàn xe kéo moóc tải trọng lớn và đặc biệt lớn (như các ô tô URAL- 375, MAZ-7310 ...)

            b. Dẫn động liên hợp điện khí nén.

Dẫn động liên hợp điện khí nén là loại dẫn động triển vọng nhất sử dụng cho các đoàn xe kéo moóc.

Trong các dẫn động này, chức năng điều khiển được thực hiện bởi phần điện có độ nhạy cao, còn chức năng sinh lực do phần khí nén đảm nhận.

Trong những năm gần đây trên các ô tô và đoàn xe kéo moóc, sử dụng rộng rãi các bộ vi xử lý để thực hiện các thao tác tính toán và xử lý khác nhau. Sử dụng các bộ vi xử lý như vậy trong dẫn động điện khí nén cho phép tạo được các dẫn động có độ nhạy, tính đồng bộ và chính xác rất cao.

        2.2.3. Phanh dừng và hệ thống phanh phụ.

          2.2.3.1. Phanh dừng.

Để đảm bảo an toàn khi chuyển động, trên ô tô ngoài hệ thống phanh chính (phanh chân) đặt ở các bánh xe, ô tô còn được trang bị thêm hệ thống phanh dừng để hãm ô tô khi đỗ tại chỗ, dừng hẳn hoặc đứng yên trên dốc nghiêng mà không bị trôi tự do, đồng thời hổ trợ cho hệ thống phanh chính khi thật cần thiết.

Cơ cấu phanh dừng có thể dùng theo kiểu tang trống, đĩa hoặc dãi.

Hệ thống phanh dừng có thể làm riêng rẽ, cơ cấu phanh lúc đó được đặt trên trục ra của hộp số với ô tô có một cầu chủ động hoặc hộp số phụ ở ô tô có nhiều cầu chủ động và dẫn động phanh là loại cơ khí. Loại phanh dừng này còn là phanh truyền lực vì cơ cấu phanh nằm ngay trên hệ thống truyền lực. Phanh truyền lực có thể là loại phanh đĩa hoặc phanh dãi.

Trên một số ô tô du lịch và vận tải có khi cơ cấu phanh của hệ thống phanh dừng làm chung với cơ cấu phanh của hệ thống phanh chính. Lúc đó cơ cấu phanh được đặt ở bánh xe, còn truyền động của phanh dừng được làm riêng rẽ và thường là loại cơ khí, trên một số xe thì có thêm trợ lực.

          2.2.3.2. Hệ thống phanh phụ.

Mục đích của hệ thống phanh phụ là giảm được tốc độ ô tô khi phanh trên đường dài và liên tục. Bởi thế hệ thống phanh này còn gọi là phanh chậm dần.

Hệ thống phanh phụ phải đảm bảo phanh được ô tô với hiệu quả phanh không lớn lắm trong thời gian dài.

Hệ thống phanh này rất thích hợp khi ô tô chạy ở vùng đồi núi, vì trong điều kiện như thế hệ thống phanh chính bị nóng quá mức và hư hỏng.

Nhờ có hệ thống phanh phụ mà ô tô làm việc an toàn hơn, tăng được tốc độ trung bình khi ô tô chạy ở đường dốc, giảm hao mòn cho hệ thống phanh chính, lốp và có khi là động cơ nữa. Ngoài ra hệ thống phanh phụ đảm bảo cho hệ thống phanh chính luôn luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc.

Về mặt kết cấu hệ thống phanh phụ có thể có loại cơ khí, khí (không khí), thủy lực và điện động.

Hệ thống phanh phụ được sử dụng ngày càng rộng rãi, chủ yếu trên ô tô hành khách và ô tô tải có tải trọng trung bình và lớn.

3. Tổng thể về ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE.

    3.1. Sơ đồ tổng thể về ôtô THACO KINGLONG KB120SE.

Hình 3-1  Tổng thể xe THACO KINGLONG KB120SE

 

    3.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản.

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật ôtô THACO KINGLONG KB120SE

 

THÔNG SỐ

KÝ HIỆU

GIÁ TRỊ

ĐƠN VỊ

Kích thước

 

 

 

Tổng thể xe(DàixRộngxCao)

 

11950 x 2500 x 3800

[mm ]

Chiều dài cơ sở

L

6000

[mm]

Vết bánh trước

Vt

2020

[mm]

Vết bánh sau            

Vs

1860

[mm]

Khoảng sáng gầm xe

hs

230

[mm]

Chiều dài đuôi xe      

 

3400

[mm]

Chiều dài đầu xe        

 

2550

[mm]

Góc thoát trư­ớc / sau

αt/αs

12,5 / 12

[độ]

Trọng l­ượng

 

 

 

Trọng lư­ợng bản thân

Go

12800

[kG]

Phân bố cầu tr­ước/sau 

Go1/Go2

5060 / 7740

[kG]

Trọng lượng toàn bộ            

Ga

15700

[kG]

Phân bố cầu tr­ước/sau 

Ga1/Ga2

5700 / 10000

[kG]

Số ngư­ời cho phép chở

 

42

 

Động cơ

 

 

 

Kiểu

 

MD9M-Diesel common rail

 

Loại

 

6 xy lanh, turbo intercooler

 

Đư­ờng kính xi lanh   

 

125

[mm]

Hành trình pít tông    

 

125

[mm]

Dung tích xy lanh     

 

9203

[cm3]

Thứ tự thì nổ

 

1-4-2-6-3-5

 

Tỷ số nén

 

16,5 : 1

 

Công suất max   

 

257 / 2200

[Kw/v/ph]

Mô men max    

 

1400 / 1400

[N.m/v/ph]

Góc mở sớm xupap nạp

α1

170

[độ ]

Góc đóng muộn xupap nạp

α2

430

[độ ]

Góc mở sớm xupap thải

α3

610

[độ ]

Góc đóng muộn xupap thải

α4

180

[độ ]

Khe hở nhiệt xu páp nguội

 

0,4

[mm]

Khe hở nhiệt xu páp nóng

 

0,6

[mm]

Hộp số

 

MTS 61 H

 

Hệ thống số

 

2   4   6                               R   1   3   5

 

Tỉ số truyền

 

I: 6,341 / II: 4,227 / III:2,434 / IV: 1,503 / V: 1,00 / VI: 0,684 / R: 6,205

 

Hệ thống phanh

 

 

 

Kiểu dẫn động

 

Khí nén 2 dòng, có ABS

 

Cầu trước

Đường kính trống phanh

Dt

400 x150

[mm]

Má phanh 1 dài x rộng x dầy

 

420x140x15-2 miếng

[mm]

Má phanh 2 dài x rộng x dầy

 

420x140x15-2 miếng

[mm]

Cầu sau

Đường kính trống phanh

Dt

410x224

[mm]

Má phanh 1 dài x rộng x dầy

 

420x160x15-2 miếng

[mm]

Má phanh 2 dài x rộng x dầy

 

420x160x15-2 miếng

[mm]

Lốp xe

 

 

 

Cỡ lốp tr­ước/sau

 

12 R 22,5-16

 

Áp suất lốp           

 

8,4  /  8,1 (sau)

[kG/cm2]

Đặc tính

 

 

 

Khả năng leo dốc      

 

36

(%)

Bán kính quay vòng 

 

11,7

(≤ m)

Suất tiêu hao nhiên liệu

 

23 [lít] /100 [km]

 

Tốc độ tối đa          

 

126

[km/h]

Dung tích thùng nhiên liệu     

 

270

[lít]

 

 

4. Hệ thống phanh trang bị ABS trên ôtô THACO KINGLONG KB120SE.

    4.1. Sơ lược về ABS.

        4.1.1. Đặt vấn đề.

        Lực phanh cực đại phụ thuộc vào lực bám của bánh xe, nếu lực phanh nhỏ hơn lực bám thì thời gian phanh và quãng đường phanh sẽ lớn, gia tốc phanh nhỏ. Nếu lực phanh lớn hơn lực bám của bánh xe thì bánh xe sẽ trượt lết trên đường. Khi bánh xe trượt lết thì hệ số bám φ giảm tính ổn định hướng của xe giảm, xe mất lái dễ gây tai nạn.

        Đối với hệ thống phanh thường thì khi tác dụng lực phanh áp lực phanh sẽ tăng lên giá trị cực đại, tốc độ phanh giảm xuống rất nhanh cho đến khi bánh xe bị hãm cứng, trong khi đó lực quán tính của xe lớn hơn     nên xe chưa dừng hẳn được mà làm cho các bánh xe trượt lết trên đường. Điều này dẫn đến hiện tượng mất ổn định lái gây nguy hiểm.

        Để ngăn ngừa hiện tượng này người ta có nhiều hướng nghiên cứu giải quyết khác nhau như: Tập hợp các kinh nghiệm lái xe lại để tiến hành tổ chức huấn luyện tài xế, cải tiến hệ thống phanh.Một trong những thành công là người ta đã thiết kế ra hệ thống chống hãm cứng các bánh xe, chống trượt lết, tăng tính ổn định phanh, giảm được quãng đường phanh, càng ngày hệ thống này càng hoàn thiện hơn.

        4.1.2. Công dụng, yêu cầu ABS.

4.1.2.1. Công dụng.

- Giảm quãng đường phanh:

        Quãng đường phanh là một hàm của vận tốc, khối lượng xe và lực phanh đạt giá trị cực đại thì quãng đường phanh đạt giá trị cực tiểu nếu tất cả các yếu tố không đổi. Hệ thống ABS luôn giữ cho lực phanh ở mức cực đại nên quãng đường phanh là nhỏ nhất.

- Cải thiện tính ổn định:

        ABS luôn giữ lực phanh ở giá trị cực đại. Tuy nhiên khi xe chạy trên đường xấu hệ số bám của cả hai bánh xe trên cùng một trục không đều nhau. Việc đạt được lực phanh cực đại ở cả hai bánh xe sẽ tạo một mô men xoay làm cho xe có xu hướng xoay về phía bánh xe có hệ số bám lớn dẫn đến xe mất ổn định, đặc biệt xe có chiều dài cơ sở nhỏ. Để tránh điều này thì ABS kiểm soát lực phanh ở cả hai bánh xe cầu trước và cầu sau để giảm mô men xoay và tăng tính ổn định của xe.

- Cải thiện tính năng dẫn hướng khi phanh:

        Tính năng ổn định hướng khi phanh là vô cùng quan trọng nó không những tạo ra hướng chuyển động chung mà còn hạn chế sự cố xảy ra trong hệ thống lái. Hệ thống phanh ABS tăng tính dẫn hướng khi phanh bằng công việc đảm bảo lực bám giữa bánh xe với mặt đường cao nhất.

*  Phân tích so sánh với bộ điều chỉnh lực phanh:

        Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau có thể đảm bảo:

- Hoặc hãm cứng đồng tời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh).

- Hoặc các bánh xe trước được hãm cứng (để đảm bảo điều kiện ổn định).

Tuy nhiên quá trình phanh như vậy vẫn chưa phải là có hiệu quả cao và an toàn nhất, vì:

- Khi phanh ngặt, các bánh xe có thể bị hãm cứng và trượt dọc, các bánh xe trượt lên trên đường sẽ gây mòn lốp và giảm hệ số bám. Nghiên cứu cho thấy hệ số bám dọc có giá trị cao nhất khi bánh xe chịu lực dọc và trượt cục bộ trong giới hạn hệ số trượt:

Với:    Va- Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ô tô

ωb- Tốc độ góc của bánh xe.

 r-Bán kính lăn của bánh xe.

