Giáo trình Kết cấu khung gầm ôtô

hoặc động cơ chết máy, vẫn có thể điều khiển lái xe như thường. Bộ lái trợ lực được tác động do khí nén, điện lực hay thủy lực. Ngày nay bộ lái trợ lực thủy lực được trang bị cho nhiều ôtô du lịch và tất cả ôtô tải. Vầ mặt kết cấu của hệ thống lái thủy lực, cơ bản giống như hệ thống lái cơ khí thường, nghĩa là vẫn có cơ cấu lái, cơ cấu dẫn động lái, vành lái và cột lái, điều khác biệt chính là có thêm bơm thủy lực (power steering pump) và xy lanh lực (power booster). Khi tác động một lực xoay vành lái khoảng 1,5 đến 7 pounds (0,68kg – 3,17kg), van dầu sẽ mở, bơm thủy lực đẩy dầu vào xy lanh lực tạo công suất bẻ lái các bánh xe trước. Khi động cơ hoạt động, bơm thủy lực bơm liên tục để tạo sức đẩy này. Có hai kiểu hệ thống lái trợ lực thủy lực được trang bị cho ôtô - Loại cùng khối (intergral type) trong loại này, piston và xy lanh lực được lắp đặt trực tiếp cùng khối với cơ cấu lái tại cột lái. - Loại cần đẩy (Linkage type), trong loại xy lanh này và piston lực được lắp ráp giữa sườn xe và cơ cấu dẫn động lái. Bộ lái trợ lực loại cùng khối được sử dụng rộng rãi. Bộ lái trợ lực loại cần đẩy được sử dụng nhiều cho ôtô tải. 2. Bơm thủy lực: Trong lúc xe lăn bánh, bơm thủy lực hoạt động liên tục để cung cấp áp suất thủy lực cao cho cơ cấu lái. Bơm được dẫn động do cây curoa và buli trục khuỷu. Kết cấu của một bơm thủy lực loại cánh van (vane type). Các cánh van trượt vào ra trong rôto và luôn luôn tiếp xúc với vách bơm dạng ôvan. Khi rôto quay, các cánh van bung ra trong khoang lớn và thu vào trong khoang hẹp giữa rôto và vách bơm, tạo lực hút, đẩy dầu thủy lực. Trong bơm có trang bị van điều áp để giới hạn áo suất tối đa của bơm khoảng 750 PSI (52,50 kg/cm2). Bơm dầu kiểu phiến trượt. - Bơm phiến trượt tạo ra áp suất thuỷ lực lớn nhất khoảng 90 (kG/cm2). - Hiệu suất: 0.7 - 0.75. Ưu điểm của loại bơm này là kết cấu và công nghệ đơn giản dễ chế tạo, khối lượng nhỏ, giá rẻ tuy nhiên các chi tiết không bền, nhanh hỏng hóc. Cấu tạo của bơm phiến trượt Bình dầu (1) được làm bằn chất dẻo hay dập bằng thép, có thể được gắn trực tiếp lên bơm hay gắn rời và được nối với bơm bằng hai ống mềm. Vỏ bơm (2) được gia công chính xác, bằng thép, bên trong vỏ có các rãnh, tại các rãnh có phiến trượt (6), lò xo (3) và phiến tỳ (4). Rôto (5) hình trụ có dạng lệch tâm đặt bên trong vỏ phiến trượt (2), bề mặt của rôto được gia công tinh đạt độ bóng cao. Dưới sức ép của lò xo (3) các phiến trượt bị ép sát vào bề mặt của rô to. Khi rô to (5) quay thể tích nằm giữa phiến tỳ (4), phiến gạt (6) và cỏ (2) thay đổi. Khi thể tích tăng chất lỏng được nạp vào khoang thể tích này và khi thể tích giảm chất lỏng được ép ra ngoài. Như vậy một vòng quay của rô to phiến gạt thực hiện được một hành trình làm việc. 1 - Bình chứa dầu.2 - Vỏ phiến trượt.3 - Lò xo ép phiến trượt.4 - Phiến tỳ.5 - Rôto lệch tâm quay.6 - Phiến trượt.7 - Cụm van điều tiết. 8 - Vỏ bơm. 9 - Nắp bơm. Bơm phiến trượt có cấu tạo gọn, các chi tiết bền và có hiệu suất làm việc khá cao. Tuy nhiên giá thành chế tạo loại bơm này hơi cao. Áp suất dầu tạo ra trong khoảng 60 - 80 (kG/cm2). Cũng giống như bơm phiến