Khảo sát hệ thống phanh xe Hyundai ben hai cầu dẫn hướng

động phanh dừng gồm bình chứa khí nén16(dung tích 24lít) có van xả cặn 5 và cảm biến sụt áp suất trong bình, van phanh tay 3, van cấp và xả nhanh 6b, bốn bầu phanh lốc kê 9, bên trong các bầu phanh có các lò xo tích năng. c/ Phanh chậm dần: Đường phanh IV: Gồm có van điện từ 7, một ngả của van bảo vệ bốn ngả 15, bình chứa khí nén 16 (dung tích 24 lít) , van đóng cửa xả động cơ 19, xy lanh piston 21 liên kết với thanh tắt máy tác động làm cho thanh này có xu hướng chạy theo chiều đóng nhiên liệu của thanh răng bơm cao áp. 4.2.2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe HYUNDAI-HD370: a/ Phanh chính: - Khi chưa phanh: Khí nén đi từ máy nén 10, qua bộ lắng lọc và tách ẩm không khí 11 và đuợc làm mát nhờ bộ làm mát không khí 12, đến bình chứa khí nén 16, sau đó đi vào van bảo vệ bốn ngả 15, van này chia khí nén vào các bình chứa khí nén 17,18 và các đường khí nén độc lập I, II, III, IV. Lúc này khí nén từ bình chứa theo các đường ống chờ sẵn trước tổng van phân phối hai ngăn số 2, tổng van lúc này vẫn chưa làm việc nên dòng khí nén chưa thông được qua van này để vào các đường ống nối ở phía sau tổng van, lúc này các van 6a và van 4 ở tư thế đóng kín, không nối thông đường hơi có áp lực hơi với đường thông để đi đến các bầu phanh. - Khi phanh: Người lái tác dụng lên bàn đạp phanh ấn bàn đạp số 1 đi xuống, tác dụng lên tổng van phân phối hai ngăn số 2, lúc này tổng van làm việc mở đường thông cho dòng khí nén đi qua đến các đường ống nối phía sau tổng van và hai dòng phanh được làm việc như sau: -Từ ngăn trên của tổng van phân phối hai ngăn số 2 đưa hơi có áp lực đến van cấp nhanh khí nén 4, điều khiển van này mở ra, hơi được thông từ bình chứa khí nén 18 qua ngăn trên của tổng van 2, qua van 4 theo đường ống đi đến các bầu phanh sau 9, để phanh các bánh xe trên hai cầu chủ động phía sau. -Từ ngăn dưới của tổng van phân phối hai ngăn số 2, đưa hơi có áp lực đến van cấp và xả nhanh khí nén 6a, điều khiển van này mở ra, mở đường thông cho khí nén đi từ hai bình chứa 17 đi đến các bầu phanh 8 để phanh các bánh xe trên hai cầu dẫn hướng phía trước. Khi phanh với cường độ nhỏ. Người lái chỉ tác dụng một lực nhẹ lên bàn đạp lúc này bàn đạp 1 chỉ đi xuống môt phần, tỳ nhẹ lên tổng van 2, lúc này van 2 sẽ mở ra (nhưng mở không hoàn toàn) cho một phần khí nén đang chờ phía trước đi qua theo đường ống đi đén các bầu phanh để giảm dần vận tốc của xe. Khi phanh với cứờng độ lớn: Lúc này người lái phải tác động một lực lớn lên bàn đạp 1, ấn bàn đạp 1 đi xuống hoàn toàn tác động lên tổng van 2, đẩy van này đi xuống hoàn toàn để mở cho khí nén từ trước tổng van thông qua phía sau đi đến các bầu phanh để phanh xe lại, giảm vận tốc của xe một cách nhanh chống: - Khi nhả phanh: Người lái thôi tác dụng lên bàn đạp 1, bàn đạp trở về vị trí củ, thôi tác dụng lên tổng van phân phối hai ngăn số 2, van này trở về vị trí ban đầu (trạng thái không làm việc), do đó ngắt dòng hơi có áp lực đến van 6a và van 4 nên hai van này củng đóng lại. Đồng thời áp lực hơi từ các bầu phanh quay trở về van 4 và xả ra khí quyển. b/ Phanh dự trữ và phanh dừng: - Khi chưa phanh: Khí nén từ bình chứa 16, theo đường ống qua van điều khiển phanh tay 3, qua van 6b, cho khí nén theo đường ống đi đến các bầu phanh lốc kê 9, đẩy bát phanh đi lên nén các lò xo tích năng ở ngăn trên trong bầu phanh lại (xe chuyển động). - khi phanh: Người lái ấn công tắc phanh tay số 3, đóng van phanh lại ngắt không cho dòng khí nén từ bình chứa đến van 6b nên xảy ra hiện tượng sụt áp ở phần điều khiển làm van này mở cửa thông với khí quyển đưa dòng khí có áp lực từ phần dưới bầu phanh ra ngoài, lúc này các lò xo trong các bầu phanh không chịu nén nữa và được trả lại, lực trả của lò xo tác dụng vào thanh đẩy làm cho thanh đẩy chuyển động sang trái truyền đến cần dẫn động cam, làm quay cam phanh đẩy các guốc phanh bung ra ép má phanh tỳ sát vào trống phanh các bánh xe được phanh lại. - khi nhả phanh: Người lái kéo công tắc phanh tay số 3 về vị trí ban đầu, van này mở ra cho dòng khí nén đi từ bình chứa đi đến van 6b