THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY KHÍ CHO XE TẢI 8 TẤN,  thuyết minh THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY KHÍ CHO XE TẢI 8 TẤN, bản vẽ nguyên lý THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY KHÍ CHO XE TẢI 8 TẤN, Thiết kế kết cấu THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY KHÍ CHO XE TẢI 8 TẤN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHANH THỦY KHÍ CHO XE TẢI 8 TẤN, 500 MB Bao gồm tất cả file CAD, thiết kế 2D. 3D..... , file DOC (DOCX), thuyết minh, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, bản vẽ thiết kế, tập bản vẽ các chi tiết trong máy,

CHƯƠNG I

 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH

1. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI VÀ YÊU CẦU

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.

Có nhiều cách phân loại hệ thống phanh.

1. 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).
2. Theo kết cấu của cơ cấu phanh

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh guốc;

• Hệ thống phanh với cơ cấu phanh đĩa.

3. 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 điện;
• Hệ thống phanh dẫn động có cường hóa.

4. 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.

5. 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).

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.

2. KẾT CẤU CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

Hệ thống phanh trên ôtô gồm có phanh chính (phanh bánh xe hay thường gọi là phanh chân) và phanh dừng (phanh truyền lực hay 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 truyền động phanh hoàn toàn riêng rẽ hoặc có thể có chung cơ cấu phanh (đặt ở bánh xe) nhưng truyền động hoàn toàn riêng rẽ. Truyền động phanh của phanh dừng thường dùng là loại cơ khí.

Phanh chính thường dùng truyền động thuỷ lực – gọi là phanh dầu hoặc truyền động loại khí nén – gọi là phanh khí. Khi dùng phanh dầu thì lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn hơn so với phanh khí, vì lực này là để sinh ra áp suất của dầu trong 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 chỉ nên 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 bé. 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 hệ thống phanh thuỷ khí. Dùng hệ thống phanh này ta có thể kết hợp ưu điểm của phanh khí và phanh dầu là lực bàn đạp phanh nhỏ, độ nhậy tốt, tạo ra mômen phanh lớn.

3. CẤU TẠO CHUNG CỦA HỆ THỐNG PHANH

Cấu tạo chung của hệ thống phanh trên ôtô được mô tả trên hình 1.1.

Từ sơ đồ cấu tạo, chúng ta thấy hệ thống phanh bao gồm hai phần chính:

• Cơ cấu phanh:

Cơ cấu phanh được bố trí ở các bánh xe nhằm tạo ra mômen hãm trên bánh xe khi phanh ôtô.

• Dẫn động phanh:

Dẫn động phanh dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển từ bàn đạp phanh đến cơ cấu phanh. 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.

4. CƠ CẤU PHANH
   1.  Kết cấu chung

Kết cấu cơ cấu phanh dùng trên ôtô tùy thuộc bởi vị trí đặt nó (phanh ở bánh xe hoặc ở truyền lực), bởi loại chi tiết quay và chi tiết tiến hành phanh.

Cơ cấu phanh ở bánh xe thường dùng loại guốc và gần đây sử dụng nhiều loại đĩa.

1. Cơ cấu phanh guốc (phanh trống)

1. Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cơ cấu phanh đối xứng qua trục (có nghĩa gồm hai guốc phanh bố trí đối xứng qua đường trục thẳng đứng) được thể hiện trên hình 1.2. Trong đó sơ đồ hình 1.2.a là loại sử dụng cam ép để ép guốc phanh vào trống phanh; sơ đồ hình 1.2.b là loại 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 trục cam ép (hình 1.2.a) hoặc bằng cam lệch tâm (hình 1.2.b).

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.3. Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện 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 qua tâm.

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. Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thủy lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ.

3. Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Có nghĩa là guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt.

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.

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.

1. Cơ cấu phanh đĩa

cơ cấu phanh dạng đĩa có các dạng chính và kết cấu trên hình 1.6.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;

Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động.

• Loại giá đỡ cố định (hình 1.6.a):

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.

• Loại giá đỡ di động (hình 1.6.b):

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.

1. Cơ cấu phanh dừng

Phanh dừng được dùng để dừng (đỗ xe) trên đường dốc hoặc đường bằng. Nói chung hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, không di chuyển trên các loại đường khác nhau.

Về cấu tạo phanh dừng cũng có hai bộ phận chính đó là cơ cấu phanh và dẫn động phanh.

• Cơ cấu phanh có thể bố trí kết hợp với cơ cấu phanh của các bánh xe phía sau hoặc bố trí trên trục ra của hộp số.
• Dẫn động phanh của hệ thống phanh dừng hầu hết là dẫn động cơ khí được bố trí và hoạt động độc lập với dẫn động phanh chính và được điều khiển bằng tay, vì vậy còn gọi là phanh tay.