gạt, để đảm bảo cho quá trình làm việc trên bơm phiến trượt cùng yêu cầu lắp đặt các thiết bị phụ trợ khác như: van an toàn, van điều khiển lưu lượng và thiết bị bù không tải. Ngoài hai loại bơm đã được giới thiệu ở trên còn một số loại bơm thuỷ lực khác cũng được sử dụng trong các bộ trợ lực thuỷ lực tuy nhiên do đặc điểm về kỹ thuật nên không được sử dụng phổ biến trên các loại bộ trợ lực ngày nay như: Bơm Piston, bơm bánh răng, bơm trục vít. 3. Bộ trợ lái thủy lực loại van trượt * Cấu tạo: Cơ cấu lái gồn trục vít, êcu, viên bi, thanh răng và bánh răng rẻ quạt. Bánh răng rẻ quạt được chế tạo liền trục chuyển hướng. Đầu ngoài trục chuyển hướng lắp với đòn quay đứng bằng then hoa côn, đầu còn lại nắp vít điều chỉnh khe hở ăn khớp giữa thanh răng và bánh răng rẻ quạt. Cơ cấu lái có cấu tạo như ở hệ thống lái thường. Bộ trợ lực gồm: xy lanh lực và van phân phối. Xy lanh lực là vỏ của cơ cấu lái, thanh răng đồng thời là piston ngăn xy lanh lực thành khoang A và B, các khoang đều có các đường dầu tới van phân phối đặt ngay trên trục lái. Êcu được định vị chặt với piston thanh răng nhờ vít hãm . Van phân phối (van điều khiển) là loại van trượt đặt trên trục lái gồm trụ trượt (12), vỏ van (13) và van bi (11). Trong vỏ đặt những trụ phản ứng (23) được phân cách bởi các lò xo được nén sơ bộ. Lò xo được xiết bằng êcu (15), lực xiết nặng xác định giá trị lực đóng bộ trợ lực. Giữa các mặt bên của vỏ van và vành trong của ổ bi có khoảng hở T để trụ trượt di chuyển.Trên vỏ van phân phối có đường dầu từ bơm tới và đường dầu hồi về bình chứa. * Nguyên lý làm việc: Khi động cơ làm việc, bơm dầu cung cấp dầu có áp suất cao tới van phân phối về bình chứa qua đường dầu hồi. Van phân phối có nhiệm vụ đóng mở đường dầu tới các khoang của xy lanh tùy theo tình trạng hoạt động của hệ thống lái. Các trụ Bộ trợ lực lái có cấu trúc tùy thuộc loại kết cấu cơ cấu lái. Một số cơ cấu lái thường phản ứng và lò xo đặt trong vỏ van có xu hướng đưa trụ trượt về vị trí trung gian và giữ trượt ở vị trí này. Khi xe chuyển động thẳng, trụ trượt của van phân phối ở vị trí trung gian. Dầu cao áp từ bơm tới van phân phối đi vào cả hai khoang của xy lanh rồi theo đường dầu hồi về bình chứa. Do dầu trong hai khoang có áp suất cao như nhau nên pit tông được giữ đứng yên, đồng thời các va đập từ bánh xe được giữ lại phần lớn ở cơ cấu lái nên xe chuyển động thẳng ổn định ngay cả khi mặt đường không bằng phẳng. Ơ vị trí trung gian bơm dầu làm việc ở chế độ không tải, bớt tiêu tốn công suất của động cơ. Khi quay vòng người lái quay vòng tay lái làm trục vít quay, pit tông thanh răng dịch chuyển tịnh tiến để xoay bánh răng rẻ quạt, đòn quay đứng. Lực cản quay từ bánh xe tạo ra lực tác dọc tác động vào trục vít. Khi lực dọc này thắng sức căng lò xo đặt giữa hai trụ phản ứng, trục vít và trục trượt của van phân phối sẽ dịch chuyển theo chiều trục trong khoảng hở T. Van phân phối rời khỏi vị trí trung gian đưa bộ trợ lực lái vào hoạt động. Cụ thể như sau: Khi quay vòng sang phải, bởi trục vít có ren trái nên lực dọc đẩy trục vít, trụ trượt dịch chuyển sang phải. Van phân phối mở đường dầu cao áp (C) từ bơm vào khoang bên phải