điều khiển đóng đường thông khí nén ra khí quyển và mở đường thông cho dòng khí nén có áp lực đi đến các bầu phanh lốc kê 9, đẩy bát phanh đi lên nén các lò xo tích năng lại, kéo thanh đẩy chuyển động sang trái kéo cần dẫn động cam về theo. Dưới tác dụng của lò xo hồi vị bên trong guốc phanh, hai guốc phanh được thu về, tách má phanh ra khỏi trống phanh (xe chuyển động). c/ Phanh chậm dần: - Khi chưa phanh: Van điện từ 7 lúc này ở trạng thái đóng, khí nén từ bình chứa 16, đến van bảo vệ bốn ngả 15, đến van điện từ 7. Tại đây dòng khí qua cửa xả trên van điện từ 7 thoát ra khí quyển. - Khi phanh: Người lái bật công tắc điện, điều khiển van điện từ 7 đóng cửa thông ra khí quyển lại, đồng thời mở cửa thông cho dòng khí qua van theo đường ống đi đến tác động vào van xả khí thải động cơ 19, làm xoay van này đóng lại hạn chế dòng khí xả từ động cơ ra ngoài nên công suất động cơ giảm xuống. Do đó làm cho công suất động cơ giảm xuống. - Khi nhả phanh: Người lái bật công tắc điện trở về vị trí ban đầu, van điện từ 7 lúc này lại đóng lại đồng thời cửa thông ra khí quyển trên van này lại được mở ra, khí nén từ van xả 19 đi ngược trở lại và ra khí quyển theo cửa xả trên van 7, van xả khí xả động cơ 19 lại mở ra khí xả từ động cơ đựơc thải ra ngoài động cơ làm việc bình thường. 5. KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI-HD370: 5.1. MÁY NÉN KHÍ: Trên xe HYUNDAI-HD370 sử dụng máy nén khí kiểu piston hai xy lanh, được dẫn động qua bộ truyền bánh răng. Kết cấu của máy nén khí được thể hiện trên hình 5.1. Hình 5.1. Máy nén khí 1. Trục khuỷu; 2.Then bán nguyệt; 3. Đai ốc khóa; 4. Đệm; 5. Đệm; 6. Bánh răng dẫn động; 7. xy lanh; 8. Thanh truyền; 9. Píttông; 10. Chốt pít tông; 11. Giá đỡ van hút; 12. Lò xo van hút; 13. Giá tựa van hút; 14.Van hút; 15. Lò xo van không tải; 16.Van không tải; 17. Tấm chặn van;18. Đầu nối; 19. Đầu nối đường cung cấp khí nén; 20. Giá đỡ lò xo van xả; 21. Lò xo van xả; 22. Van xả; 23. Giá tựa van xả; 24. Séc măng khí; 25. Séc măng dầu; 26. Bạcđầu to thanh truyền; 27. Ổ bi; 28. Phớt làm kín; 29. Má khuỷu; 30. Nắpđỡ; 31. Các te; 32. Nắp đầu to thanh truyền; 33. Ổ bi đỡ; 34. Then hoa. Nguyên lý làm việc của máy nén khí: Khi động cơ quay thông qua bộ truyền bánh răng (6) lai trục khuỷu(1)của máy nén quay. Khi trục khuỷu quay thông qua thanh truyền (8) dẫn động piston (chuyển động tịnh tiến từ diểm chết trên đến điểm chết dưới và ngược lại. Khi piston (9) chuyển động từ điểm chết trên đến về điểm chết dưới thì tạo ra áp suất chân không trên đỉnh piston lúc này dưới tác dụng của lò xo (12) làm vanhút (14) mở ra, không khí từ bên ngoài qua van hút được hút vào buồng làm việc của xy lanh máy nén và được nạp đầy cho đến khi piston đến điểm chết dưới. Khi piston chuyển động từ điểm chết dưới đến điểm chết trên không khí trong buồng làm việc của xy lanh bị nén lại, áp suất trong buồng làm việc của xy lanh máy nén tăng lên thắng lực lò xo (12) của van hút làm cho van hút (14) đóng lại, đồng thời áp suất tăng ép lò xo (21) của van xả làm cho van xả (22) mở ra, không khí chịu nén từ bên trong buồng làm việc của xy lanh máy nén qua van xả (22), qua đầu nối của đường cung cấp khí nén (19) theo đường ống đi đến bộ sấy lọc và tách ẩm. Tại đây khí nén được làm sạch, qua van một chiều lắp trên đường ống đi đến các bình chứa khí nén. Chu trình làm việc được lặp đi lặp lại như vậy. Quá trình nén áp suất tăng nhanh hay chậm phụ thuộc vào tốc độ vòng quay của động cơ. Hình 5.2. Bộ điều chỉnh áp suất 5.2. 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 5.2 là kết cấu bộ phận lắng lọc và tách ẩm. 11 Hình 5.2. Bộ lắng lọc và tách ẩm: A-Bên cung cấp khí (từ thiết bị nén khí). B-Bên dẩn khí (đến bình khí). C- Đường ra của khí nén(đến bình tẩy lọc). 