Đề tài Nghiên cứu đặc điểm, kết cấu và tính năng của hệ thống phanh xe UAZ

Mục lục Lời nói đầu Chương I Tổng quan về hệ thống phanh công dụng, phân loại và yêu cầu Kết cấu hệ thống phanh Chương II giới thiệu khái quát đặc tính kĩ thuật xe uaz 2.1. giới thiệu về xe uaz - 469 Chương III phân tích, lựa chọn phương án cải tiến hệ thống phanh xe UAZ 3.1.phương án cải tiến hệ thống phanh xe uaz 3 . 2 . Các phương án dẫn động phanh 3.3. Các phương án cường hoá 3.4. Kết luận 3.5 cấu tạo một số bộ phận 3.6. Bố trí chung trên xe Chương IV bảo dưỡng, kiểm tra và đánh giá 4.1. Bảo dưỡng hệ thống phanh 4.2. những hư hỏng chính và cách sửa chữa 4.3. Đánh giá chung, kết luận Lời nói đầu Cùng với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật và công nghệ, công nghệ chế tạo ô tô trên thế giới cũng không ngừng cải tiến và hoàn thiện, đáp ứng yêu cầu của người sử dụng và tính kinh tế cao. ở nước ta ngày càng xuất hiện nhiều các liên doanh sản xuất ô tô với các hãng ô tô nổi tiếng của: Nhật bản, Hoa kỳ, Đức, Italya, Hàn quốc …, đem lại những tiến bộ nhảy vọt cho nền công nghiệp ô tô nước ta. Tuy nhiên do điều kiện địa lý, mức thu nhập của người dân nên hiện nay một số xe ô tô được sản xuất tại Liên xô(cũ), đặc biệt là loại xe UAZ- 469 vẫn được sử dụng khá phổ biến trong quân đội, công an, và các vùng miền núi. Với giá thành rẻ, thuận tiện khi sử dụng, cũng như khi sửa chữa. Tuy nhiên, nó cũng tồn tại những nhược điểm: hệ thống phanh xe UAZ- 469 là hệ thống phanh dẫn động một dòng, không có trợ lực, do đó lực bàn đạp lớn, làm giảm tính an toàn của hệ thống phanh, hiệu quả phanh giảm. Ngày nay, loại xe UAZ đã và đang được cải tiến hoàn thiện để nâng cao độ tin cậy khi sử dụng, điều kiện sử dụng ngày càng thoải mái, tiện nghi hơn. Dựa trên sự phát triển về khoa học kỹ thuật và công nghệ ngành ô tô. Đường xá ngày càng tốt hơn, cho phép xe ô tô chạy với tốc độ cao hơn. Vì vậy hệ thống phanh cần phải hoàn thiện, tin cậy hơn. Do nước ta còn sử dụng nhiều xe UAZ đời cũ, với những kiến thức đã được tiếp thu trong khóa học. Từ những thực tế trên, em chọn đề tài: “ Nghiên cứu đặc điểm, kết cấu và tính năng của hệ thống phanh xe UAZ ’’ Chương I Tổng quan về hệ thống phanh 1.1. công dụng, phân loại và yêu cầu 1.1.1 Công dụng - Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ hoặc dừng hẳn sự chuyển động của ô tô. Ngoài ra nó còn có tác dụng giữ cho ô tô đứng yên ở trên đường có độ dốc nhất định. - Hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó đảm bảo cho ô tô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển. 1.1.2 . Phân loại Tuỳ theo cách bố trí cơ cấu phanh, chúng ta nghiên cứu một số cách phân loại cơ bản sau: Theo cách bố trí cơ cấu phanh ở bánh xe hoặc ở trục của hệ thống truyền lực: - Phanh bánh xe (Phanh chân) - Phanh truyền lực (Phanh tay) Theo bộ phận tiến hành phanh (Cơ cấu phanh): - Cơ cấu phanh guốc (phanh tang trống) - Cơ cấu phanh đai - Cơ cấu phanh đĩa Theo dẫn động phanh: - Phanh dẫn động cơ khí - Phanh dẫn động thuỷ lực - Phanh dẫn động khí nén - Phanh dẫn động liên hợp 1.1.3. Yêu