5. DẪN ĐỘNG PHANH
   1. Dẫn động phanh chính bằng 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 1.8 Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy 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.

5.2 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

......................................

1. Dẫn động phanh chính bằng 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).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.

5.2 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.

                      Hình1.9 Sơ đồ hệ thống dẫn động khí nén

Qua sơ đồ cấu tạo của dẫn động phanh khí nén chúng ta thấy hệ thống bao gồm các phần tử chính sau:

• 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
• Sơ đồ cấu tạo chung của hệ thống bao gồm hai phần dẫn động:

• 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.

Phần máy nén khí và van phân phối hoàn toàn có cấu tạo và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng khí nén.

Phần xi lanh chính loại đơn và các xi lanh bánh xe có kết cấu và nguyên lý làm việc như trong hệ thống dẫn động bằng thủy lực.

Đây là dẫn động thủy khí kết hợp hai dòng nên van phân phối khí là loại van kép, có hai xi lanh chính và hai xi lanh khí.

..............................

CHƯƠNG II

 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1. LỰA CHỌN CƠ CẤU PHANH

Cơ cấu phanh trên ôtô chủ yếu có hai dạng: phanh guốc và phanh đĩa. Phanh guốc sử dụng chủ yếu trên các ôtô có tải trọng lớn: ôtô tải, ôtô chở khách và một số loại ôtô con. Phanh đĩa được sử dụng trên nhiều loại ôtô con, trong đó chủ yếu là ở các cơ cấu phanh trước.Tuy nhiên gần đây trên các xe con hiện đại người ta dùng phanh đĩa cho cả cầu trước và cầu sau nhằm nâng cao tính an toàn và ổn định cho xe khi phanh.

Để sử dụng trên ôtô có tải trọng lớn thì mômen phanh cần thiết phải lớn, nhưng cơ cấu phanh đĩa có nhược điểm là kích thước của má phanh bị hạn chế, nên cần có áp suất dầu rất lớn để tạo đủ lực phanh. Đồng thời, má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt lớn hơn. Lực phanh do phanh đĩa tạo nên cũng nhỏ hơn phanh guốc do gần như không có hiện tượng tự xiết nên cần có áp suất dầu rất cao để đảm bảo đủ lực dừng xe cần thiết. Vì vậy đường kính pittông trong xi lanh bánh xe phải lớn hơn so với phanh guốc.

Qua phân tích những ưu nhược điểm của các loại cơ cấu phanh như trên  ta lựa chọn cơ cấu phanh guốc làm cơ cấu phanh thiết kế.Vừa đảm bảo được  yêu cầu tạo được mômen phanh cần thiết và tính kinh tế.

Trong cơ cấu phanh guốc có các loại khác nhau như cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục, cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm, cơ cấu phanh guốc loại bơi, cơ cấu phanh guốc loại tự cường hoá…

Qua phân tích kết cấu các loại cơ cấu phanh guốc chúng ta thấy rằng tùy theo sự bố trí các guốc phanh và điểm tựa sẽ được hiệu quả phanh (mômen phanh) khác nhau mặc dù kích thước guốc phanh như nhau.                     

So với loại cơ cấu phanh loại guốc đối xứng qua trục các cơ cấu phanh loại guốc đối xứng qua tâm, loại bơi hay loại tự cường hoá có ưu điểm là hiệu quả phanh khi ôtô chuyển động tiến tăng hơn từ 1,6 đến 3,6 lần (khi chuyển động lùi có thể hiệu quả phanh giảm đi tùy theo kết cấu nhưng không làm ảnh hưởng nhiều vì khi ôtô chạy lùi thường có tốc độ thấp nên yêu cầu mômen phanh ít hơn) nhưng nhược điểm của chúng so với cơ cấu phanh loại đối xứng qua trục là kết cấu khá phức tạp nên thường chỉ bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ, trung bình do yêu cầu cần đạt hiệu quả phanh lớn với kích thước cơ cấu phanh nhỏ.

Ở trường hợp này, khi thiết kế cho xe tải cỡ 8 – 12 tấn ta có thể bố trí kích thước cơ cấu phanh lớn, đáp ứng chỉ tiêu về thiết kế đơn giản, dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa và tính kinh tế hợp lý ta chọn cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua trục cả ở cầu trước và cầu sau của ôtô.Đối với loại cơ cấu phanh đối xứng qua trục ta có loại mở má phanh bằng cam ép và loại mở bằng thủy lực do ta chọn dẫn động phanh là loại kết hợp thủy lực - khí nén nên cơ cấu phanh mà ta dùng là : Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục,má phanh được mở bằng thủy lực như hình 2.1.