Hình 4-1  Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối λ  của bánh xe.

- Còn ô tô khi phanh với tốc độ 180 km/h trên đường khô, bề mặt lốp có thể bị mòn đi một lớp dày tới 6 [mm]

- Các bánh xe bị trượt dọc hoàn toàn, mất khả năng tiếp nhận lực ngang và khong thể thực hiện quay vòng khi phan trên một đoạn đường cong hoặc đổi hướng để tránh ngại vật, đặc biệt trên mặt đường có hệ só bám thấp. Do đó dễ gây ra tai nạn nguy hiểm khi phanh.

            Vì thế để đảm bảo đồng thời hiệu quả khi phanh và tín ổn định cao. Ngoài ra còn giảm mài mòn và nâng cao tuổi thọ cho lốp, cần thiết quá trình phanh không bị trượt lết hoàn toàn mà chỉ trượt cục bộ trong giới hạn λ= (15÷30)%. Đó chính là chức năng, nhiệm vụ của hệ thống chống hãm cứnh bánh xe.

            Để giữ cho các bánh xe không bị hãm cứng hoàn toàn khi phanh ngặt , cần phải điề chỉn áp suát trong dẫn động phanh sao cho độ trượt của bánh xe với mặt đường thay đổi trong giới hạn hẹp quanh giá trị tối ưu. Các hệ thống chống hãm cứng bánh xe khi phanh có thể sử dụng nguyên lý điều chỉnh khác nhau như:

-         Theo gia tốc chậm dần của bánh xe được phanh

-         Theo giá trị độ trượt cho trước

-         Theo tỷ số gia tốc góc của bánh xe và gia tốc chậm dần của nó.

Như vậy hệ thống chống hãm cứng bánh xe là một trong những hệ thống an toàn chủ động của ô tô hiện đại. Nó góp phần giảm thiểu các tai nạn giao thông nhờ điều khiển quá trình phanh một cách tối ưu.

        Các hệ thóng chống hãm cứng bánh xe được nghiên cứu ở Đức ngay từ những năm đầu thế kỷ XX. Tiếng Đức lúc đó gọi là Anti-blockier sytem viết tắt là ABS.

Hình 4-2  Quá trình phanh có và không có ABS trên đoạn đường cong.

4.1.2.2. Yêu cầu.

Ngoài những yêu cầu của hệ thống phanh thường thì hệ thống phanh ABS còn phải có những yêu cầu sau:

        - Khi phanh gấp phải đảm bảo ổn định phanh và ổn định lái

        - Khi có sự cố hư hỏng xảy ra trong hệ thống ABS thì hệ thống phanh bình thường vẫn làm việc được.

        - Hệ thống phanh phải làm việc ổn định trên mọi loại đường, không phụ thuộc vào kinh nghiệm người lái.

        4.1.3. Nguyên lý làm việc chung của hệ thống ABS.

        Hệ thống chống hãm cứng bánh xe thực chất là một bộ điều hòa lực phanh có mạch liên hệ ngược. Sơ đồ khối điển hình của một hệ thống phanh ABS có dạng như trên hình 4-3. gồm: Bộ phận cảm biến 1, bộ điều khiển 2, bộ phận chấp hành hay cơ cấu thực hiện 3, nguồn năng lượng 4.

        - Bộ phận cảm biến 1 có nhiệm vụ phản ánh sự thay đổi các tông số được chọn để điều khiển (thường là tốc độ góc hay gia tốc chậm dần của bánh xe hoặc giá trị độ trượt) và tín hiệu đến bộ điều khiển 2. Bộ phận 2 sẽ xử lý tín hiệu và truyền lệnh đến cơ cấu thực hiện 3 để tiến hành tăng hoặc giảm áp trong dẫn động phanh.

        - Chất lỏng được truyền từ xy lanh chính (hay tổng van khí nén) 5 qua 3 đến các xy lanh bánh xe (hay bầu phanh) 6 để ép các guốc phanh và thực hiện quá trình phanh

        Để hiểu nguyên lý làm việc của hệ thống chống hãm cứng bánh xe, ta khảo quá trình phanh bánh xe như trên hình 4-3.

 

Hình 4-3  Sơ đồ tổng quát của hệ thống chống hãm cứng bánh xe

1-Cảm biến tốc độ, 2- Bộ phận điều khiển, 3- Cơ cấu thực hiện, 4- Nguồn năng lượng, 5- Xy lanh chính hoặc tổng van khí nén, 6- Xy lanh bánh xe hoặc bầu phanh.

        Nếu bỏ qua mô men cản lăn rất nhỏ và để đơn giản coi Zbx = const, thì phương trình cân bằng  mô men tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh có dạng:       

                       

        Với: Mp - Mô men phanh tạo nên bởi cơ cấu phanh

                Mφ - Mô men bám của bánh xe với đường

                Jb - Momen quán tính của bánh xe

                ωb - Tốc độ góc của bánh xe

        Từ đó ta có gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh:

                       

Hình 4-4  Các lực tác dụng lên bánh xe khi phanh.

Sự thay đổi Mp, Mφ, và εb theo độ trượt được thể hiện trên hình 4-5:

- Đoạn O - 1 – 2 biểu diễn quá trình tăng Mp khi đạp phanh. Hiệu (Mp - Mφ) tỷ lệ với gia tốc chậm dần εb của bánh xe. Hiệu trên tăng nhiều khi đường M­φ đi qua điểm cực đại. Do đó sau thời điểm này, gia tốc εb bắt đầu tăng nhanh. Sự tăng đột ngột của gia tốc εb chứng tỏ bánh xe sắp bị hãm cứng và được sử dụng làm tín hiệu vào thứ nhất để điều khiển làm giảm áp suất trong dòng dẫn động. Do có độ chậm tác dụng nhất định nào đó (phụ thuộc vào tính chất hệ thống), sự giảm áp suất thực tế bắt đầu từ điểm 2.

- Do Mp giảm, εb giảm theo và bằng không ở điểm 3 (khi Mp - Mφ). Vào thời điểm tương ứng với điểm 4 - mô men phanh có giá trị cực tiểu không đổi.

Hình 4-5  Sự thay đổi các thông số khi phanh có ABS.

            - Trên đoạn từ điểm 3 đến điểm 6, mô men phanh nhỏ hơn mô men bám, nên xảy ra sự tăng tốc bánh xe. Sự tăng gia tốc góc bánh xe được sử dụng làm tín hiệu vào thứ hai để điều khiển tăng áp suất trong hệ thống phanh (điểm 5).

            - Khi tốc độ góc bánh xe tăng lên, độ trượt giảm và bởi vậy φ và Mφ cũng tăng lên.

            - Tiếp theo, chu trình lặp lại. Như vậy, trong quá trình điều khiển, bánh xe lúc thì tăng tốc lúc thì giảm tốc và buộc Mφ phải thay đổi theo chu trình kín 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 1, giữ cho độ trượt của bánh xe dao động trong giới hạn λ1 ÷ λ2 (hình 2.5), đảm bảo cho hệ số bám có giá trị gần với cực đại nhất.

Trên hình 4-6 là đồ thị biểu diễn quá trình thay đổi áp suất trong dẫn động và gia tốc chậm dần của bánh xe khi phanh có ABS theo thời gian.

Hình 4-6 Sự thay đổi áp suất trong dẫn động (a) và gia tốc chậm dần của bánh xe (b) khi phanh có ABS.

Hình 4-6a cho thấy, quá trình phanh với ABS nói chung có 3 giai đoạn (3pha): tăng áp suất(1-->2), giảm áp suất (2-->4) và duy trì (giữ) áp suất (4-->5). ABS làm việc với 3 giai đoạn như vậy gọi là ABS 3 pha. Một số ABS có thể không có pha duy trì áp suất- gọi là ABS 2 pha.

Với các hệ thống chống hãm cứng bánh xe hiện nay, hệ số trượt thay đổi trong khoảng λ1 ÷ λ2 = (15 ÷ 30)%. Tần số thay đổi áp suất trong dẫn động khí nén khoảng (3 ÷ 8) dfHz còn trong dẫn động thủy lực đến 20Hz.

Để thấy rõ vai trò của ABS có thể tham khảo số liệu trong bảng 4-1 nhận được khi thử nghiệm xe du lịch trong hai trường hợp có và không có ABS và đồ thị quá trình phanh trên hình 4-7;  4-8.

Bảng 4-1 Kết quả thí nghiệm khi phanh ôtô du lịch có trang bị ABS.

(mỗi bánh xe có một cảm biến và điều khiển riêng)

 

 

 

Loại đường

Tốc độ bắt đầu phanh V(m/s)

Quảng đường phanh Sp(m)

Mức tăng hiệu quả phanh (%)

Có ABS

Không ABS

Đường bêtông khô

Đường bêtông ướt

13,88

13,88

10,6

18,7

13,1

23,7

19,1

21,1

Đường bêtông khô

Đường bêtông ướt

27,77

27,77

41,1

62,5

50,0

100,0

17,8

37,5

 

Hình 4-7 Quá trình phanh điển hình trên mặt đường trơn không có ABS.

 

Hình 4-8 Quá trình phanh điển hình của ôtô có trang bị ABS.

 

4.2. Hệ thống phanh trên ôtô KB120SE.

        4.2.1. Sơ đồ nguyên lý.

Hình 4-9  Sơ đồ hệ thống phanh xe KB120SE

1- Máy nén khí, 2- Van phân phối phanh sau, 3- Bộ giải nhiệt khí nén, 4- Bộ tách ẩm, 5- Bình hơi phanh trước, 6- Bình tích năng, 7- Bình hơi phanh sau, 8- Van xả nước, 9- Cơ cấu phanh trước, 10- Van điện từ ABS phanh trước, 11- Cần phanh trước, 12- Tổng van phân phối, 13- Van bảo vệ 4 ngã, 14- Bầu phanh trước, 15- Bình hơi cái, 16- Bình hơi phanh tay và trơ lực, 17- Van an toàn, 18- Cơ cấu phanh sau, 19- Bầu phanh sau, 20- Van đổi chiều hai ngã, 21- Van xả nhanh, 22- Van điện từ ABS phanh sau.

        4.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh trên ôtô KB120SE.

4.2.2.1. Hệ thống phanh chính.

        Khí nén từ máy nén khí (1) qua bộ giải nhiệt khí nén (3) và bộ tách ẩm (3) đi tới bình hơi cái (15) từ đó khí nén được phân phối tới các bình chứa (5), (7) và (16) qua van phân phối (13).Một phần còn lại qua bình tích năng mục đích bổ sung khí nén trong một thời gian tức thời ngoài ra còn có tác dụng dập tắt dao động áp suất.

v  Khi đạp phanh.

        Khí nén từ các bình chứa (5), (7) đi vào tổng van phân phối (12), khí nén từ bình (5) qua tổng phanh đến van ABS (10) rồi cung cấp cho các bầu phanh trước tạo lực đẩy làm xoay cam thực hiện quá trình phanh bánh trước, còn khí nén từ bình chứa (7) cung cấp cho van phân phối (2) phanh sau để phân phối cho các van ABS (10) đến các bầu phanh sau thực hiện quá trình phanh.

v  Khi nhả phanh.