pit tông, tạo ra lực đẩy piston sang trái nên người lái quay vô lăng nhẹ nhàng hơn. Dầu từ khoang bên trái piston theo rãnh dầu (D), qua van phân phối, đường dầu hồi để về bình chứa. Khi quay vòng sang trái, quá trình xảy ra tương tự. Trụ trượt của van phân phối dịch chuyến sang trái. Van phân phối mở đường dầu cao áp (D) từ bơm dầu vào khoang bên trái piston đẩy piston dịch chuyển sang phải. Dầu từ khoang bên phải (C) trở về bình chứa. Trong khi quay vòng nếu ngừng quay vô lăng trụ trượt của van phân phối sẽ trở về vị trí trung gian do áp lực dầu đẩy pit tông và lò xo trụ phản ứng, bởi lúc này lực cản quay không còn. Dầu đi vào cả hai khoang của xy lanh giữ nguyên pit tông để duy trì góc xoay đã có của hai bánh xe dẫn hướng. Muốn quay vòng tiếp hay trở về trạng thái chuyển động thẳng phải tiếp tục quay vô lăng. Nhờ vị trí trung gian mà hai bánh xe dẫn hướng không bị quay quá ý muốn của người lái. Các trạng thái làm việc của trợ lực lái thủy lực Trong trường bánh xe dẫn hướng bị thủng, muốn cho ô tô không quay về phía bánh xe thủng ấy thì người lái phải giữ nguyên vô lăng ỏ vị trí ban đầu. Giả sử bánh xe bị thủng, hai bánh xe sẽ nghiêng về phía trái tạo ra lực đẩy piston, trục vít, trụ trượt van phân phối sang phải. Van phân phối mở đường dầu cao áp vào khoang bên phải của piston để cho hướng chuyển động của ô tô được duy trì. Van phân phối. Van phân phối là bộ phận được bố chí trong hộp cơ cấu lái, có chức năng thay đổi đường dẫn dầu áp lực cao, thay đổi lượng dầu áp lực cao đến xylanh lực tuỳ theo vị trí của vành lái. Có bốn loại van phân phối được sử dụng phổ biến trên các loại trợ lực thuỷ lực hiện nay là: Van quay, van ống, van cánh, van trượt... . 1 - Thân van. 2 - Thanh xoắn. 3 - Mặt bích. 4 - Đường dầu hồi. 5 - Vòng chặn. 6 - Ổ bi. 7- Trục vít. 8 - Chốt khóa. 9 - Bạc trượt. 10 - Thân cơ cấu lái. 11 - Lò xo. 12 - Bulong điều chỉnh. 13 - Nêm. 14 - Thanh răng. 15 - Đường dầu vào. 16 - Phớt làm kín. Van phân phối là bộ phận được bố chí trong hộp cơ cấu lái, có chức năng thay đổi đường dẫn dầu áp lực cao, thay đổi lượng dầu áp lực cao đến xylanh lực tuỳ theo vị trí của vành lái. Có bốn loại van phân phối được sử dụng phổ biến trên các loại trợ lực thuỷ lực hiện nay là: Van quay, van ống, van cánh, van trượt... . Thân van (1) được nối với trục chủ động bằng khớp then và được cố định với thanh xoắn (2) bằng thanh khóa. Thanh xoắn (2) được cố định với trục vít bằng chốt khóa (8). Khi trục chủ động quay làm trục (1) quay làm thanh xoắn và thân van quay theo quay, do thanh xoắn không quay hoàn toàn nên chỉ truyền một phần mô men từ trục chủ động xuống trục vít. Khi thân van quay sẽ làm thay đổi đường dầu từ bơm dẫn tới các buồng xylanh. 