1. Pít tông điều chỉnh; 2. Bộ giảm chấn; 3.Pít tông làm sạch; 4. Van kiểm tra; 5. Thiết bị lọc vành; 6. Chất hút ẩm; 7. Bình tẩy Lọc; 8. Vít điều chỉnh; 9. Vít cố định; 10. Bộ lọc; 11. Bình chứa không khí; Nguyên lý làm việc: Không khí từ thiết bị nén khí đi vào theo đường A đi vào trong thân máy thành phần nước và bụi bẩn sẽ được tách ra và thu gom ở dưới đáy nhờ bộ lọc 10. Sau đó không khí sẽ được dẩn qua bộ lọc dầu 7 để lọc các giọt dầu và bụi bẩn trước khi được dẩn vào hộp máy. Trong hộp máy thành phần nước còn trong không khí được hút sạch bởi chất hút ẩm 6. Khi không khí đi xuyên qua hộp máy từ dưới đáy lên đỉnh, không khí sẽ được làm khô hơn và trở thành khí khô khi nó lên tới đỉnh của hộp máy. Khí khô được dẩn đi qua van kiểm tra 4 theo đường dẩn khí B và đi đến bình chứa khí nén 11. 5.3. VAN BẢO VỆ BỐN NGẢ: Van bảo vệ bốn ngả dùng để phân chia dẫn động thành các dòng độc lập và tự động cắt dòng nào đó bị hỏng ra khỏi hệ thống, đảm bảo cho những dòng còn lại hoạt động bình thường nhằm đảm bảo cho việc thực hiện được quá trình phanh tạm thời. Tuỳ thuộc vào số lượng đầu ra, van bảo vệ được chia ra các loại: Một, hai, ba và nhiều ngả. Trên hình 5.3 là kết cấu van bảo vệ bốn ngả.. A Hình 5.3. Van bảo vệ bốn ngả. 1- Mũ bảo vệ; 2- Đĩa lò xo; 3,8,10 - Lò xo; 4- Đĩa dẫn hướng của lò xo; 5- Màng; 6- Thanh đẩy; 7, 9 -Van; 11, 12- Vít; 13 – Nút; 14 - Thân van; 15 – Nắp van; Van bảo vệ bốn ngả dùng để tách dòng khí nén từ bình chứa khí nén ra thành bốn dòng riêng biệt, cung cấp cho dòng phanh cầu trước, cầu sau, hệ thống phanh dự phòng và phanh phụ trợ. Van còn có nhiệm vụ tự động cắt khí nén khi một dòng bị hỏng trong khi đó vẫn chuyển khí nén cho các dòng còn lại. Nguyên lý làm việc: Không khí nén được nén từ máy nén đi vào khoang A, khi đạt được áp suất thắng được lực lò xo 3 thì nó ép lò xo 3 lại, để mở van 7, tác động lên màng 5, nâng nó lên và khí qua lối ra vào hai mạch chính. Sau khi mở van ngược chiều, nén khí vào van 7, mở chúng và qua lối ra đến mạch tăng cường. Khi độ kín bị hở, một trong các mạch chính, áp suất trong mạch này củng như lối vào van giảm xuống. Tiếp theo là van ngược chiều của van tăng cường sẽ đóng lại, làm cho áp suất không giảm đi trong mạch này. (giả sử: Dòng bên phải bị hỏng) áp suất trong dòng này sẽ giảm xuống, thì lò xo 3 lúc này không chịu nén nữa, nó sẽ trả về, tác động lên màng 5 đóng van 7 lại, cắt đường thông từ khoang A đến dẫn động. Đảm bảo cho các dòng khác làm việc bình thường. Sau khi hư hỏng đã được khắc phục, áp suất trong dòng vừa hỏng được tăng lên, khi áp suất trong các dòng trở lại bằng nhau thì dưới tác dụng của áp lực hơi nó lại tác động lên màng 5, ép lò xo 3 lại để mở van 7 ra, mở đường cho khí nén tiiếp tục đi từ khoang A đến dòng dẫn động. 5.4. 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 rơ moóc. 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 rơ moóc 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 khi 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 5.4 là tổng van hai ngăn tác dụng thuận, bố trí nối tiếp, vẽ với trạng thái van chưa làm việc: Hình5.4. Tổng van phân phối. I- Đường khí nén nối từ bình khí nén dùng cho phanh sau. II- Đường khí nén đến bầu phanh sau. III- Đường khí nén nối từ bình khí nén dùng cho phanh trước. IV- Đường khí nén đến bầu phanh trước. V- Đường xả khí nén ra khí quyển. 1. Bàn đạp phanh; 2. Trục lăn; 3. Chốt đẩy; 4. Đĩa chặn lò xo; 5. lò xo; 6. Bu lông; 7. Lò xo pít tông đầu tiên ở ngoài; 8. Pít tông thứ nhất; 9. Ống dẫn hướng; 10. Đế chặn; 11.Van cấp khí nén thứ nhất; 12. Vòng làm kín; 13. Pít tông thứ hai; 14.Vòng làm kín; 15.Van cấp khí nén thứ hai; 16. Lò xo hồi vị van thứ hai; 17.Đĩa chặn lò xo van thứ hai; 18. Tấm dẫn hướng van hai; 19. Vòng chặn; 20. Tấm cao su chắn bụi; 21. Vòng làm kín; 22. Đĩa chặn lò xo; 23. Đệm cao su; 24. Lò xo hồi vị pít tông thứ hai; 25 Vòng chặn;. 