cầu Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu sau: - Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh ngặt trong trường hợp nguy hiểm. - Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ô tô khi phanh. - Điều khiển nhẹ nhàng, nghĩa là lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển không lớn. - Dẫn động phanh có độ nhạy lớn. - Đảm bảo việc phân bố mô men trên các bánh xe phải theo quan hệ để sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kỳ cường độ nào. - Không có hiện tượng tự siết khi phanh. - Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt. - Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng. - Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe. - Có khả năng phanh ô tô khi đứng trong thời gian dài. 1.2. Kết cấu hệ thống phanh Hệ thống phanh trên ô tô gồm có phanh chính (phanh bánh xe hay thường gọi là phanh chân) và phanh phụ (phanh truyền lực hay còn gọi là phanh tay). Sở dĩ phải làm cả phanh chính và phanh phụ là để đảm bảo an toàn khi ô tô chuyển động. Hệ thống phanh gồm có hai phần chính: cơ cấu phanh và dẫn động phanh. 1.2.1. Cơ cấu phanh Cơ cấu phanh thường dùng loại guốc và gần đây sử dụng loại đĩa tương đối phổ biến. a. Cơ cấu phanh guốc Cơ cấu phanh loại guốc có thể kết cấu theo nhiều dạng khác nhau. b. Cơ cấu phanh đĩa Phanh đĩa ngày càng được sử dụng nhiều trên ô tô. Có hai loại phanh đĩa: loại đĩa quay và loại vỏ quay. Loại đĩa quay với các guốc phanh ở phía ngoài có trọng lượng nhỏ, thường dùng làm phanh tay ở một số ô tô tải. Phanh đĩa có ưu điểm so với phanh guốc là: áp suất trên bề mặt ma sát của các má phanh giảm và phân bố đều, do đó má phanh ít mòn và mòn đều (ít phải điều chỉnh), điều kiện làm mát tốt, đảm bảo mô men phanh như nhau khi tiến cũng như khi lùi, lực chiếu trục tác dụng lên đĩa được cân bằng, có khả năng làm việc với các khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh. Dẫn động phanh a. Dẫn động bằng chất lỏng (phanh dầu) ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đường ống. Dẫn động chất lỏng có các ưu điểm sau: - Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các guốc phanh theo yêu cầu. - Hiệu suất cao - Độ nhạy tốt - Kết cấu đơn giản - Có khả năng dùng trên nhiều loại ô tô khác nhau mà chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh. Khuyết điểm của dẫn động chất lỏng: - Không thể làm tỉ số truyền lớn, vì thế phanh dầu không có cường hoá chỉ dùng cho ô tô có trọng lượng toàn bộ nhỏ. Lực tác dụng lên bàn đạp lớn. - Phanh dẫn động một dòng, khi có chỗ nào bị rò rỉ thì cả hệ thống phanh đều không làm việc được. Để khắc phục hiện tượng này thì hiện nay có xu hướng làm dẫn động hai dòng thay cho dẫn động một dòng. * Dẫn động hai dòng Để tăng độ an toàn của hệ thống phanh ngày nay dùng dẫn động hai dòng và vẫn có cơ cấu điều khiển chung. Dẫn động hai dòng có thể làm theo nhiều sơ đồ khác nhau với mục đích đảm bảo tính ổn định và tính phanh cực đại của ô tô. Trong dẫn động hai dòng mà vẫn dùng xilanh chính loại bình thường như ở dẫn động một dòng thì sẽ có thêm bộ phận chia. Bộ phận chia dòng để phân chia dầu tác