4. Bộ trợ lái thủy lực loại van xoay. Ở hệ thống này thanh răng được thiết kế hơi khác so với lái thường một chút. Một phần của thanh răng có chứa một xilanh va 1 pittong luôn ở vị trí giữa. pittong được nối với thanh răng. Có 2 đường ống dẫn chất lỏng ở 2 bên của pittong . Một dòng chấ long có áp suất cao sẽ được bơm vào 1 đầu đường ống để đẩy pittong dịch chuyển hỗ trợ thanh răng dịch chuyển . Như vạy khi ta đánh lái sang bên nào thì cũng vó sự hỗ trợ của hệ thống thủy lực sang bên đó. Nguyên lý hoạt động của bộ trợ lực lái thủy lực: Khi xoay vành tay lái , sự cản trở gây ra bởi trong lượng xe và sự ma sat giữa bánh xe va mặt dường gây ra sự xoắn trên thanh xoắn làm van xỏa bị lệch. Sự thay đổi vị trí của van xoay dẫn hướng cho dầu chảy đến đúng đầu của xilanh lực. Sự khác nhau về áp lực dầu trên 2 mặt pitong làm thanh răng dịch chuyển nhờ vậy giảm được lực lái. Đầu bên kia của xilanh lực sẽ bị đẩy về bình chứa của bơm. Khi ngừng xoay vành tay lái, lực xoắn của thanh xoắn sẽ đẩy van xoay về vị trí trụng tâm, áp lực cân bằng trên 2 mặt pittong, lúc này banh xe trở về vị trí thẳng đứng. Lượng dầu ở 2 đường ống được điều khiển bằng van xoay. Sơ đồ kết cấu van xoay Chi tiết chính của van xoay: Thanh xoắn là 1 thanh kim loại mỏng có thể xoắn được khi có 1 momen tác dụng vào nó. Đầu trên của thanh xoắn nối với trục lái còn đầu dưới nối với bánh răng hoặc trục vít tùy thuộc vào kiểu hệ thống lái, vì vậy toàn bộ momen xoắn của thanh xoắn cân bằng với tổng momen của người lái sử dụng để giảm đổi hướng bánh xe. Momen người lái tác động càng lớn thì mức độ xoắn của thanh càng nhiều.Đầu vào của trục tay lái là 1 thành phần bên trong của khối van hình trụ ống. Nó cũng nối với đầu mút phía trên của thanh xoắn. Phía dưới thanh soắn nối với phía ngoài của của ống. Thanh xoắn cũng làm xoay đầu ra của cơ cấu lái, nối với bánh răng hoặc trục vít phụ thuộc vào kiểu hệ thống lái. Nguyên lý hoạt động của van quay: Khi người lái xoay vành tay lái thì sẽ làm cho thanh xoắn vặn đi, nó làm bên trong van ống xoay tương đối phía ngoài. Do phần bên trong của van ống cũng được nối với trục lái nên tổng số góc quay giữa bên trong và bên ngoài của van ống phụ thuộc vào người lái xoay vành tay lái. Khi vành tay lái không tác động, cả 2 đường ống thủy lực đều cụng cấp áp suất như nhau cho cơ cấu lái. Nhưng nếu van ống được xoay về 1 bên, các đường ống sẽ được mở để cung cấp dòng cao áp cho đường ống phía bên đó. V. HỆ THỐNG LÁI ĐIỆN TỬ: Giới thiệu về hệ thống lái điện tử Trợ lực lái cải tiến sử dụng một ECU trợ lực lái để điều khiển lực quay vô lăng cần thiết phù hợp với tốc độ xe, tạo lực lái nhỏ khi tốc độ xe thấp và tạo lực lái lớn khi tốc độ xe tăng để đạt được cảm giác lái tốt nhất. Có hai phương pháp để thay đổi lực lái là: Hệ thống trợ lực lái cải tiến với sự phân nhánh áp suất dầu tác dụng lên piston và Hệ thống trợ lực lái kiểu mới thay đổi moment xoắn của thanh xoắn trong van điều khiển. 2. Các bộ phận trong hệ thống lái điện tử: Hệ thống lái điện tử ngoài các bộ phận giống như hệ thống lái thường còn có thêm các bộ phận sau: a). Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ được gắn bên trong đồng hồ đo tốc độ nó bao gồm một công tắc được đóng ngắt liên tục bởi chuyển động quay của dây đồng hồ đo tốc độ. Các cảm tốc độ sau đang được sử dụng: * Kiểu lưỡi gà: Nam châm trên cáp đồng hồ tốc độ quay và từ trường của nam châm làm công tắc lưỡi gà đóng và mở. Một đầu của công tắc lưỡi gà được nối mass, đầu kia được nối với ECU. Công tắc lưỡi gà bật và tắt điện áp cung cấp tạo ra xung tương ứng với sự hoạt động bật – tắt của công