Đề tài Cải tiến hệ thống phanh cho xe KPAZ

Lời nói đầu Trong ngành giao thông vận tải, ô tô là một phương tiện quan trọng, nó chiếm một vị trí lớn trong sự nghiệp xây dựng và phát triển nền kinh tế. Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật khác, ngành chế tạo ôtô trên thế giới cũng ngày một phát triển và hoàn thiện hơn. Đáp ứng khả năng vận chuyển về tốc độ, tính an toàn cho xe cũng như đạt hiệu quả kinh tế cao, trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta từng bước phát triển mạnh, nhu cầu vận chuyển tăng nhanh, vì vậy ngành giao thông vận tải cũng phát triển theo. Bên cạnh đó, chất lượng đường sá ngày một tốt hơn, cho phép nâng cao tốc độ trung bình của xe. Việc đảm bảo cho ô tô chuyển động được an toàn, đòi các hệ thống điều khiển, các cụm chi tiết của xe phải luôn luôn có đủ tình trạng kỹ thuật tốt, trong đó hệ thống phanh của xe chiếm một vị trí hết sức quan trọng, nó là một hệ thống quyết định chính về an toàn cho ô tô chuyển động. Các loại ô tô được sử dụng ở nước ta hiện nay rất đa dạng về chủng loại và do chiều nướcchế tạo, nhưng các loại xe của Liên xô cũ vẫn được sử dụng rộng rãi ở nước ta hiện nay. Hệ thông phanh ở trên ô tô hiện nay thường dùng loại phanh guốc dẫn động bằng khí nén hoặc dầu phanh. Trong đề án được giao, em nhận nhiệm vụ cải tiến hệ thống phanh cho xe KPAZ. Hệ thống phanh trên KPAZ (Khi chưa cải tiến), có phanh chân đặt ở tất cả các bánh xe và dẫn động bằng khí nén. Hệ thống phanh tay được điều khiển bằng cơ khí và được đặt ở hệ thống truyền lực (đầu ra trục thứ cấp của hộp số phụ). Sau một thời gian sử dụng, các chi tiết của cơ cấu phanh tay bị mòn, do đó làm giảm hiệu quả phanh. Mặt khác hệ thống phanh trong trên xe KPAZ chỉ dùng trong những trường hợp phanh cho xe dừng lại ở trên dốc, xe đang chuyển động với tốc độ thấp. Trong trường hợp xe chạy với tốc độ cao, nếu cần sử dụng phanh tay (khi hệ thống phanh chân bị gặp sự cố) thì hiệu quả phanh thấp và xe có thể bị quay ngang so với chiều đang chuyển động (qua cơ cấu vi sai của cầu làm cho xe bị quay ngang). Để tăng khả năng an toàn và hiệu quả phanh cho xe, em chọn thiết kế cải tiến hệ thống phanh dự phòng, dùng khi hệ thống phanh chính mất tác dụng, hệ thống phanh này sẽ tăng năng suất vận chuyển và tính an toàn cho xe. Chương I Giới thiệu chung về xe KAPA3 - 256 I.1. Khái quát về KPAZ - 256 - Công suất động cơ : Nmax = 240 ml - Tải trọng Ge = 12.000 KG - Trọng lượng bản thân G0 = 11.530kg - Trọng lượng của xe khi đầy tải G = 23.530kg - Trọng lượng phân ra cầu trước G1 = 4.670kg - Trọng lượng phân ra cầu sau G2 = 18.860kg - Kích thước của xe: + Chiều dài xe L0 = 8.100mm + Chiều rộng xe B0 = 2.640mm + Chiều cao xe H0 = 2.830mm - Toạ độ trọng tâm xe + Khoảng cách từ tâm bánh xe trước đến trọng tâm xe : a = 3847mm + Khoảng cách từ tâm của 2 bánh xe cầu sau đến trọng tâm xe : b = 953mm. + Chiều cao trọng tâm xe: hg = 1.400mm - Kiểu động cơ : ЯM3 - 238 + Đường kính xi lanh 130mm + Hành trình piston : 140mm + Tỷ số nén : 16,5 + Thứ tự làm việc các xi lanh : 1 - 5 - 4 - 2 - 6 - 3 - 7 - 8 - Hệ thống phanh : Hơi, tang trống + Bán kích thước trong