KHẢO SÁT DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN XE TẢI NẶNG
1 Bố trí chung của dẫn động phanh
Như đã nêu ở ở một số bài viết trên diễn đàn, xe vận tải nặng thường sử dụng hệ thống phanh dẫn động kiểu khí nén để khai thác triệt để những ưu điểm chính của dẫn động khí nén là điều khiển phanh nhẹ nhàng và tạo được áp lực phanh (momen phanh) lớn ở cơ cấu phanh bánh xe.
Nói chung, sơ đồ dẫn động phanh khí nén các xe vận tải ngày nay của các nước tiên tiến trên thế giới đều thoả mãn những yêu cầu rất khắt khe mà một hệ thống phanh hiện đại cần phải đạt được .
Khi phân tích sơ đồ dẫn động phanh khí nén của ôtô các nứớc Nga, Đức, Hàn quốc, Mỹ, Nhật ..ta thấy chúng đều có một kết cấu chung đó là:
* Gồm nhiều hệ thống : phanh chính (phanh chân), phanh dự phòng, phanh dừng (phanh tay), phanh bổ trợ;
* Hệ thống phanh chân được tách thành các mạch độc lập (và có ít nhất từ hai mạch trở lên)
* Dẫn động phanh rơmoóc là kiểu dẫn động hai dòng:
Dòng cung cấp và dòng điều khiển.
Trong một số trường hợp, để tận dụng hết các rơmoóc có dẫn động điều khiển kiểu “tác động ngược”, trên sơ đồ dẫn động phanh rơmoóc còn có thêm một đường dẫn dự phòng chuyên dùng, khi phải làm việc với rơmoóc kiểu cũ này (họ xe Kamaz).
Sơ đồ kết cấu chung của dẫn động phanh khí nén các ôtô vận tải nặng cho trên hình 1.
Sơ đồ dẫn động chung bao gồm: hệ thống phanh chân, phanh tay, phanh bổ trợ, phanh dự phòng. Ngoài ra trong hệ thống còn có kết cấu để xả phanh khẩn cấp và các đường cung cấp khí nén cho rơmoóc hoặc bán rơmoóc.
Phanh chân được tách thành hai mạch độc lập.
Cơ cấu phanh có trên tất cả các bánh xe và là cơ cấu chung cho cả phanh chân, phanh tay và phanh dự phòng.
Hệ thống có năm mạch nhánh hoạt động độc lập. Khí nén từ máy nén khí 1 qua van điều chỉnh áp suất 2 cung cấp năng lượng cho cả năm mạch nhánh riêng biệt này.
Hình 1-Sơ đồ nguyên lý chung của dẫn động phanh khí nén .
1-Máy nén khí 2-Bộ khử ẩm và chống đông 3-Van bảo vệ 2 ngã 4, 5, 6-Bình chứa khí nén 7- Van xả phanh khẩn cấp 8-Nút nhấn phanh bổ trợ 9-Các xi lanh 10-Van cắt nhiên liệu 11-Đầu nối 12-Khoá 13- Van 14-Bầu phanh sau 15-Van phanh tay 16-Van bảo vệ 3 ngã 17-Bộ điều hoà lực phanh 18-Tổng van phanh 19-Bầu phanh trước 20-Áp kế hai kim .
Dẫn động cho phanh chân cầu trước gồm bình chứa 3, khoang trên tồng phanh hai tầng 18 và các bầu phanh bánh xe cầu trước 19.
*Mạch nhánh thứ hai :
Dẫn động phanh chân các bánh xe cầu giữavà cầu sau, bao gồm bình chứa 4, khoang dưới của tổng van phanh 18, bộ điều hoà lực phanh 17 và các bầu phanh 14 (loại có bình tích năng kiểu lò xo). Áp suất khí nén từ các bình chứa tới van tổng phanh 18 được kiểm soát bằng đồng hồ đo (20)kiểu kép: nửa trên kiểm soát mạch I và nửa dưới kiểm soát mạch II. Hoạt động phanh do tác động trực tiếp của người lái lên bàn đạp phanh, điều khiển việc đóng mở mạch. Khí nén sẽ từ các bình chứa riêng biệt đi qua các cụm van trung gian đến bầu phanh (khi phanh) hoặc xả từ bầu phanh ra khí trời qua các cụm van trung gian và tổng phanh (khi thôi phanh).
Các cụm van đều là các van tuỳ động, hoạt động tuỳ thuộc vào sự điều khiển của người lái.
*-Mạch nhánh thứ ba :
Dẫn động cho phanh tay và phanh dự phòng; bao gồm bình chứa 5, van phanh tay 15 có cần điều khiển bằng tay và bầu phanh 14 (có phần lò xo tích năng lượng). Nguồn cung cấp khí nén dẫn động cho rơmoóc sẽ lấy từ mạch nhánh này qua van 13, khoá 12 đến đầu nối 11. Vì nhánh 3 dẫn động cho cả phanh tay và phanh dự phòng nên van phanh tay15 có hai chế độ làm việc. Khi cần điều khiển ở 2 vị trí ngoài cùng đã được định vị sẵn_ ứng với trường hợp phanh tay; Khi cần điều khiển ở khoảng trung gian giữa 2 vị trí đã định vị_ứng với việc điều khiển phanh dự phòng.
Khi không phanh (tay), khí nén sẽ được dẫn đến bình tích năng để nén các lò xo. Và khi phanh, khí nén sẽ được xả ra ngoài khí trời để giải phóng lò xo, tạo áp lực phanh lên các cơ cấu phanh bánh xe.