dụng lên các bánh xe trước và sau theo các đường riêng rẽ với nhau. Mục đích để tăng tính an toàn cho xe, vì khi đường dẫn nào bị hỏng thì đường dẫn kia vẫn truyền cho các bánh xe khác, và vẫn phanh được xe, tuy hiệu quả phanh có kém. b. Dẫn động khí nén (phanh khí) Phanh khí dùng trên xe ô tô và đoàn xe có trọng lượng trung bình và lớn. Do áp suất của không khí ít hơn so với áp suất chất lỏng ở phanh dầu ( từ 10->15 lần ) cho nên trọng lượng của dẫn động phanh khí lớn hơn rất nhiều. Hệ thống phanh khí có ưu điểm là lực tác dụng lên bàn đạp bé, vì vậy nó được trang bị cho ô tô tải tải trọng lớn, có khả năng điều khiển hệ thống phanh rơ moóc bằng cách nối hệ thống phanh của rơ moóc với hệ thống phanh của ô tô kéo. Dẫn động phanh bằng khí nén đảm bảo chế độ phanh rơ moóc khác ô tô kéo, do đó phanh đoàn xe ổn định, khi rơ moóc bị tách khỏi ô tô kéo thì rơ moóc bị phanh một cách tự động. Ưu điểm nữa của hệ thống phanh khí là có khả năng cơ khí hoá quá trình điều khiển ô tô và có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí .v.v… Khuyết điểm của hệ thống phanh khí là số lượng các cụm khá nhiều, kích thước và trọng lượng chung khá lớn, giá thành cao, độ nhạy kém, nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái bắt đầu tác dụng lên khá lớn. Chương II giới thiệu khái quát đặc tính kĩ thuật xe uaz 2.1. giới thiệu về xe uaz - 469 2.1.1. Giới thiệu chung uaz - 469 là loại xe do Liên xô sản xuất. Đây là loại xe hai cầu, có tính năng việt dã cao, hoạt động tốt trên địa bàn xấu, tuy nhiên vẫn còn nhiều nhược điểm đặc biệt là lực bàn đạp và hành trình bàn đạp còn quá lớn làm cho người lái nhanh mệt mỏi. Để đạt hiệu quả cao, an toàn phải tiến hành cải tiến một số bộ phận trên xe như: lái, treo, phanh. . . 2.1.2. Giới thiệu về hệ thống phanh xe uaz- 469 a. Bố trí chung Hình 1-1: Bố trí chung Hệ thống phanh xe UAZ- 469 gồm có: Hệ thống phanh chính (phanh chân), các cơ cấu phanh đặt ở bánh xe và hệ thống phanh dừng (phanh tay) được bố trí sau hộp phân phối. Sở dĩ phải làm cả hai loại phanh chính và phanh dừng là để đảm bảo an toàn khi ô tô chuyển động. Phanh chính được dẫn động bằng thuỷ lực, một dòng, kết cấu gọn, độ nhạy tốt, cơ cấu phanh dùng phanh guốc, lắp trên tất cả các bánh xe để tận dụng hết lực bám của xe khi phanh. Ưu điểm của hệ thống phanh chính là kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp và sửa chữa. Phanh dừng được dẫn động bằng cơ khí và điều khiển bằng tay. Ưu điểm là phanh dừng xe trong thời gian ngắn, độ tin cậy cao. Nhược điểm là kết cấu phức tạp. b. Cơ cấu phanh * Cơ cấu phanh bánh trước 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 Hình 1-2: Cơ cấu phanh bánh trước Cơ cấu phanh bánh trước là cơ cấu phanh guốc, hai guốc phanh được dẫn động bằng hai xi lanh riêng rẽ và đặt trên hai chốt lệch tâm khác phía, do đó thì hiệu quả phanh tốt, nhưng xe chạy lùi thì hiệu quả phanh thấp hơn. Nhược điểm này không quan trọng lắm đối với ô tô có trọng lượng nhỏ, hơn nữa khi ô tô chạy lùi tốc độ cũng thấp cho nên yêu cầu mô men phanh ít hơn. - Trống phanh được đúc bằng gang, mặt