26. Lỗ thông; 27. Vòng làm kín; 28. Lò xo hồi vị van thứ nhất; 29. Đĩa chặn lò xo của van thứ nhất; 30. Lò xo hồi vị pít tong thứ nhất; 31. Phớt cao su làm kín; Vòng làm kín; 33. Vít điều chỉnh bàn đạp phanh; 34. Đĩa chặn lò xo; 35. Đinh tán; 36. Nắp của tổng van; 37. Ống cao su dẩn hướng; 38. Vỏ bọc chốt; Tổng van phân phối có các van hình trụ bằng kim loại và cơ cấu dạng piston. Dẫn động điều khiển tổng van thực hiện bằng cơ khí. Nguyên lý làm việc: Như trên hình vẽ là vị trí van chưa hoạt động. Ở tư thế nghĩ bàn đạp phanh 1, hai van cấp khí nén 11và 15 , hai pít tông 8 và 13 đều ở vị trí trên cùng. Lúc này hai van cấp khí nén 11và 15 tỳ lên hai đế chặn 10, khí nén không thể đi vào hai cửa II và IV để đi đến trong hai dòng phanh trước và sau. Khi này đế của hai pít tông 8 và 13 đều tách khỏi hai van cấp khí nén 11và 15 để nối cửa xả II và IVqua lỗ thông 26 đến cửa xả V, cho khí nén trong các bầu phanh xả ra ngoài Khi van hoạt động. Trường hợp phanh cục bộ: Ở vi trí này bàn đạp phanh 1 chỉ được nhấn xuống một phần, tỳ nhẹ lên chốt đẩy 3, thông qua đĩa chặn lò xo 4, ép lò xo 7 lại đẩy pít tông 8 đi xuống , đế của pít tông này tỳ lên ống lòng 9 ép lò xo kép 34 lại và van cấp khí nén thứ nhất 11 đi xuống tách khỏi đế chặn 10. Cho khí nén từ bình chứa qua cửa thông I đến cửa II rồi đi đến các bầu phanh sau. Đồng thời lúc này van 11 đi xuống nó sẻ tỳ lên pít tông 13và đẩy pít tông này đi xuống thì đế của pít tông tỳ lên van 15 đẩy van này đi xuống tách khỏi đế chặn 10, mở đường cho khí nén từ bình chứa qua cửa thông I đến cửa II rồi đi đến các bầu phanh sau. Hai đường cấp khí nén này mở cho đến khi khí bên trong hai ngăn A và B tác dụng ngựơc lên pít tông 8 và 13 một lực đối kháng chóng lại lực của lò xo 7 và dưới tác dụng lực trả của lò xo 16 và 28 đẩy van 11 và 15 đi lên tỳ sát vào đế chặn 10. Sự cấp và thoát 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. Trường hợp phanh khẩn cấp: Ở vị trí này bàn đạp phanh 1 được nhấn xuống hoàn toàn ép sát lên chốt đẩy 3, đẩy pít tông 8 và 13 đi xuống hết hành trình, mặt tỳ của pít tông 8 lúc náy ép sát lên đế chặn 10, đẩy hai van cấp khí nén 11 và 15 đi xuống tách khỏi đế chặn 10. Lúc này đế của pít tông 13 tỳ sát vào van cấp khí nén 15 đóng đường xả lại và hai van 11 và 15 được mở hoàn toàn. Ở giai đoạn phanh khẩn cấp áp suất được hình thành trong hai dòng phanh bằng với áp suất ở bình chứa. Nếu một trong hai dòng phanh không hoạt động được dòng phanh còn lại vẫn hoạt động bình thường. 5.5.VAN CẤP VÀ XẢ NHANH: Van cấp và xả nhanh 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. Trên hình 5.6 là kết cấu van cấp và xả nhanh khí. Hình 5.5. Van cấp và xả nhanh: Thân van; 2. Vòng làm kín; 3. Lò xo hồi vị; 4. Đĩa lò xo; 5. Vòng đệm; 6. Van; 7. Nắp van. Nguyên lý làm việc: Khi đạp phanh khí nén từ bình chứa đi đến van qua đường A, tác động lên van 6, ép lò xo 3 xuống, lúc này van 6 mở, đồng thời 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 để thực hiện quá trình phanh. Khi nhả phanh áp suất ở đầu vào giảm đi, lò xo 3 hồi vị trở lại đẩy 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. 5.6. BẦU PHANH TRƯỚC: Cấu tạo của bầu phanh trước được trình bày qua hình 5.6. Hình 5.6. Bầu phanh trước. 1- Đầu nối; 2- Nắp; 3- Màng ngăn; 4- Đĩa; 5- Vòng kẹp; 6- Cần trượt; 7- Thân bầu phanh; 8- Lò xo; 9- Bulông để bắt với giá đơ; 10- Cần đẩy.Khi đạp phanh, khí nén vào đầu 1 ép màng ngăn 3 về phía trước - đẩy đĩa 4, thanh trượt 6, 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 1 thoát ra ngoài bầu phanh; lò xo hồi vị 8 đẩy đĩa 4, thanh trượt 6, cần đẩy 10 về vị trí ban đầu. 5.7. BẦU PHANH SAU: Trên ô tô HYUNDAI-HD370 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. Trên hình 5.6 là kết cấu của bầu phanh sau lắp trên xe ô tô HYUN DAI-370: Hình 5.7. Kết cấu của bầu phanh sau và bầu tích năng. 1. Đầu nối; 2. Ổ bi tỳ; 3. Đai ốc; 4. Bu lông.; 5. Thân bầu phanh dừng; 6. Cần đẩy; 7-Vòng làm kín; 8. Pít tông ; 9. Lò xo tích năng; 10. Bu lông bắt thân; 11. Thân giữa bầu phanh làm việc và bầu phanh dừng; 12. Màng; 13. Ổ tỳ; 14. Đĩa; 15. Lò xo hồi vị của màng; 16. Thân bầu phanh làm việc; 17. Vòng định vị lò xo; 18. Bu lông bắt bầu phanh vào giá; 19. Thanh đẩy. 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 12 chiếm vị trí trên cùng, piston 8 của bầu tích năng dưới tác dụng của không khí nén đi vào khoang A từ van điều khiển phanh dừng bị đẩy lên trên, ép lò xo 9 lại. Khi phanh bằng phanh làm việc, khí nén từ tổng van phân phối, đi vào khoang phía trên màng 12, ép thanh 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 9, piston 8 lúc này tác dụng lên cần đẩy 6 và ép thanh 19 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: Bu lông 4, đai ốc 3 và ổ tỳ 2. 