tắc. Bốn xung được sinh ra trong trong mỗi vòng quay của dây, tốc độ xe cao hơn thì sẽ sinh ra nhiều xung hơn trong một đơn vị thời gian. * Kiểu tế bào quang điện: Một đĩa có xẻ rãnh trên dây đồng hồ tốc độ quay và tế bào quang điện bị bật - tắt do ánh sáng chiếu đến nó bị gián đoạn liên tục do sự che khuất của đĩa xẻ rãnh. Khi điện áp cấp lên mạch này sẽ sinh ra xung tương ứng với sự bật - tắt của tế bào quang điện. 20 xung được sinh ra trong một vòng quay của đồng hồ tốc độ, nên 1/5 những xung (4 xung) được sinh ra này là các tín hiệu tốc độ xe. Tốc độ xe cao hơn thì sinh ra nhiều xung hơn. b). ECU trợ lực lái : - ECU này được dùng để điều khiển van điện. Nó gửi các tín hiệu điều khiển tới van điện phù hợp với các tín hiệu tốc độ của xe từ cảm biến tốc độ. - Các tín hiệu ra từ ECU thay đổi hệ số tác dụng của các tín hiệu xung 250 Hz theo tốc độ xe vì vậy sinh ra tín hiệu điện áp cường độ trung bình thay đổi. c). Van điện : - Van điện được gắn trong cơ cấu lái, nó có tác dụng làm thay đổi kích thước của dầu mạch nhánh nối hai phía của xi lanh lực. - Ống của van bị kéo khi van bị kích thích bởi tín hiệu từ ECU trợ lực lái. - Hệ số tác dụng của tín hiệu thay đổi khi tốc độ xe thay đổi, làm thay đổi điện áp dẫn đến thay đổi lực điện từ của cuộn dây theo tốc độ xe. Vì vậy, mức độ ống bị kéo và kích thước của cửa dầu thay đổi theo tốc độ xe. Một số bộ phận của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử Cảm biến; 2- Bộ sử lý trung tâm ECU; 3- Bơm dầu, 4- Bình dầu Hệ thống lái trợ lực điện EPS. Bộ trợ lực lái điều kiển điện ửt gồm có trục lái được chia làm hai phần .Phần trên nối với vành tay lái, phần dưới (đầu ra) được nối với thanh răng. Đầu ra là dạng bánh răng ăn khớp với thanh răng. Hai phần của trục lái không nối cứng với nhau mà có thể chuyển động tương đối với nhau. Và hai phần của trục lái được liên hệ với nhau nhờ bộ bánh răng hành tinh. Bộ bánh răng hành tinh bên ngoài có các răng được ăn khớp với bánh răng của động cơ điện. Còn bên trong là bốn bánh răng hành tinh quay quanh bánh răng trung tâm. Bánh răng trung tâm là phần cuối của trục lái. Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử : Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử (hệ thống lái linh hoạt) hoạt động không như các hệ thống lái khác .Khi xe chạy với tốc độ chậm ,bình thường thì việc điều khiển xe tương đối dễ dàng ,lúc này bộ trợ lực điều khiển điện tửvẫn chưa hoạt động.. Khi xe chạy với tốc độ cao ,tình trạng mặt đường xấu vàcó sự thay đổi đột ngột trong khi lái như qua khúc cua với tốc độ cao, lạn lách để trách các xe khác thì lúc này bộ trợ lực điều khiển điện tử mới hoạt động để hỗ trợ cho người lái sử lý tình huống một cách dễ dàng hơn. Để biết được những sự thay đổi đó thì ở hhệ thống lái này có các cảm biến để thu nhận những tin hiệu để truyền đến bố xử lý trung tâm ECU. Thường có các cảm biến như cảm biến tốc độ của xe, cảm biến góc quay vành tay lái Bộ xử lý trung tâm ECU sau khi nhận các tín hiệu từ các cảm biến sẽ xử lý các thông tin đó và đưa ra tín hiệu để điều khiển cho động cơ điện quay, làm cho bộ bánh răng hành tinh quay theo dẫn tới thanh răng sẽ được chuyển động và làm cho các bánh xe dẫn hướng hoạt động. Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử hoạt động không phụ thuộc hoàn toàn vào sự điều khiển của người lái mà nó có thể tự điều khiển việc lái xe khi mà người lái chưa tác dụng một lực nào lên vành tay lái, tức là nó có thể xen vào tức thời để hỗ trợ cho người lái. Trên đa số các xe hơi hiện nay người ta thường phải xoay vành tay lái đến ba bốn vòng để chuyển hướng bánh xe từ cuối cùng bên trái sang tận cùng bên phải và ngược lại. Một tỷ số truyền cao nghĩa là lái xe phải quay vành tay lái nhiều hơn để bánh xe đổi hướng theo một khoảng cách cho trước. Tuy nhiên một tỷ số truyền cao sẽ không hiệu quả bằng tỷ số truyền thấp. Tỷ số truyền thấp sẽ cho tay lái phản ứng nhanh hơn. Với hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử thì có thể thay đổi tỷ số truyền lái để phù hợp với từng trường hợp có thể xảy ra trong quá trình lái xe. Đặc biệt là khi xe qua chỗ cua gấp thì không cần xoay nhiều vành tay lái. Còn đối với xe không có bộ trợ lực điều khiển điện tử thì không thể thay đổi được tỷ số truyền Vết của các bánh xe ở hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử Với hệ thống lái trợ lực điều khiển bằng điện tử thì khi người lái thay đổi hướng chuyển động của xe như lúc quay vòng hay vượt lên trước xe khác thì vết của hai bánh trước và sau trùng nhau , chính điều này giúp cho lốp xe ít bị mòn và bám sát quỹ đạo quay vòng của xe. Vết của các bánh xe ở hệ thống lái không có điều khiển bằng điện tử Đối với các xe không dùng hệ thồng lái trợ lực điều khiển điện tử thì khi thay đổi hướng chuyển động của xe như lúc quay vòng hoặc vượt lên trước xe khác thì vết của hai bánh xe trước và hai bánh sau không trùng với nhau , nên lốp của các bánh xe mau mòn hơn và quay vòng cũng không xác bằng hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử và đặc biệt là lúc quay vòng ở tốc độ cao sẽ dễ bị lật xe. Những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử: * Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử có thể thay đổi tỷ số truyền lái một cách linh hoạt tùy thuộc vào tốc độ của xe và góc quay vành tay lái . * Khi chuyển hướng xe đột ngột thì vết của hai bánh trước và sau trùng nhau tránh cho lốp xe it bị mòn. * Không cần phải quay nhiều vòng vành tay lái khi qua khúc cua, chỉ cần một tác động nhỏ ở vành tay lái là đã tạo nên một góc xoay tương đối lớn ở bánh xe. Giúp cho người lái có cảm giác thoải mái và tự tin . * Quay vòng xe sát ,giảm bớt lực tác dụng lên vành tay lái * Với hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử thì nó có thể xen vào trong một tức khắc để điều chỉnh nếu hệ thống lái có sự cố. Khi bộ trợ lực điều khiển điện tử có hỏng hóc thì hệ thống lái vẫn hoạt động bình thường. * Hệ thống lái trợ lực điều khiển điện tử hoạt động êm dịu, độ tin cậy cao. CHƯƠNG 7. HỆ THỐNG PHANH I. CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU: 1. Công dụng: Giảm tốc độ của ôtô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc độ cần thiết (phanh chân) và đồng thời giữ cho ôtô đứng yên trên dốc (phanh tay). 