Các xe vận tải nặng ngày nay chỉ sử dụng bầu phanh tích năng ở các bánh xe cầu sau hoặc ở cầu giữa và sau, mà không dùng cho mạch dẫn động cầu trước. Lực phanh (và momen phanh) được tạo ra trong trường hợp này bằng năng lượng của lò xo (năng lượng cơ khí) vì vậy có thể giữ xe đứng tại chỗ trong thời gian dài, không phụ thuộc vào sự có mặt (hoặc không) của người lái. Phanh dự phòng có tác dụng trên các bánh xe cầu giữa và cầu sau, thay thế cho phanh chân khi bị hỏng, và là hệ thống hoạt động tuỳ động.
*-Mạch nhánh thứ tư :
Điều khiển phanh bổ trợ; bao gồm bình chứa 6, van đóng mở bằng chân 8, các xilanh 9 dẫn động khí nén cho phanh bổ trợ và xilanh 10 để ngắt đường cung cấp nhiên liệu cho bơm cao áp . Người lái sẽ kiểm soát được áp suất khí nén trong các bình chứa bằng đèn tín hiệu đặt trên bảng đồng hồ. Phanh bổ trợ được sử dụng khi xe phải đi xuống các dốc dài, nhờ đó mà giảm tải đáng kể cho phanh chính .
*-Mạch nhánh thứ năm :
Để nhả phanh khẩn cấp, bao gồm van điều khiển 7 kiểu nút nhấn và phần bầu phanh tích năng 14. Khi có sự cố làm cho khí nén trong mạch dẫn động phanh tay bị xả ra ngoài khí trời, phanh tay sẽ làm việc ngoài ý muốn của người lái. Nhờ van 7, khí nén sẽ được cung cấp cho bầu tích năng từ một nguồn khác, do vậy mà xe không bị bó phanh (tay).
2-Một số sơ đồ dẫn động phanh khí nén điển hình của ôtô tải nặng
a. Dẫn động phanh họ xe MAZ
Ôtô vận tải MAZ do Belarus sản xuất vào đầu những năm 2000, là loại xe vận tải nặng (bao gồm cả xe đầu kéo), có biệt danh là “cải tổ”. Tải trọng của xe đoàn từ 20 đến 25 tấn; trọng lượng toàn bộ xe (30÷40 ) tấn. Xe được sử dụng để chạy trên các loại đường cao tốc. Tốc độ tối đa của xe là 95 km/g.
Hệ thống phanh của họ xe MAZ cho trên hình 2
Về cơ bản, sơ đồ kết cấu của xe dẫn động phanh MAZ không khác với sơ đồ bố trí chung của hệ thống phanh (hình 1). Để đảm bảo cho các mạch nhánh trong hệ thống là mạch độc lập triệt để, tại phần nguồn có van bảo vệ một ngã 7, bảo vệ cho mạch phanh dự phòng và mạch phanh rơmoóc, van bảo vệ hai ngã 5 và tổng phanh 2 tầng 18 để tách mạch phanh chân cầu trước với mạch phanh chân các cầu giữa và cầu sau.
Hình 2-Sơ đồ dẫn động phanh xe tải nặng MAZ
1-Máy nén khí 2-Lọc cặn 3-Bộ điều chỉnh áp suất 4-Bình chứa 5-Van bảo vệ hai ngã 6-Van kiểm tra áp suất đầu ra 7-Van bảo vệ một ngã 8, 9-Bình chứa 11-Van điều khiển phanh bổ trợ 12-Xi lanh ngắt cung cấp 13-Xi lanh điều khiển lực 14-Van 1 chiều 15-Van điều khiển phanh moóc hai dòng 16-Van điều khiển phanh moóc 1 dòng 17-Van điều khiển phanh tay 18-Van tổng phanh 19-Van tăng tốc 20-Bộ điều hoà lực phanh 21-Bầu phanh sau 22-Bầu phanh trước 23-Van thoát khí hai ngã 24-Van cho dẫn động 1 dòng 25-Đầu nối 26-Bộ chống đông 27-Cảm biến 28-Van xả cặn
Hình 3 – Sơ đồ dẫn động phanh xe tải Kamax 5320
Dẫn động phanh khí nén bao gồm hệ thống cung cấp khí nén và 6 đường dẫn động khí nén đảm bảo dẫn động độc lập cho phanh chân ở các bánh xe trước và rơmoóc, phanh tay, phanh dự phòng và rơmoóc (bán rơmóc ), bướm phanh động cơ chậm dần của hệ thống phanh phụ trợ và cung cấp khí nén cho các phụ tải khác, hệ thống nhả phanh sự cố ở hệ thống phanh tay, phanh rơmoóc ( tương ứng với các đường I, II, III, IV, V, VI ).
Bốn đường đầu ( I, II, III, IV ) có bình chứa khí riêng, trước bình chứa khí có lắp van bảo vệ hai ngã và bảo vệ ba ngã làm việc độc lập với nhau. Khi có xuất hiện hư hỏng, các van này được điều chỉnh sao cho nạp khí đầu tiên là vào bình chứa dẫn động đường phanh tay, phanh dự phòng, sau đó mới tới các bình chứa ở các đường còn lại của hệ thống phanh. Để cung cấp khí nén cho đường V người ta sử dụng bình chứa của đường I và II, còn cung cấp cho đường VI sử dụng bình chứa khí của đường III.
Sơ đồ nguyên lí dẫn động phanh khí nén của xe Kamaz -5320 được trình bày ở hình 3.
