Phanh thủy lực trên ô tô - Phần 1: Nguyên lý hoạt động

(Nguồn OTO-HUI.com )

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.
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 lanh công tác. Khi tăng lực tác dụng lên bàn đạp sẽ làm cho áp suất trong xy lanh phanh chính tăng lên, lực đẩy lên guốc phanh cũng tăng lên. Do đó, dẫn động phanh thuỷ lực bảo đảm được sự làm việc đồng thời của các cơ cấu phanh, bảo đảm tỷ lệ thuận 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 tô vận tải nhỏ và trung bình.

Trên hình 1 trình bày nguyên lý của dẫn động phanh thuỷ lực:

Hình 1: 1-Xilanh chính; 2- Bình chứa dầu: 3- Piston: 4- Mạch dầu; 5- Cơ cấu chấp hành

Dẫn động phanh thuỷ lực một mạch cổ điển có cấu tạo đơn giản, đảm bảo phân bố lực phanh khác nhau giữa các bánh xe. Vì áp suất tại mọi điểm trong các đường ống bằng nhau cho nên khi cần có lực phanh ở các bánh xe khác nhau chỉ cần chế tạo các pít tông của các xi lanh công tác có đường kính khác nhau. Hiệu suất truyền động cao. Nhưng độ tin cậy thấp, khi hệ thống có một chỗ hở thì toàn bộ phanh mất tác dụng. Do đó ,hiện nay dẫn động phanh thuỷ lực một mạch đã được cải 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  về dẫn động phanh thủy lực mạch độc lập

Sự độc lập của 2 mạch dẫn động có thể được tạo ra bởi một xi lanh chính loại kép có 2 piston (Hình 3-còn gọi là xilanh phanh chính Tandem),

Hình 3: Xilanh kép

hoặc 2 xi lanh chính loại 1 piston dẫn động cho hai mạch phanh khác nhau.

Hinh 4: Dẫn động phanh - mạch độc lập.
1,2,3 - xi lanh làm viêc: 4,5 -xi lanh chính.

Khi một mạch nào đó bị hỏng, ôtô vẫn được phanh bởi mạch phanh còn lại để đảm bảo an toàn chuyển động, mặc dù hiệu quả phanh sẽ giảm nhưng còn khả năng phanh 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,khi một trong hai mạch có sự cố thì hiệu quả phanh sẽ giảm nhiều vì lúc này phanh chỉ thực hiện trên một cầu.

Ở hình (2, c )hai mạch độc lập đều bố trí cho cầu trước và cầu sau, kết cấu tuy phức tạp, khi một trong hai mạch bị sự cố, hiệu quả phanh có giảm nhưng vẫn còn cao hơn. 

( còn tiếp - Phần 2: Trợ lực khí nén cho phanh ô tô )

Công nghệ rót bia, đóng thùng bia

Một thời gian trước có bạn hỏi mình về kỹ thuật rót bia đẳng áp. Mình đã tìm kiếm trên mạng, tổng hợp thành một bài và chia sẻ với mọi người.

Bia được rót vào thùng chứa ở điều kiện đẳng áp, nghĩa là bia luôn ở trạng thái áp suất dư không đổi (áp suất bia>áp suất khí quyển). Khi rót bia ở ngoài không khí sẽ tạo bọt, do xảy ra hiện tượng mất CO₂ và vì vậy không thể rót đầy thể tích bình chứa, hoặc chai chứa. Đó là nhược điểm cần khắc phục.
Để rót bia dưới áp suất dư cần sử dụng máy rót đẳng áp. Trước khi rót bia vào, thùng chứa hoặc chai phải được đóng kín hoàn toàn. Khi đó “thùng chứa nhận” được nối thông chỉ với phần không gian chứa khí của “thùng chứa cho” (thùng này nằm trong máy rót). Bằng cách đó cân bằng áp suất trong thùng chứa nhận với áp suất thùng chứa của máy rót. Và chỉ khi đó mới tiến hành việc rót bia. Khi đó phần bia rót vào lấn dần phần CO₂trong thùng nhận, phần khí bị lấn theo lối thông di chuyển sang phần không gian chứa khí của thùng chứa cho. Ưu điểm của rót đẳng áp – hầu như không có bọt, lượng CO₂ trong bia mất ít, tận dụng tối đa dung tích bình chứa.