        Khí nén từ các đường cấp của tổng van phân phối (12) sẽ được xả ra ngoài khí trời theo đường xả khí của tổng van phân phối (12). Lúc đó sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp trên dòng điều khiển tới dòng phanh cầu trước và cầu sau. Khí nén một phần thoát ra ngoài qua van xả nhanh, một phần thoát ra qua van ABS và tổng phanh thực hiện việc nhả phanh.

4.2.2.2. Hệ thống phanh dừng.

v  Khi không phanh :

        Khí nén từ bình chứa (16) cấp khí cho van phanh dừng (11). Từ van phanh dừng (11) khí nén đến van hai ngả 20 cấp cho các van xả nhanh (21) cấp khí vào các bầu phanh tích năng cầu sau (19) ép lò xo tích năng lại thực hiện quá trình nhã phanh cầu sau.

v  Khi phanh. 

        Khi xoay van phanh dừng (11), sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp ở dòng điều khiển các van xả nhanh (21) thông với khí quyển. Van xa nhanh (21) không cho khí nén từ bình chứa (16) vào ép lò xo tích năng và mở đường khí nén từ phần dưới piston của bầu phanh ra ngoài khí quyển qua van tăng tốc (21). Lực nén lò xo truyền đến cần của bầu phanh để phanh nhanh chóng. Hiệu quả phanh phụ thuộc vào góc xoay của cần điều khiển của van phanh dừng.

4.2.2.3. Hệ thống ABS.

a.      Giai đoạn tăng áp:

        Khi đạp phanh, khí nén từ tổng phanh vào đường 4 thắng lực lò xo đẩy piston tỷ lệ1 mở thông đường hơi cấp khí nén cho bầu phanh tiến hành phanh.

        Cuộn Solenoid2 mở cho khí nén đến tác dụng lên lò xo của piston tỷ lệ 2 ngăn không cho khí nén thoát ra ngoài . Bánh xe bị phanh do capá khí nén vào bầu phanh.

        Bánh xe được phanh, do sự tăng momen phanh nên tốc đọ quay bánh xe giảm dần.

 

Hình 4-10  Mô tả giai đoạn tăng áp

1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1.

 

b.  Giai đoạn giữ áp:

Trong quá trình phanh, nếu bàn đạp duy trì ở mức thích hợp với khả năng bám mặt đường bánh xe không bị trượt lớn hơn giới hạn trượt cho phép. Tín hiệu từ ECU điều khiển mở hai cuộn Solenoid khí nén đến phía trên của piston tỷ lệ 1 và phía dưới của piston tỷ lệ 2 đậy kín các đường vào và ra. Khí nén không được cấp cho bầu phanh nhưng cũng không được thoát ra ngoài khí quyển thực hiện quá trình giữ  phanh.

Hình 4-11  Mô tả giai đoạn giữ áp

1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1.

 

c.  Giai đoạn giảm áp:

        Với quán tính chuyển động của bánh xe, bánh xe xuất hiện trượt lết tới giới hạn tính toán sẵn trong bộ điều khiển, cảm biến sẽ truyền tín hiệu về ABS-ECU, bộ xử lý này đưa tín hiệu đến Solenoid1 mở thông đường cấp tới tác dụng lên phía trên piston tỷ lệ 1 đóng lại cắt không cho khí nén thông với đường ra. Khí nén ở đường ra thắng lực ép lò xo của piston tỷ lệ 2 để thoát ra ngoài vì lúc này Solenoid2 đóng. Bầu phanh không được cấp khí nén thực hiện nhả phanh.

            Quá trình tăng áp, giữ áp, giảm áp xảy ra liên tục và thay đổi tuỳ thuộc vào sự đóng mở của các Solenoid được điều khiển bởi ABS- ECU.

Hình 4-12  Mô tả giai đoạn giảm áp.

1-Bình chứa, 2-Tổng phanh, 3-Solenoid1, 4- Đường hơi vào van ABS, 5-Solenoid2, 6- Piston tỷ lệ 2, 7- Cảm biến, 8- Bầu phanh, 9- Đường hơi ra, 10- Piston tỷ lệ 1.

 

4.3. Kết cấu các cụm chi tiết chính.

        4.3.1. Cơ cấu phanh.

        Cơ cấu phanh là bộ phận trực tiếp tạo ra lực cản và làm việc theo nguyên lý ma sát. Trong quá trình phanh động năng của ô tô biến thành nhiệt năng ở cơ cấu phanh rồi tiêu tán ra môi trường bên ngoài.

        Cơ cấu phanh trên xe KB120SE là loại ép bằng cơ khí được lắp trên tất cả 4 bánh của ô tô, cụm chính của cơ cấu phanh được lắp trên giá đỡ  nối cứng với bích của cầu. Cơ cấu phanh loại một bậc tự do với cơ cấu ép bằng cam.

        Các má phanh có hình dạng cong tương ứng với đặt tính mài mòn của chúng và được lắp lên hai guốc phanh, các guốc phanh này tựa tự do lên các cam lệch tâm của chốt lệch tâm . Trống phanh được bắt chặt lên may ơ bằng các bu lông.

4.3.1.1. Cơ cấu phanh trước.

        Cơ cấu phanh trước bố trí đối xứng qua trục, Cới điểm tựa duới của guốc phanh không điều chỉnh. Để tăng độ cứng vững cho điểm tựa dưới, giá đỡ được gia cường thành hai gối đỡ, trên hai gối đỡ này các trục quay của guốc phanh có thể xoay trơn và chịu tải. Hai guốc phanh luôn được ép chặt vào tâm nhờ lò xo hồi vị (19).

        Cam quay chế tạo liền với trục đựoc dẫn động nhờ đòn quay. Giá đỡ trục cam bố trí trên mâm phanh được bôi trơn bằng mỡ định kỳ. Đầu ngoài của trục cam có bố trí then hoa bắt với đòn quay thông qua cơ cấu trục vít – bánh vít .

 

Hình 4-13  Cơ cấu phanh trước

1- Cam phanh, 2- Guốc phanh, 3- Má phanh, 4- Tấm chặn, 5- Chốt lệch tâm,  6- Đinh tán, 7- Cánh tay đòn của trục cam, 8- Trục vít, 9- Bnánh vít, 10- Chốt khoá, 11- Bạc lót, 12- Giá đỡ trục cam, 13- Giá che chắn, 14- Bu lông bắt chặt mâm phanh, 15- Bu lông, 16- Giá bắt guốc phanh, 17- Xương guốc phanh, 18- Lò xo hồi vị, 19- Cam ép, 20- Vòng chặn mỡ.

Nguyên lý làm việc :

- Khi không phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị (19) kéo má phanh (3) vào trong và không tiếp xúc tang trống, bánh xe được lăn trơn.

- Khi phanh, khí nén vào bầu phanh, đẩy trục bầu phanh dịch chuyển, qua chốt trụ đẩy đòn quay làm trục cam xoay đi. Cam quay đẩy guốc phanh mở rộng bán kính tạo nên sự ép sát má phanh vào tang trống thực hiện phanh.

Trên mâm phanh có hai cửa sổ nhỏ để kiểm tra khe hở má phanh và tang trống. Việc điều chỉnh được tiến hành thông qua việc xoay cam xung quanh tâm trục và tạo nên vị trí ban đầu tương ứng với khe hở yêu cầu của má phanh và tang trống.

4.3.1.2. Cơ cấu phanh sau.

        Cơ cấu phanh sau có kết cấu tương tự như cơ cấu phanh trước, chỉ khác cơ cấu phanh trước ở chỗ : Sử dụng bầu phanh tích năng để kết hợp với nhiệm vụ phanh tay.

        Bầu phanh được bố trí là dạng bầu phanh tích năng. Ở trạng thái đứng yên, ta kéo cần phanh tay xả khí trong bầu tích năng ra, lò xo tích năng đẩy quay trục cam, thực hiện việc phanh  các bánh xe  cầu sau, giữ xe đứng yên trên dốc.

Hình 4-14  Cơ cấu phanh sau.

1- Cam phanh, 2- Guốc phanh, 3- Má phanh, 4- Tấm chặn, 5- Chốt lệch tâm,  6- Đinh tán, 7- Cánh tay đòn của trục cam, 8- Trục vít, 9- Bnánh vít, 10- Chốt khoá, 11- Bạc lót, 12- Giá đỡ trục cam, 13- Giá che chắn, 14- Bu lông bắt chặt mâm phanh, 15- Bu lông, 16- Giá bắt guốc phanh, 17- Xương guốc phanh, 18- Lò xo hồi vị, 19- Cam ép, 20- Vòng chặn mỡ.

4.3.1.3. Cơ cấu điều chỉnh khe hở phanh.

Dùng để điều chỉnh khe hở giữa các guốc phanh và trống phanh, khe hở này tăng lên trong quá trình sử dụng do các má phanh bị mòn. Cấu tạo của cơ cấu điều chỉnh khe hở trên được trình bày trên hình 4-15.

Hình 4-15. Cơ cấu điều chỉnh khe hở trên.

            1- Vít định vị; 2- Vít điều chỉnh; 3- Trục vít; 4- Bánh vít; 5- Then hoa.

 Nguyên lý làm việc:

        Trong quá trình sử dụng phanh khe hở giữa trống phanh và má phanh tăng lên làm tăng hành trình phanh, làm giảm thời gian tác dụng và khi vượt quá hành trình cho phép thì hiệu quả phanh giảm đáng kể, vì vậy cần có thêm cơ cấu điều chỉnh khe hở trên để khắc phục. Cơ cấu điều chỉnh khe hở trên được gắn vào trục của cam phanh bằng then hoa 5. Để điều chỉnh ta nới vít 1 ra sau đó dùng cờ lê vòng để vặn vít 2, trục vít 3 quay theo, bánh vít 4 được bắt chặt với trục cam nhờ then hoa nên khi xoay bánh vít tức là xoay trục tâm cam phanh làm thay đổi hành trình phanh tuỳ theo tình trạng của phanh và thói quen của người lái.

        4.3.2. Bầu phanh.

4.3.2.1. Bầu phanh trước.

Cấu tạo của bầu phanh trước được trình bày qua hình 4-16.

Hình 4-16  Bầu phanh trước.

1-Đầu nối đường khí nén; 2- Nắp bầu phanh; 3- Màng bầu phanh; 4 - Đĩa đỡ màng; 5- Lò xo hồi vị; 6- Đai; 7- Thanh trượt; 8- Thân bầu phanh; 9- Bulông để bắt bầu phanh vào giá; 10- Vỏ bảo vệ, 11- Đầu  nối  cần đẩy.

 

            Khi đạp phanh, khí nén vào đầu nối đường khí nén (1) ép màng bầu phanh (3) về phía trước đẩy đĩa đỡ màng (4), thanh trượt (7), đầu nối cần đẩy (11) về phía trước tác dụng lên cánh tay đòn trên trục cam phanh để thực hiện quá trình phanh. Khi nhả phanh, khí nén theo đầu nối đường khí nén (1) thoát ra ngoài bầu phanh, lò xo hồi vị (5) đẩy đĩa đỡ màng (4), thanh trượt (7), đầu nối cần đẩy (11) về vị trí ban đầu.

