Phanh thuỷ lực và trợ lực khí nén

Sự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh, mà nền tảng khoa học là định luật Pascal (nhà toán học người Pháp thế kỹ 17).Theo định luật Pascal thì chất lỏng là chất không chịu nén, khi áp suất được đặt vào chất lỏng trong một hệ thống kín, áp suất đó sẽ phân phối bằng nhau và giữ nguyên trị số ở tất cả các hướng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phanh thuỷ lực và trợ lực khí nén Phanh thuỷ lực và trợ lực khí nénSự làm việc của dẫn động phanh thuỷ lực dựa trên quy luật thuỷ tĩnh, mà nền tảngkhoa học là định luật Pascal (nhà toán học người Pháp thế kỹ 17).Theo định luật Pascal thì chất lỏng là chất không chịu nén, khi áp suất được đặtvào chất lỏng trong một hệ thống kín, áp suất đó sẽ phân phối bằng nhau và giữnguyên trị số ở tất cả các hướng.Như vậy áp suất trong dẫn động phanh truyền đến các xilanh bánh xe là như nhau,khi đó lực đẩy lên guốc phanh sẽ phụ thuộc vào đường kính đỉnh pít tông xy lanhcông tác. Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp sẽ làm cho áp suất trong xy lanh phanhchính tăng lên, lực đẩy lên guốc phanh cũng tăng lên. Do đó, dẫn động phanh thuỷlực bảo đảm được sự làm việc đồng thời của các cơ cấu phanh, bảo đảm tỷ lệthuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp và lực đẩy lên guốc phanh tức là bảo đảm tính“tuỳ động”của hệ thống phanh.Dẫn động phanh thuỷ lực có ưu điểm mạnh là thời gian chậm tác dụng nhỏ (0,2s,do chất lỏng không bị nén) nên hiệu quả phanh cao hơn dẫn động phanh khí nén.Vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong hệ thống phanh chính của ô tô du lịch, ô tôvận tải nhỏ và trung bình.Trên hình 1 trình bày nguyên lý của dẫn động phanh thuỷ lựcHình 1-Nguyên lý của dẫn động phanh thuỷ lực .1-Xilanh chính 2-Bình chứa dầu 3-Piston 4-Mạch dầu 5-Cơ cấu chấp hànhDẫn động phanh thuỷ lực một mạch cổ điển có cấu tạo đ ơn giản, đảm bảo phân bốlực phanh khác nhau giữa các bánh xe. Vì áp suất tại mọi điểm trong các đườngống bằng nhau cho nên khi cần có lực phanh ở các bánh xe khác nhau chỉ cần chếtạo các pít tông của các xi lanh công tác có đường kính khác nhau. Hiệu suấttruyền động cao. Nhưng độ tin cậy thấp, khi hệ thống có một chỗ hở thì toàn bộphanh mất tác dụng. Do đó ,hiện nay dẫn động phanh thuỷ lực một mạch đ ã đượccải tiến thành dẫn động phanh nhiều mạch độc lập.Trên hình 2 là một số sơ đồ dẫn động phanh thuỷ lực 2 mạch độc lập.Hình 2 Các sơ đồ chủ yếu của dẫn động phanh thuỷ lực tách mạch độc lậpSự độc lập của 2 mạch dẫn động có thể được tạo ra bởi một xi lanh chính loại képcó 2 piston (Hình 3-còn gọi là xilanh phanh chính Tandem),Hình 3-Xilanh chính loại kép.hoặc 2 xi lanh chính loại 1 piston dẫn động cho hai mạch phanh khác nhau.Hình 4-Dẫn động phanh tách mạch độc lập1, 3, 5 – Xilanh làm việc 2, 4 – Xilanh chínhKhi một mạch nào đó bị hỏng, ôtô vẫn được phanh bởi mạch phanh còn lại để đảmbảo an toàn chuyển động, mặc dù hiệu quả phanh sẽ giảm nhưng còn khả năngphanh xe để không gây tai nạn.Sự giảm hiệu quả phanh khi có sự cố phụ thuộc vào việc bố trí mạch dẫn động.Trên hình (2, a )bố trí một mạch dẫn động cho cầu trước,một mạch cho cầu sau,khimột trong hai mạch có sự cố thì hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều vì lúc này phanh chỉthực hiện trên một cầu.