Đề tài Nghiên cứu hệ thống phanh khí nén trên xe Kamaz

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE ÔTÔ 1.1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU 1.1.1. Công dụng Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động của xe tới vận tốc chuyển động nào đó, dừng hẳn hoặc giữ xe đỗ ở một vị trí nhất định. Đối với ôtô hệ thống phanh là một trong những cụm quan trọng nhất, bởi vì nó bảo đảm cho ôtô chạy an toàn ở tốc độ cao, do đó có thể nâng cao được năng suất vận chuyển. Hệ thống phanh gồm có cơ cấu phanh để hãm trực tiếp tốc độ góc của các bánh xe hoặc một trục nào đấy của hệ thống truyền lực và truyền động phanh để dẫn động cơ cấu phanh. Trên ôtô sự phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên của các cụm liên kết với bánh xe: giữa tang trống với má phanh hoặc đĩa phanh với má phanh. Quá trình ma sát trong các cơ cấu phanh dẫn tới mài mòn và nung nóng các chi tiết ma sát, nếu không xác định kịp thời và tiến hành hiệu chỉnh thì có thể dẫn tới làm giảm hiệu quả phanh. Hư hỏng trong hệ thống phanh thường kèm theo hậu quả nghiêm trọng, làm mất tính an toàn chuyển động của ôtô. Các hư hỏng rất đa dạng và phụ thuộc vào kết cấu hệ thống phanh. 1.1.2. Phân loại. Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh. a. Theo công dụng + Hệ thống phanh chính (phanh chân); + Hệ thống phanh dừng (phanh tay); + Hệ thống phanh chậm dần (phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ). b. Theo kết cấu của cơ cấu phanh + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc; + Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa. c. Theo dẫn động phanh + Hệ thống phanh dẫn động cơ khí; + Hệ thống phanh dẫn động thủy lực; + Hệ thống phanh dẫn động khí nén; + Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén-thủy lực; + Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa. d. Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh + Theo khả năng điều chỉnh mômen phanh ở cơ cấu phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ điều hòa lực phanh. e. Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh + Theo khả năng chống bó cứng bánh xe khi phanh chúng ta có hệ thống phanh với bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống ABS). 1.1.3. Yêu cầu Hệ thống phanh cần bảo đảm các yêu cầu sau: + Quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột trong trường hợp nguy hiểm. Muốn có quãng đường ngắn nhất thì phải đảm bảo gia tốc chậm dần cực đại; + Phanh êm dịu trong bất kì mọi trường hợp để đảm bảo sự ổn định của ôtô 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 cao; + Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với bất kì cường độ nào; + Không có hiện tượng tự xiết khi phanh; + Cơ cấu phanh thoát nhiệt tốt; + Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực trên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh trên bánh xe; + Có hệ số ma sát giữa phần quay và má phanh cao và ổn định trong điều kiện sử dụng; + Có khả năng phanh ôtô khi đứng trong thời gian dài; + Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao. 1.2. KẾT CẤU CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH CÔNG TÁC 1.2.1. Cấu tạo chung Hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính (thường gọi là phanh chân) và hệ thống phanh dừng (thường gọi là phanh tay). Sở dĩ phải làm cả phanh chính và phanh dừng là để đảm bảo an toàn khi ôtô chuyển động. Phanh chính và phanh dừng có thể có cơ cấu phanh và dẫn động phanh hoàn toàn riêng rẽ hoặc có thể có chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe) nhưng dẫn động hoàn toàn riêng rẽ. Hệ thống phanh công tác bao gồm: Cơ cấu phanh và dẫn động phanh (có thể phanh có trợ lực hoặc phanh không có trợ lực) * Cơ cấu phanh: Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô. Cơ cấu phanh thường dùng loại phanh tang trống (phanh guốc) và phanh đĩa. Trong đó phanh tang trống thường được dùng cho xe có trọng tải vừa và lớn, còn phanh đĩa thường được dùng cho xe con. * Dẫn