Hệ thống phanh chân trên ô tô

Hệ thống phanh chân trên ô tô bao gồm : Phanh tủy lực(phanh dầu), Phanh khí nén ( phanh hơi ), Phanh thủy khí

a. Phanh thủy lực (phanh dầu )
Là hệ thống phanh dựa vào tính chất không chịu nén của chất lỏng để dẫn động. Hệ thống phanh thủy lực thường gặp trên ôtô con, ôtô tải nhẹ (tổng trọng lượng không quá 12 tấn) và có thể chia ra:
Phanh thủy lực đơn giản: bàn đạp, xylanh chính, xylanh con, cơ cấu phanh.
Phanh thủy lực có trợ lực bàn đạp phanh, các dạng trợ lực là: trợ lực chân không, trợ lực điện từ, trợ lực khí nén, trợ lực thủy lực.
Phanh thủy lực có điều chỉnh lực phanh cho bánh xe, các bộ điều chỉnh thường dùng là: bộ điều chỉnh lực phanh đơn giản, bộ điều chỉnh lực phanh tự động chống trượt lết (ABS).
 

Sơ đồ hệ thống

Hình 1. Sơ đồ hệ thống phanh thủy lực

1. Bàn đạp phanh; 2. Cán đẩy; 3. Piston chính; 4. Xylanh chính;
5. Van cao áp; 6. Đường ống; 7. Xylanh con; 8. Piston con;
9. Guốc phanh; 10. Chốt; 11. Tang trống; 12. Lò xo.

Nguyên lý hoạt động
Tác dụng của phanh là dựa trên cơ sở lực ma sát. Khi chưa đạp bàn đạp, các guốc phanh (9) được lò xo (12) kéo vào nên mặt ma sát (mặt ngoài) của chúng tách rời khỏi mặt trong của tang trống (11) nên bánh xe được quay tự do trên moayơ.
Khi đạp chân lên bàn đạp (1), cán đẩy (2) sẽ đẩy piston (3) chuyển dịch sang phải làm tăng áp suất dầu đẩy mở van cao áp (5) đưa dầu vào đường ống (6) để tới xylanh ở các bánh xe. Lúc này do áp suất dầu trong các xylanh con (7) tăng lên tạo lực đẩy hai piston con (8) chạy sang hai bên đẩy guốc phanh (9) quay quanh các chốt (12) để các má phanh tỳ ép và hãm chặt tang trống (11). Lực ma sát giữa má phanh và tang trống giữ không cho các bánh xe quay tiếp. Lúc này nếu bánh xe bám tốt mặt đường thì lực ma sát trên sẽ tạo ra môment phanh, bánh xe dừng lại.
Nếu nhấc chân khỏi bàn đạp (nhả chân phanh) thì áp suất trong hệ thống dầu sẽ giảm nhanh, nhờ lò xo (12) các guốc phanh được kéo lại gần nhau làm cho các piston (8) cũng bị kéo vào đẩy dầu qua van hồi dầu trở về xylanh chính và bệ chứa, các má phanh rời khỏi mặt tiếp xúc nên mặt trong của tang trống không còn tác dụng phanh.
 
Ưu nhược điểm của hệ thống phanh 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. Có hiệu suất phanh cao, độ nhạy tốt, kết cấu đơn giản nên được sử dụng rộng rãi cho nhiều loại ôtô.
Nhược điểm: Không thể làm tỷ số truyền lớn được vì thế nếu hệ thống phanh thủy lực không có trợ lực chỉ dùng cho các ôtô có trọng lượng nhỏ, lực tác dụng lên bàn đạp phanh lớn. Khi bị hư hỏng, rò rỉ dầu hoặc vỡ đường ống thì cả hệ thống không làm việc được. Hiệu suất truyền động sẽ giảm ở nhiệt độ thấp.
 
b. Phanh khí nén ( phanh hơi )
Hệ thống phanh khí nén sử dụng năng lượng của khí nén để tiến hành phanh, người điều khiển không cần mất nhiều lực để tác động phanh mà chỉ cần đủ lực thắng lò xo ở tổng van khí nén để điều khiển cung cấp khí nén hoặc làm thoát khí nén ở các bộ phận làm việc. Nhờ thế mà phanh khi điều khiển sẽ nhẹ hơn. Phanh khí nén thường được sử dụng trên ôtô có tải trọng trung bình và lớn.
 
Sơ đồ hệ thống

Hình 2. Sơ đồ hệ thống phanh hơi

1. Máy nén khí; 2. Bộ điều chỉnh áp suất; 3. Đồng hồ áp; 4,5. Bình
khí nén; 6. Bầu phanh; 7. Cam banh; 8. Van điều khiển; 9. Bàn
đạp phanh; 10. Ống mềm; 11. Guốc phanh.

Máy nén khí (1) chính là máy bơm được dẫn động bởi động cơ sẽ bơm khí đến bình hơi (4, 5), dung tích hơi đảm bảo dự trữ hơi để đạp phanh một số lần. Bộ điều chỉnh áp suất (2) giới hạn áp suất khí nén trong bình ở mức qui ước. Áp suất của khí nén trong bình được xác định nhờ áp kế (3) đặt trong buồng lái.
 
Nguyên lý hoạt động
Khi đạp chân phanh (9), nắp van của van điều khiển (8) sẽ thay đổi vị trí bầu phanh (6) và cắt đứt đường thông với khí trời và bắt đầu nối thông với bình chứa khí nén để không khí nén đi vào các hộp phanh, đẩy màng của bầu phanh áp vào cán làm quay đòn và cam, banh đầu guốc phanh để hãm tang trống.
Nếu nhả chân khỏi bàn đạp phanh (9) sẽ cắt đứt đường không khí nén tới
các bầu phanh (6) và nối các bầu phanh với khí trời, áp suất khí trong bầu phanh giảm xuống và các guốc phanh trượt về vị trí ban đầu dưới tác dụng của lò xo, nhờ đó bánh xe làm việc bình thường.
 
Ưu nhược điểm hệ thống phanh khi nén
Ưu điểm: Lực tác dụng lên bàn đạp bé, vì vậy mà phanh khí nén thường được trang bị cho ôtô có tải trọng lớn, có khả năng điều chỉnh hệ thống phanh rơmoóc. Hệ thống phanh khí nén có thể cơ khí hóa quá trình điều khiển ôtô và có thể sử dụng không khí nén cho các bộ phận làm việc như hệ thống treo loại khí.
Nhược điểm:Số lượng các cụm chi tiết khá nhiều, kích thước chung lớn và giá thành cao, độ nhạy nhỏ.
 
c. Phanh thủy khí
 
Sơ đồ hệ thống

Hình 3. Sơ đồ hệ thống phanh thủy khí

1. Máy nén khí; 2. Van áp suất; 3. Đồng hồ đo áp suất; 4. Bình nén khí;
5. Bình chứa dầu; 6. Bàn đạp phanh; 7. Bầu phanh; 8. Ống mềm;
9. Xylanh con; 10. Guốc phanh; 11. Tang trống.

Nguyên lý hoạt động
Hệ thống phanh thủy khí là sự kết hợp của hệ thống phanh dầu và hệ thống phanh khí, nhằm vận dụng các ưu điểm của hai hệ thống này.
Nguyên lý làm việc của hệ thống phanh thủy khí theo sơ đồ trên như sau: Khí được nén ở máy nén khí (1) được dẫn động cung cấp khí nén đến bình chứa (4), áp suất của khí nén trong bình được định theo van áp suất (2) và biểu thị qua đồng hồ áp suất (3) đặt trong buồng lái. Khi cần phanh người điều khiển tác động vào bàn đạp phanh (6), bàn đạp sẽ dẫn động đến tổng van khí nén, lúc đó khí nén sẽ từ bình chứa (4) qua tổng van khí nén tạo áp lực ép màng của bầu phanh (7) tác động lên xylanh chính. Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua ống dẫn (8) đến các xylanh con (9), dẫn động các má phanh (10) và tiến hành quá trình phanh.
 

Ưu nhược điểm của hệ thống phanh thủy khí
Ưu điểm: Hệ thống phanh thủy khí thường dùng trên ôtô vận tải trung bình và lớn. Nó phối hợp cả ưu điểm của phanh khí nén và phanh thủy lực, cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhảy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau.
Nhược điểm: Hệ thống phanh thủy khí sử dụng chưa rộng rãi do phần truyền động thủy lực còn bị ảnh hưởng nhiều của nhiệt độ, kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết.

Nguồn : oto-hui