Chương 4: Truyền động phanh bằng chất lỏng ( dầu ) a. Truyền động phanh một dòng Truy ền động phanh một dòng được dùng rộng ri trên các ôtô hi ện nay vì kết cấu của nó đơn giản hơn. Khi tính toán truy ền động phanh bằng chất lỏng trước tiên c ần xấc định kích thước ống xilanh làm việc ( nằm ở cơ cấu phanh ) trên cơ sở xác định được lực ép P lên các guốc phanh và chọn áp suất làm việc cực đại của hệ thống truyền động thủy lực. Đường kính trong d của ống xilanh l àm việc xác định theo công thức sau (h12.1): d= (12.68) ở đây : P - Lực cần thiết ép lêmn guốc phanh (kN) Pi - áp suất cực đại cho phép trong hệ thống phanh (kN/m2). áp suất này cho phép trong giới hạn Pi =5000 ? 8000 kN/m2. Trong một vài kết cấu của truyền động phanh bằng thủy lực áp suất trong hệ thống lên đến 104kN/m2. áp suất càng lớn thì hệ thống còn gọn gàng hơn về kích thước, nhưng yêu cầu về các ống dẫn lại khắt khe hơn nhất là các ống dẫn bằng cao su và các chỗ nối ghép. Tính được d theo công thức (12.68) cần kiểm tra lại khả năng b ố trí ống xilanh làm việc trong cơ cấu phanh, vì khoảng không gian để bố trí ống xilanh này tương đối chặt hẹp. Lực Q tác dụng lên bàn đạp để tạo nên áp suất đ chọn trong hệ thống xác định theo công thức sau (h12.1) Q= (kN) (12.69) ở đây: D - đường kính của xilanh phanh chính (m) (h12.1) P i - áp suất đ chọn của hệ thống (kN/m2) l',l  kích thước của bàn đạp (m) (h12.1) ? - hiệu suất truyền động thủy lực , khi tính toán chọn bằng 0,92 L ực Q cho phép cũng lấy như ở trường hợp tính truyền động phanh loại cơ khí N ếu lực Q tính ra khá lớn thì có thể dùng cường hóa để giảm bớt. Hành trình toàn bộ của bàn đạp đối với truyền động phanh bằng thủy lực được tính trên cơ sở bỏ qua biến dạng đàn hồi của truyền động thủy lực v à trên cơ sở tính thể tích chất lỏng cần ép ra khỏi ống xilanh chính. Đối với ôtô hai cầu có cơ cấu phanh đặt ở tất cả các bánh xe hành trình bàn đạp h tính theo công thức sau: H= (12.70) ở đây: dơ1 và d2 - đường kính xilanh làm việc ở cơ cấu phanh của bánh trước và bánh sau x1 và x2  hành trình pittông của các xilanh làm việc ở cơ cấu phanh trước và sau. ?0  khe hở giữa pittong của xilanh chính và thanh đẩy nối với bàn đạp (h.12.1). Khe hở này cần thiết để đảm bảo nhả phanh được hoàn toàn khi thôi tác d ụng vào bàn đạp phanh, khe hở này lấy từ 1,5 ? 2,0mm D - đường kính xilanh chính l,l'  kích thước của bàn đạp (h12.1) ?ng=1,05 ? 1,10 Hành trình bàn đạp cho phép chọn giống như trị số đ cho đối với truyền động cơ khí. Đối với truyền động phanh bằng thủy lực các đường ống dẫn bằng cao su chiếm vai trò rất quan trọng để đảm bảo hành trình cho phép c ủa bàn đạp. Đường ống dẫn bằng cao su phải có độ cứng nhất định để chịu được áp suất cao mà không bị biến dạng b. Truyền động phanh hai dòng Hình 12.13: S ơ đồ truyền động phanh 2 dòng riêng rẽ Để tă ng độ an toàn làm việc của hệ thống phanh, ngày nay một số xe xó trang bị truyền động phanh hai dòng có một có cấu điều khiển chung  bàn đạp phanh (hình 12.13) Truy ền động phanh hai dòng có thể làm theo nhiều sơ đồ khác nhau với mục đích đảm bảo tính ổn định và tính lái cực đại của ôtô. Đối với sơ đồ hình 12.13a,b; khi bị hỏng truyền động ở dòng 1 hoặc dòng 2 thì ôtô