Khảo sát hệ thống phanh khí nén trên xe tải Renault

trang bị cơ cấu dẫn động nhả phanh đảm bảo cho ôtô vẫn chuyển động được khi ôtô tự phanh trong trường hợp khí nén bị rò rỉ, cộng thêm hệ thống đèn tín hiệu sự cố, các đồng hồ kiểm tra, cho phép theo dõi được khả năng hoạt động của cơ cấu dẫn động khí nén. - Hệ thống phanh chính có công dụng để giảm bớt tốc độ chuyển động của ôtô hoặc dừng hẳn ôtô. Phanh chính cho phép dừng hẳn ôtô một cách nhanh chóng và đáng tin cậy không phụ thuộc vào điều kiện chuyển động, tốc độ và tải trọng. Cơ cấu phanh trong hệ thống phanh chính lắp trên cả sáu bánh xe ôtô. Dẫn động hệ thống phanh chính là loại dẫn động khí nén hai dòng. - Hệ thống phanh dự phòng có công dụng để giảm bớt tốc độ từ từ hoặc dừng hẳn ôtô đang chuyển động trong trường hợp toàn bộ hoặc một phần hệ thống phanh chân bị hỏng. - Hệ thống phanh dừng đảm bảo cho ôtô đứng yên so với mặt đường khi ôtô đứng trên dốc hoặc khi không có người lái. Hệ thống phanh tay được chế tạo liền với phanh dự phòng. - Hệ thống nhả phanh sự cố dùng để nhả phanh của lò xo tích năng khi các lò xo này tự động tác động do bị rò rỉ khí nén trên đường ống. Ngoài đường dẫn khí nén còn có bu lông nhả phanh sự cố trong mỗi bầu phanh tích năng bằng phương pháp cơ khí. - Hệ thống tín hiệu sự cố và kiểm tra gồm có hai phần: + Tín hiệu ánh sáng và âm thanh: các công tắc kiểu điện từ khí nén được bố trí ở các điểm khác nhau trên đường khí nén, khi bất kỳ dòng khí của hệ thống phanh nào tác động các công tắc này sẽ làm kín mạch hệ thống đèn phanh ở đằng sau. Các công tắc điện, hơi bắt ở trong các bình khí nén là dạng công tắc thường đóng, khi chưa đủ áp lực, khí nén chưa ngắt mạch đèn lắp trên bảng đồng hồ ở trong cabin và mạch tín hiệu mạch đèn sẽ sáng và còi sẽ kêu. + Các van nằm ở các đầu kiểm tra, nhờ chúng ta có thể chuẩn đoán được tình trạng kỹ thuật của đường dẫn động và khi cần có thể trích lấy khí nén. Đặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh xe tải Renault Kerax được liệt kê trong bảng 3.1. Bảng 3.1. Đặc tính kỹ thuật của hệ thống phanh xe Renault Kerax . TT Thông số hệ thống Ký hiệu Giá trị Đơn vị 01 Đường kính tang trống phanh dt 414 mm 02 Bề rộng má phanh Trước b 165 mm Sau 175 03 Chiều dài đòn dẫn động Trước lk 140 mm Sau 145 04 Góc ôm má phanh 116 Độ 05 Góc đặt tấm ma sát 0 29 Độ 1 145 06 Khoảng cách từ chốt lệch tâm đến tâm trục bánh xe s 160 mm 07 Đường kính vòng tròn cơ sở của cam dk 38 mm 08 Đường kính làm việc của màng bầu phanh Bầu trước D1 185 mm Bầu sau D2 175 09 Máy nén khí Kiểu piston, 02 xy lanh bố trí thẳng hàng 10 Dẫn động máy nén khí Bánh răng, từ bánh răng trục cam 11 Số lượng, tổng dung tích bình khí nén 04/130 Bình/lít 3.3. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I. 3.3.1. Sơ đồ. Hệ thống phanh trên xe tải RENAULT V.I được biểu diễn trên hình 3.1. Hình 3.1. Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh xe RENAULT V.I 1. Máy nén khí; 2. Ổn áp; 3. Bộ làm mát; 4. Bộ lắng lọc tách ẩm và điều chỉnh áp suất; 5. Bộ chia và bảo vệ; 6. Bình chứa khí nén dùng cho phanh tay cầu sau; 7. Bình chứa khí nén cấp cho dòng phanh cầu sau; 8. Bình chứa khí nén cấp cho các bầu phanh cầu trước; 9.Tổng van phân phối; 10. Van cấp và xã nhanh cho bầu phanh trước; 11. Bộ điều hòa lực phanh; 12. Van cấp và xã nhanh cho bầu phanh giữa; 13. Van hạn chế áp suất cho bầu phanh dừng cầu trước; 14.Van tăng tốc cho bầu phanh dừng cầu trước; 15. Van điện từ; 16. Van phanh tay; 17. Van hạn chế áp suất cho bầu phanh dừng cầu sau; 18. Van tăng tốc cho các bầu phanh dừng cầu sau; 19. Van xã nhanh cho bầu phanh dừng cầu sau; 20. Cụm bầu phanh cầu sau; 21. Cơ cấu phanh cầu sau; 22. Bầu phanh cầu giữa; 23. Cơ cấu phanh cầu giữa; 24. Cụm bầu phanh cầu trước; 25. Cơ cấu phanh cầu trước; 26. Các đèn báo tín hiệu; 27. Đồng hồ báo áp suất. 3.3.2.Nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh xe tải RENAULT V.I. Hệ thống phanh chính. Khí nén từ máy nén khí (1) qua bộ ổn áp (2) và bộ làm mát (3). Tới bộ lắng lọc tách ẩm và điều chỉnh áp suất (4) đi tới bộ chia (5) và khí nén được phân phối tới các bình chứa (6), (7) và (8), sau đó đi tới các đường ống cao áp để sẵn sàng cấp cho các dòng phanh. Khi đạp phanh. Khí nén từ các bình chứa (7), (8) đi vào buồng dưới của tổng van phân phối (9). Một đường đi tới điều khiển van cấp xã nhanh cho bầu phanh cấu trước (10) cho dòng khí nén từ bình chứa (8) qua van cấp xã nhanh cho bầu phanh cầu trước (10), đi đến các cụm bầu phanh cầu trước (24) thực hiện quá trình phanh cầu trước. Đồng thời một đường từ tổng van phân phối (9) đi tới bộ điều hòa lực phanh (11) điều khiển cho dòng khí từ bình chứa khí nén (7) đi vàp cấp cho cụm bầu phanh sau (20), thực hiện qua trình phanh cầu sau. Trong lúc đó một đường ra từ bộ điều hòa lực phanh (11) lại làm nhiệm vụ điều khiển cho dòng phanh cầu giữa. Đường khí nén này điều khiển van cấp xã nhanh cho bầu phanh cầu giữa (12) cho dòng khí nén từ bình chứa (7) đi tới các bầu phanh cầu giữa (22) thực hiện quá trình phanh cầu giữa. Khi nhả phanh. Khí nén từ các đường cấp của tổng van phân phối (9) sẽ được xã ra ngoài khí trời theo đường xã khí của tổng van phân phối (9). Lúc đó sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp trên dòng điều khiển tới dòng phanh cầu trước và cầu sau. Đường điều khiển dòng phanh cầu sau sụt áp làm cho dòng khí từ các bầu phanh cầu sau (20) sẽ đi ra ngoài theo đường xã của bộ điều hòa lực phanh (11), thực hiện quá trình nhã phanh cầu sau. Trong lúc đó dòng khí điều khiển phanh cầu giữa từ bộ điều hòa lực phanh (11) áp suất sẽ giảm van cấp và xã nhanh cho bầu phanh cầu giữa (12) sẽ ngắt dòng khí nén từ bình chứa khí nén (7) và cho khí nén từ các bầu phánh cầu giữa (22) đi ra ngoài qua đường xã của van cấp và xã nhanh cho bầu phanh cầu giữa (12), thực hiện quá trình nhã phanh cầu giữa. Đồng thời áp suất khí nén từ đường điều khiển củng sẽ tụt áp và khí nén trên dòng điều khiển tới van cấp và xã nhanh cho bầu phanh trước (10) sẽ giảm và ngắt đường khí nén từ bình chứa (8), cho dòng khí nén trong các bầu phanh cầu trước (24) đi ra ngoài theo đường xã của van cấp và xã nhanh cho bầu phanh cầu trước (10). Thực hiện quá trình nhã phanh cầu trước. 3.3.2.2. Hệ thống phanh dừng: Khi bật khóa van điện từ (15) dòng khí nén từ bình chứa (6) và (8) sẽ đi qua các van hạn chế áp suất (13) và (17) đến các van tăng tốc (14) và (18) đi qua van điện từ (15) cấp khí cho van phanh tay (16). Từ van phanh tay (16) khí nén sẽ được cấp về điều khiển các van tăng tốc (14) và (18) cho các dòng phanh cầu trước và cầu sau. Một dòng khí nén điều khiển từ van phanh tay (16) sẽ điều khiển van tăng tốc (14) và cấp khí vào các bầu phanh tích năng cầu trước (24) ép lò xo thực hiện quá trình nhã phanh càu trước. Đồng thời một dòng khí nén điều khiển dòng cầu sau từ van phanh tay (16), điều khiển van tăng tốc (18) cho khí nén từ bình chứa (6) đi qua van giảm áp (17) đến van tăng tốc (18) vào điều khiển van cấp và xã nhanh cho các bầu phanh dừng cầu sau (19) cho dòng khí nén vào các bầu phanh cầu sau (20) ép lò xo tích năng thực hiện quá trình nhã phanh cầu sau. Khi phanh. Khi xoay van phanh tay (16), sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp ở dòng điều khiển các van tăng tốc (14) và (18) qua đầu thông với khí quyển. Van tăng tốc (14) và (18) không cho khí nén từ các bình chứa (8) và (6) vào ép lò xo tích năng và mỡ đường khí nén từ phần dưới piston của bầu phanh ra ngoài khí quyển qua van tăng tốc (14) và (18). Lực nén lò xo truyền đến cần của bầu phanh để phanh ô tô lại. Hiệu quả phanh phụ thuộc vào góc xoay của cần điều khiển của van phanh tay. 4. KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I. 4.1. MÁY NÉN KHÍ. Trên xe RENAULT V.I sử dụng máy nén khí kiểu piston hai xy lanh, được dẫn động qua bộ truyền bánh răng. Kết cấu của máy nén thể hiện trên hình 4.1. Hình 4.1. Máy nén khí 1. Bánh răng dẫn động; 2.Đệm khoá; 3. Đai ốc bắt chặt bánh răng; 4. Bộ phận làm kín; 5. Lò xo; 6. Then bán nguyệt; 7. Trục khuỷu; 8. Ổ bi; 9. Các te; 10. Bạc lót; 11. Thanh truyền; 12. Nút đậy; 13. Xéc măng dầu;14. Chốt piston; 15. Xéc măng khí; 16. Piston; 17. Nắp xi lanh; 18. Vòng đệm; 19. Thân máy; 20. Đầu nối; 21. Đệm các te; 22. Đệm điều chỉnh; 23 Nắp; 24. Đệm các te; 25. Các te . Cơ cấu dẫn động của máy nén khí làm việc từ trục khuỷu của động cơ qua các bánh răng của cơ cấu dẫn động. Piston được làm bằng nhôm có chốt bơi, sự dịch chuyển dọc trục của các chốt trong đỉnh piston được hạn chế bởi các vòng hãm. Không khí từ ống góp nạp của động cơ đi vào các xi lanh máy nén qua van lá nạp. Piston nén khí qua và ép vào hệ thống khí nén van lá tăng áp nằm ở đỉnh xi lanh. Khối xi lanh và nắp được làm mát bằng chất lỏng dẫn từ hệ thống làm mát động cơ. Dầu nhờn được áp suất đẩy qua vật bít kín mặt nút dẫn dầu của động cơ đến mặt nút sau của trục khuỷu máy nén và theo các đường dẫn dầu bên trong trục khuỷu đến các ổ thanh truyền. Các ổ bi chính, các cổ khuỷu, các chốt piston và thành xi lanh được bôi trơn bằng phương pháp vung toé. Nguyên lý hoạt động của máy nén khí. Bánh răng dẫn động (1) lắp ở đầu trục khuỷu máy nén được dẫn động từ trục khuỷu động cơ, nhờ đó piston (16) máy nén khí được chuyễn động tịnh tiến trong xi lanh. Khi piston đi xuống tạo chân không trong xi lanh hút mỡ van hút làm cho không khí từ ống góp nạp được hút vào sau khi đã được lọc sach qua bình lọc khí. Khi piston đi lên, van hút đống kín, không khí trong xi lanh bị nén đẩy mỡ van đẩy đưa không khí nén qua nắp xi lanh đến bình hơi. 4.2. BỘ LẮNG LỌC VÀ TÁCH ẨM. Không khí nén được nén từ máy nén, mặc dù đã được lọc trước khi đi vào máy nén vẫn có thể chứa bụi bẩn, dầu và nước. Không khí bẩn sẽ làm giảm độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống phanh. Vì thế, trước khi đưa không khí vào dòng dẫn động cần phải lọc bỏ bụi bẩn một lần nữa để tách lắng dầu và nước, giảm độ ẩm cho không khí. Trên hình 4.2 là kết cấu bộ phận sấy lọc và tách ẩm. Không khí nén từ máy nén qua đường A đi vào bộ phận lọc vành (5), tại đây nó được sấy khô bằng bộ phận (6), hơi ẩm được tách và thu hồi qua buồng (7) theo đường C và xả ra ngoài, phần cặn bả cũng được thải ra ngoài qua cửa (13) nhờ pít tông làm sạch (3). Không khí sạch lọc được theo đường B và cấp vào bình khí nén (11). Hình 4.2. Bộ lắng lọc và tách ẩm 1. Van điều chỉnh; 2. Bộ giảm chấn; 3.Pít tông làm sạch; 4. Van kiểm tra; 5. Thiết bị lọc vành; 6. Bộ phận làm khô; 7. Lọc; 8. Thùng tách ẩm; 9. Vít điều chỉnh; 10. Vít khóa chặt; 11. Bình chứa không khí; 12. Cửa nạp; 13. Cửa xả. 4.3. TỔNG VAN PHÂN PHỐI. Tổng van phân phối có vai trò quan trọng như xy lanh chính trong dẫn động thuỷ lực. Nó là bộ phận không thể thiếu, dùng để điều khiển áp suất và lưu lượng khí nén từ bình chứa đi đến các bộ phận thừa hành (bầu phanh). Theo nguyên lý làm việc, van phân phối chia ra các loại: tác dụng thuận, tác dụng nghịch và hỗn hợp. Trong các van phân phối tác dụng thuận, khi tăng lực điều khiển (tác dụng lên van lúc phanh), áp suất trong khoang van tăng lên. Trong các van tác dụng nghịch thì giảm đi. Theo số lượng các dòng độc lập mà nó điều khiển, van phân phối được chia ra các loại: một, hai, ba và nhiều ngăn. Các ngăn có thể được bố trí nối tiếp, song song hay hỗn hợp. Tổng van một ngăn được sử dụng trong dẫn động một dòng hoặc trong dẫn động nhiều dòng để điều khiển từng dòng riêng rẽ. Tổng van hai ngăn dùng để điều khiển dẫn động hai dòng của ôtô đơn hoặc của đoàn xe kéo moóc dẫn động hai đường. Nó cũng được dùng để điều khiển đồng thời dẫn động một dòng của xe kéo và một đường của rơmoóc. Tổng van ba ngăn được sử dụng để điều khiển phanh đoàn xe: hai ngăn được để điều khiển phanh hai dòng của xe kéo, ngăn thứ ba - phanh rơmoóc. Tổng van hỗn hợp có từ hai đến bốn ngăn, trong đó có một ngăn tác dụng nghịch để điều khiển phanh của rơmoóc dẫn động một đường. Điều khiển tổng van có thể trực tiếp hay từ xa, có thể bằng các thanh đòn cơ khí hay dẫn động thuỷ lực. Bất cứ một tổng van nào cũng phải có những bộ phận chính sau: - Van nạp: cho khí nén từ bình chứa đi vào dẫn động kho phanh - Van xả: cho khí nén từ dẫn động thoát ra khí quyển khi nhả phanh. - Cơ cấu tỷ lệ: đảm bảo sự tỷ lệ giữa các thông số ở đầu ra (áp suất, dịch chuyển) với tác động ở các tham số đầu vào (lực, dịch chuyển, áp suất điều khiển). Các van trong tổng van có thể có dạng phẳng, côn hay cầu. Có thể có một hay hai đế van. Các đế van có thể cố định hay di động. Cơ cấu tỷ lệ bao gồm: phần tử đàn hồi (lò xo hay cao su) và phần tử cảm ứng (piston hay màng). Trên hình 4.3 là hệ thống gồm hai van phanh độc lập được bố trí kế tiếp nhau và có chung một hệ thống điều khiển, ví dụ như bàn đạp phanh. Các lực của lò xo và nắp van chắn khít ở hai bên piston kép là đều nhau, ta có được những quá trình nén đều nhau ở hai chu trình phanh (theo nguyên tắc của chu trình kép). Lực nén phanh có thể được điều chỉnh chính xác ở hai chu trình. Một lò xo không hoạt động được sẻ cho phép giảm sự đáp ứng của van.Nếu một trong hia chu trình bị ngừng hoạt động thì sự hoạt động của chu trình kia vẫn được đảm bảo. Hình 4.3. Tổng van phân phối 1. Đế của cần đẩy; 2. Vòng cao su; 3. Piston; 4. Lò xo đóng van; 5. Đế hạn chế hành trình của piston(3); 6. Lò xo mỡ van xã; 7. Van cấp khí; 8. Đế van cấp khí; 9. Đế van xã ngăn trên; 10. Piston kép; 11. Đế van xã ngăn dưới; 12. Đế han chế hành trình của piston kép(10); 13. Đế van cấp khí; 14. Van cấp khí; 15. Lò xo đóng van cấp khí; 16. Lò xo mỡ van cấp khí ngăn dưới; 17. Vòng hảm. Nguyên lý hoạt động: Vị trí chưa hoạt động: Ở tư thế nghỉ, van cấp khí (7) và (14) tựa trên hai đế van cấp khí (8) và (13). Khí nén không thể đi vào hai cửa thoát II và IV trong hai dòng phanh trước và sau. Lúc này đế van xã ngăn trên (9) và đế van xã ngăn dưới (11) tách khỏi van cấp khí (7) và (14) để nối cửa xã II và IV với cửa xã V cho khí nén trong các bầu phanh xã ra ngoài. Khi phanh cục bộ: Ở vị trí này, bàn đạp phanh chỉ được nhấn xuống một phần. Đế của cần đẩy (1) tác dụng lên vòng cao su (2) và dẩy Piston (3) cho đến khi đế van xã ngăn trên (9) đống lại. Lò xo mỡ van xã (6) đẩy Piston kép (10) về phía dưới cho đến khi đế van xã ngăn dưới (11) đóng lại và đế van cấp khí (8) và (13) mỡ ra. Hai đường cấp khí này mỡ cho đến khi khí nén trong ngăn A, B tác dung ngược lên Piston (3) và (10) một lực đối kháng chống lại lực cao su (2) và đẩy Piston (3) về phía trên. Đế van cấp khí (8) tự đống lại. Sự cấp và thoát khí của chu trình phanh cục bộ bây giờ được khép lại, van phanh ở tư thế trung gian duy trì một áp suất nhất định trong hệ thống phanh cho chế độ phanh cục bộ. Khi phanh khẩn cấp: Ở vị trí này, bàn đạp được nhấn xuống hoàn toàn. Đế của cần đẩy (1) đi xuống sâu phía dưới, đẩy Piston (3) đi hết hành trình áp sát vào đế hạn chế hành trình của piston 3 (5) ở bên trong của thân van. Hai lò xo đóng van (4) và lò xo mỡ van xã (6) đẩy Piston kép (10) đến vị trí đế hạn chế hành trình của piston kép 10 (12). Lúc này các van xã ngăn trên (9) và van xã ngăn dưới (11) được đóng lại, sau đó hai đế van cấp khí (8) và (13) mỡ hoàn toàn. Ở giai đoạn phanh khẩn cấp, áp suất được hình thành trong hai dòng phanh bằng với áp suất ở bình chứa khí nén. Nếu một trong hai dòng phanh không hoạt động được, có thể điều chỉnh chính xác áp suất phanh bên trong dòng phanh còn lại. Nếu dòng trước bị hỏng, Piston (3) không thể được xem như một Piston phản lực ở vị trí phanh cục bộ. Lúc này Piston kép (10) đóng vai trò một Piston phản lực và đóng đế van cấp khí (13) lại cho đến khi áp suất đạt đến giá trị đầy đủ mà nó được hình thành dưới Piston khi đang phanh cục bộ. 4.4.VAN CẤP XẢ NHANH VÀ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH. 4.4.1. Van cấp xã nhanh. Trên hình 4.4 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 4.4. Van cấp và xả nhanh 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. 