động phanh: Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. Dẫn động phanh chính thường dùng truyền động thuỷ lực (gọi là phanh dầu) hoặc truyền động loại khí (gọi là phanh hơi). Khi dùng phanh dầu thì lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn hơn so với phanh hơi, vì lực này là để sinh ra áp suất của dầu trong xi lanh dầu của hệ thống phanh, còn ở phanh khí lực này chỉ cần thắng lực cản lò xo để mở van phân phối của hệ thống phanh. Vì vậy phanh dầu thường được dùng ở ôtô du lịch, vận tải cỡ nhỏ và trung bình vì ở các loại ôtô này mômen phanh ở các bánh xe bé, do đó lực trên bàn đạp cũng nhỏ. Ngoài ra phanh dầu thường gọn gàng hơn phanh khí vì nó không có các bầu chứa khí kích thước lớn và độ nhạy khi phanh tốt, cho nên bố trí nó dễ dàng và sử dụng thích hợp với các ôtô kể trên. Phanh khí thường sử dụng trên ôtô vận tải trung bình và lớn. Ngoài ra các loại ôtô vận tải trung bình và lớn còn dùng dẫn động phanh thuỷ khí. Dùng dẫn động phanh này ta có thể kết hợp ưu điểm của phanh khí và phanh dầu là lực bàn đạp phanh nhỏ, độ nhạy tốt, tạo ra mômen phanh lớn. Tùy theo dạng dẫn động: cơ khí, thủy lực, khí nén, hay kết hợp thủy – khí, mà trong dẫn động phanh có thể bao gồm các phần tử khác nhau. Ví dụ: Dẫn động cơ khí thì dẫn động phanh bao gồm bàn đạp và các thanh, đòn cơ khí. Nếu là đẫn động thủy lực thì dẫn động phanh bao gồm: bàn đạp, xi lanh chính (tổng phanh), xi lanh công tác (xi lanh bánh xe) và các ống dẫn. 1.2.2. Cơ cấu phanh 1.2.2.1. Cơ cấu phanh tang trống ( phanh guốc ) a. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ, về một phía, các lực dẫn động bằng nhau Hình1.1: Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía 1. Chụp cao su chắn bụi; 2. Xi lanh; 3. Lo xo ; 4. Mâm phanh 5. Guốc phanh ; 6. Má phanh Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có lực dẫn động bằng nhau được hiện trên hình 1.1. Trong đó guốc phanh sử dụng xi lanh thủy lực để ép guốc phanh vào trống phanh. Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng cam lệch tâm. Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo dưỡng sửa chữa. Nhược điểm: Má phanh trước chụi đựng ma sát nhiều hơn má phanh sau (vì vậy khi chế tạo phải chế tạo má phanh trước dài hơn má phanh sau) Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng nhiều cho xe có tải trọng vừa và nhỏ b. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và các guốc phanh có dịch chuyển góc như nhau. Hình1.2: Cơ cấu phanh có điểm đặt riêng rẽ về1phía 1mộtphmột pppphíaphíamộtj Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía có dịch chuyển góc bằng nhau được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó guốc phanh sử dụng loại cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh. Cấu tạo chung của cơ cấu phanh loại này là hai chốt cố định có bố trí bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên được điều chỉnh bằng cam ép. Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo dưỡng sửa chữa. Nhược điểm: Kích thước lớn, giá thành cao. Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng nhiều cho xe có tải trọng vừa và lớn. Hình1.3: Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm 1. Ống nối; 2. Vít xả khí; 3. Xi lanh bánh xe; 4. Má phanh; 5. Phớt làm kín; 6. Pittông; 7. Lò xo guốc phanh; 8. Tấm chặn; 9. Chốt guốc phanh; 10. Mâm phanh. c. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau. Cơ cấu phanh có điểm đặt cố định riêng rẽ về hai phía và lực dẫn động bằng nhau được thể hiện trên hình 1.3. Trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau. Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có bạc lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh. Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh. Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe và có một số loai xe được điều chỉnh khe hở giữa trống phanh và guốc phanh bằng cam lệch tâm. Cơ cấu phanh loại này thường có dẫn động bằng thủy lực. Ưu điểm: Hiệu quả phanh khi ô tô chuyển động tiến tăng hơn Nhược điểm: Kết cấu khá phức tạp, bảo dưỡng sửa chữa khó. Phạm vi sử dụng: Thường được bố trí ở cầu trước của ô tô du lịch và ô tô tải nhỏ. d. Cơ cấu phanh guốc loại bơi a b Hình1.4: Cơ cấu phanh guốc loại bơi a Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi: loại hai mặt tựa tác dụng đơn ( hình 1.4.a ); loại hai mặt tựa tác dụng kép ( hình 1.4.b ). + Loại hai mặt tựa tác dụng đơn: ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của pittông. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. + Loại hai mặt tựa tác dụng kép: Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai pittông và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ. Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc trước và sau bằng nhau Nhược điểm: kết cấu phức tạp, khó chế tạo. Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng cho xe tải vừa. Cơ cấu phanh guốc loại tự cường hóa a b Hình1.5: Cơ cấu phanh guốc loại tự cuờng hoá Cơ cấu phanh guốc tự cường hóa có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai. Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hóa: cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn (hình 1.5.a); cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép (hình 1.5.b). + Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh di động. Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt tựa di trượt của pittông xi lanh bánh xe. Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh. Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. + Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hóa tác dụng kép có hai đầu của hai guốc phanh được tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai pittông trong một xi lanh bánh xe. Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình. Ưu điểm: Lực phanh của hai guốc trước và sau bằng nhau Nhược điểm: kết cấu phức tạp, khó chế tạo. Phạm vi sử dụng: thường được sử dụng cho xe tải vừa. 1.2.2.2. Cơ cấu phanh đĩa a. Cơ cấu phanh đĩa có giá (calips) cố định a b Hình1.6: Kết cấu của cơ cấu phanh đĩa a. Loại giá đỡ cố định b. Loại giá đỡ di động - Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa bao gồm: + Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe; + Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe; + Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các pittông của các xi lanh bánh xe; - Loại giá đỡ cố định : Loại này, giá đỡ được bắt cố định trên dầm cầu. Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai đĩa của đĩa phanh. Trong các xi lanh có pittông, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh. Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe. b. Cơ cấu phanh đĩa có giá (calips) di động - Loại giá đỡ di động: Ở loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang được trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu.Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một pittông tì vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp lên giá đỡ. c. Ưu nhược điểm của phanh đĩa Ưu điểm: áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều, má phanh ít mòn và mòn đều, ít phải điều chỉnh điều kiện làm mát tốt, mô men phanh khi xe tiến cũng như xe lùi đều như nhau, lực chiều trục tác dụng lên đĩa là cân bằng, có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh. Nhược điểm: Khó giữ được sạch trên bề mặt ma sát Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe du lịch nhỏ. 1.3. Dẫn động phanh 1.3.1. Dẫn động phanh chính kiểu cơ khí Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mô men phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, vì vậy ít được sử dụng. 1.3.2. Dẫn động phanh kiểu thủy lực. Ở phanh dầu lực tác dụng từ bàn đạp lên cơ cấu phanh qua chất lỏng (chất lỏng được coi như không đàn hồi khi ép). Hình 1.7: Dẫn động phanh thuỷ lực Sự làm việc của phanh dầu dựa trên nguyên lý của thủy lực tĩnh học. Nếu tác dụng lên bàn đạp phanh thì áp suất truyền đến các xi lanh làm việc sẽ như nhau. Lực trên các má