5.8. CƠ CẤU PHANH: Cơ cấu phanh được lắp trên tất cả 8 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 đặc 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. Trên hình 5.8 là cơ cấu phanh lắp trên xe ô tô HYUN DAI-HD370: Hình 5.8. 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 bắt chặt mâm phanh; 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 2 nhằm giảm ma sát và tăng hiệu quả phanh. Các lò xo hồi vị 3 có nhiệm vụ trả guốc phanh về lại vị trí nhả phanh. 5.9. CƠ CẤU ĐIỀU CHỈNH KHE HỞ: 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 5.9. Hình 5.9. 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 3. Để điều chỉnh ta nới vít 1 ra sau đó dùng cờ lê vòng để vặn vít 2, trục vít 5 quay theo, bánh vít 4 đứng yên do đó cơ cấu điều chỉnh khe hở trên quay quanh trục tâm cam phanh làm thay đổi hành trình phanh tuỳ theo tình trạng của phanh và thói quen của người lái. 6.TÍNH TOÁN KIỂM NGHIỆM HỆ THỐNG PHANH XE HYUNDAI-HD370: Hệ thống phanh là một hệ thống đặc biệt quan trọng trên ô tô, do vậy việc 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. 6.1. CÁC SỐ LIỆU ĐÃ BIẾT: - Tự trọng: G0 = 14635 kg + Tự trọng phân bố lên cầu trước: G01 = 5561 kg + Tự trọng phân bố lên cầu sau: G02 = 9074 kg - Tải trọng toàn bộ: Ga = 37635 kg + Tải trọng phân bố lên cầu trước: Ga1 = 11329 kg + Tải trọng phân bố lên cầu sau: Ga2 = 26316 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 = 1970 (mm). Ta chọn: hg1 = 0,70.B = 0,70.1970 = 1379 (mm) (khi đầy tải) Bán kính làm việc của bánh xe được tính theo công thức sau: rbx= bro Với: b là hệ số biến dạng của lốp, chọn b= 0,94 r0 là bán kính thiết kế của lốp Ký hiệu lốp xe: 12,00R20-16PR Với: 12,00 là bề rộng của lốp (insơ) nên B = 12,00.25,4 = 304,8 (mm) R- cấu trúc lớp mành lốp 20- đường kính vành bánh xe (insơ) nên d = 20.25,4 = 508(mm) 16PR- số lượng lớp mành tiêu chuẩ ro= 558,8 [mm]. rbx = 0,94.558,8= 525[mm] = 0,525 [m] 6.1.1. Xác định tọa độ trọng tâm a, b: Trường hợp ô tô đầy tải: Tọa độ trọng tâm của xe a, b, hg1. Hình 6.1. 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, cầu 4. Gọi chung cầu 1, cầu 2 là cầu trước và cầu 3, cầu 4 là cầu sau. Như vậy ta có: L1 = 1700 [mm] là khoảng cách giữa cầu 1 và cầu 2. L = 2900 [mm] là khoảng cách giữa cầu 2 và cầu 3. L2 = 1300 [mm] là khoảng cách giữa cầu 3 và cầu 4. L= L0++ = 2900 ++ = 4400[mm] L = là chiều dài cơ sở của xe. Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc: a, b Theo sơ đồ trên hình 6.1. ta qui ước chiều dương ngược chiều kim đồng hồ. Lấy mômen tại O1 ta có : Ga.a - - = 0 a = Mà Z2 = Ga2 a = = (6.1) a = 30766 [mm] Theo sơ đồ hình 6.1.a, ta có: a+b = L (6.2) b = L - a = 4400 -3,07667 = 1323,33 [mm] Vậy ta đã tính được tọa độ trọng tâm với trường hợp xe đầy tải là: + a = 30766 [mm] + b = 1323,33 [mm] + hg1 = 1379 [mm] 6.1.2. 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+PP Hình 6.2. Sơ đồ lực tác dụng lên ô tô khi phanh (trường hợp ô tô đầy tải). Từ hình 6.1. Ta viết phương trình cân bằng mômen: Đối với cầu trước: M/O1 = 0 Ga.a -Z2.L- Pj. hg1 = 0 (6.3) Đối với cầu sau : M/O2 = 0 Z1.L – Ga.b - Pj. hg1 = 0 (6.4) Với (6.5) Từ (6.3), (6.4) và (6.5) ta suy ra: (6.6) (6.7) 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 = .Z1 [N] (6.8) - Lực phanh sinh ra ở cầu sau: Pp2 = .Z2 [N] (6.9) Từ (6.6) và (6.8) ta có lực phanh sinh ra ở một bánh của cầu trước là: [N] (6.10) Với : Ga = 37635 [kg] = 369199,35 [N] L = 4400 [mm] = 4,4 [m] b =1323,33 [mm] =1,32333 [m] hg1 = 1379 [mm] = 1,379 [m] Thay các giá trị trên vào công thức ta có: [N] Pp1 = 27759,8 + 28927,682 [N] Từ (6.7) và (6.9) ta có lực phanh cần sinh ra ở một bánh của cầu sau là: [N] (6.11) Với : a = 1323,33 [mm] = 1,32333 [m] [N] = 64540,032 - 28927,682 [N] Với các giá trị hệ số bám khác nhau, ta có bảng 6. 1 sau: Bảng 6.1. Giá trị lực 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 Pp1(N) 3065,26 6709,07 10931,43 15732,35 21111,82 27069,85 33606,42 40721,56 Pp2(N) 6164,73 11750.9 16758,52 21187,58 25038,1 28310,05 31003,46 33118,31 Vậy mômen cần sinh ra ở các cơ cấu phanh là. - Ở cơ cấu phanh trước: Mp1 = Pp1.rbx; [Nm] (6.12) Trong đó : rbx = 0,525(m) : bán kính của bánh xe Mp1 = (27759,8 + 28927,682). 