phanh : r = 220mm + Góc ôm tầm ma sát: B0 = 120 - Gia tốc cực đại của xe : Jmax = 6m/S2 - Tỷ số truyền bàn đạp phanh : i = 3,34 - Hành trình bàn đạp phanh : Sbđ = 180mm I.2. Giới thiệu hệ thống phanh xe KPA3 . Hệ thống phanh chân sử dụng trên xe KPA3 là loại phanh guốc được đặt tại tất cả các bánh xe và được dẫn động bằng khí nén, hệ thống phanh tay được điều khiển bằng cơ khí và được đặt ở đàu ra trục thứ cấp của hộp số. I - 3 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh chân. I. 3.a. Sơ đồ hệ thống phanh xe KPA3 - 256 chưa cải tiến (hình 1) 1 - Máy nén khí. 2 - Van điều chỉnh áp suất 3 - Bình chứa khí. 4 - Van an toàn. 5 - 6- Bầu phanh trước; sau. 7 - Tổng van. Hình 1 I.3.b Nguyên lý làm việc Máy nén khí được dẫn động từ động cơ, và bơm khí nén tới các bình chứa khí. áp xuất của khí nén trong bình chứa khí được xác định bằng đồng hồ lực được đặt ở trong buồng lái (ca bin). Khi cần giảm tốc độ của xe, khi xe xuống dốc, gặp chướng ngại vật trên đường, hoặc đỗ xe lại người lái xe tác động vào bàn đạp phanh, qua hệ thống đòn dẫn động, đến van phân phối (tổng phanh) lúc đó khí nén từ các bình chứa khí qua van phân phối đến các bầu phanh của xe, màng của bầu phanh đẩy ty phanh làm quay cam ép thực hiện quá trình phanh xe. Khi thôi phanh người lái nhả bàn đạp phanh do cấu tạo đặc biệt của tổng phanh khí nén ở các bình chứa khí không đi qua van đến các bầu phanh được và các bầu phanh có đường thông với khí trời. Do đó các khí nén ở các bầu phanh được xả ra ngoài bầu phanh, lò xo hồi vị ở các bầu phanh đẩy màng phanh, ty phanh về vị trí ban đầu thực hiện quá trình mở phanh hoàn toàn I.4. Sự cần thiết cải tiến lại hệ thống phanh xe KPA3 I.4.1. Đặc điểm và kết cấu sử dụng xe KPA3. Xe KPA3 là loại xe có đặc điểm tải trọng lớn 12.000KG là loại xe 2 cầu (6x4) có kết cấu phần khung gầm chắc chắn. Trọng lượng bản thân 11.350kG. Hiện nay trong các Xí nghiệp và các mỏ than đang sử dụng rất rộng rãi cho việc vận chuyển đất đá và than. Do bộ phận truyền lực, gầm xe rất chắc chắn nên thường xuyên được sử dụng chở quá tải, mặt khác do địa hình hoạt động phức tạp, đường xấu, nhiều dốc dài và cua gấp. Nguy hiểm có thể xẩy ra, vì vậy hệ thống phanh phải làm việc liên tục, đòi hỏi hệ thống phanh phải có độ tin cậy cao và an toàn cho xe khi vận hành, không có sự cố xảy ra đối với hệ thống phanh. I.4.2. Những tồn tại của hệ thống phanh khi chưa cải tiến. a. Ưu điểm. - Sử dụng đơn giản. - Dễ sửa chữa - Bố trí đơn giản . - Giá thành rẻ. b. Khuyết điểm Do đặc điểm sử dụng xe KPA3 chạy trên địa hình phức tạp, dốc dài và thường xuyên chở quá tải lái nặng cho nên dễ xẩy ra tai nạn, mất an toàn khi hệ thống phanh gặp sự cố như: - Vỡ đường ống dẫn khí (do 1 dòng nên hệ thống phanh hơi mất tác dụng toàn bộ) - Màng phanh bị rách, hỏng. - Phanh tay được điều khiển bằng cơ khí dễ bị kẹt, dắt ... dẫn đến hệ thống phanh mất tác dụng, độ tin cậy thấp do đó yêu cầu làm sao nâng cao được độ tin cậy cho hệ thống phanh, đảm bảo an toàn cho xe và người điều khiển, đòi hỏi chúng ta phải cải tiến lại hệ thống phanh. I.4.3. Các yêu cầu của hệ thống phanh sau khi cải tiến. - Lực phanh trong cả hệ thống phanh chính và phanh dự phòng phải đạt được các yêu cầu cần thiết. + Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe. + Độ tin cậy cao. + Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để bảo đảm sự ổn định của xe. + Điều khiển nhẹ nhàng. + Không có hiện tượng tự xiết. - Kết cấu đơn giản, thuận lợi trong chế độ và sử dụng. - Điều chỉnh dễ ràng, đảm bảo điều kiện thuận loại cho xe hoạt động. - Có thể phanh xe trong thời gian dài. - Hệ thống phanh chính khi làm việc bình thường, thì cơ cấu phanh dự phòng không gây ảnh hưởng đến quá trình làm việc của cơ cấu phanh chính. - Giá thành thấp. - Khi hệ thống phanh chính gặp sự cố, thì hệ thống phanh dự phòng phải sử dụng được ngay. Chương II Cải tiến hệ thống phanh xe KPA3 II.1. Phương án thiết kế Để tận dụng tối đa hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén, để nâng cao độ tin cậy và tính an toàn ta thiết kế thêm hệ thống phanh dự phòng. - Hệ thống phanh dự phòng được thiết kế riêng biệt, nên ta phải thiết kế bố trí thêm van chia dòng. + Một dòng cho hệ thống phanh của cơ cấu phanh trước + Một dòng cho hệ thống phanh của cơ cấu phanh sau và phanh dự phòng. - Van dự phòng (van phanh tay). Được điều khiển bằng tay. - Đường dẫn khí cho van dự phòng, van phanh tay. - Bầu phanh kép có 2 khoang riêng biệt dùng cho 2 hệ thống phanh chính và phanh dự phòng (nâng cao tính an toàn). - Bộ điều hoà lực phanh (để nâng cao độ tin cậy và hiệu quả phanh). II.2. Sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống phanh xe KPA3 - 256 sau cải tiến (hình 2) 1: Máy nén khí 2. Van điều chỉnh áp suất 3. Van chia khí 4-5-6. Bình chứa khí 7-8. Van an toàn 9. Van dự phòng 10. Tổng van (Tổng phanh) 11. Bầu phanh trước 12. Bầu phanh dự phòng 13. Bộ điều hoà lực phanh 14. Bầu phanh sau Hình 2 II.2.1. Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh sau khi cải tiến. Khi nén từ máy khí được dẫn động từ động cơ, Bơm khí nén đều các Bình chứa khí qua van chia khí. áp suất của khí nén trong các Bình chứa khí được xác định bằng áp kế đặt trong buồng lái của người lái xe. Tại các bình chứa khí có bố trí các van an toàn nhằm mục đích đảm bảo cho áp suất khí nén. Trong bình luôn luôn ở áp lực 8 á 9kG/cm2. Ngoài ra ở các bình chứa khí còn có các van xả nước được bố trí ở phần thấp nhất của bình để xả nước vì khi nén với áp suất lớn luôn tạo thành nước. Sau mỗi ngày hoạt động của xe người lái vặn van xả nước để xả hết nước ra khỏi bình tránh cho nước theo các đường ống đều các bầu phanh công tác gây ra kẹt, rắt làm mất tác dụng của bầu phanh. Khi phanh người lái tác dụng vào bàn đạp phanh, thông qua hệ thống dẫn động tác dụng vào tổng phanh. Khi nén được đi qua tổng phanh chia làm 2 đường. - Một đường đều các cơ cấu của phanh trước. - Một đường đều các cơ cấu phanh sau qua bộ điều hoà lực phanh. Khí nén đến các cơ cấu phanh qua các bầu phanh của xe tác dụng vào màng bầu phanh, đẩy ty phanh làm quay cam, ép các guỗc phanh vào trồng phanh thực hiện quá trình phanh xe. Khi không phanh người lái thôi tác dụng vào bàn đạp phanh lúc này tổng phanh các Piston trở về vị trí đóng các cửa van không cho khí nén đi qua xuống các bầu phanh đồng thời mở cho khí nén từ các bầu phanh đi ra ngoài khí quyển làm cho áp suất trong các bầu phanh giảm, lò xo hồi vị ở các bầu phanh đẩy màng phanh trở về vị trí ban đầu thôi tác dụng vào cam phanh, thực hiện quá trình nhả phanh. Khi hệ thống phanh chính gặp sự cố, khí nén không được cung cấp cho hệ thống khi đó hệ thống phanh chính không có tác dụng. Do bầu phanh dự phòng không có khí nén làm cho lò xo ở khoang dưới giãn ra thông qua ty đẩy tác động lên màng của bầu phanh đẩy ty phanh làm quay cam, ép guốc phanh vào trống phanh thực hiện quá trình phanh xe. II.3. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các cụm quan trọng trong hệ thống phanh chính xe KPA3. II.3.1. Van phân phối khí (Tổng van phanh). 3.1.a Cấu tạo (hình 3) 1. Tay đòn 2. Vít chặt tay đòn 3. áo bảo vệ 4. Trục con lăn 5. Con lăn 7. Thân tay đòn 8. Êcu 9. Đĩa 10-16-19-27 : Vòng bít kín 11. Vít cây 12. Lò xo piston tuỳ động 13-24. Lò van 14-20. Đĩa của lò van 15. piston nhỏ 17. Van khoan dưới 18. Con đội piston nhỏ 21. Van ra khí quyển 22. Vòng chặn 23. Than van ra khí quyển 25. Thân dưới 26. Lò xo piston nhỏ 28. piston tuỳ động 31. Phần tử đàn hồi 32. Phần trên I-II. Hơi vào từ các máy nén III-IV : Đến buồng hãm bánh sau và trước ôtô Hình 3 3.1.b. Nguyên lý làm việc: Khi người lái không tác dụng vào bàn đạp phanh van phân phối ở vị chí như hình vẽ. Khi người lái làm việc tác dụng vào bàn đạp phanh, lực được truyền qua hệ thống các tay đòn, và thanh kéo của cơ cấu dẫn động lên tay đòn 1, sau đó qua con đội 6 đĩa 9 và phân tử đàn hồi lên piston tuỳ động 30, khi dịch chuyển xuống dưới piston 30 đầu tiên đóng lỗ xả của van 29 thuộc van khoang trên, sau đó tách van 29 ra khỏi đế ở trong thân trên 32 để mở đường cho khí nén từ cửa I sang cửa III đến các bầu phanh. , đồng thời khi áp suất tăng lên ở cửa III thì khí nén cũng đi qua lỗ A đi vào hốc B ở dưới Piston lớn 28 cửa khoang dưới , khi dịch chuyển xuống dưới piston 28 đóng lỗ xả của van 17 và tách nó ra khỏi để ở trong thân dưới. Khí nén từ cửa II đi vào cửa IV và sau đó đến các bầu phanh. trong hệ thống phanh công tác. - Khi khoang trên của van phân phối bị hỏng khoang dưới được điều khiển bằng phương pháp cơ học qua 11 đi xuống đẩy vào 18 của piston nhỏ 15 đi xuống thực hiện đóng van khí trời mở thông cửa II sang cửa VI. Khi khoang dưới bị hỏng thì khoang trên làm việc như thường lệ các lò xo của piston tuỳ động 12 và 36 để đảm bảo mức độ mở van 29 và 17 theo giá trị lực đạp của người lái. - Khi người lái nhả bàn đạp (thôi không phanh) dưới tác dụng của lò xo hồi vị 13 và 24 đấy đẩy các piston tuỳ động 30 và 15 đi lên khi đó các van 29 và 17 đóng lại và trở về vị trí ban đầu nhờ đó khí nén ở bình chứa khí không đến được các bầu phanh. Khí nén ở bầu phanh được xả ra bên ngoài thông qua ty đẩy 3 cạnh 18 ra cửa van khí trời 21 và thực hiện quá trình mở phanh an toàn. Hình 4 II.3.2. Van chia khí (hình 4) II.3. 2.a: Sơ đồ cấu tạo van chia khí Cấu tạo gồm: 1. Thân 2-8,16 : Vòng làm kín 3. Piston trung tâm 4-14 : Phớt 5-11: Chặn 6-17 : Lò xo 7. Nắp 9. Mũ bảo vệ 10. Vòng đệm điều chỉnh 11. Lò xo 13. Van 15. Lò xo 16. Vòng tựa 17. Nút của nắp III. Hơi từ đường ống cung cấp vào I,II, Hơi đến các bình chứa II.3.2.b. Nguyên lý làm việc. Van chia khí dùng để chia đường dẫn hơi chính đi từ máy nén khí ra thành hai đường độc lập . Nhằm mục đích tự động tách một đường nào đó khi nó bị sự cố và bảo quản khí nén trong cả hai đường dẫn khí đường dẫn chích bị hở. Nguyên lý làm việc của van chia khí: Khi cả hai hệ thống làm việc tốt, lúc đó khí nén đi từ máy nén khí đền cửa III và vào khoang A, do sự chênh lệch áp suất khí nén ở khoang A với khoang B và C qua các cửa van I và cửa II đến các van, khi đó khí nén được cấp cho cả 2 hệ thống. - Khi có sự cố ở một hệ thống dẫn động nào đó, giả sử sự cố ở hệ thống dẫn động thông với khoang C bị rõ rỉ hơi khí nén. Khi đó áp suất của khí nén ở khoang B và C sẽ chênh lệch nhau cụ thể là áp suất khí nén ở khoang B lớn hơn khoang C. Do vậy áp lực trong khoang B tác động lên phớt 14 lớn hơn áp lực khí nén ở khoang C tác dụng lên phớt 4. Do đó hệ piston 3 và phớt 4, 14 sẽ dịch chuyển sang phải , sau đó phớt 4 chạm vào ụ chặn 5 thì ụ hoặc 5 cũng dịch chuyển sang phải và lò xo 6 bị nén lại hệ thống goòm các chi tiết 3,4,5,14 sẽ dừng lại khi lực lò xo 6 cân bằng với áp lực do chênh lệch áp suất khi nén giữa các khoang A,B,C tạo ra. Khi đó phớt 4 sẽ ngăn cách giữa khoang A và C. Khí nén từ khoang A chỉ có thể tạo áp lực để mở thông với khoang B. Khí nén không cấp được vào khoang C. Vì vậy khí nén ở khang B được bảo toàn áp suất vì nó không thông được với khoang C. Khí nén từ cửa III sang cửa 2. II.3.3. Van an toàn (hình 5) 3.3.a. Sơ đồ cấu tạo van an toàn : 1- Đai ốc 2- Cửa thoát khí 3- Viên bi 4- lò xo 5- Đai ốc điều chỉnh áp lực Hình 5 3.3.b. Nguyên lý làm việc Khi áp suất trong bình khí nén lớn hơn giá trị cho phép 9 - 9,5 KG/cm2 thì áp lực của khí nén đủ để thắng lực của lò xo 4 và nâng viên bi 3 lên mở cửa thoát khí, khí nén được xả bớt ra ngoài qua lỗ 2. II.3.4. Van điều khiển phanh tay Công dụng: Dùng để đóng hoặc mở khí nén ở bẫu tự hãm. II.3.4.a. Sơ đồ cấu tạo (hình 6) Cấu tạo gồm: 1-10 : Vòng chặn 2- Lò xo van 3- Thân 4-24 ; Vòng bịt kín 5 : Lò xo của cân bằng 6: Lò xo của cần 7: Đĩa của lò xo cân bằng 8: ống dẫn hướng của cần 9. Vòng có hình dáng phức tạp 11. Chốt 12. Lò xo mũ 13. Nắp 14. Tay gạt của khoá 15. Mũ dẫn hướng 16. cần 17. Trục con lăn 18. Chốt định vị 19. Co lăn 20. Cữ hãm 21. Đé xả của van trên cần 22. Van 23. Van tuỳ động II.3.4.b. Nguyên lý làm việc: Khi ôtô chuyển động, tay gạt 14 của khoá nằm ở vị trí bên dưới, và khí nén từ bình chứa của cơ cấu dẫn động, thuộc hệ thống phanh dừng và phanh dự bị, được dẫn vào cửa I dưới tác động của lò xo 6 cần 16 nằm ở vị trí bên dướim, van 22 thì dưới tác động của lò xo 2 ép lên đế xả 21 của cần 16. Khí nén qua lỗ trên trong piston 23 đi vào hốc A sau đó qua đế nạp của van 22 lắp ở đáy piston 23 để đi vào hốc B. Tiếp đến theo kênh thẳng đứng trong thân 3 vào của III và sau đó đến các bộ tích luỹ năng lượng điều khiển lò xo của cơ cấu dẫn động. Khi quay tay gạt 14 mũi dẫn hướng 15 sẽ quay cùng nắp 13. Khi trượt theo bề mặt soẵn của vòng 9 mũi 15 dịch chuyển lên trên kéo theo cả cầu 16. Đế 21 tách ra khỏi van 22 và dưới tác động của lò xo 2 van dịch chuyển lên trên đến hết cỡ vào đée của piston 23 vì thế khí nén ngừng tiếp từ cửa I sang cửa III. Khí nén tiếp tục từ cửa III qua đế 21 nằm trên cầu 16 đã được mở ra qua lỗ trung tâm của van 22 sang cửa khí quyển II cho đến khi nào áp suất không khí trong hốc A ở dưới piston 23 chưa thắng đực sức cản của lò xo cân bằng 5 và áp suất không khí ở phía dưới piston trong hốc B. Khi thắng được lực ép của lò xo 5 piston 23 cùng với van 22 chuyển động lên trên cho đều khi van tiếp xúc với đế xả 21 của cần 16, sau đó khí ngừng xả, và như thế hoạt động tuỳ động của khoá, được thực hiện quá trình phanh xe. Hình 6 II.3.5. Bầu tự hãm kiểu piston Bộ tự hãm kiểu piston (Buồng hãm có bộ tích luỹ năng lượng lò xo kiểu 20) dùng để đưa các cơ cấu phanh của bánh sau ôtô vào hoạt động khi cài hệ thống phanh công tác và phanh dự phòng. II.3.5.a. Sơ đồ cấu tạo (hình 7) Cấu tạo gồm: 1. Nắp trên (thân) 2. ổ chặn 3. Vòng làm kín 4. Con đội 5. Piston 6. Vòng làm kín piston 7. Xi lanh bộ tích luỹ năng lượng 8. Lò xo lực 9. Vít 10. ống chặn 11. Đường ống hơi 12. ống mối thoát nước 13. ổ chặn 14. Bu lông 15. ống nối buồng hãm 16. Màng phanh 17. Đề (đĩa tựa) 18. Cầu 19. lò xo hồi vị II.3.5.b. Nguyên lý làm việc Khi phanh không khí từ khoá hãm được dẫn vào hốc ở trên màng 16 làm cho màng 16 võng xuống tác động lên đĩa 17 làm dịch chuyển cần 18 và quay tay đòn đều chỉnh cùng với cam của cơ cấu phanh bằng cách đó các bánh xe sau được phanh như phanh bánh xe trước bằng buồng hãm bình thường. Khi cài hệ thống phanh dự phòng qua van dự phòng (van phanh tay) khí xả được xả ra khỏi hốc dưới của piston 5, thì lò xo 8 giãn ra piston 5 dịch chuyển xuống dưới ổ chặn 2, thông qua màng 16 tác động lên ở chặn cần 18, cần 18 dịch chuyển xuống dưới làm quay tay đòn điều chỉnh của cơ cấu phanh, bánh xe được phanh lại. Khi nhả phanh khí nén đi qua cửa ở dưới piston 5, cùng với con đội 4, ổ chặn 2, piston 5 đi lên ép lò xo 8 lại làm cho cần 18 trở về vị trí ban đầu dưới tác dụng của lò xo hồi vị 19. Khi khe hở giữa các trống phanh và má quá lớn nghĩa là hành trình của cần buồng hãm quá lớn, lực tác dụng lên cần 18 có thể không đủ để phanh xe có hiệu quả. Trong trường hợp này, cần phải cài khoá hãm điều khiển bằng tay tác dụng ngược và xả khí nén ra khỏi piston 5 của bộ tích năng lượng kiểu lò xo, dưới tác dụng của lực lò xo 8, ổ chặn 2 đè lên màng 16 và dịch cần 18 một quãng bổ xung sẵn có để đảm bảo phanh ôtô khí có chỗ hở và giảm áp suất trong bình chứa của hệ thống xuống quá mức quy định (nhỏ hơn 4kG/cm2) thì lúc đó lực đẩy của lò xo 8 thắng lực tác dụng của khí nén tác dụng lên piston 5, con đội 4 làm dịch chuyển màng phanh 16 cùng cần 18 đi xuống qua hệ thống dẫn động làm quay cam ép, ép guốc phanh vào tang trống và xe bị phanh lại. Muốn mở phanh ta có 2 cách. - Tăng áp lực khí nạp khoang A đủ lớn (lớn hơn hoặc bằng 4 kG/cm2) để nén lò xo 8 lại. - Trường hợp không có khí nén trong khoang A ta có thể điều chỉnh bằng cách quay vít 9 để nén lò xo dự trữ năng lượng 8 lại khi đó piston 5 cùng với con đội 4 dịch chuyển lên phía trên, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 19 làm cho màng phanh 16 cùng ty đẩy 18 cũng dịch chuyển theo trở về vị trí ban đầu thực hiện quá trình nhả phanh. II.3.6. Bộ điều hoà lực phanh Bộ điều chỉnh tự động lực phanh (Bộ điều hoà lực phanh) dùng để tự động điều chỉnh áp suất khí nén được dẫn động đến các buồng hãm của các bầu phanh củahệ thống phanh được điều chỉnh lến phanh trên các bánh xe phù hợp với trọng lượng phân bố lên chúng **************** Phanh có hiệu quả tốt nhất khi lực phanh trên các bánh xe bằng lực bám của bánh xe. Nghĩa là khi trên một bánh xe. Ppmax = Zbx .j - Trong đó Zbx là phản lực trên mặt đường tác động lên bánh xe, nó cũng là trọng lượng được phân bổ lên bánh xe - j: là hệ số bám của bánh xe với mặt đường Trong quá trình sử dụng và trong qúa trình phanh, Zbx luôn luôn thay đổi do: + Sự chất tải (bố trí tải trọng) làm cho trọng lượng phân bố lên bánh xe thay đổi - Khi có lực quán tính Pj cũng làm thay đổi phân bố trọng lượng. Trong khi đó trên các loại xe thường không có bộ điều hoà thì lực phanh trên các bánh xe thường bằng nhau hoặc theo một tỷ lệ nhất định không thay đổi. Như vậy rõ ràng khi không có bộ điều hoà lực phanh trên các bánh xe sẽ không sử dụng được triệt để hiệu quả phanh khi xe vận hành trên đường II.3.6.a. Sơ đồ cấu tạo (hình 8) I. Đường khí nén vào II. Đường khí nén đến các bầu phanh III. Đường ra khí quyển 1- Đường ống dẫn khí 2- Vòng làm kín 3- Thân dưới 4- Van cao su 5- Khớp 6-7: Vòng làm kín 8-Lò xo màng làm kín 9- Tấm lót của màng 10- Gân nghiêng 11- Gân nghiêng 12- Vòng làm kín 13- Đề trên lò xo 14- Thân trên 15- Phanh chặn 16- Lò xo 17- Van 18- piston 19- Con đội (thanh đẩy) 20- Tay đòn 21- Màng 22- ống dẫn hướng 23- Đế cầu 24- piston 25- Xi lanh Hình 8 II.3.6.b. Nguyên lý làm việc. Khi phanh khí nén từ khoá phanh được dẫn đến cửa I của bộ điều chỉnh và tác động lên phần trên cuả piston 18 buộc nó dịch chuyển xuống dưới. Đồng thời khí nén theo ống 1 đi vào dưới piston 24, piston này dịch chuyển lên trên và áp lên con đội 19 và ngõng cầu 23, ngõng này cùng với tay đòn 20 nằm ở vị trí phụ thuộc vào giá trị của tải trọng trên trục của giá sau ôtô. Khi piston 18 dịch chuyển xuống dưới, van 17 ép lên đế xả của con đội 19 . Khi piston 18 tiếp tục dịch chuyển, van 17 tách ra khỏi đế trong piston và và khí nén từ cửa I đi vào cửa II và sau đó đi đến các buồng hãm của các cầu nằm trên giá sau của ôtô. Đồng thời khí nén đi qua khe hở vòng giữa piston 18 và ống dẫn hướng 22 vào hốc A ở bên dưới màng 21 và màng này bắt đầu ép lên piston từ phía dưới. Khi áp suất ở cửa II đạt đều giá trị mà tỷ lệ của nó so với áp suất ở cửa I tương ứng với tỷ số diện tích cực của phía trên và phía dưới của piston 18 thì piston này dịch chuyển lên trên trước thời điểm van 17 tiếp xúc lên đế nạp của piston 18 . Khí nén ngừng đi từ cửa I đến cửa II. Như thế diễn ra hoạt động tuỳ động của hộ điều chỉnh, diện tích cực của bề trên piston mà khí nén tác dụng lên khi đi vào cửa I luôn luôn bất biến. Diện tích tích cực bề dưới piston mà khí nén tác dụng qua màng 21 khi đi qua cửa II thì luôn luôn thay đổi vì sự thay đổi của các vị trí tương hỗ giữa các gờ nghiêng 11 của piston di động 18 với miếng lót bất động 10. Vị trí tương quan giữa piston 18 và miếng lót 10 phụ thuộc vào vị trí của tay đòn 20 và con đội 19 liên kết với nó qua ngõng 23. Còn vị trí của tay đòn 20 thì lại phụ thuộc vào độ võng của các nhíp, có nghĩa là phụ thuộc vào vị trí tương hỗ, giữa các dầm của các cầu và khung ôtô. Tay đòn 20 cũng như ngõng 23, càng hạ xuống thấp bao nhiêu, thì diện tíchlớn của gờ 11 càng tiếp xúc với màng 21 nhiều bấy nhiêu. Có nghĩa là diện tích tích cực của phía dưới piston 18 càng lớn bấy nhiêu. Vì thế khí con đội 19 chiếm vị trí bên dưới (tải trọng trục tối thiểu) thì sự chênh lệch áp suất khí nén trong của các cửa I và II lớn nhất còn khi con đội 19 chiếm vị trí bên trên (tải trọng trục tối đa) thì hai áp suất này cân bằng nhau. Bằng cách đó, bộ điều chỉnh lực phanh tự động duy trì áp suất khí nén ở của II, và các buồng hãm liên quan với nó, ở mức độ đảm bảo cho lực phanh cần thiết tỷ lệ với tải trọng trục tác động khi phanh, khi nhả phanh áp suất ở cửa I giảm xuống, piston 18, dưới áp lực của khí nén tác động lên nó, qua màng 21 từ phía dưới mà dịch chuyển lên trên. Và tách van 17 ra khỏi đế xả của con đội 19. Khí nén từ cửa II đi qua lỗ của con đội và của III đi vào khí quyển sau khi đẩy mép van cao su. Chương III Tính toán - và thiết kế hệ thống phanh cải tiến III-1. Xác định mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh - Mô men phanh sinh ra ở các cơ cấu phanh được tính toán theo mô men bám trên các bánh xe Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toàn cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh được xác định. III.1.1. ở một bên cầu trước: Ta có công thức: MP Trong đó : G = 23.530 KG (trọng lượng toàn bộ xe khi đầy tải). + b = 953mm : Khoảng cách từ trọng tam xe đến 2 cầu sau (b=0,953m) + L = 4.800mm = 4,8m (chiều dài cơ sở xe). + g = 9,8m/s2 (gia tốc trọng trường). rbx = (B + 25,4 . l = 0,52m Với B: Chiều rộng của lớp xe B=12 d : 12 l : Hệ số biến dạng của lốp = 0,95 Thay số vào ta có: Mpt= đ Mpt = 1.212 kGm. III.1.2. Mô men phanh ở 1 bên cần sau: Mps = Trong đó đối với a = 3.847mm = 3,85 m Ta có Mps= đMps = 2002,72 kGm Đối với xe KPAZ cầu sau có hai cầu cho nên một cơ cấu phanh sẽ có là kGm III-2. Thiết kế tính toán cơ cấu phanh III. 2.1. Xác địnhvị trí đặt lực tổng hợp góc d và bán kính r tác dụng từ trống phanh lên má phanh . 2.1.a. Xác định góc d. Ta có : tgd1 = Trong đó : b1 : Góc tính từ tâm chốt quay của guốc phanh đều chỗ tán tấm ma sát, lấy b1 = 160. b0 : Góc ôm của tầm ma sát : b0 = 1200 b0 = b1 + b0 = 120 + 16 = 1360. Vậy : tgd1 = đ d1 = 805'47'' 2.1.b. Xác định bán kính r - Tính bán kính r xác định theo công thức sau: r = Trong đó chọn rt = 220mm r = đ r = 256,18mm Nhận xét : Trong quá trình tính toán và thiết kế, chế tạo tham khảo xe thực tế ta thấy góc ôm b0 của tấm ma sát trước và ma sát sau bằng nhau nên ta có bán kính đặt lực tổng hợp r là như nhau: III-2-2. Tính toán bán kính r0 . Theo công thức r0 = r . đ r0 = 73,61mm. Trong đó m : hệ số ma sát = 0,3. Với xe KPA3 mà ta đan