được phanh tương ứng hoặc bằng bánh xe sau hoặc bằng bánh xe trước. Đối với sơ đồ ở h ình 12.13c, khi dòng 2 bị hỏng thì tất cả các bánh xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả phanh của các bánh xe trước có giảm hơn. Còn khi hỏng dòng 1 thì chỉ có các bánh xe trước được phanh, sơ đồ này chỉ được dùng ở một số ôtô dulịch của các nước phương Tây (BMV, NSU,v.v ), ở sơ đồ hh12.13d khi hỏng một dòng nào thì chỉ làm giảm hiệu quả phanh, còn quá trình phanh v ẫn tiến hành ở tất cả các bánh xe. Sơ đồ trên được sử dụng ở ôtô ZIL  114. 3.Truyền động phanh bằng khí Truyền động phanh bằng khí dùng ở ôtô vận tải cỡ trung bình và l ớn. Truyền động phanh bầng khí gồm có các cụm chủ yếu như: máy khí nén, van điều chỉnh áp suất, bình chứa khí nén, van phân phối, các ống dẫn, bầu phanh. a. Máy nén khí Máy nén khí có nhi ệm vụ tạo thanh khí nén dưới một áp suất nhất định để cung cấp cho hệ thống, ở ôtô thường dùng máy nén khí lo ại pittông, ít khi dùng loại quay tròn. Thường các máy nén khí của ôtô cung cấp khí nén từ 500 ? 800kN/m2. Dẫn động máy nén thường bằng dây curoa, xích hay ly hợp lấy công suất từ một trụch nào đấy của động cơ. N ăng suất của máy nén khí Q xác định theo công thức: Q= (l/ph) ở đây: i  số lượng xilanh của máy nén khí d - đường kính của xilanh(cm) s- hành trình pittông (cm) n- s ố vòng quay của trục máy nén (vg/ph) ?v  hiệu suất truyền khí của máy nén, đối với máy nén khí dùng trên ôtô ?v ơ=0,50 ? 0,75 S ố lượng xilanh có thể từ một đến bốn và thường đặt thẳng hàng, ít khi đặt theo chữ V. Máy nén một xilanh dùng o ôtô tải trọng nhở (đến 30 kN). Máy nén 2 xilanh được sử dụng rộng ri nhất, cụ thể nó dùng cho ôtô tải trọng từ 40 đến 400 kN. Năng suất của máy nén khí đặt trên ôtô hiện nay nằm trong khoảng 60 ? 5201/ph và năng suất thường chỉ ở số vòng quay của máy nén khí là 1250vg/ph. N ăng suất của máy nén khí thường chọn trên cơ sở nạp nhanh và đầy bình chứa sau khi khởi động động cơ và giữ cho áp suất của không khí nén gần với áp suất tính toán khi phanh liên tục. Trong thực tế chỉ cần máy nén khí làm việc từ 10 ? 20% thời gian làm vi ệc toàn bộ của ôtô tủy theo số nguồn tiêu thụ khí nén. Thời gian còn lại nên để cho máy nén chạy không tải để tăng tuổi thọ làm vi ệc. Công suất tiêu hao cho máy nén khí vào khoảng 0,50 ? 2,2kW tùy theo năng suất của máy nén. b. Van điều chỉnh áp suất Van điều chỉnh áp suất có nhiệm vụ giữ cho áp suất trong hệ thống ở mức quy định Van điều chỉnh áp suất được thiết kế theo kiểu ống áp suất hoặc theo kiểu hòn bi Van điều chỉnh có thể có những kết cấu khác nữa như loại màng ch ẳng hạn c. Bình chứa khí nén Bình chứa khí nén chế tạo bằng cách hàn thép lá, bên ngoài và bên trong có s ơn để chống gỉ. Các bình thường được bố trí ở vị trí thấp nhất của hệ thống để cho nước có thể ngưng tụ lại và nhờ van đặt ở dưới đáy bình mà nước có thể thoát ra ngoài. Bình chứa được thử bằng phươ ng pháp thủy lực với áp suất 1,2 ? 