phanh phụ thuộc vào đường kính pittông ở các xi lanh làm việc. Muốn có mômen phanh ở các bánh xe trước khác bánh xe sau chỉ cần làm đường kính pittông của các xi lanh làm việc khác nhau. Đặc điểm quan trọng của hệ thống phanh dầu là các bánh xe được phanh cùng một lúc vì áp suất trong đường ống chỉ bắt đầu tăng lên khi tất cả các má phanh ép sát vào trống phanh không phụ thuộc vào đường kính xi lanh làm việc và khe hở giữa trống phanh và má phanh. - Ưu nhược điểm của hệ thống phanh dẫn động thủy lực Ưu điểm: + Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe hoặc giữa các má phanh theo yêu cầu; + Hiệu suất cao; + Độ nhậy tốt, kết cấu đơn giản; + Có khả năng ứng dụng đa dạng trên nhiều loại ôtô khác nhau khi chỉ cần thay đổi cơ cấu phanh. Nhược điểm : + Tỷ số truyền của dẫn động không lớn nên không thể tăng lực điều khiển lên cơ cấu phanh; + Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp. Trong hệ thống phanh dẫn động bằng thủy lực tùy theo sơ đồ mạch dẫn động người ta chia ra dẫn động một dòng và dẫn động hai dòng. * Dẫn động phanh một dòng không có trợ lực chân không: (Hình1.8) 1 2 3 4 Hình 1.8: Sơ đồ dẫn động một dòng 1. Xi lanh công tác bánh xe trước. 3. Bàn đạp phanh. 2. Xi lanh chính một dòng. 4. Xi lanh công tác bánh xe sau. + Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, dễ sửa chữa. + Nhược điểm: Khi bị dò rỉ một chỗ nào đó thì toàn bộ hệ thống phanh mất hiệu lực, nên độ an toàn không cao. * Dẫn động hai dòng kết hợp trợ lực: (Hình 1.9) 1 1 5 4 3 2 Hình 1.9: Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng riêng biệt 1. Xi lanh công tác bánh xe trước ; 2. Xi lanh chính hai dòng; 3.Trợ lực chân không; 4. Bàn đạp phanh; 5. Xi lanh công tác bánh xe sau. - Đây là sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng, xi lanh chính hai buồng. + Ưu điểm: Kết cấu đơn giản, rẻ tiền, lắp thêm vào hệ thống bộ trợ lực phanh để giảm nhẹ lực bàn đạp phanh khi điều khiển, tăng độ an toàn cho hệ thống phanh. + Nhược điểm: khi hư hỏng một dòng thì hiệu quả phanh giảm đáng kể. * Dẫn động hai dòng chéo, kết hợp trợ lực: (Hình 1.10) 1 1 4 3 r2 Hình 1.10: Sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng chéo, kết hợp trợ lực 1. Xi lanh công tác bánh xe trước. 2. Xi lanh chính hai dòng. 3. Trợ lực chân không 4. Bàn đạp phanh. 5. Xi lanh công tác bánh xe sau. - Đây là sơ đồ dẫn động kiểu hai dòng, xy lanh chính hai buồng, dẫn động chéo. + Ưu điểm: Chất lượng phanh đảm bảo tốt cả khi đi trên đường có hệ số bám dọc ở hai vết bánh xe khác nhau nhiều, đồng thời nâng cao chất lượng điều khiển ôtô. + Nhược điểm: Nếu hỏng một dòng, khi phanh ở tốc độ cao thì không đảm bảo tính ổn định hướng của ôtô khi phanh ôtô đang chạy trong một hành lang nhất định trên đường. Vì khi ôtô xuất xưởng(chế tạo hoặc sửa chữa) phải đảm bảo lực phanh ở các bánh xe (hay là mô men phanh ở các cơ cấu phanh) trên cùng một trục là như nhau. Độ chênh lệch tối đa giữa các lực phanh ở các bánh xe trên cùng một trục không được vượt quá 15% so với giá trị lực phanh cực đại ở các bánh xe của trục này. * Trợ lực chân không. Đặc điểm của bộ trợ lực bằng chân không là sử dụng ngay độ chân không ở trong họng hút của động cơ, đường chân không vào một khoang của bộ cường hoá còn khoang còn lại được thông với khí trời. Khi tác dụng một lực cần thiết vào bàn đạp nhờ sự dẫn động tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa phía trước và phía sau màng đẩy của bộ trợ lực từ đó tạo ra lực đẩy thông qua dẫn động tác dụng lên piston của xi lanh chính để thực hiện quá trình phanh. Phương án này có những ưu nhược điểm sau : 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. Độ chân không khi thiết kế lấy là 0.5 (KG/cm2), áp suất khí trời là 1 (KG/cm2), do độ chênh áp giữa hai ngăn của bộ trợ lực không lớn nên muốn có lực trợ lực lớn thì phải tăng tiết diện của màng do đó kích thước của bộ trợ lực tăng lên, vì vậy phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu xe du lịch và xe vận tải hành khách có trọng tải nhỏ và trung bình. + Sơ đồ trợ lực chân không Hình: 1.11: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không. 