4.4.2. Bộ điều hòa lực phanh. Hình 4.5. Bộ điều chỉnh lực phanh 1.Cần van; 2. Van xã khí; 3. Piston; 4. Lò xo đóng van cấp khí; 5. Van cấp khí điều khiển; 6. Cần đẩy; 7. Piston tỷ lệ; 8. Van cấp khí cho bầu phanh; 9. Con lăn; 10. Trục cam; 11. Đòn điều khiển; 12. Lò xo mỡ van xã; 13. Màng cao su; 14. Van xã; 15. Gân hướng kính cố định; 16. Đế van cấp khí cho dòng điều khiển; 17. Rãnh hướng kính di động; 18.Màng cao su; 19. Vòng cao su làm kín; 20. Đế van xã; 21. Đế van cấp khí cho bầu phanh; 22. Đế gắn van cấp khí; 23. Lò xo đóng van cấp khí; 24. Cữa xã; 25. Vòng chặn. Trên hình 4.5 là kết cấu của bộ điều chỉnh lực phanh lắp trên xen tải Renault. Đó là bộ điều chỉnh loại tia dùng cho dẫn động phanh khí nén nhằm điều chỉnh áp suất đến các bầu phanh sau tùy theo tải trọng tác dụng lên cầu sau. Nguyên lý hoạt động: Khi đạp phanh: Khi phanh, không khí nén từ tổng van đi vào khoang A của bộ điều chỉnh với áp suất P1, đi vào cửa cần van (1) rồi vào khoang B đẩy piston (3) và màng cao su (18) dịch chuyển đi xuống đóng nhanh van xã khí (2) đồng thời khí nén đẩy piston (3) làm đầu cần đẩy (6) mỡ van cấp khí điều khiển (5) cho dòng khí nén từ khoang A đi vào khoang C. Áp suất khí nén trong khoang C tác dụng lên piston tỷ lệ (7) đẩy piston tỷ lệ (7) đi xuống ép van cấp khí cho bầu phanh (8) tách khỏi đế van cấp khí cho bầu phanh (21) cho dòng khí nén từ cửa I qua cửa II đến bầu phanh sau. Đồng thời khí nén trong khoang C củng tác dụng ngược lên diện tích hiệu dụng của màng cao su (18) một áp suất P2. Piston (3) sẽ dịch chuyển lên trên đến vị trí mà ở đó van cấp khí điều khiển (5) đóng lại (nhưng vẫn èp sát mặt cần đẩy (6)). Lúc đó piston ở trạng thái cân bằng và hệ số truyền có giá trị: Ở đây S1 : Diện tích piston (3) S2 : Diện tích hiệu dụng của màng (16). Diện tích S2 là một đại lượng thay đổi nhờ kết cấu đặc biệt sau: Piston (3) có các gân hướng kính cố định (15) lắp vào các rãnh hướng kính di động (17). Các gân hướng kính (15) cố địng trên thân và có mặt nút hình côn ngược chiều với chiều côn của rãnh hướng kính (17). Khi piston (3) ở vị trí trên cùng (cùng với trường hợp xe đầy tải) màng cao su (18) tỳ sát hoàn toàn vào đáy gân hướng kính cố định (15) và các gân tương ứng của nó, nên diện tích hiệu dụng của màng bằng diện tích chính của piston (3) (S2 = S1). Khi tải trọng giảm dần đi, cần đẩy (6) dịch xuống phía dưới. Piston (3) đạt trạng thái cân bằng sẽ dịch dần xuống dưới, các rãnh hướng kính (17) tách dần màng cao su (18) ra khỏi gân hướng kính cố định (15) làm diện tích hiệu dụng của màng tăng lên (S2 > S1) Như vậy tải trọng càng giảm piston càng dịch chuyển xuống dưới thì S2 tăng. Với P1 = const, áp suất P2 càng giảm để đảm bảo cân bằng piston (3). Quy luật thay đổi S2 phụ thuộc vào độ võng của hệ thống treo (tức là tải trọng) được xác định bởi phần dạng hình đáy của piston (3), tức là diện tích hiệu dụng của màng cao su (18), củng như bởi vị trí của cần đẩy (6). Khi nhã phanh: Khi nhả phanh, áp suất khí nén trong khoang A giảm xuống, lúc đó áp suất khí nén trong khoang B cộng với lực lò xo (12) đẩy van xã khí (2) đi xuống cho khí nén trong khoang B đi ra ngoài theo khoang A. Khi đó áp suất khí nén trong khoang C sẽ đẩy piston (3) tách khỏi đầu cần đẩy (6) cho khí nén trong khoang C đi ra ngoài theo cửa xã III. Do sự chênh lạch áp suất tác dụng lên piston tỷ lệ (7) nên dòng khí nén trong bầu phanh sau sẽ đẩy piston tỷ lệ (7) đi lên tách đế van xã (20) ra khỏi van cầp khí cho bầu phanh (8) mỡ đường thông dòng khí từ bầu phanh đi ra ngoài khí quyển theo cửa xã III. Tất cả các chi tiết trở về vị trí ban đầu như khi chưa phanh. 4.5. BẦU PHANH GIỮA. Cấu tạo của bầu phanh giữa được trình bày qua hình 4.6. 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), cần đẩy bầu phanh (6), đầu nối cần đẩy (10) 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 (8) đẩy đĩa đỡ màng (4), cần đẩy bầu phanh (6), đầu nối cần đẩy (10) về vị trí ban đầu. Hình 4.6. Bầu phanh giữa 1. Đầu nối đường khí nén; 2. Nắp bầu phanh; 3. Màng bầu phanh; 4. Đĩa đỡ màng; 5. Vòng kẹp; 6. Cần đẩy bầu phanh; 7. Thân bầu phanh; 8. Lò xo hồi vị; 9. Bulông để bắt bầu phanh vào giá; 10.