Ở hình (2, c )hai mạch độc lập đều bố trí cho cầu trước và cầu sau, kết cấu tuyphức tạp, khi một trong hai mạch bị sự cố, hiệu quả phanh có giảm nhưng vẫn còncao hơn .Một nhược điểm cơ bản nữa của hệ thống phanh thuỷ lực cổ điển và hệ thống dẫnđộng phanh thuỷ lực nói chung là lực phanh nhỏ, do tỷ số truyền không lớn, nó bịgiới hạn bởi kích thước của cơ cấu phanh và lực tác dụng của người lái xe lên bànđạp phanh. Cho nên hiện nay hệ thống dẫn động phanh thuỷ lực đều có bố trí trợlực (bộ cường hoá) để quá trình điều khiển phanh được nhẹ nhàng, giảm cường độlao động cho người lái xe,nhưng vẫn tăng lực phanh, tăng hiệu quả phanh.Có khá nhiều phương pháp trợ lực: trợ lực khí nén, trợ lực chân không,trợ lực thuỷlực, trợ lực điện… .Hiện nay sử dụng phổ biến là trợ lực khí nén, trợ lực thuỷ lựctrên một số xe vận tải nặng và trợ lực chân không ở các xe du lịch và vận tải trungbình.Đặc điểm của hệ thống trợ lực chân không, là sử dụng ngay độ chân không ở họngcổ hút của động cơ đưa vào một khoang của bộ trợ lực, khoang kia được thông vớikhí trời. Khi đạp phanh sẽ tạo ra tín hiệu điều khiển mở van cho bộ trợ lực làmviệc. Sự chênh lệch áp suất trong bộ trợ lực sẽ tạo ra một ngoại lực tác động vào xilanh lực làm tăng áp suất trong dẫn động phanh, tăng lực phanh.Trợ lực chân không tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khiđộng cơ làm việc mà không ảnh hưởng đến công suất động cơ, ngược lại khiphanh có tác dụng làm cho công suất động cơ giảm vì hệ số nạp giảm làm giảmmột phần tốc độ ô tô (giảm tốc độ ban đầu khi phanh V0), tăng hiệu quả phanh.Kết cấu bộ trợ lực chân không đơn giản, dễ bố trí trên xe. Tuy vậy, trợ lực chânkhông có lực cường hoá không lớn, bị giới hạn bởi tiết diện của màng tác dụnglực, nếu màng lớn thì kích thước của bộ trợ lực tăng lên. Vì vậy trợ lực chânkhông chỉ thích hợp cho xe du lịch, xe vận tải trung bình và nhỏ.Còn đối với xe tảinặng phải dùng trợ lực khí nén.Trên hình 5 cho thấymột sơ đồ trợ lực khí nén đơn giản,Hình 5-Sơ đồ trợ lực khí nén bố trí theo kiểu song song1; 8-Các xi lanh phanh 7-Mạch dầu 2-Bộ trợ lực 9-Xilanh chính Tandem 5-Bìnhchứa khí 6-Cụm van điều khiển 3-Đòn dẫn động 4 -Bàn đạp 10 – Bình dầu.Trợ lực khí nén tạo ra lực cường hoá mạnh, do áp suất khí nén có thể đạt 7-8KG/cm2, phù hợp cho xe vận tải lớn nếu có dẫn động phanh thuỷ lực. mặc d ù kếtcấu phức tạp, phải sử dụng thêm máy nén khí.Loại trợ lực khí nén bố trí theo kiểu nối tiếp (còn gọi là dẫn động phanh thuỷ –khí) cũng được sử dụng trên một số xe vận tải nặng thể hiện trên hình 6Hình 6 -Dẫn động phanh thuỷ lực-khí nén bố trí theo kiểu nối tiếp .1-Phần cung cấp khí nén ; 2- Bình chứa ; 3-Bàn đạp và van tổng phanh ;4-Bầu trợ lực 5-Các xilanh phanhĐặc điểm của hệ thống là phần dẫn động thuỷ lực nối tiếp với phần dẫn động khínén vì vậy khi có sự cố hư hỏng trên mạch dẫn động thuỷ lực hoặc trên nguồncung cấp khí nén thì toàn bộ hệ thống phanh mất tác dụng như hình 7Hình 7 -Dẫn động phanh thuỷ khí kết hợp1-Máy nén 2-Bình chứa dầu 6-Bình chứa khí 5-Tổng van phanh hai tầng 3-Airmaster 4-Cơ cấu phanhViệc tách mạch cả phần cun ...