4.3.2.2. Bầu phanh sau.

Trên xe buýt KB120SE sử dụng bầu phanh sau với lò xo tích năng. Đây là loại bầu phanh dùng chung cho cả hệ thống phanh làm việc và phanh dừng.

            Bầu phanh gồm có hai phần:

- Phần dưới là bầu phanh thông thường, điều khiển bằng khí nén từ hệ thống phanh chính.

- Phần trên bầu phanh được gọi là buồng lò xo tích năng, điều khiển bằng khí nén qua van phanh dừng.

       Màng của bầu phanh được chế tạo từ cao su định hình, với một - hai lớp sợi cốt, chiều dày màng từ (3 ÷ 6)mm. Thân và nắp bầu phanh được dập từ thép cácbon thấp. Các lò xo được chế tạo từ thép hợp kim có thành phần cácbon cao.

Hình 4-17  Kết cấu của bầu phanh sau và bầu tích năng

1-Thân, 2- Thanh đẩy, 3- Vòng làm kín, 4- Ống, 5- Piston, 6- Cần đẩy, 7- Xi lanh, 8- Lò xo tích năng, 9- Đai ốc, 10- Ống nhánh, 11- Ống dẫn, 12- Vòng tựa, 13- Mặt bích, 14- Đĩa, 15- Màng ngăn, 16- Ống nhánh,17- Lò xo hồi vị, 18- Bu lông, 19- Thanh trượt.

 

       Ở trạng thái nhả phanh, màng bầu phanh (15) chiếm vị trí trên cùng, piston (5) của bầu phanh tích năng dưới tác dụng của không khí nén đi vào khoang A từ van điều khiển phanh dừng bị đẩy qua phải, ép lò xo phanh dừng (8) lại. 

Khi phanh bằng phanh làm việc, khí nén từ tổng van phân phối, đi vào khoang phía trên màng (15), ép thanh đẩy (19) dịch chuyển xuống dưới, tác dụng lên cơ cấu phanh.

      Khi phanh bằng phanh dự trữ hay phanh dừng, khí nén từ khoang A sẽ thoát ra ngoài qua đường thông ở tổng van điều khiển. Dưới tác dụng của lò xo phanh dừng (8), piston (5) lúc này tác dụng lên cần đẩy (6) và ép đĩa đỡ màng (14) đi xuống để thực hiện quá trình phanh.

        Cụm lò xo tích năng là một bộ phận tác dụng ngược. Vì thế, nó sẽ tự động làm việc và phanh ôtô lại, khi áp suất trong dẫn động giảm xuống hoặc khi có sự rò rỉ khí nén. Để có thể nhả phanh cưỡng bức khi cần thiết, bầu phanh có trang bị cơ cấu mở cơ khí gồm: đai ốc 9 và vòng tỳ 13.

        4.3.3. Dần động phanh.

4.3.3.1. Tổng van phân phối.

- Kết cấu của tổng van: Hình 4-18

- Nguyên lý làm việc:

            Khi phanh: Dưới tác dụng của lực đạp phanh cây ti tỳ lên piston dịch chuyển xuống phía dưới do khe hở phía trên ngắn hơn nên mặt bích của piston trên tỳ vào tấm cao su mở thông đường hơi trực bánh sau 11 với đường hơi điều khiển sau 21 đưa khí nén đến các bầu phanh sau. Tiếp theo piston phía dưới cũng tỳ lên tấm cao su mở đường hơi trực bánh trước 12 thông với đường điều khiển trước 22 đưa hơi đến các bầu phanh trước thực hiện quá trình phanh.

            Khi nhả phanh: Dưới tác dụng của hai lò xo hồi vị đẩy hai tấm cao su lên phía trên tỳ sát vào mặt bích của thân piston ngắt đường thông giữa các đường hơi trực và hơi điều khiển. Khí nén trong các đưòng điều khiển theo khe hở vào lỗ giữa của piston thoát ra ngoài.             

Hình 4-18 Kết cấu tổng van phân phối

1-Piston điều khiển ngăn trên bánh sau, 2- Seal làm kín, 3- Thân piston, 4- Seal làm kín, 5- Lò xo hồi vị, 6- Đường hơi trực bánh trước, 7- Piston điều khiển ngăn trên bánh trước.

4.3.3.2. Van phanh dừng.

Công dụng: Van phanh dừng là công tắc đóng mở khí nén cho bầu phanh tích năng.

Cấu tạo: Hình 4-19

Hình 4-19  Van phanh dừng.

1- Tay cầm, 2- Piston, 3- Lỗ cấp khí nén, 4- Van, 5- Lỗ khí nén đến bầu phanh tích năng.

Nguyên lý làm việc: Van phanh dừng có hai vị trí làm việc cơ bản.

        - Trạng thái nhả phanh dừng: Núm tay cầm được ấn vào, mở đường khí nén từ lỗ 3 đến lỗ 4 cấp khí nén đến các bầu tích năng thực hiện nhả phanh cầu sau.

        - Trạng thái phanh: Núm tay cầm 1 đươc kéo ra, ngắt khí nén đến các bầu tích năng đồng thời mở khí nén sau van 4 thoát ra ngoài khí quyển.

4.3.3.3. Van xả nhanh.

Trên hình 4-20 là kết cấu van cấp và xả nhanh khí. Van này còn có tác dụng để cấp nhanh không khí vào các bầu phanh khi phanh và xả nhanh không khí ra khỏi bầu phanh khi nhả phanh.

`

Hình 4-20  Van cấp xả nhanh khí

1- Thân van; 2- Vòng làm kín; 3- Lò xo hồi vị; 4- Đĩa lò xo; 5- Vòng đệm; 6- Van; 7- Nắp van.

        Khi đạp phanh khí nén từ bình chứa đi đến van qua đường A ép lò xo (3) xuống, mở van (6), đóng đường thông giữa khí quyển với các bầu phanh và cấp nhanh khí nén đến các bầu phanh qua các đường B và C thực hiện quá trình phanh bánh xe lại.

        Khi nhả phanh áp suất ở đầu vào giảm đi, lò xo (3) hồi vị van (6) về vị trí ban đầu mở đường thông giữa các bầu phanh với khí quyển, thực hiện quá trình xả nhanh khí ra ngoài.

4.3.3.4. Van đổi chiều hai ngã.

        Công dụng: dùng để nhận hai tín hiệu khí nén độc lập. Khi một trong hai tín hiệu khí nén bị mất thì hệ thống vẫn được cung cấp tín hiệu điều khiển.

        Cấu tạo của van thể hiện trên hình 4-21.

        Nguyên lý hoạt động:

        - Khi cả hai đường 1 và 5 không có khí nén thì lỗ 4 không được cấp khí nén.

        - Khi một trong hai lỗ 1 và 5 có khí nén, chênh lậch áp suất khí nén làm con trượt bịt kín lỗ còn lại , tránh bị giảm áp cho dòng khí có áp suất, lỗ 4 vẫn có áp suất điều khiển từ một trong hai dòng cung cấp.

        - Khi hai lỗ 1 và 5 đều có áp suất thì van con trượt 3 cân bằng nhưng do quán tính nên sẽ không đóng hoàn toàn lỗ 4.


Hình 4-21  Van đổi chiều hai ngã.

1- Đường khí nén vào, 2- Xy lanh có lỗ, 3- Van trượt, 4- Lỗ cấp khí nén cho bầu phanh tích năng, 5- Đường khí nén vào.

5. Tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh khí nén trên ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE.

    5.1. Xác định momen phanh yêu cầu.

        5.1.1. Số liệu đã biết.

-Trọng lượng không tải : G = 12800 [kg]

+ Trọng lượng phân bố lên cầu trước: Ga1 =  4060 [kg]

+ Trọng lượng phân bố lên cầu sau: Ga2 =  8740    [kg]

- Trọng lượng toàn bộ: Ga  =  15700 [kg]

+ Trọng lượng phân bố lên cầu trước: Ga1 =  5700 [kg]

+ Trọng lượng phân bố lên cầu sau: Ga2 =  10000  [kg]

- Tọa độ trọng tâm theo chiều cao: Chọn gần đúng hg = (0,7 ¸0,8).B  (mm); với B là chiều rộng cơ sở của xe, B = 2020 (mm).

Ta chọn:         hg1 = 0,80.B 

                             = 0,80.2020 = 1616 (mm) (khi đầy tải)

-Lốp xe có ký hiệu 12R22.5 – Michelin, Tra Catolog lốp Michelin [6] ta được :

            + Bán kính bánh xe lúc đầy tải rbx=0,503[m]

            + Bán kính bánh xe lúc không tải rbxo= 0,541[m]

        5.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm a, b.

5.1.2.1.Trường hợp ô tô đầy tải.

        Tọa độ trọng tâm của xe  a, b, hg1

Hình 5-1  Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô  (trường hợp ô tô đầy tải).

Trong đó :      Ga :  Trọng lượng toàn bộ của xe.

          Ga1, Ga2 : Trọng lượng phân bố lên cầu trước và cầu sau của xe.

Gọi thứ tự các cầu tính từ phía đầu xe trở lùi là cầu 1, cầu 2

Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc: a, b

Theo sơ đồ trên (hình 5-1) ta qui ước chiều dương ngược chiều kim đồng hồ.

Lấy mômen tại O1 ta có :

                                   Ga.a - ­ = 0          

Þ  a =                                                               

          Mà  Z2 = Ga2  Þ  a =                                                                   (5.1)

    a  =3821,66 [mm]

   Theo sơ đồ hình 5-1. ta có :

                        a + b  =  L                                                                                  (5.2)

                        Þ b = L – a

                             = 6000 - 382,17 = 2178,34 [mm]

Vậy ta đã tính được tọa độ trọng tâm với trường hợp xe đầy tải là:

            + a   = 3,822  [m]

            + b   = 2,178 [m]

            + hg1 = 1,616 [m]

5.1.2.2. Trường hợp ô tô không tải.

+ ao = [m]

+ bo = L - ao = 6 - 4,096 = 2,372 [m]

+ hgo =

Trong đó :      G Trọng lượng người và hàng hoá, Gn = 2900 [kg]

                        hn  Chiều cao của trọng tâm người và hàng hoá

            hn =

Với :  Gn1 : Trọng lượng người và hàng hoá ở ghế tầng 1, Gn1 = 1518[kg]

            Gn2 : Trọng lượng người và hàng hoá ở ghế tầng 2, Gn2 = 1380[kg]

            hn1 : Chiều cao của trọng tâm người và hàng hoá ở ghế tầng1

            hn1 = 1,432[m]

            hn2 : Chiều cao trọng tâm của người và hàng hoá ở ghế tầng 2

            hn2 = 2,697[m]

            => [m]

Vậy [m]

        5.1.3. Xác định momen phanh theo yêu cầu.

5.1.3.1.Trường hợp ô tô đầy tải.

        Khi phanh, bỏ qua lực cản gió Pω và lực cản lăn Pf1, Pf2 vì khi phanh vận tốc giảm dần rất nhanh, nếu như phanh đến vận tốc V  =  0 thì lực Pf1+ Pf2 rất nhỏ so với PP1+PP2.

Hình 5-2  Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh (trường hợp ô tô đầy tải).