Đầu nối cần đẩy. 4.6. BẦU PHANH SAU. Trên xe tải renault sử dụng bầu phanh sau với lò xo tích năng. Đây là loại bầu phanh dùng chung cho cả hệ thống phanh làm việc, phanh dự trữ 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. Ở trạng thái nhả phanh, màng bầu phanh (12) chiếm vị trí trên cùng, piston (8) của bầu phanh tích năng dưới tác dụng của không khí nén đi vào khoang A từ van diều khiễn phanh dừng bị đẫy lên trên, ép lò xo phanh dừng (9) lại. Khi phanh bằng phanh làm việc, khí nén từ tổng van phân phối, đi vào khoang phía trên màng (12), 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 (9), piston (3) lúc này tác dụng lên cần đẩy (6) và ép đĩa đỡ màng (14) đi xuống để thực hiện quá trình phanh. Hình 4.7. Kết cấu của bầu phanh sau và bầu tích năng. 1. Đầu nối đường khí nén; 2. Bu lông nhã phanh dừng; 3. Đai ốc; 4. Nắp che bụi; 5. Thân bầu phanh dừng; 6. Cần đẩy; 7-Đệm làm kín; 8. Pít tông; 9. Lò xo phanh dừng; 10. Đầu nối đường khí nén; 11. Vòng liên kết giữa hai bầu phanh; 12. Màng bầu phanh; 13. Vòng tỳ; 14. Đĩa đỡ màng; 15. Lò xo hồi vị; 16. Thân bầu phanh làm việc; 17. Ống định vị lò xo; 18. Bu lông bắt bầu phanh vào giá; 19. Thanh đẩy. 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: bu lông 2, đai ốc 3 và vòng tỳ 13. 4.7. CƠ CẤU PHANH. Cơ cấu phanh được lắp trên tất cả 6 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 (4), các guốc phanh này tựa tự do lên các cam lệch tâm của chốt lệch tâm (7). Trống phanh được bắt chặt lên may ơ bằng các bu lông. Hình 4.8. Cơ cấu Phanh 1. Cam phanh; 2. trục con lăn; 3. con lăn; 4. Guốc phanh; 5. Má phanh; 6. Tấm chặn; 7. Chốt lệch tâm; 8. Đinh tán; 9. Cánh tay đòn của trục cam quay; 10. Trục vít; 11. Bánh vít; 12. Bạc lót; 13. Chốt khóa; 14. Giá đỡ trục cam; 15. Giá che chắn; 16. Bu lông; 17. Bu lông; 18. Giá bắt guốc phanh; 19. Xương guốc phanh; 20. Đinh tán; 21. Lò xo hồi vị; 22. Cam ép; 23. Vòng chặn mỡ. Khi phanh, cam ép (1) có hình chữ S sẽ doãng các guốc phanh ra và các má phanh sẽ ép chặt vào mặt trong của trống. Giữa cam phanh và guốc phanh có lắp con lăn (3) nhằm giảm ma sát và tăng hiệu quả phanh. Các lò xo hồi vị (21) có nhiệm vụ trả guốc phanh về lại vị trí nhả phanh. 5. TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I. Hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng trên ô tô, do vậy tính toán kiểm nghiệm lại hệ thống phanh là một công việc cần thiết. Nhiệm vụ đặt ra là phải tính toán để xác định được giá trị mô men phanh yêu cầu, giá trị mô men phanh do các guốc phanh sinh ra trong quá trình phanh ô tô, sau đó chứng minh sự cần thiết phải lắp bộ điều chỉnh lực phanh, tính toán sự thay đổi áp suất khí nén trong các dòng phanh cầu trước và cầu sau, xây dựng các đường đặc tính và cuối cùng là phần tính toán kiểm nghiệm lại cơ cấu phanh. 5.1. XÁC ĐỊNH MÔMEN PHANH YÊU CẦU. 5.1.1. Số liệu đã biết. - Tải trọng toàn bộ: Ga = 34800 kg + Tải trọng phân bố lên cầu trước: Ga1 = 8000kg + Tải trọng phân bố lên cầu trước: Ga2 = 26800 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 = 2130 (mm). Ta chọn: hg1 = 0,70.B = 0,80.2130 = 1491 (mm) (khi đầy tải) - Bán kính làm việc của bánh xe: rbx= bro Với: b: là hệ số biến dạng của lốp, chọn b=0,94 r0 :là bán kính thiết kế của lốp Ta tra được ký hiệu lốp xe: 1200 R 20 Với: 12,00 là bề rộng của lốp (inch) nên B = 12,00.25,4 = 304,8 (mm) R- cấu trúc lớp mành lốp 2 - đường kính vành bánh xe (inch) nên d = 20.25,4 =508 (mm) ro= = 558,8 [mm]. rbx = 0,94.558,8 = 525,272[mm] = 0,525 [m] 5.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm a, b. 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, cầu 3. Gọi chung cầu 1 là cầu trước và cầu 2, cầu 3 là cầu sau. Như vậy ta có: L0 = 3500 [mm] là khoảng cách giữa cầu 1 và cầu 2. L = 1350 [mm] là khoảng cách giữa cầu 2 và cầu 3. L = L0+ = 3500+ = 4175 [mm] là chiều dài cơ sở của xe. 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- = 0 a = Mà Z2 = Ga2 a = = (5.1) a =3215,23[mm] Theo sơ đồ hình 5.1. ta có : a + b = L (5.2) b = L – a = 4175- 3215,23 = 959,77 [mm] Vậy ta đã tính được tọa độ trọng tâm với trường hợp xe đầy tải là: + a = 3,215[m] + b = 0,96 [m] + hg1 = 1,491 [m] 5.1.3. Xác định mô men phanh yêu cầu. Trường hợp ô tô đầy tải: Khi phanh, bỏ qua lực cản gió Pw 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: Với (5.3) (5.4) (5.5) 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 = .Z1 [N] (5.6) - Lực phanh sinh ra ở cầu sau: Pp2 = .Z2 [N] (5.7) Từ (5.6) và (5.8) ta có lực phanh sinh ra ở một bánh của cầu trước là : [N] (5.8) Với : Ga = 34800 [kg] = 341388 [N] L = 4,175 [m] B = 0,96 [m] hg1 = 1,491 [m] Pp1 = 39249,4+ 60959,22 [N] Từ (5.7) và (5.9) ta có lực phanh cần sinh ra ở một bánh của cầu sau là: (5.9) Với : a = 3,215 [m] = 65722,3. - 30479,6.2 [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 (5.10) Trong đó : rbx : bán kính làm việc của bánh xe Mp1 = (39249,4. + 60959,6.2 ).0,525 = 20605,96. +32003,58.2 [Nm] (5.11) + Mô men cần sinh ra ở cơ 1 cấu phanh sau: Mp2 = Pp2.rbx = (65722,3. - 30479,6.2 ). 0,525 = 34504,21. +16001,79.2 [Nm] Với các giá trị hệ số bám khác nhau, ta có bảng 5.1 sau: Bảng 5.1. Giá trị mô men phanh cầu trước và cầu sau theo với trường hợp xe đầy tải (đối với một cơ cấu phanh). 