Hình 2.1 Cơ cấu phanh guốc loại đối xứng qua trục mở guốc phanh bằng xi lanh thủy lực 1. chụp cao su chắn bụi; 2. xi lanh; 3. mâm phanh; 4. lò xo; 5. tấm kẹp; 6. guốc phanh; 7. má phanh.

2. LỰA CHỌN DẪN ĐỘNG PHANH
   1. Dẫn động phanh kiểu cơ khí

Hệ thống phanh dẫn động cơ khí có ưu điểm kết cấu đơn giản nhưng không tạo được mômen phanh lớn do hạn chế lực điều khiển của người lái, thường chỉ sử dụng ở cơ cấu phanh dừng (phanh tay).

1. Dẫn động phanh kiểu thủy lực

Hệ thống phanh dẫn động thủy lực có các 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.

Khuyết điểm của hệ thống phanh thủy lực:

• 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 một dòng tuy kết cấu đơn giản nhưng độ tin cậy không cao. Vì một lý do nào đó, bất kì một đường ống dẫn dầu nào đến các xi lanh bánh xe bị rò rỉ thì dầu trong hệ thống bị mất áp suất khi đó hiệu quả phanh ở tất cả các bánh xe bằng không
• Dẫn động hai dòng độ tin cậy cao, trong trường hợp bị rò rỉ một đường ống dẫn dầu thì hiệu quả phanh vẫn còn. Có nhiều phương án bố trí hai dòng độc lập đến các bánh xe nhưng có hai phương án tiêu biểu thường được sử dụng nhiều hơn cả như sơ đồ hình 2.3 dưói đây.

1. Dẫn động phanh kiểu khí nén

Hệ thống phanh dẫn động bằng khí nén có ưu điểm là lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ. 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 lên bàn đạp phanh là khá lớn do không khí bị nén khi chịu lực.

Hình 1.11 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 - van an toàn; 7 - bình chứa khí; 8 - van phân phối (tổng phanh); 9 - bầu phanh; 10 - cam phanh; 11 - lò xo cơ cấu phanh; 12 - guốc phanh.

1. Dẫn động phanh kiểu kết hợp khí nén – thủy lực

 Sơ đồ của hệ thống phanh thủy khí được thể hiện như trên hình 2.5.

 Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực phối hợp cả ưu điểm của phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhậy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.Có thể nói đối với các loại xe tải trung bình và lớn việc sử dụng dẫn động kiểu kết hợp khí nén - thủy lực chính là biện pháp tối ưu hiện nay và  ngày nay nó bắt đầu được áp dụng phổ biến trên nhiều loại xe tải của các hãng Hyundai,Deawoo,…

Phanh thủy khí có nhiều ưu điểm nhưng kết cấu cũng phức tạp hơn và do đó giá thành cũng đắt hơn loại dẫn động chỉ bằng khí  nén hoặc thủy lực đồng thời trong qúa trình sử dụng,bảo dưỡng chăm sóc,sửa chữa cũng phức tạp đòi hỏi người dùng phải chú ý hơn .

1. Kết luận

Từ các phân tích trên ta thấy dẫn động phanh kiểu kết hợp thủy lực khí nén là có nhiều ưu điểm nhất, đáp ứng được các yêu cầu về mômen phanh, lực điều khiển nhẹ nhàng và độ nhậy cao khi dùng trên ôtô tải 8 – 12 tấn đảm bảo các chỉ tiêu an toàn ngày càng cao trong lưu thông đường bộ hiện nay.

Trên hình 2.5 trình bầy sơ đồ hệ thống phanh thủy khí. Hệ thống phanh thủy khí gồm có máy nén khí dẫn động từ động cơ ôtô, bình chứa khí nén, van phân phối,bình dầu,xi lanh khí và xi lanh thủy lực (ba bộ phận này kết hợp thành một cụm là cụm xi lanh chính), các loại đường ống dẫn và cụm cơ cấu phanh.