0,525; [Nm] Mp1 = 14573,895 + 15187,0322 [Nm] (6.13) - Ở cơ cấu phanh sau : Mp2 = Pp2.rbx = (64540,032 - 28927,682) . 0,525 = 33883,52 - 15187,0322 [Nm] (6.14) Với các giá trị hệ số bám khác nhau, ta có bảng 6.2 sau: Bảng 6.2. 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) 1609,26 3522,26 5739 8259,48 11083,71 14211,67 17643,37 21378,82 Mp2(Nm) 3236,48 6169,22 8798,22 11123,48 13145 14862,78 16276,82 17387,12 6.2. XÁC ĐỊNH MÔ MEN PHANH MÀ CƠ CẤU PHANH SINH RA: 6.2.1. 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 = 160 (mm) - Góc ôm má phanh; = 1160 0, 1 - Góc đặt tấm ma sát; 0 = 290 1 = 1450 dk: Đường kính vòng tròn cơ sở của cam; dk = 38 (mm) lk: Chiều dài đòn dẫn động cam trước; lk = 140 (mm) Các kích thước : h’ = 158(mm); h” = 162 (mm), h = h’ + h” = 158+162 = 320 (mm) D1 = 180 (mm):Đường kính của màng bầu phanh trước + Cơ cấu phanh sau: dt : Đường kính trống phanh; dt= 414 (mm) b : Bề rộng má phanh; b = 170 (mm) : Góc ôm má phanh; = 1160 0, 1 : Góc đặt tấm ma sát; 0 = 290 ; 1 = 1450 dk : Đường kính vòng tròn cơ sở của cam; dk = 38 (mm) lk: Chiều dài đòn dẫn động cam phanh sau; lk = 145 (mm) D2 = 170 (mm) đường kính của màng bầu phanh sau; Các kích thước : h’= 158 (mm); h” = 162 (mm) h = h’ + h” = 158+162 = 320 (mm) 6.2.2. Xác định mô men 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: Hình 6.3. Sơ đồ tính. Xét cân bằng guốc phanh với các giả thuyết sau: - Ap 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.() 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. (6.15) 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 d (hình 6.3) của má phanh là: dN = qmax.b.rt.sin.d dFT= .qmax.b.rt.sin.d Và lực ma sát tạo ra một mô men phanh: dMp =dFT.r = . q.b.rt2.d, hay dMp =. qmax.b.rt2.sin.d. (6.16) Tích phân biểu thức (6.16) từ 0 đến 1 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): (6.17) Để xác định qmax, ta viết phương trình cân bằng mô men đối với điểm quay (C) của guốc : (6.18) Thế các biểu thức của dFT và dN vào (6.20) và l= (rt - scos), thì sau khi biến đổi chúng ta có: qmax=[P.h/(rt..b)]/{s} (6.19) Thế biểu thức (6.19) vào phương trình (6.17) 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./(AB) (6.20) Ở đây: A= (6.21) B= (6.22) Dấu (-) ở mẫu số của biểu thức (6.20) 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: MP = MP1 + MP2 = (6.23) Vì cơ cấu phanh 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 6.4). Hình 6.4. Biểu đồ phân bố áp suất trên má phanh theo qui luật hình sin. Với: 0 = 290 1 = 1450 rt = 414/2 = 207 (mm) s = 162 (mm) Thay các giá trị trên vào (6.21) và (6.22) A = 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-.B) = P2.h2/(A+.B) (6.24) Từ điều kiện cân bằng cam ép (hình 6.5), ta có: Pd.lk = (P1+P2).dk/2 (6.25) Hình 6.5. Sơ đồ tính toán cơ cấu ép. Từ (6.24), 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] (6.26) Lực do guốc tự tách sinh ra: P2 = [N] (6.27) Lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh trước được xác định theo công thức: [N] (6.28) Ở đây: p: áp suất trong bầu phanh; p = (0,55 0,65) (MN /m2) chọn sơ bộ p = 0,55 (MN/m2) = 0,55.106 (N/m2) S1 = [mm2]: Diện tích làm việc của màng bầu phanh trước D1 = 180 (mm): Đường kính của màng bầu phanh trước Thay các giá trị trên vào (6.28) ta có: = 13988,70 [N] Thay Pd1 vào (6.26) và (6.27) 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 = 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 = (6.29) + Mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu trước sinh ra là: Mp1t = MP = (với h1 = h2 = h = 320 (mm)) MP1t = [N.m] 6.2.3. Xác định mô men phanh do cơ cấu phanh sau sinh ra: - Theo (6.28 ) lực tác dụng lên đòn của cam ép cơ cấu phanh sau được xác định như sau: = p. [N] - Theo (6.26) lực ép tác dụng lên guốc tự siết: P1 = [N] - Theo (6.27) lực ép tác dụng lên guốc guốc tự tách: P2 = P2 = [N] - Theo (6.29) ta có mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu sau sinh ra: Mp2s = MP = MP2s= = 17927,76 [N.m] 6.3. XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT PHANH: + Xác định áp suất của cơ cấu phanh trước: Từ công thức (6.29), ta có:  MP = Mà: P1 = P2 = Trong đó: MP  = p1. Đặt: k1 = MP1  = P1.k1 [N.m] (6.30) k1 = + + K1 = 0.037635 Vậy ta có áp suất phanh của cầu trước p1[N/m2], là: p1 = [N/m2] + 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: MP= p2.k2 [N.m] p2 = [N/m2] Với k2 = + + k2 = 0.034769 Ứng với các giá trị hệ số bám khác nhau, mô men phanh khác nhau ta có bảng sau: Bảng 6.3. Giá tri áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp1 với trường hợp xe đầy tải: j 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Mp1(N.m) 1609,26 3522,26 5739 8259,48 11083,71 14211,67 17643,37 21378,82 K1 0.037635 0.037635 0.037635 0.037635 0.037635 0.037635 0.037635 0.037635 pp1=Mp1/k1 [N/m2] 42759,45 93589,56 152490,3 219461,7 294503, 8 377616,5 468799,9 568053,9 Bảng 6.4. Giá tri áp suất phanh cầu trước theo φ, Mp2 với trường hợp xe đầy tải: j 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Mp2(N.m) 3236,48 6169,22 8798,22 11123,48 13145 14862,78 16276,82 17387,12 K2 0.034769 0.034769 0.034769 0.034769 0.034769 0.034769 0.034769 0.034769 pp2=Mp1/k1 [N/m2] 93086,39 177436,7 253051 319929,2 378071,3 427477,4 468147,4 500081 Hình 6.6. Đồ thị biểu diển quan hệ áp suất phanh dòng trước và sau của xe HYUNDAI-HD370: + Đường 1 biểu diển quan hệ giữa áp suất dòng sau và hệ số bám đối với trường hợp xe không tải: + Đường 2 biểu diển quan hệ giữa áp suất dòng sau và hệ số bám đối với trường hợp xe đầy tải: + Đường 3 biểu diển quan hệ giữa áp suất dòng sau và trước đối với trường hợp xe đầy tải: + Đường 4 biểu diển đặc tính lý tưởng: + Đường 5 biểu diển quan hệ giữa áp suất dòng sau và trước đối với trường hợp xe không tải: 6 .4. KIỂM TRA HIỆU QUẢ PHANH: Khi người lái 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 (6.31) Từ (6.27) có thể viết: hay: (6.32) Ở đây ta chỉ tính toán cho một cơ cấu phanh ở cầu trước và cầu sau. Vì cầu trước có 4 cơ cấu phanh, cầu sau có 4 cơ cấu phanh cho nên biểu thức (6.32)ta viết lại như sau: p = p = (6.33) (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 6.6. Từ các kết quả tính toán ở trên ta tiến hành lập bảng và xây dựng các đường đặc tính lý thuyết. Bảng 6.3. Các thông số cơ bản của xe ứng với khi đầy tải. Thông số G[KG] a[mm] b[mm] hg1[mm] rbx[mm] L [mm] Đầy tải 37635 30766 1323,33 1379 525 4400 Bảng 6.4. 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) 1609,26 3522,26 5739 8259,48 11083,71 14211,67 17643,37 21378,82 Mp2(Nm) 3236,48 6169,22 8798,22 11123,48 13145 14862,78 16276,82 17387,12 p=MP1/Mp2 0.497 0.571 0.652 0.743 0.843 0.956 1.084 1.23 Hình 6.7 . Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa hệ số phân phối lực phanh tối ưu và hệ số bám P = f() + Đường 1- Xe đầy tải; + Đường 2- P = const = tt. Hình 6.8. Đồ thị quan hệ giữa Mp2 theo Mp1 khi hệ số bám biến thiên từ 0,1 đến 0.8; 1- Đường biểu diển quan hệ Mp1 và Mp2 theo hệ số bám ứng với xe đầy tải. 2- Đường biểu diễn quan hệ Mp1 và Mp2 khi áp suất p1= p2 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 (6.34) Mps = p2 (6.35) Trong đó: p1, p2 - Tương ứng là áp suất phanh trong bầu phanh trước, 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 : (6.36) Với kết quả phần tính mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh, ta có. - Tỷ số mô men phanh : ptt = (6.37) - Hệ số góc của đường thẳng (6.35) bằng : ptt = 1,082 Từ quan hệ (6.32) và (6.36) ta có: Thay số liệu vào biểu thức (6.37) và giải được: = 0,63 Ta thấy lực phanh sinh ra khi phanh sẽ tỷ lệ với lực bám ở các cầu khi hệ số bám = 0,63. Từ đồ thị nhận được ở hình 6.6 và hình 6.7 với hê số bám = 0,63 thì xe HYUNDAI-HD370 không cần dùng bộ điều hòa lực phanh là thỏa mản. 6.5. TÍNH TOÁN KIỂM TRA CƠ CẤU PHANH: 6.5.1. Kiểm tra bề rộng má phanh: Kiểm tra bề rộng má phanh thông qua kiểm tra áp suất bề mặt ma sát thông qua tải trọng riêng quy ước (thông số đánh giá gián tiếp). Chiều rộng má phanh b được tính sao cho khi phanh với lực phanh cực đại, áp suất trên bề mặt ma sát q không lớn hơn 2,0 MPa [MN/m2] và tải trọng riêng quy ước: (6.38) Trong đó: ma, g: khối lượng toàn bộ của xe và gia tốc trọng trường F: tổng diện tích tất cả các má phanh trên ô tô F = Ft + Fs Với Ft tổng diện tích tất cả các má phanh ở cầu trước [m2] Fs - Diện tích của các má phanh sau Giả thiết bề rộng trên các má phanh của cơ cấu trước và sau bằng nhau, ta có: Fs = Ft F = 2.Ft = 216,188.b = 32,376.b [m2] (6.39) Từ (6.38) ta có: [m] 0,046 hay [mm] Như vậy bề rộng các má phanh trên các cơ cấu phanh trước bằng 160 (mm) và cơ cấu phanh sau bằng 170 (mm) là bảo đảm. Kiểm tra bề rộng má phanh thông qua áp suất trên bề mặt má phanh qt theo công thức: (6.40) Trong đó: MP : mô men do guốc phanh của má phanh đó tạo ra. Với cơ cấu phanh của cầu trước: Mp1t = Mp2t = 9704,02 [N.m] Với cơ cấu phanh của cầu sau: Mp1s = Mp2s = 8964,88 [N.m] : hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh; = 0,35. rt: Bán kính tang trống; rt = 207 [mm] = 1160 [q]: Áp suất trung bình cho phép của bề mặt ma sát của trống phanh; Áp suất cho phép trên bề mặt má phanh phụ thuộc bởi nguyên liệu má phanh và trống phanh. Ap suất này thay đổi trong giới hạn rộng. Đối với các má phanh hiện nay dùng cho ôtô áp suất trung bình cho phép khi phanh với cường độ cực đại nằm trong giới hạn từ 1,52 MN/m.Ta chọn [ q] = 2 [MN/m]. Ở đây mô men phanh của cơ cấu phanh cầu trước lớn hơn mô men phanh của cơ cấu phanh cầu sau nên ta chỉ kiểm tra bề rộng má phanh với trường hợp cơ cấu phanh cầu trước: = = 0,155 [m] Hay b ≥ 155 [mm] So điều kiện ta thấy bề rộng các má phanh trên các cơ cấu phanh trước bằng 160 (mm) và các cơ cấu phanh sau bằng 170 (mm) là thỏa mản. 6.5.2. 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 (6.20) 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: (6.41) Với: A = 0,558 ; B = 0,339 là các hệ số kết cấu của cơ cấu phanh. Thay các số liệu trên vào (6.44) ta được: < < 1,64 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. 6.5.3. 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 tấtcả các má pha Ta có công thức tính công ma sát riêng : (6.42) Trong đó : Ga - tải trọng toàn bộ của xe Ga = 37635 (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.(0,16 + 0,17) = 5,3420 [m2] Thay các giá trị ở trên vào (6.43): [J/m2] lms = 669,005 [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. 7. CÁC HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC HỆ THỐNG PHANH KHÍ NÉN TRÊN XE HYUNDAI-HD370 7.1. 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. 7.2. 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 ông dẫn, bằng cách tháo ống dẫn, và thổi khí nén áp suất cao, nếu ống có chổ bị công, gãy thì thay ống. 7.3. 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. 7.4. 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. 7.5. 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). 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. 7.6. 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. 8. KẾT LUẬN: Sau hơn ba tháng tập trung làm việc nghiêm túc, cộng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT em đã hoàn thành xong đồ án của mình. Trong Đồ án của mình, em đã 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 HYUNDAI-HD370 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 HYUN DAI-HD370các đời 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 HYUN DAI-HD370, đây là cơ hội thực tế rất tốt để em hiểu sâu hơn về tổng quan củng như chi t1iết 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. Cuối cùng em xin chân thanh cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đồ án, cùng các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí Giao thông đã trang bị cho em kiến thức trong thời gian ở trường . TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TS. 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. TS. 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. TS. Trần Thanh Hải Tùng. CHẨN ĐOÁN TRẠNG THÁI KỸ THUẬT Ô TÔ. Bài Giảng môn học dùng cho sinh viên ngành Cơ Khí Giao Thông. 4. 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. 5. 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. 6. 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.