Từ hình 5-2. Ta viết phương trình cân bằng mômen:

Đối với cầu trước:

SM/O1 = 0

Ga.a -Z2.L- Pj. hg1  =    0                                                                              (5.3)

Đối với cầu sau : SM/O2 =    0

Z1.L – Ga.b - Pj. hg1 = 0                                                                               (5.4)

Với                                                                                                 (5.5)

Từ  (5.3), (5.4) và (5.5) ta suy ra:

                                                                                        (5.6)

                                                                                        (5.7)                                     

Để sử dụng hết trọng lượng bám của ôtô thì cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe trước và sau. Lực phanh lớn nhất đối với toàn bộ xe tức là phanh có hiệu quả nhất khi lực phanh sinh ra ở các bánh xe tỉ lệ thuận với tải trọng tác dụng lên chúng.

Từ đó ta có lực phanh cực đại tác dụng lên bánh xe ở cầu trước và sau là:

- Lực phanh sinh ra ở cầu trước:

           Pp1 = j.Z1    [N]                                                                                      (5.8)                                                             

- Lực phanh sinh ra ở cầu sau:

         Pp2 = j.Z2     [N]                                                                                       (5.9)                                                                  

Từ (5.6) và (5.8) ta có lực phanh sinh ra ở một bánh của cầu trước là:

           [N]                                                                    (5.10)

Với :     Ga = 15700  [kg] = 154017  [N]

                        L = 6000       [mm]  =    6          [m]

                        b =  2,178      [m]

                        hg1 = 1616    [mm]  =   1,616    [m]

Thay các giá trị trên vào công thức ta có:

     [N]                   

Þ Pp1 = 27954,1 +  20740,92        [N]

Từ (5.7) và (5.9) ta có lực phanh cần sinh ra ở một bánh của cầu sau là:

                                        [N]                                      (5.11)        

Với : a = 3,822   [m]

Þ      [N]

                          = 49054,4 - 20740,9.2              [N]

Vậy mômen cần sinh ra ở các cơ cấu phanh.

     + Mô men phanh cần sinh ra ở 1 cơ cấu phanh trước:

                  Mp1 = Pp1.rbx                                                                                                                (5.12)                    

            Trong đó :      rbx : Bán kính làm việc của bánh xe         

                     Þ Mp1 =  (27954,1 +  20740,92). 0,503                      

                         = 14060,9. +10432,7.[Nm]                                         (5.13)  

    + Mô men cần sinh ra ở cơ 1 cấu phanh sau:

                   Mp2 = Pp2.rbx = (49054,4 - 20740,9.2). 0,503

                          = 24674,4. -10432,7.2­   [Nm]                                         (5.14)

Với các giá trị hệ số bám khác nhau, ta có bảng 5-1 sau:

Bảng 5-1:

φ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Mp1

1510,4

3229,5

5157,2

7293,6

9638,6

12192,3

14954,7

17925,6

Mp2

2363,1

4517,6

6463,4

8200,5

9729,0

11048,9

12160,1

13062,6

 

Qua bảng trên ta thấy:

        Hệ số bám của bánh xe với mặt đường tỷ lệ thuận với momen phanh sinh ra ở các cầu.

        Khi φ < 0,5 momen phanh cầu sau lớn hơn momen phanh sinh ra ở cầu trước.

        Khi φ > 0,5 momen phanh cầu trước lớn hơn momen phanh sinh ra ở cầu sau.

        Momen phanh sinh ra tỷ lệ thuận với lực phanh trên các cầu.

Do vậy khi không có bộ điều chỉnh lực phanh các bánh xe sau sẽ bị hãm cứng và trượt trước làm giảm hiệu quả phanh, làm mất tính ổn định và điều khiển của xe. Để đạt hiệu quả phanh cao khi phanh với cường độ lớn với hệ số bám cao hơn thì phải lắp bộ điều hoà cho xe. Nhưng xe được trang bị hệ thống phanh  ABS nên việc điều chỉnh lực phanh là không cần vì người ta thiết kế hệ thống phanh có lực phanh bao giờ cũng vượt hơn lực phanh yêu cầu, áp suất các dòng dẫn động luôn đồng thời và bằng nhau, khi bất cứ một bánh xe nào bị hãm cứng thì lập tức áp suất phanh tại bánh xe đó được giảm ngay để bánh xe đó không bị trượt.

Hình 5-3  Đồ thị quan hệ momen phanh của xe THACO KINGLONG KB120SE.

        Khi thiết kế, để đảm bảo cho cơ cấu phanh có khả năng sinh ra một momen cực đại luôn luôn lớn hơn hoặc tối thiểu bằng momen xác định theo điều kiện bám, người ta có xu hướng lấy giá trị tối đa hệ số bám của bánh xe với mặt đường. Đối với đường bộ ở Việt Nam ta chọn φ=0,6 [3]

Vậy momen phanh yêu cầu sinh ra ở cầu trước và cầu sau là:

            Mp1 = 13452,7 [N.m]

            Mp2 = 12191,1 [N.m]

5.1.3.2.Trường hợp không tải

Với:    Ga=12800 [kg] = 125568 [N]

a = 3,628 [m]

b = 2,372 [m]

Tương tự ta có mô men phanh cần sinh ra ở một cơ cấu phanh trước, sau :

Mp1 = 13427,1. + 8616,1.       [Nm]   

Mp2 = 20538,2. - 8616,1.     [Nm]  

Bảng 5-2:

φ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Mp1

1199,6

2586,9

4161,9

5924,6

7875,0

10013,1

12338,9

14852,3

Mp2

2284,9

4382,1

6291,6

8013,5

9547,6

10894,0

12052,7

13023,7

 

 

    5.2. Xác định momen phanh mà cơ cấu phanh sinh ra.

        5.2.1.Các số liệu cơ bản.

+ Cơ cấu phanh trước:

            dt - Đường kính bề mặt ma sát của trống phanh; dt=  400 (mm)

            b - Bề rộng má phanh;  b = 140 (mm)

            b- Góc ôm má phanh;   b = 1200

            a0, a1 - Góc đặt tấm ma sát; a0 = 220; a1 = 1450

            dk- Đường kính vòng tròn cơ sở của cam; dk = 35 (mm)

            lk- Chiều dài đòn dẫn động cam trước; lk = 140 (mm)   

            Các kích thước :  h’ = 158(mm); h” = 164 (mm),

                                       h = h’ + h” = 155+160 = 315 (mm)

           D1 = 160 (mm):Đường kính của màng bầu phanh trước

+ Cơ cấu phanh sau:

            dt - Đường kính trống phanh;    dt=  410 (mm)

            b - Bề rộng má phanh; b = 160 (mm)

            b - Góc ôm má phanh; b = 1170

            a0, a1 - Góc đặt tấm ma sát; a0 = 220;  a1 = 1450

            dk - Đường kính vòng tròn cơ sở của cam;dk = 35 (mm)

            lk- Chiều dài đòn dẫn động cam phanh sau; lk = 122 (mm)

            D2 = 160 (mm) đường kính của màng bầu phanh sau;          

            Các kích thước :  h’= 158 (mm); h” = 164 (mm)

                                          h = h’ + h” = 158+164 = 322   (mm)

        5.2.2. Xác định momen phanh do cầu trước sinh ra.

Hiện nay để xác định mô men phanh Mp ta có ba phương pháp là: Đồ thị, giải tích và đồ - giải. Phương pháp giải tích phổ biến và ưu việt hơn cả vì nó đơn giản, có độ chính xác cao và thuận tiện khi cần phân tích ảnh hưởng của các thông số.

Bởi vậy ở đây ở đây chúng ta sử dụng phương pháp này, và ta có sơ đồ tính như sau:

Xét cân bằng guốc phanh với các giả thuyết sau:

- Áp suất phân bố đều theo chiều rộng má phanh.

- Quy luật phân bố áp suất theo chiều dài má phanh không phụ thuộc vào giá trị lực ép tác dụng lên guốc và có dạng tổng quát:

q  = qmax.y(a)                                                                              

Trong đó:

qmax  - Áp suất lớn nhất trên má phanh.

y(a)   - Hàm phân bố áp suất.

- Hệ số ma sát m giữa trống và má phanh không phụ thuộc vào chế độ phanh.

Đối với cơ cấu phanh đang khảo sát và tính toán, guốc phanh chỉ có một bậc tự do nên xét trường hợp áp suất trên má phanh phân bố theo quy luật đường sin:

Hình 5-4  Sơ đồ tính.

                  q      = qmax.sina.                                                                             (5.15)

Khi phân bố theo đường sin, các phần tử lực pháp tuyến dN và lực ma sát dFT từ phía trống phanh tác dụng lên phần tử vô cùng bé da (hình 5-4) của má phanh là:

dN = qmax.b.rt.sina.da                                                                          

dFT= m.qmax.b.rt.sina.da

Và lực ma sát tạo ra một mô men phanh:

dMp =dFT.r =  m. q.b.rt2.da, hay

                 dMp =m. qmax.b.rt2.sina.da.                                                             (5.16)

         Tích phân biểu thức (5.16) từ a0 đến a1 ta được mô men phanh tổng do các guốc phanh tương ứng tạo ra (guốc tự siết có chỉ số1, guốc không tự siết có chỉ số2):

                                                                                                (5.17)

          Để xác định qmax, ta viết phương trình cân bằng mô men đối với điểm quay (C) của guốc :

                                                          (5.18)

Thế các biểu thức của dFT và dN vào (6.20) và l= (rt - scosa), thì sau khi biến đổi chúng ta có:

 qmax=[P.h/(rt..b)]/{s} (5.19)

Thế biểu thức (5.19) vào phương trình (5.17) rồi chia tử và mẫu cho r chúng ta nhận được phương trình xác định mô men của mỗi guốc theo lực ép:

                 Mp1,2 = P.h.m/(AmB)                                                                    (5.20)

Ở đây:      A=                                         (5.21)        

                 B=                                                               (5.22)

Dấu (-) ở mẫu số của biểu thức (5.20) tương ứng với guốc tự siết, còn dấu (+) tương ứng với guốc không tự siết.

Như vậy mô men tổng của cả 2 guốc phanh sẽ là:

MPå = MP1 + MP2 =                                                        (5.23)

Vì cơ cấu phanh yêu cầu có độ cứng vững cao, là loại phanh guốc một bậc tự do nên:y(a) = sina và áp suất qmax tác dụng ở điểm có a =900  (hình 5-5).

Hình  5-5  Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin.

Với:  a0 = 220

a1 = 1450

rt = 400/2 = 200 (mm)

s = 164 (mm)

Thay các giá trị trên vào (5.21) và (5.22)

Þ A =

Þ B =

Ở đây, cơ cấu ép bằng cam nên ta có: Mp1 = Mp2; A1 = A2 = A và B1 = B2 = B,

tức là:

P1.h1/(A-m.B) = P2.h2/(A+m.B)                                                                        (5.24)

Từ điều kiện cân bằng cam ép (hình 6.5), ta có:

Pd.lk = (P1+P2).dk/2                                                                                           (5.25)

Hình 5-6  Sơ đồ tính toán cơ cấu ép.

Từ (5.24), nếu xem h1 » h2 thì:

P2 = P1.