Đóng thùng bia: Bia được rót vào thùng gỗ với dung tích từ 50 hoặc 100 lít và vào thùng nhôm dung tích 100 lít. Cần bảo đảm nhiệt độ khi rót bia luôn giữ dưới 3^oC. Hình dưới: dụng cụ rót bia tự động cân bằng áp suất để rót bia bia vào chai.

Dụng cụ rót gồm: 2 hoặc nhiều vòi rót đẳng áp 1, thùng chứa 2 và giá đỡ 3.

Để vận chuyển bia đi xa cần những bể bia lớn. Phổ biến là các dạng bể elip dẹt, bọc xốp hoặc các vật liệu giữ nhiệt. Hình dẹt để dễ dàng lắp đặt vào xe chuyên chở.

Dụng cụ nén CO₂ được lắp đặt ở một ngăn riêng nằm giữa cabin xe và bể chứa. Xe chuyên dụng này sẽ đem bể chứa bia từ nhà máy bia tới điểm phân phối.

Xem xét vấn đề rót đầy bia vào bể chứa tại nhà máy, khi mà giữ áp suất nén CO₂ở 0,07 MPa – đây là áp suất dư.

Trước khi rót bia vào bể chứa (hình dưới) cần phải lùa CO₂ vào bể chứa trước. Để làm được điều đó cần nối bể chứa với hệ thống cấp CO₂ của nhà máy thông qua ống dẫn 8 bằng cách mở các van 9, 10 . Đối với  việc mở van 6 hoặc 7 phụ thuộc vào sử dụng khoang rót (phễu) A hay B.

 Giả sử sử dụng khoang B để rót bia vào bể. Khí CO₂  đi từ hệ thống cấp của nhà máy qua ống dẫn 8 van 9 và ống dẫn 3 đổ vào bể chứa. Không khí có sẵn trong bể bị dồn vào khoang A qua van 10, ống dẫn 5 và van 6 – lúc này van 7 đóng.

Kết thúc bước lùa CO₂ vào bể chứa ta đóng van 6, mở van 7. Bia từ khoang B theo ống dẫn 5 và ống 4 đi vào bể chứa. Khí trong bình sẽ bị đẩy dần ra theo van 9, ống dẫn 8 đổ vào khoang A.

Kiểm tra bể bia được rót đầy bằng cách sử dụng ống trong 3. Việc rót dừng lại tại quá ống 3 không còn bọt bia. Sau khi rót đầy bia vào bể ta đóng các van 7,9, 10. Phần ống dẫn và các van gắn với bể được đặt vào một khoang riêng của bể chứa.

Rót bia từ bể chứa ra thùng hoặc chai tại điểm phân phối cần được duy trì dưới ấp suất dư  CO₂. Áp suất dư  CO₂ được tạo ra từ những bình tích áp 1, khi đó mở van 2 và đóng các van 10, 11. Để bảo vệ bể chứa khỏi sự tăng áp lắp cụm thiết bị ổn áp gồm van 12 và 13, cụm thiết bị này duy trì áp suất ở 0.07 MPa. Ta có thể hiểu quá trình rót bia tại các điểm phân phối cũng tương tự quá trình rót bia tại nhà máy. Chỉ có điều việc duy trì áp suất dư cho CO₂ tại điểm phân phối được thực hiện bằng các bình tích áp có sẵn trên xe chuyên chở.

Trong quá trình rót cần duy trì nhiệt độ ở 3-5°С.