trong được gia công nhẵn để tiếp xúc với tấm ma sát, trống phanh được lắp với moayơ bánh xe. Là chi tiết cùng với má phanh tạo ra mô men ma sát, tiêu thụ động năng của xe khi phanh. - Mâm phanh: Được chế tạo bằng thép tấm có các lỗ để lắp ghép các chi tiết, đồng thời để bảo vệ các chi tiết bên trong. - Guốc phanh: Được chế tạo bằng thép, trên mặt có gia công các lỗ để lắp đinh tán dùng để gắn tấm ma sát lên guốc phanh, đinh tán làm bằng nhuôm, được tán thấp hơn bề mặt ma sát từ 1,5->2 mm. - Má phanh làm bằng Ferađô , chiều dày má phanh là 5,5mm, rộng 50mm, đường kính ngoài là297mm, góc ôm β=120o. - Cam lệch tâm: Luôn tỳ vào guốc phanh và được cố định nhờ lò xo, tác dụng của cam lệch tâm là điều chỉnh khe hở giữa má phanh và tang trống. - Lò xo hồi vị: Mỗi cơ cấu phanh trước có hai lò xo hồi vị để kéo guốc tỳ sát vào đầu píttông của xi lanh bánh xe và tỳ sát vào cam lệch để tâm đảm bảo khe hở cần thiết giữa má phanh và tang trống. * Cơ cấu phanh sau: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Hình 1-3: Cơ cấu phanh sau Cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh guốc trên hai chốt tựa cùng phía và có cùng chung một xilanh làm việc. Cấu tạo cơ cấu phanh sau cơ bản giống cơ cấu phanh trước, chỉ khác một số điểm sau: - Má trước là má siết, má sau là má nhả, để cho má trước và má sau mòn đều nhau nên má trước làm dài hơn má sau. - Cả hai chốt tựa cùng nằm ở phía dưới. - Mỗi cơ cấu phanh có lò xo chung cho cả guốc trước và guốc sau. Trong quá trình sử dụng các má phanh sẽ hao mòn, do đó khe hở giữa má phanh và trống phanh sẽ tăng lên, ta phải điều chỉnh lại khe hở này, điều chỉnh khe hở ở phía trên má phanh bằng cách xoay cam lệch tâm 7 và ở phía dưới bằng cách xoay chốt lệch tâm. Khi điều chỉnh khe hở trên khoảng 0,25mm, khe hở dưới khoảng 0,12mm * Phanh dừng: Dùng để phanh trên dốc và khi đỗ xe và để phanh xe khi gặp nguy hiểm. c. Dẫn động phanh: Dẫn động của hệ thống phanh chính bao gồm bàn đạp phanh, xi lanh chính, cơ cấu phanh, các đường ống dẫn và các thiết bị nối, các xi lanh công tác ở các bánh xe. * Xi lanh chính: - Nhiệm vụ của xi lanh chính là nhận lực từ bàn đạp phanh, tạo ra dầu có áp suất cao truyền tới các xi lanh công tác ở các bánh xe. - Thân xi lanh: Được đúc bằng gang, trên thân có gia công các lỗ cấp dầu và bù dầu, có lỗ ren để bắt ống nối, đường kính xi lanh 32 mm. - Píttông: Được chế tạo bằng hợp kim nhôm, có các gờ để lắp gioăng làm kín, đỉnh píttông được khoan 8 lỗ nhỏ f 1,8 mm để dẫn dầu trong hành trình trả. - Bát cao su: Làm bằng cao su chịu dầu phanh, dịch chuyển cùng với píttông có tác dụng làm kín dầu có áp suất cao ở hành trình nén. * Xi lanh công tác: - Được đúc bằng gang xám GX 18-36, có đường kính trong là 32 mm, có lỗ ren M10 để bắt vít xả khí và lỗ ren M12 để lắp đầu nối. Xi lanh công tác có tác dụng cùng với píttông nhận lực thông qua phần dẫn động truyền tới guốc phanh. 