Thay biểu thức trên vào (6.25), ta tìm được:

Lực do guốc tự siết sinh ra:

                P1  =       [N]                                                              (5.26)

 Lực do guốc tự tách sinh ra:  

                P2  =    [N]                                                                (5.27)

Lực tác dụng lên đòn của cam ép  cơ cấu phanh trước được xác định theo công thức:

                                     [N]                                                             (5.28)

Ở đây:

p: Áp suất trong bầu phanh: p = 0,65 (MN/m2) = 0,65.106 (N/m2)

            S1 =  [mm2]: Diện tích làm việc của màng bầu phanh trước

     D1 = 160 (mm): Đường kính của màng bầu phanh trước

Thay các giá trị trên vào (5.28) ta có:

      = 13062,24                [N]

Thay Pd1 vào (5.26) và (5.27) ta có:

+ Lực ép tác dụng lên guốc tự siết:

            P1  =       

            Với:    lk  - Chiều dài đòn dẫn động cam trước:             lk = 140 (mm)

                        dk - Đường kính vòng tròn cơ sở của cam quay:  dk = 35   (mm)

     m   - Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh

               m = 0,32 ÷ 0,38, chọn: m = 0,35

A, B: Hệ số kết cấu

Þ P1  =       (N)

   + Lực ép tác dụng lên guốc tự tách:

P2  =

P2  =        (N)  

Với cơ cấu ép bằng cam ta có mô men do 2 guốc sinh ra bằng nhau;

A1= A2 = A và B1=B2 = B, ta có mô men mà cơ cấu phanh sinh ra:

         MPå =                                                                           (5.29)

+ Mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu trước sinh ra là:

Mp1t = MPå =  (với h1 = h2 = h = 322 (mm))          

MP1t =   [N.m]

→Tổng momen phanh do tất cả các cơ cấu phanh cầu trước sinh ra :

∑MP1t = 2.MP1t = 2.16920,86=33841,72 [N.m] > 13452,7 [N.m]. Lực phanh do cơ cấu  phanh sinh ra thoả mãn yêu cầu.

        5.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra.

- Theo (5.28 ) lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh sau được xác định như sau:

= p.

            Þ                       [N]

- Theo (5.26) lực ép tác dụng lên guốc tự siết:

            P1  =       

       [N]

- Theo (5.27) lực ép tác dụng lên guốc guốc tự tách:

            P2  =    

P2  =      [N]

- Theo (5.29) ta có mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu sau sinh ra:

Mp2s = MPå

MP2s =

= 12272,5 [N.m]

→Tổng momen phanh do tất cả các cơ cấu phanh cầu sau sinh ra :

∑MP2s = 2.MP2s = 2.12272,5 = 24545 [N.m] > 12191,1 [N.m]. Lực phanh do cơ cấu phanh sinh ra thoả mãn yêu cầu.

    5.3. Xác định áp suất phanh.

+ Xác định áp suất của cơ cấu  phanh trước:

            Từ công thức (5.29), ta có:

 MPå =

       Mà:          P1  =

P2  =

Trong đó:      

          

            MPå ­ = p1. 

    Đặt:          k­1 =   

           MP1å­­­­ ­ = P1.k1       [N.m]                                                                    (5.30)

k1 =     +                                +

K10,018998

            Vậy ta có áp suất phanh của cầu trước p1[N/m­­], là:

p1 ­­=      [N/m­­]  

+ Xác định áp suất của cơ cấu phanh sau:

         Tương tự ta thay các giá trị ứng với cơ cấu phanh sau vào công thức (6.30) thì ta nhận được áp suất của cơ cấu phanh sau là:

 MPå­= p2.k2        [N.m]

p =        [N/m]

          Với          k2  =  +

+

k2 = 0,019270

Ứng với các giá trị hệ số bám khác nhau, mô men phanh khác nhau ta có bảng sau:

Bảng 5-3. Giá tri áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe đầy tải:

φ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Mp1

1510,4

3229,5

5157,2

7293,6

9638,6

12192,3

14954,7

17925,6

K1

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

Pp1=Mp1/k1
[N/m
2­­]

79504,00

169990,95

271460,84

383913,68

507349,46

641768,19

787169,86

943554,48

 

Bảng 5-4. Giá tri áp suất phanh cầu sau theo φ, Mp2 với trường hợp xe đầy tải:

φ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Mp2

2363,1

4517,6

6463,4

8200,5

9729,0

11048,9

12160,1

13062,6

K2

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

Pp2=Mp2/k2
[N/m
2­­]

122631,71

234435,50

335411,36

425559,31

504879,35

573371,46

631035,65

677871,93

 

Bảng 5-5. Giá trị áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe không tải

φ

0,1

``0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Mp1

1428,9

3030,1

4803,6

6749,4

8867,6

11158,1

13620,9

16256,0

K2

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

0,018998

pp1=Mp1/k1
[N/m2­­]

75211,65

159493,84

252846,56

355269,82

466763,61

587327,93

716962,79

855668,18

 

 

Bảng 5-6. Giá tri áp suất phanh cầu sau theo φ, Mp2 với trường hợp xe không tải:

φ

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Mp2

1967,7

3763,0

5386,0

6836,7

8115,1

9221,1

10154,9

10916,3

K2

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

0,01927

pp2=Mp2/k1
[N/m2­­]

102109,96

195277,43

279502,39

354784,85

421124,81

478522,26

526977,22

566489,67

 

 

Hình 5-7. Đồ thị biểu diễn quan hệ áp suất phanh dòng trước và sau.

   + Đường 1: Biểu diễn quan hệ lý tưởng giữa áp suất dòng sau và hệ số bám đối với trường hợp xe không tải.

+ Đường 2: Biểu diễn quan hệ lý tưởng giữa áp suất dòng sau và hệ số bám đối với trường hợp xe đầy tải.

   + Đường 3: Biểu diễn quan hệ lý tưởng giữa áp suất dòng sau và trước đối với trường hợp xe không tải.

   + Đường 4: Biểu diễn quan hệ lý tưởng giữa áp suất dòng sau và trước đối với trường hợp xe đầy tải.

   + Đường 5: Biểu diễn quan hệ thực tế  áp suất dẫn động phanh trên các trục.

    5.4. Xây dựng quy luật thay đổi của các thông số khi phanh có ABS.

        5.4.1. Xác định quan hệ giữa mômen phanh, mô men bám ,gia tốc góc với hệ số trượt.

Sơ đồ tính:

Hình 5-8  Các lực và momen tác dụng lên bánh xe khi phanh

Từ hình vẽ ta có phương trình cân bằng mômen tác dụng lên bánh xe đối với trục quay của nó khi phanh (bỏ qua mômen cản và để đơn giản coi Zbx=const)

                                                                                                               (5.31)

            Mp- Mô men phanh tạo ra bởi cơ cấu phanh.

- Mô men bam của bánh xe với đường do lực phanh tạo ra

            Jb - Mô men quán tính của bánh xe.

- Tốc độ góc của bánh xe.

 Tính mômen bám

                                                                                                    (5.32)

Zbx - Phản lực pháp tuyến của bánh xe với mặt đường .

- Hệ số bám của bánh xe và mặt đường.

            Rbx- Bán kính làm việc của bánh xe.

            Ta đã tính được ở trên:

    Mômen bám sinh ra ở một bánh xe của cầu trướclà:

        Mφ1 = 15514,5. +11511,2.       [Nm]          

   Mômen bám sinh ra ở một bánh xe của cầu sau là:

        Mφ2 = 27225,5. -11511,2.2­           [Nm]

Tính Mj=Jb.()                                                                                         (5.33)

Ta có:                                                                                        (5.34)

Va- Tốc độ chuyển động tịnh tiến của ôtô.

- Tốc độ góc của bánh xe.

rbx- Bán kinh của bánh xe.

        

           

Jb= mbx.rbx

Mj1=

Mj2=

Với mbx = 83,5 [kg ], rbx = 0,503 [m ]

=> Mj1 = 412,02.φ.(1-λ)

                  Mj2 = 824,04.φ.(1-λ)

Ta có                                                                

Mp1 = 15514,5. +11511,2.2 + 412,02.      

Mp2 =  27225,5. -11511,2.2­  +  824,04.φ.(1-λ)

Theo tài liệu [4] ta có quan hệ giữa hệ số bám φ và độ trượt λ theo đồ thị:

Hình 5-9  Sự thay đổi hệ số bám dọc φx và hệ số bám ngang φy theo độ trượt tương đối λ  của bánh xe.

Để lập được mối quan hệ giữa mô men bám của mỗi bánh xe ở cầu trước và cầu sau theo độ trượt λ, dựa vào đồ thị giả sử các giá trị của hệ số bám dọc φx theo độ trượt tương đối λ như trong bảng 5.1.

Bảng 5-7. Quan hệ giữa hệ số bám dọc φx và độ trượt λ.

λ

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

φx

0

0,65

0,72

0,713

0,68

0,64

0,61

0,59

0,58

0,57

0,56

 

 

Ứng với các giá trị của φx ta xác định được mô men bám Mφ trên các cầu như trong bảng 5.2, và đồ thị biểu diễn quan hệ giữa mô men bám Mφ và độ trượt λ khi phanh như hình 5-3.

Bảng 5-8. Quan hệ giữa mô men bám Mφ và độ trượt λ.

λ

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

φ

0

0,65

0,72

0,713

0,68

0,64

0,61

0,59

0,58

0,57

0,56

Mp1

0,0

13788,4

15769,5

15534,7

14553,6

13404,1

12559,7

12000,5

11712,7

11427,8

11145,8

Mp2

0,0

20928,2

23648,5

23307,8

21938,9

20328,5

11370,4

11072,1

10897,2

10721,8

10546,0

 

 

        5.4.2. Đối với cầu trước.

5.4.2.1.Giai đoạn tăng áp suất.

Bảng 5-9. Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất:

λ

0

0,1

0,15

0,2

0,25

Mp1

0

13788,43

15199,80

15769,48

15725,27

 

 

      Khi đạp phanh áp suất tăng lên đến giá trị p1thì ECU điều khiển giảm áp suất, do có độ chậm tác dụng của hệ thống nên áp suất vẫn còn tăng đến giá trị

p2 mới thật sự giảm xuống. Giai đoạn tăng áp suất được biễu diễn bằng đoạn O-1-2 trên đồ thị hình 5-

5.4.2.2.Giai đoạn giảm áp suất.

Bảng 5-10. Quan hệ giữa mô men phanh trước Mp1 với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất:

λ

0,25

0,30

0,25

Mp1

15725,27

15329,08

13198,30

 

 

Áp suất giảm từ giá trị p2 đến giá trị cực tiểu không đổi p4. Giai đoạn này được biểu diễn bằng đoạn 2-3-4 trên đồ thị hình 5-

5.4.2.3. Giai đoạn giữ áp suất.

Bảng 5-11. Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất:

λ

0,25

0,15

Mp1

13198,30

13198,30

 

     

Ở giai đoạn này áp suất được giữ không đổi, được biểu diễn bằng đoạn 4-5 trên đồ thị hình 5-10

5.4.2.4. Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo.

Bảng 5-12. Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo:

λ

0,15

0,10

0,15

Mp1

13198,30

13547,40

15199,80

 

 

Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo được biểu diễn bằng đoạn 5-6-1 trên đồ thị hình 5-10

Từ các bảng số liệu ở trên, ta biểu diễn được sự thay đổi của các thông số khi phanh có ABS như sau:

Hình 5-10  Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu trước khi có ABS.