1. Bàn đạp. 2. Thanh đẩy. 3. Piston xi lanh chính. 4. Piston xi lanh lực. 5. Van không khí. 6. Ụ tỳ . 7. Lò xo 8. Thanh đẩy piston. 9. Lò xo. - Khi không phanh dưới tác dụng của lò xo hồi vị 9 đầu trên của bàn đạp dịch chuyển sang trái để mở cửa van bên phải và đóng cửa van 5 bên trái, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F 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 piston xi lanh chính đồng thời đầu trên của đòn bàn đạp kéo thanh đẩy số 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 A bằng áp suất khí trời còn áp suất của buồng B bằng áp suất của đường ống nạp, do đó giữa buồng A và buồng B có sự chênh lệch áp suất nên piston 4 dịch chuyển sang phải tác dụng lên đầu đòn 2 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và đẩy piston 3 của xi lanh chính, sang trái nén dầu tăng áp suất dẫn động đến các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh. - Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo 9 kéo đòn bàn đạp về vị trí ban đầu, lúc đó van 5 bên trái (van không khí) đóng lại để đóng cửa van thông buồng A với khí trời đồng thời 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. + Bộ trợ lực bằng chân không kết hợp thuỷ lực. Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không kết hợp thuỷ lực. 1. Xy lanh chính; 2. Ống nạp động cơ; 3. Van một chiều; 4. Pistôn; 5. Xy lanh lực 6. Bộ lọc; 7. Van không khí; 8. Van chân không; 9. Màng cao su;10.Pistôn phản hồi; 11. Pis tôn trợ lực; 12. Van một chiều; 13. Xy lanh cường hoá; 15. Xy lanh bánh xe. - Khi phanh van 7 đóng lại dưới tác dụng của lò xo màng 9 nối ép cứng với piston 10 bị ép về phía dưới, van chân không 8 mở làm cho buồng III thông với buồng II nên không có sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng. - Khi đạp phanh người lái tác dụng một lực vào bàn đạp thông qua hệ thống đòn đẩy piston xi lanh chính di chuyển, áp suất phía sau piston tăng lên khoảng 5KG/cm2 qua đường ống dẫn dầu lên xi lanh của bộ trợ lực, áp suất này tác dụnglên piston 11 của bộ trợ lực và tác dụng lên piston phản hồi 10 đẩy piston phản hồi 10 đi lên thắng lực lò xo đẩy màng 9 đóng kín van 8, mở van 7 lúc này không khí qua lọc số 6 vào buồng I qua van 7 vào buồng II và IIa còn buồng III là áp suất chân không ở cổ hút động cơ, do sự chênh lệch áp suất giữa IIa và buồng III piston màng 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy piston của bộ trợ lực 11 chuyển động sang phải tạo ra áp suất cao ở sau piston và được dẫn đến các xi lanh làm việc ở các bánh xe tiến hành đẩy má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại. - Khi người lái giữ bàn đạp phanh ở một vị trí nào đó lúc này ở các bánh xe có lực cản nhưng vẫn lăn, piston của bộ trợ lực đi thêm một ít nữa rồi dừng lại, thể tích ở trước piston tăng lên một chút, áp suất giảm xuống một ít, nên piston phản hồi 10 mang theo van màng 9 dịch chuyển xuống dưới van 8 vẫn đóng và van không khí 7 được đóng lại , như vậy lực giữ bàn đạp phanh cân bằng với lực cản ở bánh xe. - Khi người lái lại tiếp tục đạp bàn đạp phanh, lực bàn đạp tăng lên, sự mất cân bằng lại diễn ra, áp suất ở xi lanh bộ trợ lực tăng lên lại tác dụng lên piston phản hồi 10 nâng van màng 9 đi lên, van không khí 7 mở ra và phanh tiếp tục làm việc như ở phần trên đã trình bày ( khi đạp phanh). - Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo côn bộ trợ lực đẩy piston bộ trợ lực về chỗ cũ, van màng 9 cùng piston phản hồi 10 trở về vị trí ban đầu, van chân không 8 mở ra, van không khí 7 đóng lại lúc này áp suất ở buồng IIa và buồng III bằng nhau và bằng áp suất chân không = 0,5KG/cm2, ở bánh xe lò xo kéo má phanh về vị trí ban đầu tách khỏi trống phanh. + Bộ trợ lực bằng chân không loại đồng trục Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý bộ trợ lực chân không đồng trục. 1. Xy lanh phanh chính; 2. Van một chiều; 