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Mp1(Nm) 2380,63 5401,34 9062,11 13362,96 18303,88 23884,86 30105,93 36967,06 Mp2(Nm) 3290,4 6260,77 8911,1 11241,4 13251,66 14941,88 16321,07 17362,22 5.2. XÁC ĐỊNH MÔ MEN 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= 414 (mm) b : bề rộng má phanh; b = 165 (mm) : góc ôm má phanh; = 1160 0, 1 : góc đặt tấm ma sát; 0 = 290 1 = 1450 s : khoảng cách từ chốt lệch tâm đến tâm trục bánh xe; s = 160 (mm) dk : đường kính vòng tròn cơ sở của cam; dk = 38 (mm) lk: chiều dài đòn dẫn động; lk = 140 (mm) Các kích thước : h’ = 140(mm); h” = 160 (mm), h = h’ + h” = 140+160 = 300 (mm) D1 = 185 (mm):đường kính làm việc của màng bầu phanh trước - Cơ cấu phanh sau: dt : đường kính trống phanh; dt= 414 (mm) b : bề rộng má phanh; b = 175 (mm) : góc ôm má phanh; = 1160 0, 1 : góc đặt tấm ma sát; 0 = 290 ; 1 = 1450 s : khoảng cách từ chốt lệch tâm đến tâm trục bánh xe; s = 160 (mm) dk : đường kính vòng tròn cơ sở của cam; dk = 38 (mm) lk: chiều dài đòn dẫn động cam phanh sau; lk = 140 (mm) D2: đường kính làm việc của màng bầu phanh sau; D2 = 175 (mm) Các kích thước : h’= 140 (mm); h” = 160 (mm) h = 300 (mm). 5.2.2. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh trước sinh ra. Hình 5.3. Sơ đồ tính. 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 việc 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. Xét cân bằng guốc phanh với các giả thuyết sau: - Ap suất phân bố điều 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.() Trong đó : qmax - Ap suất lớn nhất trên má phanh. () - Hàm phân bố áp suất. - Hệ số ma sát 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: q= qmax.sin. (5.12) Như vậy theo lý thuyết ô tô máy kéo mô men tổng của cả 2 guốc phanh sẽ là: MP = MP1 + MP2 = (5.13) Ở đây: A= (5.14) B= (5.15) P1: Lực do guốc tự siết sinh ra. P2: Lực do guốc tự tách sinh ra. : Hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh. Vì cơ cấuphanh yêu cầu có độ cứng vững cao, là loại phanh guốc một bậc tự do nên : = sin và áp suất qmax tác dụng ở điểm có =900 (hình 5.4). Hình 5.4. Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin. Với: 0 = 290 1 = 1450 rt = 414/2 = 207 (mm) s1 = 160 (mm) Thay các giá trị trên vào (5.19) và (5.20) A = B = Ở đây, cơ cấu ép bằng cam nên ta có: Mp1 = Mp2; A1 = A2 = A và B1 = B2 = B, tức là: (5.16) Từ điều kiện cân bằng cam ép (hình 5.5), ta có: (5.17) Hình 5.5. Sơ đồ tính toán cơ cấu ép. Từ (5.13), nếu xem h1 h2 thì: Lực do guốc tự siết sinh ra: P1 = [N] (5.18) Lực do guốc tự tách sinh ra: P2 = [N] (5.19) Lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh trước được xác định theo công thức: [N] (5.20) Ở đây: p: áp suất trong bầu phanh; p = (0,55 0,7 (MN /m2) chọn sơ bộ p = 0,6 (MN/m2) = 0,60.106 (N/m2) S1 = [mm2] : diện tích làm việc của màng bầu phanh trước D1 = 185 (mm):đường kính làm việc của màng bầu phanh trước Thay các giá trị trên vào (5.28) ta có: = 16119,98 [N] Thay Pd1 vào (5.18) và (5.20) ta có: - Lực ép tác dụng lên guốc tự siết: P1 = với: lk - chiều dài đòn dẫn động; lk = 140 (mm) dk - đường kính vòng tròn cơ sở của cam quay; dk = 38(mm) - hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh = 0,32 ÷ 0,38, chọn = 0,35 A, B: hệ số kết cấu 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 : MP = (5.21) - Mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu trước sinh ra là: Mp1t = MP = (với h1 = h2 = h = 300 (mm)) MP1t = [N.m] 5.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra. Với: 0 = 290 1 = 1450 rt = 414/2 = 207 (mm) s2 = 160 (mm) A=0,665 B=0,345 - Theo (5.20 ) lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh sau: = p. [N] - Theo (5.18) lực ép tác dụng lên guốc tự siết: P1 = [N] - Theo (5.19) lực ép tác dụng lên guốc guốc tự tách: P2 = P2 = [N] - Theo (5.21) ta có mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu sau sinh ra: Mp2s = MP = MP2s= [N.m] 5.3. TÍNH TOÁN KIỂM TRA CƠ CẤU PHANH. 5.3.1. 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 (5.19) ta có công thức Mp1,2 = Ph/(AB) 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: (5.22) Với: A = 0,665 ; B = 0,345 là các hệ số kết cấu của cơ cấu phanh. Thay các số liệu trên vào (5.30) ta được: < < 1,93 So với giá trị của hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống = 0,32÷ 0,38. Như vậy hiện tượng tự siết không xảy ra. 5.3.2. 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 (F) của taut cả các má phanh. Ta có công thức tính công ma sát riêng : (5.23) Trong đó : Ga - tải trọng toàn bộ của xe Ga = 34800 (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) F - Tổng diện tích của các má phanh F = Ft + Fs = 16,188.(bt + bs) = 16,188.(0,165 + 0,175) = 5,5041 [m2] Thay các giá trị ở trên vào (5.31): [J/m2] lms = 598,324 [J/cm2] Đối với xe tải hiện nay trị số công ma sát riêng của cơ cấu phanh nằm trong khoảng 600800 J/cm2 lms < [lms] = (600 800) [J/cm2] Kết cấu của má phanh thoả mãn về công ma sát riêng. 5.4. KIỂM TRA HIỆU QUẢ PHANH. 