Nguyên lý hoạt động: Máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí. Khi có tác dụng từ bàn đạp của người lái (khi đạp phanh) van phân phối (dẫn động hai dòng) sẽ mở các đường khí nén từ bình chứa tới các cụm xilanh chính và sinh lực ép lên các pittông của xi lanh chính. Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua các ống dẫn dầu tới ép các pittông trong xi lanh bánh xe đặt tại cơ cấu phanh do đó sẽ dẫn động các guốc phanh và thực hiện  quá trình phanh

Ngoài ra, nhằm mục đích giảm tổn thất và tăng độ nhậy cho hệ thống thủy khí kết hợp thì các cụm của hệ thống được bố trí theo nguyên tắc:

Phần dẫn động khí nén kể từ xi lanh khí nén phải gần với van phân phối  để giảm tổn thất và giảm thời gian chậm tác dụng của khí nén. Còn từ xi lanh chính đến các xi lanh bánh xe có thể bố trí xa vì dầu không chịu nén nên ít ảnh hưởng tới thời gian chậm tác dụng.

..................................

CHƯƠNG III

 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH

1. GIỚI THIỆU VỀ XE HYUNDAI THAM KHẢO

Các đặc điểm cơ bản:

• Tải trọng tối đa đạt 15,3 tấn.
• Động cơ: Xe sử dụng loại động cơ diesel D6BR, 6 máy thẳng hàng, được bố trí dưới buồng lái. Công suất cực đại đạt 188 mã lực (ở số vòng quay 2900 v/ph). Mô men xoắn cực đại đạt 525 N.m (ở số vòng quay 1400 v/ph). Dung tích xi lanh 7.545 cc.
• Ly hợp: là loại C8W38 ly hợp ma sát khô, một đĩa, điều khiển thủy lực trợ lực khí nén.
• Hộp số chính: 5 số tiến, 1 số lùi, có đồng tốc từ số 2 đến số 5.
• Bánh xe: phía trước đơn, phía sau kép.
• Hệ thống lái: Với cơ cấu lái trục vít – êcu có trợ lực.
• Hệ thống phanh: Hệ thống phanh thuỷ lực – khí nén loại có 2 dòng độc lập.

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
Chiều dài cơ sở                            mm	5.700
Trọng lượng bản thân                  KG	7.140
Trọng lượng toàn bộ                    KG	15.305
Vận tốc lớn nhất                           Km/h	99
Hộp số
Kiểu	M8S5
Tỉ số truyền	ih1= 6,552; ih2=4,178; ih3= 2,415; ih4= 1,397; ih5= 1,000; il= 6,849.
Bánh xe	Phía trước đơn, phía sau kép
Cỡ lốp	Trước: 10,00 – 20 Sau:     10,00 – 20
Hệ thống lái
Loại	Trục vít - Êcu bi có trợ lực
Tỉ số truyền	22,4
Phanh
Phanh chính, loại	Thủy khí kết hợp, dẫn động 2 dòng  Phanh trước:  tang trống  Phanh sau:     tang trống
Phanh tay(loại)	Tang trống(tác dụng phía sau hộp số)
Thùng nhiên liệu	200lít (200 + 200 lít)
Động cơ
Loại	Động cơ Diesel, 4 kì, phun nhiên liệu trực tiếp, làm mát bằng nước.
Số xi lanh	6, đặt thẳng hàng
Đường kính XL  hành trình PT      mm	118  115
Dung tích xi lanh                             cc	7.545
Tỉ số nén	17,0 : 1
Công suất lớn nhất	188PS/2.900v/p
Mômen xoắn lớn nhất	525Nm/1.400v/p

2. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHANH
   1. TÍNH TOÁN CƠ CẤU PHANH
      1. Xác định mô men sinh ra ở các cơ cấu phanh

Hình 3.1.Sơ đồ các lực tác dụng lên ôtô khi phanh

     Lực phanh tại bánh xe đạt được giá trị lớn nhất khi bánh xe bắt đầu trượt lết, trong qúa trình trượt mô men phanh không tăng được nữa mà thậm chí còn có xu hướng giảm do hệ số bám giảm đi đáng kể khi hiện tượng này xảy ra. Vì vậy, người ta thường tính toán mô men phanh cần thiết tại các bánh xe sao cho tận dụng được tối đa khả năng bám của bánh xe với mặt đường.  

     Với cơ cấu phanh đặt trực tiếp ở tất cả các bánh xe thì mô men phanh tính toán cần sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở cầu trước là:

 

Ở cầu sau là

        

Với:

        G – trọng lượng toàn bộ của ôtô khi đầy tải, G = 15305 (KG);

        a, b, h_g – toạ độ trọng tâm của ôtô (mm);

        - trọng lượng tĩnh trên cầu trước;

G’= 30%G = 0,3 . 15305 = 4591,5(KG)

        - trọng lượng tĩnh lên cầu sau;

G’’= 70%G = 0,7 . 15305 = 10713,5 (KG)

        L – chiều dài cơ sở của ôtô, L = 5700 (mm) = 5,7 (m);

                  j_max - gia tốc chậm dần cực đại của ôtô khi phanh, khi thiết kế lấy  j_max= 5,5 (m/s²);

        g – gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s² );

        ử – hệ số bám của bánh xe với mặt đường khi thiết kế lấy ử = 0,6;

        r_bx- bán kính làm việc trung bình của bánh xe

Với cỡ lốp xe:   254^mm – 508^mm (10 - 20)

Þ Bán kính làm việc trung bình của bánh xe:

                     r_bx=  l . (H+d¤2), (l = 0,93 là hệ số kể đến sự biến dạng của lốp)

                    r_bx  = 0,93(  254 + 508/2 ) = 472,44 (mm) ≈ 0,472 (m).