1,4 MN/m2. Dung tích của mỗi bình chứa thường từ 20 đến 351. Dung tích và số lượng bình tùy thuộc ở lượng không khí cần cung cấp cho hệ thống và năng suất của máy nén khí.Dự trứ không khí nén trong các bình phải đảm bảo phanh được vài lần sau khi máy nén khí ngừng làm việc. d. Van phân phối Hình 12.14: S ơ đồ để tính van phân phối Van phân phối dùng để đóng mở hệ thống phanh ( cung cấp khí nén hoặc ngừng cung cấp ) theo yêu cầu của người lái. Van phân phối là bộ phận rất quan trọng của truyền động phanh bằng khí, nó đảm bảo độ nhạy của truyền động và quá trình phanh được tốt. Van phân phối có thể làm theo loại màng hoặc loại pittông. Các bộ phận làm việc của truyền động phanh bằng khí toán với áp suất cực đại là 0,55MN/m2, còn của rơmoóc là 0,45MN/m2 Trên hình 12.14 trình bày s ơ đồ tính toán van phân phối Van phân phối đảm bảo cho áp suất không khí trong dẫn động tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên bàn đạp. Điều kiện cân bằng cơ cấu tùy ch ọn: van, màng và lò xo thể hiện như sau ( khồn kể ma sát và các lò xo ph ụ ) Q=?C= Fm (p2 - p1) + Fv (p3 - p2) L ực trên bàn đạp phanh tỉ lệ thuận với chuyển dịch của bàn đạp, nghĩa là hiện tượng tùy động tiến hành theo chuyển dịch Bởi vì Q= Qbđibđ=?C => Qbđ = Do ?= cho nên Qb đ = Sbđ ở đây: C- độ cứng của lò xo Qb đ - Lực tác dụng lên bàn đạp ibđ - tỷ số truyền của bàn đạp Sbđ - hành trình của bàn đạp ? - độ dịch chuyển của lò xo Fm, Fv  diện tích của màng và cuả van p1 - áp suất của không khí p2,p3ơ - áp suất sau và trước van Từ đấy : Qbđibđ = FmPh + Fv(p3  p2). ở đâ y : ph= p2  p1 - áp suất trong hệ thống; pb = p3  p2 - áp suất trong bình chứa khí nén ph = [ Qbđibđ - Fv (p3  p2)] Có thể coi gần đúng. phmax= Qb đ = pb ph = KtQb đ ở đâ y : Kt  hệ số tùy động tương ứng với hệ số trợ lực K Kt Hình 12.15: Đường đặc tính của van phân phối Đường đặc tính của van phân phối được tr ình bày trên hình 12.15. Độ nhạy của các van hiện nay vào khoảng ?P = 0,05 MN/ m2 và được kiểm tra ở áp suất Ptb = 0,3 MN/m2. e. Bầu phanh Bầu phanh có nhiệm vụ tạo thành lực ép lên thanh đẩy để dịch chuyển cam quay của cơ cấu phanh. D [...]...Hình 12.16: Kết cấu bầu phanh loại pittông Lực tác dụng lên thanh đẩy của bầu phanh tính theo công thức: pth = p ?1?2 (N) (12.17) ở đây p - áp suất trong bầu phanh N/m2) thông thường p= 0 ,4 ? 0,55 MN/m2 D- đường kính làm việc của màng hoặc pittông (m) ?1
hệ số tính đến độ nạp không khí nén vào bầu phanh ; ?1 = 1 ?2
hiệu suất cơ học của bầu phanh; ?2 = 0,95 Lò xo của bầu phanh thường có độ cứng... phanh thường có độ cứng khoảng 1500 ? 3500 N/m Lực ép của lò xo thường vào khoảng 80 ? 150N Lò xo này không nên có độ cứng lớn quá vì sẽ mất nhiều công để thắng sự biến dạng của nó Lực pth tác dụng lên đẩy phải đủ để tạo lên cam quay của cơ cấu phanh các lực p1 và p2 theo yêu cầu, để có thể ép các guốc phanh vào trống và sinh ra mômen phanh cần thiết . phép trong hệ thống phanh (kN/m2). áp suất này cho phép trong giới hạn Pi =5000 ? 8000 kN/m2. Trong một vài kết cấu của truyền động phanh bằng thủy lực áp suất trong hệ thống lên đến 104kN/m2 Truyền động phanh hai dòng Hình 12.13: S ơ đồ truyền động phanh 2 dòng riêng rẽ Để tă ng độ an toàn làm việc của hệ thống phanh, ngày nay một số xe xó trang bị truyền động phanh hai dòng. được phanh tương ứng hoặc bằng bánh xe sau hoặc bằng bánh xe trước. Đối với sơ đồ ở h ình 12.13c, khi dòng 2 bị hỏng thì tất cả các bánh xe vẫn được phanh nhưng hiệu quả phanh của các bánh xe