2. Phân loại: - Theo cách bố trí cơ cấu phanh: - Phanh bánh xe. - Phanh ở trục hệ thống truyền lực. - Theo cơ cấu phanh: - Phanh guốc. - Phanh đai. - Phanh đĩa. - Theo dẫn động phanh: - Phanh cơ khí. - Phanh thuỷ lực. - Phanh khí. - Phanh điện. - Phanh liên hợp. - Theo kết cấu bộ cường hoá: - Phanh trợ lực bằng khí nén. - Phanh trợ lực bằng áp thấp. 3. Yêu cầu: - Hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe, nghĩa là đảm bảo quãng đường phanh ngắn nhất khi phanh đột ngột. - Phanh êm dịu trong mọi trường hợp để đảm bảo ổn định ôtô khi phanh. - Điều khiển nhẹ nhàng, lực tác dụng lên pedal không lớn. - Dẫn động phanh có độ nhạy tốt. - Bảo đảm việc phân bố moment phanh trên các bánh xe phải theo quan hệ sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám. - Không có hiện tượng tự siết khi phanh. - Có hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh cao, ổn định trong sử dụng. - Giữ được tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên pedal với lực phanh bánh xe. - Thoát nhiệt tốt, có khả năng phanh ôtô trong thời gian dài. II. PHÂN TÍCH KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH: - Hệ thống phanh ôtô gồm có: phanh chính (phanh bánh xe, phanh chân) và phanh phụ (phanh truyền lực, phanh tay). Phanh chính và phanh phụ có thể sử dụng chung cơ cấu phanh hoặc riêng cơ cấu phanh, nhưng dẫn động phanh hoàn toàn riêng rẽ. - Các hệ thống phanh thường gặp: * Phanh cơ khí: thường dùng ở phanh phụ. * Phanh thuỷ lực: dẫn động bằng chất lỏng (dầu). * Phanh khí: dẫn động bằng chất khí. * Phanh thuỷ khí: dẫn động bằng chất lỏng và chất khí. - Dùng phanh dầu thì lực tác dụng lên pedal lớn hơn với phanh khí, do đó phanh dầu chỉ dùng trên ôtô con, tải nhỏ, tải trung bình. Còn phanh khí thường sử dụng trên ôtô tải trung bình và tải lớn. - Hệ thống phanh gồm hai phần chính: cơ cấu phanh và dẫn động phanh. A. CƠ CẤU PHANH: 1. Phanh guốc: - Cơ cấu loại phanh guốc có hai guốc phanh quay quanh chốt lệch tâm và đặt đối xứng với xi lanh làm việc. - Phanh guốc có kết cấu đơn giản, điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh bằng cam quay và chốt lệch tâm. - Để đảm bảo độ mòn đồng điều ở hai má phanh thì má của guốc phanh có hiệu quả cao ( tự siết) được làm dài hơn. * Ngoài ra còn có cơ cấu phanh với xi lanh làm việc có đường kính piston khác nhau. Lực tác dụng lên hai guốc phanh trong trường hợp này sẽ khác nhau, má phanh bên phải làm việc thuận lợi hơn vì có hiện tượng tự siết, vì thế má phanh bên phải cần ít lực ép hơn nên đường kính piston nhỏ hơn. - Ưu điểm của loại này là má phanh mòn điều, cơ cấu này làm việc tốt khi quay theo chiều hình vẽ (chiều tiến ôtô) và làm việc không tốt khi theo chiều ngược lại (chiều lùi ôtô). * Trên hình trình bày cơ cấu có hai xi lanh làm việc ở hai guốc phanh. Mỗi guốc phanh quay quanh chốt lệch tâm, bố trí đối xứng với đường trục của cơ cấu phanh nhằm tăng hiệu quả khi ôtô chạy tiến, nhưng lại giảm thấp hiệu quả khi ôtô chạy lùi. Vì vậy loại này dùng cho ôtô nhỏ và thường dùng ở cầu trước. - Các guốc phanh trên các cơ cấu phanh trình bày trên đây điều có một điểm tựa cố định (chốt lệch tâm) nghĩa là guốc phanh chỉ có một bậc tự do. * Sau đây là cơ cấu phanh loại