        5.4.3. Đối với cầu sau.

Tương tự như cầu trước ta có:

5.4.3.1. Giai đoạn tăng áp suất.

Bảng 5-13. Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất.

 

λ

0

0,1

0,15

0,2

0,25

Mp1

0

12112,61

12650,36

12831,90

12791,96

 

           

5.4.3.2. Giai đoạn giảm áp suất.

Bảng 5-14. Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giảm áp suất.

λ

0.25

0.30

0.25

Mp2

12791,96

12289,19

10736,36

 

 

5.4.3.3. Giai đoạn giữ áp suất.

Bảng 5-15. Quan hệ giữa mô men phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn giữ áp suất.

λ

0.25

0.15

Mp2

12791,96

12289,19

 

 

5.4.3.4. Giai đoạn tăng áp suất tiếp theo.

Bảng 5-16. Quan hệ giữa mô men phanh của mỗi cơ cấu phanh trước Mpt với độ trượt λ ở giai đoạn tăng áp suất tiếp theo.

λ

0.15

0.10

0.15

Mp2

10736,36

11630,54

12650,36

 

 

Hình 5-11  Chu kỳ thay đổi momen phanh ở cầu sau khi co ABS.

    5.5. Tính toán kiểm tra cơ cấu phanh.

        5.5.1. Kiểm tra điều kiện tự  siết.

Hiện tượng tự siết là hiện tượng má phanh tự siết vào trống phanh chỉ bằng lực ma sát mà không cần tác dụng của lực dẫn động.

Từ (5.20) ta có công thức Mp1,2 = Phm/(AmB)

Đối với phanh guốc, hiện tượng tự siết vào trống phanh sẽ xảy ra khi mẫu số bằng không. Để tránh hiện tượng này phải đảm bảo điều kiện:

                                                     

                                                                                                            (5.35)   

      Với:    A = 0,696 ; B = 0,284 là các hệ số kết cấu của cơ cấu phanh.

      Thay các số liệu trên vào (5.35) ta được:

                                    m <

                                    Þm < 2,45

So với giá trị của hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống m = 0,32÷ 0,38. Như vậy hiện tượng tự siết không xảy ra.

        5.5.2. Tính công ma sát riêng.

Công ma sát riêng (lms) bằng tỷ số giữa công ma sát sinh ra khi phanh ô tô máy kéo từ tốc độ cực đại đến dừng và tổng diện tích (FS) của taut cả các má phanh.

Ta có công thức tính công ma sát riêng :

                                                                                                      (5.36)

Trong đó :

                   Ga - trọng lượng toàn bộ của xe

Ga = 15700  (KG)                                                                                        

Va - Vận tốc của ôtô khi bắt đầu phanh

                  Với điều kiện thực tế, ta chọn Va= 50 (km/h) để tính toán 

Va = 50 (km/h)  = 13,89 (m/s)                                                                   

FS - Tổng diện tích của các má phanh

FS = Ft + Fs = 4.0,42. (0,14 + 0,16)

                    = 0,504 [m2]

Thay các giá trị ở trên vào (5.36):

                        Þ     [J/m2]

                              lms = 300,499      [J/cm2]

Đối với buýt hiện nay trị số công ma sát riêng của cơ cấu phanh nằm trong khoảng 600¸800 [J/cm2] [3]

                        Þ lms < [lms] = (600 ¸ 800)             [J/cm2]

                    Þ Kết cấu của má phanh thoả mãn về công ma sát riêng

        5.6. Tính toán các chỉ tiêu phanh.

Để đánh giá chất lượng của quá trình phanh có thể dùng các chỉ tiêu sau: quãng đường phanh, gia tốc chậm dần , thời gian phanh, lực phanh. Tất cả mang tính lý thuyết còn trong thực tế phải kể đến thời gian phản ứng của người lái xe, thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh,… Vì vậy để xác định quãng đường phanh thực tế người ta xây dựng giản đồ phanh. Hình 5-12.

 

Hình 5-12  Giản đồ phanh

            t- Là thời gian phản xạ của người lái quyết định đạp phanh, thời gian này phụ thuộc vào trình độ người lái, t1 = (0,3 ÷ 0,8) [s], chọn t1 = 0,5 [s]

            t- Là thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức là từ úc người lái tác dụng vào bàn đạp cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh, đối với phanh khí nén t2 = 0,3[s]

            t3 - Là thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần, t3 = (0,5÷1) [s], ta chọn t3 = 0,6 [s].

            t- Là thời gian phanh hoàn toàn ứng với lực phanh cực đại. Trong thời gian gian này lực phanh hoặc gia tốc chậm dần không đổi.

            t- Là thời gian nhả phanh, lực phanh giảm đến 0, đối với phanh khí nén t5 = (1,5÷2), chọn t5 = 1,7 [s]

        5.6.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.

            Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô.

Ta có :                                                                                            (5.37)

            Trong đó :  là hệ số tính đến ảnh hưởng các trọng khối quay của ô tô, 1.

            Lấy hệ số bám φ = 0,6.

            Thay các số liệu vào (5.37) ta được: jpmax = 0,6.9,81 = 5,866 [ m2 ]

        5.6.2. Thời gian phanh.

Thời gian phanh càng nhỏ thì chất lượng phanh càng tốt. Để xác định thời gian phanh ta có :

Tích phân trong giới hàn từ thời điểm ứng với vận tốc phanh ban đầu v1 tới thời điểm với vận tốc v2 ở cuối quá trình phanh :

                                                                            

Khi phanh ô tô đến lúc dừng hẳn thì v2 = 0, do đó                     (5.38)

Trong đó : v1 là vận tốc của ô tô ứng với thời điểm bắt đầu phanh.

Mặt khác ta có : dv = j.dt      

Lấy tích phân hai vế ta được : v1 – v0 =

                                                                                            (5.39)

v0 = 30[km/h] =8,3[m/s]

Thay các số liệu vào (5.39) ta được :  [m/s]

Thay các số liệu vào (5.38) ta được :  [s]

Như vậy quá trình phanh kể từ khi người lái nhận được tind hiệu cho đến khi ô tô dừng hẳn kéo dài trong thời gian t như sau :

            tp = t1 + t2 + t3 + t4 = 0,5 + 0,3 + 0,6 + 0,7 = 2,1 [s]

        5.6.3. Quãng đường phanh.

Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ô tô. Cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà máy chế tạo thường cho biết quáng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định.

            So với các chỉ tiêu khác thì quãng đường phanh là chỉ tiêu mà người lái xe có thể nhận thức được một cách trực quan và dễ dàng tạo điều kiện cho người lái xe xử trí tốt trong khi phanh ô tô trên đường.

            Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v0 đến v1.

                Ta có :

                                       

Tích phân hai vế ta được :

                                                                                 (5.40)

Thay số vào (5.40)  ta được: [m]

Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh (v2 = 0).

            Ta có:             2.φ.g.S2 = v12 – v22

                                    => [m]

Quãng đường phanh thực tế là: Sp = S1 + S2

                                      Sp = 7,1 + 3,6 = 10,7[m]

 

    5.7. Kiểm tra phần cung cấp khí nén.

      Thể tích các bình chứa cần phải chọn với lượng dự trữ đủ lớn để giảm tải cho mép nén, đảm bảo cho nó chỉ làm việc có tải trọng khoảng 10% đến 30% thời gian chuyển động của ô tô, thời gian còn lại mép nén chỉ làm việc không tải để tăng tuổi thọ.

      Điều kiện trên được cụ thể hoá thành điều kiện sau: Tổng thể tích các bình chứa cần phải chọn như thế nào để đảm bao sau 8 lần đạp phanh liên tục, áp suất khí nén không giảm xuống thấp hơn một nữa áp suất đạt được trong lần đạp phanh thứ nhất, tức là: p9 ³ 0,5.p1                                                                                       (5.41)

Ở đây: p1 và p9 -các áp suất tuyệt đối trong hệ thống, tương ứng với lần phanh thứ nhất và thứ chín. Áp dụng phương trình trạng thái pV= mRT= const cho hệ thống đẫn động khí nén, có thể viết:

                             p1(Vbc + Vt) = p0Vbc

                             p2(Vbc + Vt) =

                              ................................

                              pn =                                                                          (5.42)

Ở đây:   pn - Áp suất trong hệ thống khi phanh lần thứ n

              p0 - Áp suất tính toán

              Vt - Tổng thể tích cần phải nạp khí nén của toàn bộ đẫn động trong một lần phanh.

Vt = SVbầu + SVvan + SVống

thể tích trên có thể dễ dàng xác định được bằng tính toán hay thực nghiệm khi đã có sơ đồ bố trí dẫn động.

Giải phương trình (5.42) theo điều kiện (5.41) với n=1 và n=9, ta xác định được thể tích các bình chứa: Vbcct ³ 11,05Vt, khi tính toán có thể lấy tròn Vbc = 12Vt

  Hành trình dịch chuyển của đầu tì, đối với phanh guốc x = 3 mm.

Hình 5-13  Sơ đồ biên dạng cam

    Giả sử khi chưa phanh chỗ tiếp xúc cam với đầu tì của guốc tại góc của cam là 300 thì để phần tử ma sát dịch chuyển được 2 mm, theo hình (5-13) góc xoay của cam từ 300 đến 450.

Hành trình của dịch chuyểu của màng trong bầu phanh: Hành trình đó cũng chính là hành trình của đầu đòn, mà gốc xoay tại tâm cam.

góc xoay: 450 – 300 = 150.

Hình 5-14  Sơ đồ tính hành trình màng bầu phanh.

Hành trình của màng bầu phanh trước là, (theo hình 5.14):

x1= =.

Hành trình của màng bầu phanh sau là, (theo hình 5.14) :

     x2= =.

Thể tích khí nén cần cung cấp cho một bầu phanh trước cho một lượt phanh là:

V1=m3

Thể tích khí nén cần cung cấp cho một bầu phanh sau cho một lượt phanh là:

V2=m3

Thể tích của 4 bầu phanh là:

       Vbầu=2.V1 +2.V2 = 2.0,744.10-3 + 2.0,643.10-3 = 2,774.10-3 m3

Ta có thể tích lượng khí nén trong đường ống từ bình khí nén đến tổng phanh và thể tích khí nén trong đường ống từ tổng phanh đến các bánh xe

                                         Vống = л.R20.l.l1 + л.R20.2.l2

Trong đó:

        Ro1- Bán kính đường ống từ bình chứa khí nén đến tổng phanh,R01 = 6 (mm)

        l1 - Chiều dài đường ống từ bình khí nén đến tổng phanh, l1 =8000 (mm)

        R02- Bán kính đường ống khí nén từ tổng phanh đến các bánh xe, Ro = 6 (mm)

        l2 - Chiều dài đường ống từ tổng phanh đến các bánh xe,l2 =19000(mm)

Vậy:   Vống = 3,14.0,0062.8+ 3,14.0,0062.19 = 3.10-3(m3)

cho thể tích của ống nối, van tổng cộng là : Vvan = 1.10-3 (m3)

     Ta có: Vt  = Vbầu + Vống + Vvan = 2,774.10-3 +3.10-3+ 1.10-3  = 6,774.10-3 (m3).

      Vậy: Vbcct = 12.6,774 = 81,288 10-3 (m3) = 81  (lít)

Thể tích khí nén trong bình chứa thực tế :Vbc = 88 (lít)

Thể tích khí nén cần thiết khi phanh gặt là 81 (lít) < 88 (lít) ,vậy bình chứa đủ khí nén cung cấp cho qua trình phanh.

 

6. Các hư hỏng và biện pháp khắc phục hệ thống phanh khí nén trên ôtô bus THACO KINGLONG KB120SE.

    6.1. Khí nén không tiếp được hoặc tiếp chậm vào các bình chứa của hệ thống khí nén.

         Trường hợp này là do bị rò khí, cụ thể là các trường hợp sau:

         - Hỏng ống mềm hoặc ống dẫn. trường hợp này ta khắc phục bằng cách thay thế các ống bị hỏng.

         - Lỏng mối bắt chặt chổ nối các ống dẫn, ống mềm và các đầu nối ống, thay thế các chi tiết hỏng ở mối nối và bịt kín.

         - Bình  chứa khí nén bị hở. Ta phải tiến hành thay bình chứa để đảm bảo an toàn.    

    6.2. Không tiếp được khí nén vào các bình chứa.

         Bộ điều chỉnh áp suất điều chỉnh sai. Sử dụng vít điều chỉnh để điều chỉnh bộ điều chỉnh áp suất, nếu cần thiết thì thay thế bộ điều chỉnh áp suất.

         Tắc ống dẫn ở đoạn từ bộ điều chỉnh áp suất đến khối các van bảo vệ. Xem xét các ông dẫn, bằng cách tháo ống dẫn, và thổi khí nén áp suất cao, nếu ống có chổ bị công, gãy thì thay ống.                        

    6.3. Các van của máy nén khí bị hở.

Các van bị hở sẽ làm giảm áp suất trong hệ thống dẫn động phanh. Nguyên nhân cơ bản của việc mất độ kín là sự mòn tự nhiên của các van. Vì vậy, qua mỗi quảng đường chạy từ 40.000 - 50.000 (km) phải tháo nắp đậy máy nén ra để kiểm tra độ kín của các van, củng như độ làm sạch piston, lò xo và đế van. Những van không đảm bảo độ kín thì phải rà lại đế, đế nào bị mài mòn nhiều thì phải thay mới. Những van mới phải rà cho tới khi tạo được vành tiếp xúc liên tục.

    6.4. Bầu phanh không kín.

Bầu phanh bị hở thường là do màng chắn bị rách. Thời gian sử dụng của màng chắn là hai năm. Sau thời gian này,  dù màng chắn còn nguyên củng nên thay mới . Cần phải kiểm tra độ kín khít của bầu phanh vào mỗi kỳ bảo dưỡng bằng nước xa phòng. Việc kiểm tra được tiến hành như sau:

Nạp đầy không khí vào bầu phanh bằng cách đạp lên bàn đạp phanh. Bôi nước xà phòng lên mép của bầu phanh, các chổ bắt bu long, cán của bầu phanh và các chổ nối của ống dẫn. Nếu chổ nào bị hỡ thì sẽ xuất hiện bọt xà phòng. Để khắc phục, phải siết chặt lại tất cả các bu long bắt nắp của màng chắn. Nếu vẫn rò, thì thay màng chắn mới.

    6.5. Phanh yếu.

Guốc phanh bị dính dầu sẻ làm giảm hệ số ma sát của trống phanh và guốc phanh làm giảm hiệu quả phanh. Ta khắc phục bằng cách:

Lấy guốc phanh ra ngâm vào ét xăng 25 - 35 phút, đánh sạch bề mặt làm việc của guốc bằng bàn chải thép, các bộ phận khác thì phải rửa bằng dầu lửa.

Ap suất trong bầu phanh không đủ. Ap suất trong bầu phanh không được thấp hơn 4 - 5 (kG/ cm2). Áp suất không đủ có thể do bị rò khí hoặc do không khí không vào được bình chứa khí nén. Vì vậy trước khi cho xe chạy, người lái phải kiểm tra áp suất không khí trong hệ thống qua các đồng hồ áp suất.

Tuyệt đối không được tắt động cơ khi xe xuống dóc dài, bởi vì khi đó lượng không khí cần thiết để phanh có thể cần nhiều và các bình chứa không đủ cấp nếu động cơ không làm việc.

Áp suất trong các bình chứa thường bị giảm đi một ít khi ép mạnh lên bàn đạp phanh, còn áp suất trong bầu phanh lúc đó phải bằng áp suất trong các bình chứa, nếu áp suất thấp hơn thì có nghĩa là hệ thống khí nén bị hỏng. Thời gian giảm áp suất trong các bầu phanh khi nhả bàn đạp không vượt quá 2 giây.

Nắp máy nén khí bắt không chặt. Nắp đậy máy nén khí trong quá trình làm việc có thể bị hỏng. Do đó năng suất của máy nén khí có thể bị giảm và áp suất trong hệ thống củng bị giảm xuống theo. Qua mỗi lần bảo dưỡng kỹ thuật ô tô đều phải kiểm tra độ kín khít nắp đậy, khi cần thiết thì siết lại các bu lông, lực siết phải bằng 11,7 - 16,6 (Nm). Phải siết chặt các bu lông tuần tự, từ từ, đều tay và siết làm hai đợt : đợt đầu siết sơ bộ, đợt sau siết chặt.

Điều chỉnh toàn bộ cụm phanh không đúng, việc điều chỉnh toàn bộ cụm phanh được tiến hành sau khi tháo phanh, thay guốc và má phanh. Khi tâm của trống phanh và tâm của má phanh không trùng nhau thì phải điều chỉnh. Nếu điều chỉnh không đúng thì sẽ làm cho hiệu quả phanh giảm xuống. Tuyệt đối không để ôtô làm việc với các phanh điều chỉnh không đúng.

Trước khi điều chỉnh phanh, cần kiểm tra xem các ổ bi và moay ơ bánh xe có được xiết đúng không,  trường hợp cần thiết thì phải điều chỉnh lại.

Điều chỉnh cục bộ cụm phanh bị sai lạch. Trường hợp khe hở giữa guốc và trống phanh nhỏ quá thì cần phải tiến hành điều chỉnh cục bộ, nếu không chúng sẻ bị mòn.

Phanh chỉ ăn ở một bánh xe. Phanh chỉ ăn một bánh thường xảy ra trong trường hợp điều chỉnh phanh không đúng. Để tránh hiện tượng này cần phải điều chỉnh lại.

Má phanh và trống phanh bị mòn. Má phanh và trống phanh bị mòn sớm hơn quy định thường là việc bảo dưởng không chu đáo các phanh bánh xe.

Cần phải luôn nhớ rằng, chỉ với những phanh tốt mới đảm bảo an toàn vận hành. Người lái xe phải biết điều chỉnh phanh kịp thời, làm sạch phanh khỏi bụi bẩn và kiểm tra độ bắt chặt của tất cả các chi tiết của phanh. Không cho phép dùng những má phanh bị mòn quá nhiều, nếu khoảng cách từ bề mặt má phanh tới đầu đinh tán nhỏ hơn 0,5 mm thì phải thay má mới.

Chú ý không để dầu nhờn vào guốc phanh, bởi vì khi má phanh bị dính dầu thì khó có thể phục hồi được tính chất ma sát ban đầu cảu nó băng cách lau hay rửa.

Khi bôi trơn các trục cam nha, trong bất kỳ trường hợp nào củng không được tra mỡ quá thừa thải, bởi vì mở thừa có thể rơi vào má phanh. 

    6.6. Phanh bị ăn đột ngột (Phanh giật).

          Lò xo hồi vị bị gãy. Lò xo hồi vị có độ cứng đúng sẽ đảm bảo êm dịu khi phanh. Nếu lò xo này bị gãy thì các guốc phanh sẽ luôn luôn ở trạng thái dãn, mặc dù không ép vào trống phanh. Khi phanh, khí nén được nạp vào bầu phanh, các guốc bị ép tức thời vào trống phanh, gây phanh đột ngột. Để khắc phục hư hỏng này, phải thay lò xo bị gảy bằng lò xo mới cùng loại hay có độ cứng tương tự.

          Má phanh bị gãy. Má phanh bị gãy là do bắt nó với guốc phanh không tốt. Nếu tiếp tục sử dụng những má phanh mà khoảng cách từ bề mặt của nó tới đầu đinh tán nhỏ hơn 0,5 mm thì có thể làm gãy má phanh.Má phanh bị gãy sẽ gây ra hiện tượng kẹt phanh. Phải thay mới những má phanh bị mòn.

          Hành trình tự do của bàn đạp phanh không đúng quy định. Trị số hành tự do của bàn đạp phanh phải nằm trong khoảng 10 - 15 (mm). Không đảm bảo đúng hành trình tự do sẽ làm cho phanh bị dật. Để khắc phục phải điều chỉnh lại hành trình tự do của bàn đạp.

          Khe hở của guốc phanh không đúng quy định. Nếu khe hở của các guốc phanh lớn hơn mức quy định thì không để xe chạy. Phải điều chỉnh lại khe hở co đúng quy định của nhà chế tạo.

7. Kết luận.

   Sau thời gian hơn 3 tháng làm đồ án với đề tài Khảo sát hệ thống phanh trên ôtô THACO KINGLONGKB120SE, em đã cơ bản hoàn thành đề tài với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn:…………….. và các thầy giáo trong khoa.

   Dựa vào một số tài liệu tham khảo và tìm hiểu thực tế trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua tại nhà máy SX&LR ôtô Chu Lai Trường Hải, em đã đi sâu tìm hiểu tính năng hoạt động của hệ thống phanh, nguyên lý làm việc của các bộ phận đến các chi tiết chính trong hệ thống phanh và tính kiểm nghiệm hệ thống phanh. Đồng thời em tìm hiểu các hư hỏng thường gặp của hệ thống phanh khí nén và các biện pháp khắc phục.

   Em đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành thật tốt công việc, tuy nhiên do tài liệu tham khảo hạn chế cộng với quá trình tìm hiểu thực tế không song song với quá trình làm đồ án nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định mong các thầy chỉ dẫn thêm.

   Qua đề tài này, em đã bổ sung cho mình lượng kiến thức chuyên ngành về các hệ thống trên ôtô, đặc biệt là hệ thống phanh, làm hành trang cơ bản để trở thành kỹ sư nghành Động Lực thực thụ. Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong khoa Cơ Khí Giao Thông đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Hữu Cẩn - Dư Quốc Thịnh - Phạm Minh Thái - Nguyễn Văn Tài - Lê Thị Vàng. “Lý thuyết ô tô máy kéo”. Hà Nội. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. Năm 1998.

[2]. Nguyễn Hữu Cẩn - Phan Đình Kiên. “Thiết kế và tính toán ô tô máy kéo tập III”. Hà Nội. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp. Năm 1985.

[3]. Nguyễn Hoàng Việt. “Bài giảng môn học tính toán và thiết kế ô tô”. Đà Nẵng. Năm 1998.

[4]. Nguyễn Hoàng Việt. “Bài giảng chuyên đề ô tô”. Đà Nẵng. Năm 2003.

[5]. http://mycar.vn/MyCar/DongXe.aspx?id=367. Năm 2009.

[6]. http://michelintruck.com. Năm 2009.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"