5.4.1. Hiệu quả phanh khi không có bộ điều hòa lực phanh. Khi lái xe tác động lên bàn đạp phanh thì ở các cơ cấu sẽ hình thành các mômen ma sát, còn gọi là mô men phanh Mp. Nếu lúc phanh ngặt tất cả các bánh xe sẽ đồng thời bị hãm cứng và lực phanh đạt giá trị cực đại bằng lực bám, tức là: , , thì hiệu quả phanh sẽ cao nhất (5.24) Từ (5.24) có thể viết : hay: (5.25) Ở đây ta chỉ tính toán cho một cơ cấu phanh ở cầu trước và cầu sau. Vì cầu trước có 2 cơ cấu phanh, cầu sau có 4 cơ cấu phanh cho nên biểu thức (5.25) ta viết lại như sau: p = p = (5.26) (do tất cả các bánh xe đều có cùng bán kính rbx) Trong đó: PP1, PP2 - Tương ứng là lực phanh do một cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau tạo ra. MP1 , MP2 - Tương ứng là mô men phanh do một cơ cấu phanh cầu trước và cầu sau tạo ra. Z1, Z2 - Phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên lốp xe khi phanh tương ứng ở cầu trước và cầu sau. Để xác định quan hệ lý tưởng giữa Pp1 và Pp2 phụ thuộc vào hệ số bám và mức độ chất tải của xe ta sử dụng hệ số p = gọi là hệ số phân phối lực phanh thì ta thấy rằng: để đảm bảo hiệu quả phanh cao nhất (khi sử dụng toàn bộ trọng lượng bám của xe) thì hệ số phân phối lực phanh p phải là một đại lượng thay đổi phụ thuộc vào trạng thái đường (cụ thể là hệ số bám) và mức độ chất tải của xe (thể hiện qua các toạ độ trọng tâm). Đồ thị biểu diễn quan hệ thay đổi lý tưởng được thể hiện trên hình 5.6. Từ các kết quả tính toán ở trên ta tiến hành lập bảng và xây dựng các đường đặc tính lý thuyết. Bảng 5.2. Các thông số cơ bản của xe ở chế độ đầy tải. Thông số G[KG] a[mm] b[mm] hg[mm] rbx[mm] L[mm] Đầy tải 34800 3215,23 959,77 1491 525 4175 Bảng 5.3. Kết quả tính toán Mp1, Mp2 và tỷ số p=Mp1/Mp2 khi xe đầy tải. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Mp1(Nm) 4761,26 10802,68 18124,22 26725,92 26607,76 47769,72 60211,86 73934,12 Mp2(Nm) 13161,6 25043,08 35644,4 44965,6 53006,64 59767,52 65284,28 69448,88 p= 0,362 0,4315 0,5085 0,5945 0,6905 0,7995 0,923 1,0645 Hình 5.6 . Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hệ số phân phối lực phanh theo 1 - Đường biểu diễn quan hệ giữa tỷ số lực phanh theo φ. 2- Đường biểu diễn quan hệ giữa tỷ số lực phanh thực tế khi chưa có bộ điều hòa lực phanh. 3- Đường biểu diễn quan hệ giữa tỷ số lực phanh thực tế khi có bộ điều hòa lực phanh điều chỉnh ở = 0,56556. Trong khi mô men phanh thực tế do cơ cấu phanh tạo ra là quan hệ tuyến tính và qua gốc toạ độ: Mpt = p1.K1 (5.27) Mps = p2.K2 (5.28) Trong đó: p1, p2 - Tương ứng là áp suất phanh trong bầu phanh trước, sau; K1, K2 : Tương ứng là các hằng số đặt trưng cho kết cấu của cơ cấu phanh trước và cơ cấu phanh sau. Khi không có bộ điều chỉnh lực phanh thì, áp suất phanh của bầu phanh trước và bầu phanh sau khi phanh khẩn cấp là như nhau, tức là: p1 = p2. Khi đó ta có : (hằng số) (5.29) Mpt = (K1/K2).Mps (5.30) Với kết quả phần tính mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh, ta có: - Tỷ số mô men phanh : ptt = (5.31) Từ quan hệ (5.26) và (5.31) ta có: (5.32) Thay số liệu vào biểu thức (5.32) và giải được: = 0,36022 Như vậy đường đặc tính phanh thực tế cắt đường đặc tính phanh lý thuyết tại = 0,36022. Suy ra gia tốc phanh của nó là: Jmax = .g (5.33) = 0,36022.9,81= 3,534 [m/s2]. Với giá trị gia tốc Jmax= 3,534 [m/s2] thì hiệu quả phanh rất thấp nên xe có bộ điều hòa lực phanh. 5.4.2.Hiệu quả phanh khi có bộ điều hòa lực phanh. Các số liệu đã biết: A = 0,665; B = 0,345; = 0,35. l = 0,14[m] chiều dìa đòn dẫn động cam. dk = 0,038[m] Đường kính vòng tròn cơ sở của cam. D1 = 0,185[m] Đường kính làm việc của màng bầu phanh trước. D2 = 0,175[m] Đường khính làm việc của màng bầu phanh sau. Theo các công thức (5.11), (5.16), (5.18), (5.19), (5.21) ta có: MP = P1 = [N] P2 = [N] [N] [N] MP = MP = p.K12 p = Với: A = 0,665; B = 0,345; = 0,35; lk = 0,14[m]; h1 = h2 = 0,3[m]; dk = 0,038[m]; D1 = 0,185[m]; D2 = 0,175[m]. Ta có K12 = 0,031273 p = [N/m2] Từ đó ta có bảng giá trị đặc tính áp suất sau: Bảng 5.4. Bảng giá trị đặc tính lực phanh Mp1l[Nm] Mp2l[Nm] Mp1t[Nm] Mp2t[Nm] p1[N/m2] p2[N/m2] 0.36022 23150.83 41410.96 23150.83 41410.96 370000 370000 0.45000 31506.81 49146.13 31506.81 49146.13 503700 439100 0.55000 42028.72 56547.1 42028.72 56547.1 672000 505200 0.56000 43151.32 57216.79 43151.32 57216.79 689900 511200 0.57000 44286.72 57873.67 44286.72 57873.67 708100 517000 0.56556 43781.03 57583.6 43781.03 57583.6 700000 514400 Hình 5.7. Đồ thị biểu diễn đặc tính áp suất phanh xe tải Renault V.I Đường đặc tính áp suất phanh lý thuyết. Đường đặc áp suất phanh thực tế khi không có bộ điều hòa lực phanh Đường đặc tính áp suất phanh thực tế khi có bộ điều hòa làm việc ở = 0,45 Đường đặc tính áp suất phanh thực tế khi có bộ điều hòa làm việc ở = 0,55 Đường đặc tính áp suất phanh thực tế khi có bộ điều hòa làm việc ở = 0,56 Đường đặc tính áp suất phanh thực tế khi có bộ điều hòa làm việc ở = 0,57 Đường đặc tính áp suất phanh thực tế khi có bộ điều hòa làm việc ở = 0,56556 Kết luận: Ta nhận thấy khi bộ điều hòa làm việc ở chế độ = 0,57 thì áp suất P1 = 708100 [N/m2], P2 = 517000 [N/m2]. Với giá trị áp suất này máy nén khí không thể đáp ứng được. Nên phải điều chỉnh sao cho áp suất cầu trước P1 = 700000 [N/m2], P2 = 514400 [N/m2], ở giá trị = 0,56556. Khi đó gia tốc phanh là: Jmax = .g (5.33) = 0,56556.9,81= 5,55 [m/s2]. Theo tiêu chuẩn về hiệu quả phanh cho phép ô tô lưu hành trên đường bộ (Bộ GTVT Việt nam quy định, 1995) (Sách LÝ THUYẾT Ô TÔ MÁY KÉO Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội – 1998 phát hành), thì bộ điều hòa lực phanh làm việc ở giá trị = 0,56556 và Jmax= 5,55 [m/s2]. Đạt yêu cầu. 6. CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE TẢI RENAULT V.I: 6.1. KHÍ NÉN KHÔNG TIẾP DƯỢC HOẶC TIẾP CHẬM VÀO CÁC BÌNH CHỨA CỦA HỆ THỐNG KHÍ NÉN. Nguyên nhân và phương pháp khắc phục: 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. Nguyên nhân và phương pháp khắc phục: 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 ôngd 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. BỘ ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT KHÔNG LÀM VIỆC. Nếu bộ điều chỉnh áp suất không giữ được áp suất khí nén trong giới hạn quy định, thì phải tháo nó ra, rửa bằng xăng và sấy khô, những chi tiết bị hỏng phải thay thể, sau đó bắt vào và điều chỉnh lại. Điều chỉnh vít điều chỉnh cho tới khi máy nén bắt đầu làm việc ở áp suất 5,6 - 6,0 (kG/cm2). Cần chớ rằng, khi vặn vít điều chỉnh vào thì áp suất sẻ tăng lên, khi nới lỏng vít ra thì áp suất sẻ giảm xuống. Sau khi điều chỉnh phải cố định vít điều chỉnh bằng êcu hãm. 6.4. 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 chày 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. 6.5. 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. 6.6. 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). Ap 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. Tuyuệt 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. Ap 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 ô tô 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. 6.7. PHANH BỊ ĂN ĐỘT NGỘT (PHANH DẬT). 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 hơn ban tháng tập trung làm việc nghiên túc, cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn, em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Trong Đồ án của mình, em dã giới thiệu được về nội dung của hệ thống phanh nói chung và hệ thống phanh dẫn động khí nén nói riêng, tiếp đó em đi sâu vàu phân tích về nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh, cấu tạo và nguyên láy hoạt động của các chi tiết chính, tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh khí nén trên xe tải renault v.i và cuối cùng là phân tích các nguyên nhân hư hỏng và các biện pháp khắc phục những hư hỏng đó. Nhìn chung, hệ thống phanh trên xe tải renault v.i. là hệ thống phanh hoàn thiện và có phần phức tạp do vậy việc phân tích và tìm hiểu củng có phần khó khăn. Đợt thực tập tôt nghiệp vừa rồi em đã được nghe trình bày và quan sát, tìm hiểu về tổng quan cũng như chi tiết của hệ thống phanh khí nén của xe tải renault v.i, đây là cơ hội thực tế rất tốt để em hiểu sâu hơn về tổng quan củng như chi tiết của hệ thống phanh sau những kiến thức đã học tập ở trường giúp cho Đồ án hoàn thiện hơn. Tuy nhiên, thời gian làm đồ án có hạn mà khối lượng công việc thì nhiều, mặc dù bản thân em đã tìm hiểu và cố gắng nhiều trong công việc nhưng củng không thể tránh khỏi sai sót do đây là lần đầu tiên phải giải quyết một khối lượng công việc tương đối lớn và phức tạp, mong các thầy, cô thông cảm. Qua Đồ án này, đã giúp em nắm rõ những kiến thức về hệ thống phanh trên ô tô, một hệ thống đặc biệt quan trọng, ngoài ra trong quá trình làm Đồ án còn giúp em nâng cao được những kiến thức tin học như: Word, Exeel, AutoCAD để phục vụ công việc sau này. Đồng thời, qua đó bản thân em cảm thấy phải tìm tòi và nghiên cứu nhiều hơn nữa về chuyên nghành của mình, nhất là vấn đề thực tế để đáp ứng yêu cầu của một cán bộ kỹ thuật sau này. Cuối cùng em xin chân thanh cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Lê Văn Tụy đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm Đồ án, thầy giáo Nguyễn Hoàng Việt đã trang bị cho em kiến thức hệ thống phanh trong thời gian ở trường cùng các thầy, cô giáo trong khoa Cơ khí Giao thông. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguyễn Hoàng Việt. KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN Ô TÔ. Tài liệu lưu hành nội bộ của khoa Cơ Khí Giao Thông. Đại Học Bách Khoa. Đại Học Đà Nẵng, 1998. 2. Nguyễn Hoàng Việt. BỘ ĐIỀU CHỈNH LỰC PHANH - HỆ THỐNG CHỐNG HẢM CỨNG BÁNH XE KHI PHANH – ABS. Tài liệu lưu hành nội bộ của Khoa Cơ Khí Giao Thông. Đại Học Bách Khoa. Đại Học Đà Nẵng, 2003. 3. Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN Ô TÔ MÁY KÉO TẬP III. Nhà xuất bản Đaih Học và Trung Học chuyên nghiệp. Hà Nội, 1985. 4. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng. LÝ THUYẾT Ô TÔ MÁY KÉO. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội, 2000. 5. Một nhóm cán bộ giảng dạy thuộc bộ môn Động cơ đốt trong và bộ môn Ô tô máy kéo thuộc trường Đaih Học Bách Khoa Hà Nội dịch. Ô TÔ. 600 NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẮC PHỤC. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội, 1970. 6. TS. Trần Thanh Hải Tùng, KS Nguyễn Lê Châu Thành. CHẨN ĐOÁN TRẠNG THÁI KĨ THUẬT Ô TÔ. Tài liệu lưu hành nội bộ của Khoa Cơ Khí Giao Thông. Đại Học Bách Khoa. Đại Học Đà Nẵng, 2005.