bơi, guốc phanh ở cơ cấu có hai bậc tự do và không có điểm tựa cố định. Ở cơ cấu phanh loại bơi, hai xi lanh làm việc điều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới của guốc phanh. Khi phanh các guốc phanh sẽ chuyển dịch dọc theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống phanh. Nhờ ma sát má phanh bị cuốn theo ống xi lanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định, lúc đó hiệu quả phanh sẽ tốt hơn. Hiệu quả phanh của ôtô khi tiến hay lùi đều bằng nhau. Cơ cấu phanh loại này có khuyết điểm là kết cấu phức tạp. + Đối với cơ cấu phanh tự cường hoá dùng lực ma sát giữa má phanh trước và trống phanh để cường hoá hiệu quả phanh cho má phanh sau (vì guốc phanh trước được nối với guốc phanh sau nhờ thanh trung gian) - Khi trống phanh quay theo chiều nào đó sẽ có một guốc phanh tựa vào một điểm tựa cứng (2). Đặc điểm của cơ cấu phanh này là hiệu quả phanh tiến và lùi như nhau. Tuy nhiên các piston của cơ cấu phanh này có đường kính khác nhau. Một piston tác dụng trực tiếp lên guốc phanh trước, còn piston có đường kính nhỏ tác dụng lên guốc phanh sau qua đòn (1). Đầu dưới của đòn (1) được nối với guốc phanh trước qua thanh (2). Nhờ có tỷ số truyền của đòn (1) cho nên lực của piston nhỏ tác dụng lên guốc phanh sau được tăng lên. Do đó khi thiết kế chọn tỷ số truyền của đòn (1) như thế nào để bù lại sự khác nhau giữa đường kính của hai piston, nhờ thế mà lực tác dụng lên hai guốc phanh bằng nhau. - Khi ôtô tiến, cả hai guốc phanh muốn quay cùng chiều với trống phanh để tựa vào điểm tựa (3) và (4). Khi ôtô lùi, guốc phanh trái bị trống phanh cuốn theo rời điểm tựa (3), (4) và tỳ vào điểm tựa (5). Cho nên cơ cấu phanh này hiệu quả phanh khi ôtô tiến lớn hơn ôtô lùi. - Ở trường hợp các piston của cơ cấu phanh đối xứng nhau thì lực ma sát guốc phanh trước truyền sang guốc phanh sau nhờ thanh (4) và guốc phanh sau sẽ tỳ vào điểm tựa (3) khi phanh. 2. Phanh đĩa: - Phanh đĩa hiện nay được sử dụng khá rộng rãi trên các ôtô. Phanh đĩa được chia làm hai loại: loại đĩa quay và loại vỏ quay. - Phanh đĩa loại đĩa quay: Đĩa phanh ở phía ngoài có trọng lượng nhỏ, thường được sử dụng ở phanh trước hoặc phanh tay ở ôtô tải. - Nhược điểm của loại phanh này là rất dễ bị hư hỏng do bụi bẩn rơi vào khi chạy trên đường đất. - Phanh đĩa loại vỏ quay: Khi phanh các piston ở xi lanh con (3) sẽ đẩy các đĩa (1) dịch chuyển tương đối với nhau trong mặt phẳng quay của bánh xe theo hướng ngược chiều nhau. Nhờ có rãnh riêng ở đĩa (1) nên các hòn bi (2) chạy theo rãnh để ép các đĩa ma sát sát vào vỏ và tiến hành phanh. - Ưu điểm của phanh đĩa so với phanh guốc: - Áp suất trên bề mặt ma sát của má phanh giảm và phân bố đều do đó má phanh ít mòn và mòn đều. - Điều kiện làm mát tốt, bảo đảm moment quay như nhau khi tiến và lùi. - Lực dọc trục tác dụng lên đĩa cân bằng. - Có khả năng làm việc với khe hở bé nên giảm được thời gian tác dụng phanh. B. DẪN ĐỘNG PHANH: 1. Phanh dầu: - Lực tác dụng từ pedal đến cơ cấu phanh qua chất lỏng ở các đường ống. - Đặc điểm phanh dầu là các bánh xe bị 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. - Ưu điểm: + Phanh đồng thời các bánh xe. +