2.1.3. Nguyên lý hoạt động: B A Hình 1- 4: nguyên lý hoạt động - Khi đạp phanh: Người lái tác động lên bàn đạp phanh, qua cần đẩy làm cho píttông dịch chuyển sang trái, bát cao su nhanh chóng bịt kín lỗ cất dầu, ép dầu trong xi lanh tạo ra áp suất cao, mở van thuận, dầu có áp suất cao theo đường ống tới xi lanh công tác thực hiện phanh xe. - Khi thôi phanh: Người lái nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vi kéo cần đẩy về vị trí ban đầu, dầu từ xi lanh bánh xe được hồi về xi lanh chính qua van nghịch kết thúc quá trình phanh. Tuy nhiên dầu phanh chảy từ xi lanh bánh xe về ngay lập tức, nên áp suất dầu trong xi lanh chính giảm nhanh chóng tạo ra độ chân không. Kết quả là, dầu trong bình chứa sẽ chảy vào xi lanh qua cửa vào và dầu từ khoang B qua các lỗ ở đỉnh píttông làm cong phớt cao su đi vào khoang A. Như vậy khoang A được bổ sung dầu tức thời đảm bảo đủ dầu cho lần đạp phanh tiếp theo, điều quan trọng là phải đảm bảo áp suất dư 5O – 8O KN/cm2 để tránh lọt khí vào trong đường ống. Chương III phân tích, lựa chọn phương án cải tiến hệ thống phanh xe UAZ 3.1.phương án cải tiến hệ thống phanh xe uaz - Qua phần tính toán kiểm nghiệm hệ thống phanh xe thấy, để tăng độ tin cậy khi sử dụng phanh, ta thiết kế cải tiến dẫn động phanh hai dòng. - Để giảm nhẹ lực bàn đạp cho người lái, tăng hiệu quả phanh ta thiết kế tính toán, cải tiền dẫn động phanh có cường hoá. 3 . 2 . Các phương án dẫn động phanh Phương án 1: giữ nguyên xi lanh chính một buồng lái của xe cũ, thiết kế thêm bộ trợ lực và bộ chia dòng. Sơ đồ bố trí như sau Hình 3-1: Hoa đồ dẫn động phanh 1 - ưu điểm: Sử dụng được xi lanh chính của xe cũ - nhược điểm: Khi thủng đường ống dẫn dầu ở bất kì chỗ nào thì phanh không có hiệu quả 3.2.2 Phương án 2: Hình 3-2: Hoa đồ dẫn động phanh 2 - ưu điểm: khi bị hỏng, rò rỉ dầu ở một dòng thì ô tô vẫn được phanh ở một bánh trước bên phải và một bánh sau bên trái hoặc được phanh ỏ một bánh trước bên trái và một bánh sau bên phải. Chất lượng phanh đảm bảo tốt cả khi đi trên đường có hệ số bám ở hai vết bánh xe khác chiều. - Nhược điểm: nếu một dòng bị hỏng thì có thể làm cho bị quay ngang, mất ổn định của xe khi phanh. 3.2.3 Phương án 3 : Hình 3-3: Hoa đồ dẫn động phanh 3 - ưu điểm: nếu bị hỏng, rò rỉ dầu ở một dòng nào đó thì ô tô vẫn được phanh ở hai bánh xe trước hoặc phanh ở hai bánh sau. - Nhược điểm: nếu hỏng dòng phanh cầu trước thì có thể xảy ra hiện tượng quay ngang xe khi phanh. Nếu hư hỏng dòng phanh cầu sau thì có thể mất tính ổn định của xe khi phanh gấp. * Kết luận: Sau khi xem xét, đánh giá các phương án trên, ta chọn phương án 3 là phù hợp nhất. 3.3. Các phương án cường hoá 3.3.1 . Phương án 1: cường hóa khi nén Q bđ 8 9 10 6 5 4 3 2 1 7 a B Hình 3-4: Sơ đồ cường hóa khí nén 1 1-Bàn đạp. 6-Xylanh chính. 2-Đòn dẫn động. 7-Van. 3-Piston 8-Bình chứa khí nén. 4-Lò xo hồi vị. 9-Piston. 5-Piston xylanh chính. 10-Thanh dạng ống. *  ưu điểm: - Lực cường quá lớn, vì áp xuất khí nén có thể đạt 5-7 KG/cm * Nhược điểm: - số lượng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp; cồng kềnh, động cơ phải kèm theo máy nén khí. - Xe UAZ- 469 không có máy nén khí nên không sử dụng phương án này. 3.3.2 . Phương án 2: Cường hóa chân không 5 4 3 2 1 Q bđ B A Hình 3-5: Sơ đồ cường hóa khí nén 2 1-Thân van. 2-Van không khí. 3-Piston trợ lực. 4-Lò xo hồi vị piston trợ lực. 5-Xylanh chính. A-Buồng áp suất không đổi. B-Buồng áp suất thay đổi. * Đặc điểm: sử dụng ngay độ chân không ở đường ống nạp của động cơ, đưa độ chân không này vào khoang A của bộ cường hoá, còn khoang B khi phanh được thông với khí trời. * Nguyên lý làm việc: Khi không phanh dưới tác dụng của lò xo hồi 9, đầu trên của bàn đạp phanh dich chuyển sang trái để mở cửa van 5 bên phải và đóng cửa van 5 bên trái, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đường ống nạp. Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp đầu trên của đòn bàn đạp dịch chuyển sang phải, đầu dưới dịch chuyển sang trái tác dụng lên thanh đẩy píttông xi lanh chính, đồng thời đầu trên của đòn bàn đạp kéo thanh đẩy 8 sang phải lúc này van bên trái thông với khí trời mở ra, còn van 5 bên phải thông giữa cửa E và F được đóng lại, khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời còn áp suất của buồng A bằng áp suất đường ống nạp(= 0,5KG/cm2). Do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh áp suất(= 0,5 KG/cm2). Do sự chênh lệch áp suất này mà píttông 4 di chuyển sang phải tác dụng lên đầu đòn 2 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và đẩy píttông 3 của xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. Khi nhả bàn đạp phanh lò so 9 kéo đòn đạp phanh về vị trí ban đầu. Lúc đó van 5 bên phải được mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F, Khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc. * ưu điểm của phương án: Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tải chuyên chở và tốc độ khi ô tô chuyển động. Ngược lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ô tô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao. So với phương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cường hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thớc gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe. * Nhược điểm của phơng án: Độ chân không khi thiết kế lấy là: 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1KG/cm2, do đó độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn. Muốn có lực cường hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên. Phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại xe du lịch và xe tải, xe hành khách có trọng tải nhỏ và trung bình, chỉ dùng với động cơ xăng. 3.3.3. Phương án 3: cường hóa chân không kết hợp thuỷ lực. 1 2 3 4 5 6 7 8' 8 9 10 11 12 13 14 Q bđ II b III II I II a P 3 P 2 P r1 15 Hình 3-6: Sơ đồ cường hóa khí nén 3 1. Xilanh chính 2. cổ hút động cơ 3. Van một chiều 4. Màng cường hóa 5. Vỏ cường hóa 6. Lọc khí 7. Van không khí 8. Van điều khiển 8’. Lo xo 9. Van màng 10. Píttông phản hồi 11. Píttông cường hóa 12. Van bi 13. Vỏ xilanh cường hóa 14. Xilanh bánh xe 15.Đường ống nối * Nguyên lý làm việc: Khi chưa có phanh van không khí 7 được đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò xo đẩy màng 9 mang theo píttông phản hồi 10 đi xuống. Buồng 3 thông với buồng 2 qua ống 15 thông với buồng 2a. Như vậy áp suất buồng 2a, 2b bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút ở của đường ống nạp. Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực cần thiết qua hệ thống đòn, đẩy píttông ở xi lanh chính đi, áp suất phía sau piston tăng lên qua ống dẫn dầu lên xi lanh của bộ cường hoá, áp suất này tác dụng píttông của bộ cường hóa và tác dụng lên píttông phản hồi, đẩy píttông phản hồi 10 đi lên, thắng được lực lò xo côn 8, mở van không khí 7 ra. Lúc này áp suất khí trời là 1Kg/cm2 đi vào ống 15 để vào buồng 2a, còn buồng 2b vẫn là buồng chân không. Do sự chênh áp ở buồng 2a và buồng 2b, píttông mang 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy píttông 11của bộ cờng hoá đi sang phải, áp suất sau píttông này đợc tăng lên và dẫn đến xi lanh bánh xe để tiến hành đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại. Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị ở xi lanh đẩy píttông của xi lanh chính về vị trí cũ, lò xo côn bộ cường hóa đẩy píttông của bộ cường hóa về vị trí cũ, van 8 mở ra, van khí 7 đóng lại, áp suất buồng 2a, 2b lại bằng nhau và bằng áp suất chân không (0,5 kg/cm2). ở các bánh xe thì các lò xo kéo má phanh về vị trí ban đầu để nhả má phanh tách ra khỏi trống phanh. * Ưu điểm: Tận dụng được độ chênh lệch áp suất giữa khí trời và đường ống nạp. Ngoài ra còn có thể cân bằng lực đạp phanh với lực cản lăn ở bánh xe ở mọi vị trí còn lại. Giúp ngời lái có thể đạp phanh từ từ đến một mức nào đó thì giữ nguyên bàn đạp, lúc này ở các bánh xe có lực cản nhưng vẫn lăn * Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, giá thành cao. 3.4. Kết luận Sau khi phân tích các phương án cường hóa, đánh giá về ưu, khuyết điểm, ta chọn phương cường hóa bằng chân không để thiết kế trợ lực, cải tiển cho xe UAZ - 469. 3.5 cấu tạo một số bộ phận 3.5.1. Cấu tạo của píttông xi lanh chính hai buồng 1- Bình dầu 8- Lò xo sơ cấp 2- Vít 9- ống đỡ lò xo 3- Vòng cao su chắn dầu 10- Vít hạn chế 4- Vòng chặn 11- píttông thứ cấp 5- Píttông 12- Van hoa khế 6-Phớt cao su 13- Nắp đường dầu ra 7-Vít 14- Nắp dầu píttông 2 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Hình 4-1: Sơ dồ cấu tạo của pittông xylanh chính hai buồng 3.5.2. Nguyên lý làm việc * Khi phanh: Người lái tác dụng vào bàn đạp phanh, đầu cần đẩy tác dụng vào đuôi píttông thứ cấp 1, đẩy píttông thứ cấp 1 dịch chuyển sang trái, bát cao su nhanh chóng bịt lỗ bù dầu 7 như vậy bịt kín đường dẫn thông giữa xi lanh và buồng chưá, tạo nên áp suất trong buồng thứ cấp (buồng), mở van 1 chiều kép và dầu có áp suất cao này sẽ qua van 1 chiều kép theo đường ống đến các xi lanh bánh sau tác dụng lên các píttông trong xi lanh bánh sau, do cũng có một áp suất dầu như thế tác dụng lên píttông thứ cấp 2, píttông 2 hoạt động giống píttông sơ cấp 1 tạo áp suất dầu trong buồng thứ cấp (buồng B) dầu có áp suất cao từ buồng thứ cấp qua van một chiều kép tác dụng lên các xi lanh bánh trước. * Khi nhả bàn đạp phanh: Dưới tác dụng của lò xo hồi vị bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị các píttông trong xi lanh chính đẩy píttông về vị trí ban đầu, píttông thứ cấp 2 bị hạn chế bởi vít hạn chế 8. Lò xo hồi vị guốc phanh kéo guốc phanh về vị trí ban đầu, dầu từ các xi lanh làm việc ở bánh xe được dồn về xi lanh chính theo đường ống của mỗi dòng và qua van một chiều kép, kết thúc quá trình phanh. Tuy nhiên, do dầu không chảy về xi lanh bánh xe ngay lập tức, nên áp suất dầu trong buồng A và B giảm nhanh, trong thời gian ngắn tạo ra độ chân không. Kết quả là dầu trong bình chứa sẽ chảy vào buồng A và B của xi lanh chính qua cửa vào và dầu từ khoang C và D qua các lỗ nhỏ ở đỉnh píttông uốn cong bát cao su đi vào khoang A và B. Như vậy buồng A và B được bổ sung dầu tức thời đảm bảo cho lần phanh tiếp theo. * Khi hỏng một dòng phanh: - Nếu rò rỉ ở dòng phanh nối với buồng thứ cấp, do áp suất dầu không sinh ra ở buồng thứ cấp, píttông thứ cấp bị đẩy sang trái đến khi nó chạm vào thành xi lanh. Khi píttông sơ cấp bị đẩy tiếp sang trái, áp suất dầu trong buồng A tăng lên cho phép 2 phanh sau của dòng phanh nối với buồng A hoạt động. - Nếu rò rỉ ở dòng phanh nối với buồng sơ cấp A, khi đạp phanh píttông sơ cấp dịch sang trái nhưng không sinh ra áp suất dầu ở buồng A. Vì vậy, píttông sơ cấp 1 nén lò xo hồi vị để tiếp xúc đầu píttông sơ cấp 1 vào đuôi píttông số 2 và đẩy píttông số 2 sang trái làm tăng áp suất dầu trong buồng B. Do đó 2 phanh trước của dòng phanh này hoạt động. Khi rò rỉ một dòng phanh nào đó nguời lái xe sẽ cảm thấy hiệu quả phanh kém đi và hành trình của bàn đạp phanh tăng lên. * Trạng thái làm việc của van một chiều kép. Khi đạp phanh Khi nhả bàn đạp phanh Hình 4-2: Sơ đồ trạng thái làm việc của van một chiều kép 3.5.3 . Cấu tạo bộ cường hoá chân không 1. ống nối nguồn chân khôngần đẩy. 9. cao su bao vệ. 2.Thân trước của bộ cường hóa. 10. Lò xo hồi van khí. 3.Màng cao su cường hóa. 11. Lọc khí. 4.Thân sau của bộ cường hóa. 12. Cần đẩy. 5. Lò xo hồi vị. 13. Van hồi van khí. 6. Thân van. 14. Van điều khiển. 7. Bu lông. 15. Van không khí. 8. Phớt thân van. 17. Bu lông M10. A. Buồng áp suất thay đổi. 18. Píttông. B. Buồng áp suất thay đổi. 1 2 3 4 5 6 7 K 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B A 17 18 Hình 4-3: Sơ đồ cấu tạo bộ cường hoá chân không 3.5.4. Nguyên lý làm việc của cường hoá chân không * Trạng thái không đạp phanh: Van khí được nối cần điều khiển van và bị kéo sang phải do lò xo hồi van khí. Van điều khiển bị đẩy sang trái bởi lò xo van điều khiển. Nó làm cho van khí tiếp xúc với van điều khiển. Vì vậy khí bên ngoài sau khi qua lọc khí bị chặn lại không vào được buồng áp suất thay đổi. Lúc này van chân không của thân van bị tách ra khỏi van điều khiển làm thông giữa cửa K và E. Do luôn có độ chân không trong buồng áp suất không đổi. Kết quả là píttông trợ lực bị đẩy sang phải bởi lò xo màng. * Trạng thái khi đạp phanh: Khi đạp phanh cần điều khiển van đẩy van khí làm nó dịch chuyển sang trái. Van điều khiển bị đẩy ép vào van khí bởi lò xo điều khiển nên nó cũng dịch chuyển sang trái đến khi nó tiếp xúc với van chân không. Vì vậy đường thông giữa cửa K và E bị bịt kín lại. Khi van khí dịch chuyển sang trái nó tách khỏi van điều khiển.Vì vậy kh