3. Vỏ xy lanh lực; 4. Lò xo hồi vị 5. Pistôn cường hoá; 6. Chụp cao su; 7. Bộ lọc khí; 8. Thanh đẩy; 9. Van cao su; 10. Pistôn; 11. Đệm cao su; 12. Thanh đẩy - Khi chưa phanh thì pistôn 5 nằm ở tận cùng bên phải, thanh đẩy 8 của bàn đạp và pistôn 10 ( được nối ghép với thanh đẩy 8 ) cũng được đẩy về phía bên phải. Lúc đó gờ của pistôn 10 sẽ ép chặt vào van cao su 9 làm cho không khí bên ngoài không xâm nhập vào buồng của xy lanh lực. Cũng lúc đó van cao su 9 rời khỏi gờ vòng tròn trên moay ơ của pistôn 5, nhờ vậy buồng A và B được thông với nhau qua rãnh ở moay ơ của pistôn 5. Nếu động cơ làm việc thì ở hai buồng sẽ có độ chân không như nhau, lò xo 4 có tác dụng đẩy pistôn về vị trí tận cùng bên phải. - Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh thanh đẩy 8 của bàn đạp sẽ dịch chuyển pistôn 10, pistôn này sẽ rời khỏi van cao su 9 làm cho buồng B thông với không khí, đồng thời van cao su 9 vẫn tỳ vào gờ vòng tròn của moay ơ pistôn 5 làm cho buồng B thông với chân không. Do có áp suất khác nhau ở buồng A và B nên sẽ có lực tác dụng lên pistôn 5. Lực này kết hợp với lực do bàn đạp gây lên sẽ truyền đến thanh đẩy 12 của xy lanh chính, nghĩa là lực tác dụng lên pistôn của xy lanh chính đã được cường hoá. - Khi lực tác dụng lên bàn đạp phanh được giữ nguyên không thay đổi thì van cao su 9 sẽ ngăn cách ( không cho thông ) buồng B với không khí, nghĩa là trong trường hợp này van cao su 9 vừa bị ép vào gờ vòng tròn của moay ơ pistôn 5 vừa bị ép vào gờ của pistôn nhỏ 10. Như vậy giữ nguyên lực không thay đổi lên bàn đạp phanh, áp suất ở trong buồng B không thay đổi. tính chất tuỳ động được bảo đảm nhờ đệm cao su phản ứng 11. 1.3.3. Dẫn động phanh chính bằng khí nén Phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều khiển phanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở van phân phối để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm việc. Phanh khí sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người lái không cần mất nhiều lực để điều khiển phanh mà chỉ cần thắng lực lò xo ở van phân phối để điều khiển việc cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí ở các bộ phận làm việc. Hình 1.14: Cấu tạo chung của dẫn động phanh khí nén 1. Máy nén khí 2. Bầu lọc khí 3. Bộ điều chỉnh áp suất 4. Đồng hồ áp suất 5. Bàn đạp phanh 6. Bàn đạp phanh 7. Bình chứa khí 8. Van phân phối 9. Bầu phanh 10. Cam phanh 11. Lò xo cơ cấu phanh 12. Guốc phanh. + Máy nén khí, van áp suất và các bình chứa khí: là bộ phận cung cấp nguồn khí nén có áp suất cao ( 6-7 KG/cm2) để hệ thống phanh hoạt động; + Van phân phối: là cơ cấu phân phối khí nén từ các bình chứa khí đến các bầu phanh để tạo lực tác dụng lên cam ép thực hiện phanh các bánh xe; + Bầu phanh: thực chất là một bộ pittông xi lanh khí nén, nó là cơ cấu chấp hành biến áp suất khí nén thành lực cơ học tác dụng lên cam ép để thực hiện quá trình phanh. - Ưu điểm của hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén là lực tác dụng lên bàn đạp rất bé. Trong dẫn động phanh bằng khí nén lực điều khiển trên bàn đạp chủ yếu dùng để điều khiển van phân phối còn lực tác dụng lên cơ cấu phanh do áp suất khí nén tác dụng lên bầu phanh thực hiện. - Nhược điểm của hệ thống phanh khí nén là số lượng các cụm khá nhiều, kích thước lớn và giá thành cao, độ nhậy kém, nghĩa là thời gian hệ thống phanh bắt đầu làm việc kể từ khi người lái bắt đầu tác dụng khá lớn do không khí bị nén khi chịu lực. Phạm vi sử dụng: Thường sử dụng rộng rãi cho xe có trọng tải vừa và lớn. 1.3.4. Dẫn động phanh bằng khí nén - thủy lực kết hợp Bình khí Van phanh Trống phanh Guốc phanh Máy nén khí Xả ra ngoài Xi lanh chính Bình chứa dầu a. Dẫn động phanh một dòng Xi lanh bánh xe Đường khí Đường dầu Hình 1.15: Sơ đồ hệ thống dẫn động phanh một dòng + Dẫn động thủy lực: có hai xi lanh chính dẫn hai dòng dầu đến các xi lanh bánh xe phía trước và phía sau; + Dẫn động khí nén: bao gồm từ máy nén khí, bình chứa khí, van phân phối khí và các xi lanh khí nén. Đâ