Nếu trường hợp đã biết trọng lượng của ôtô khi đầy tải phân ra trục truớc là G’ và trục sau là G’’ thì ta có thể tính toán ngay mômen phanh sinh ra ở mỗi cơ cấu phanh ở một bánh xe trước là:

m₁ _  là hệ số phân bố lại tải trọng cầu trước khi phanh

Với: h_g – chiều cao trọng tâm của ôtô, lấy h_g= 1,1(m) đối với ôtô tải.

m₂  _là hệ số phân bố lại tải trọng cầu sau khi phanh:

Mômen phanh ở bánh xe sau:     

Lưu ý:

   Các công thức và tính toán trên được thực hiện khi ta đã chấp nhận một số giả thiết sau: Bỏ qua các lực cản không khí và cản lăn, coi hệ số bám của tất cả các bánh xe như nhau.

1. Xác định góc (ọ) và bán kính (r) của lực tổng hợp tác dụng lên má phanh

Góc ọ (góc tạo bởi trục ox với đường đi qua tâm O với điểm đặt lực pháp tuyến N ):

Với:

        õ₁- góc tính từ tâm chốt quay guốc phanh đến chỗ tán tấm ma sát;

        õ₀- góc ôm của tấm ma sát;

        õ₂ = õ₁ + õ₀.

Bán kính ủ của lực tổng hợp R (phản lực của trống phanh tác dụng lên má phanh) hay khoảng cách từ tâm O đến điểm đặt lực R được xác định theo công thức

Với: r_t – bán kính của tang trống (tuỳ theo cỡ lốp xe, vành bánh xe, có thể tham khảo xe tương tự).Ta chọn r_t = 200 (mm).

1. Đối với cơ cấu phanh cầu trước
   1. Má trước:

1. Xác định các lực tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp họa đồ

             Guốc phanh phải chịu 3 lực:

               Ÿ  Lực P do dẫn động sinh ra, cụ thể là do pittông của xi lanh công tác đặt trong cơ cấu phanh tạo ra. Phương, chiều và điểm đặt của lực này được xác định theo kết cấu của cơ cấu phanh.

               Ÿ  Phản lực U từ chốt phanh tác dụng lên guốc phanh,điểm đặt của lực này được coi là đặt tại tâm quay của guốc phanh O₁, tuy nhiên phương chiều và độ lớn thì chưa biết .

              Ÿ   Phản lực R của trống phanh tác dụng lên má phanh. Lực này chưa biết cả về điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.

Như vậy cả 3 lực trên đều có những yếu tố chưa biết để xác định được các lực này người ta sử dụng phương pháp dựng hình hay còn gọi là phương pháp hoạ đồ lực phanh.

1.Xác định góc ử ở các cơ cấu phanh

Khi đã chọn trước thông các số kết cấu (õ₁, õ₂, õ₀, r₁) chúng ta tính được góc ọ và bán kính ủ nghĩa là xác định được hướng và điểm đặt lực N₁ (lực N₁ hướng vào tâm 0).

Lực R₁ là lực tổng hợp của N₁, và T₁.

Góc ử₁ được xác định như sau: 

Với ỡ là hệ số ma sát giữa tấm ma sát với tang trống, thường ỡ = 0,3. Như thế là chúng ta đã xác định được góc ử₁ ≈ 16^º41’,  nghĩa là xác định được hướng của R₁. Góc ử₁ của má phanh trước và má phanh sau đều bằng nhau vì có cùng hệ số ma sát như nhau.

1. Xác định bán kính r₀

Với R đã biết, mômen phanh sinh ra ở cơ cấu phanh của một bánh xe sẽ là:

Trong đó bán kính r₀ - Là khoảng cách từ tâm O tới phương của lực R và được xác định theo công thức:

• Đối với cơ cấu phanh cầu trước:
  • Đối với má trước:

• Đối với má sau:

• Đối với cơ cấu phanh sau:
  • Đối với má trước:

• Đối với má sau: