NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIΛ CARENS

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp, hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh: - Phanh làm việc: phanh này là phanh

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ

Hà Nội, ngày tháng năm 2022

ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hà Nội, ngày tháng năm 2022

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE Ô TÔ 2

1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu 2

1.1.1.Công dụng 2

1.1.2 Yêu cầu 2

1.1.3 Phân loại 5

1.2 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh 6

1.2.1 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh thủy lực 6

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh khí nén 9

1.2.3 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh ABS 14

CHƯƠNG II SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIΛCAREN 19

2.1 Giới thiệu chung về xe Kia Caren 19

2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của xe KiΛ Carens 21

2.1.3 Giới thiệu các hệ thống của xe KiΛ Carens 21

2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên làm việc của hệ thống phanh trên xe KiΛCaren 25

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo 25

2.2.2 Nguyên lý làm việc 26

CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIΛ CAREN 27

3.1 Cơ cấu phanh 27

3.1.1 Cơ cấu phanh trước 27

3.1.2 Cơ cấu phanh sau 28

3.2.Xy lanh chính 29

3.2.1 Cấu tạo 29

3.2.2 Nguyên lý hoạt động 29

3.3 Trợ lực phanh 31

3.3.1 Cấu tạo 31

3.3.2 Nguyên lí làm việc 32

3.4 Các cảm biến 33

3.5 Khối điều khiển điện tử 35

3.6 Bộ chấp hành ABS 37

3.6.1 Van điện tử 39

3.6.2 Motor điện và bơm dầu 40

3.6.3 Bình tích áp 40

CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH THÁO LẮP, PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA VÀ CHẨN ĐOÁN HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIA CAREN 41

4.1 Xy lanh phanh chính 41

4.1.1 Quy trình tháo xylanh phanh chính 41

4.1.2 Quy trình lắp xylanh phanh chính 44

4.1.3 Kiểm tra xylanh phanh chính 47

4.2 Cơ cấu phanh 47

4.2.1 Quy trình tháo cơ cấu phanh 47

4.2.2 Quy trình lắp cơ cấu phanh 48

4.2.3.Kiểm tra cơ cấu phanh 50

4.3 Phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa hệ thống phanh 51

4.3.1 Phương pháp kiểm tra 51

4.3.2 Phương pháp bảo dưỡng 52

4.4 Phương pháp chẩn đoán hệ thống phanh 55

KẾT LUẬN 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Kết cấu hệ thống phanh dẫn động thủy lực 6

Hình1.2 Bàn đạp phanh 7

Hình1.3.Phanh đĩa 8

Hình1.4 Sơ đồ khi đạp phanh dẫn động thủy lực 8

Hình 1.5 Sơ đồ khi nhả phanh dẫn động thủy lực 9

Hình 1.6 Hệ thống phanh dẫn động khí nén 9

Hình 1.7 Máy khí nén 10

Hình 1.8 Bình chứa 10

Hình 1.9 Bộ điều áp 11

Hình 1.10 Van bảo vệ 4 mạch 11

Hình 1.11 Van phanh chính với van điều chỉnh áp suất 12

Hình 1.12.Van phanh tay và van phanh phụ 12

Hình 1.13 Bộ điều chỉnh lực phanh tay 13

Hình 1.14 Xi lanh phanh 13

Hình1.15 Khi phanh xe bình thường 16

Hình 1.16 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất 17

Hình 1.17.Giai đoạn tăng áp suất 18

Hình2.1 Giới thiệu về xe KiΛ Caren 19

Hình 2.2 Hệ thống truyền lực cơ bản 21

Hình 2.3 Bơm trợ lực lái trên xe KiΛ Caren 22

Hình 2.4 Hệ thống phanh trên xe KiΛ Caren 25

Hình 3.1 Cơ cấu phanh trước 27

Hình 3.2 Cơ cấu phanh sau 28

Hình 3.3.Xylanh phanh chínnh 29

Hình 3.4 Kết cấu xy lanh chính 29

Hình 3.5 Khi không đạp bàn đạp phanh 30

Hình 3.6.Khi đạp bàn đạp phanh 30

Hình 3.7 Khi nhả phanh 31

Hình 3.8 Bầu trợ lực 31

Hình 3.9.Sơ đồ cấu tạo bầu trợ lực khi không đạp phanh 32

Hình 3.10 Cấu tạo bầu trợ lực khi đạp phanh 32

Hình 3.11 Cảm biến tốc độ bánh xe trước 33

Hình 3.12 Cảm biến tốc độ bánh xe sau 33

Hình 3.13 Cảm biến áp suất 34

Hình 3.14 Hệ thống ECU 35

Hình 3.15 Bộ chấp hành ABS 37

Hình 3.16 Van điện từ 39

Hình 3.17 moto điện 40

Hình 4.1 Cụm xylanh phanh chính 41

Hình 4.2 Bảo dưỡng dầu phanh 52

Hình4.3 Bảo dưỡng má phanh 53

Hình 4.4 Bảo dưỡng đĩa phanh 54

MỞ ĐẦU

Ngành công nghiệp ôtô là một ngành quan trọng trong sự phát triển kinh

tế của một quốc gia đặc biệt là một quốc gia đang phát triển như Việt Nam Ôtô phục vụ cho việc vận chuyển hàng hoá, phục vụ mục đích đi lại của con người Do vậy phát triển ngành công nghiệp ôtô Việt Nam là một trong những mục tiêu chiến lược trong sự phát triển của đất nước

Song song với việc phát triển nghành ôtô thì vấn đề bảo đảm an toàn cho người và xe càng trở nên cần thiết Do đó trên ôtô hiện nay xuất hiện rất nhiều

cơ cấu bảo đảm an toàn như: cơ cấu phanh, dây đai an toàn, túi khí, trong đó

cơ cấu phanh đóng vai trò quan trọng nhất Cho nên khi thiết kế hệ thống phanh phải đảm bảo phanh có hiệu quả cao, an toàn ở mọi tốc độ nhất là ở tốc

độ cao; để nâng cao được năng suất vận chuyển người và hàng hoá là điều rất cần thiết

Đề tài này có nhiệm vụ “Nghiên cứu hệ thống phanh trên xe KiɅ Caren” Sau quá trình nghiên cứu thiết kế dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của thầy TS Nguyễn Tuấn Nghĩa và toàn thể các thầy cô trong bộ môn

đã giúp em hoàn thành được đồ án của mình Mặc dù vậy cũng không tránh khỏi những thiếu sót em mong các thầy bổ sung giúp đỡ, để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Nguyễn Tuấn Nghĩa cùng toàn thể

các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình

Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Dương Đức Thịnh

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRÊN

XE Ô TÔ 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu

1.1.1.Công dụng

Hệ thống phanh có chức năng giảm tốc độ chuyển động tới tốc chuyển động nào đó hoặc dừng hẳn ô tô ở một vị trí nhất định Thông thường, quá trình phanh xe được tiến hành bằng cách tạo ma sát giữa phần quay và phần đứng yên trên xe, như vậy động năng chuyển động của xe biến thành nhiệt năng của cơ cấu ma sát và được truyền ra môi trường xung quanh

Hệ thống phanh trên ô tô gồm có các bộ phận chính: cơ cấu phanh, dẫn động phanh Ngày nay trên cơ sở các bộ phạn kể trên, hệ thống phanh còn được bố trí thêm các thiết bị nâng cao hiệu quả phanh

Cơ cấu phanh: được bố trí ở gần bánh xe, thực hiện chức năng của các cơ cấu ma sát nhằm tạo ra mô men hãm trên các bánh xe của ô tô khi phanh Dẫn động phanh: bao gồm các bộ phận liên kết từ cơ cấu điều khiển (bàn đạp phanh, cần kéo phanh) tới các chi tiết điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh Dẫn động phanh dùng để dùng để truyền và khuếch đại lực điều khiển

từ cơ cấu điều khiển phanh đến các chi tiết điều khiển hoạt động của cơ cấu phanh

1.1.2 Yêu cầu

Hệ thống phanh cần đảm bảo các yêu cầu chính sau:

- Làm việc bền vững, tin cậy

- Có hiệu quả phanh cao khi phanh đột ngột với cường độ lớn trong trường hợp nguy hiểm

- Phanh êm dịu trong những trường hợp khác, để đảm bảo tiện nghi và an toàn cho hành khách và hàng hóa

- Giữ cho ô tô máy kéo đứng yên khi cần thiết, trong thời gian không hạn chế

- Đảm bảo tính ổn định và điều khiển khi phanh

- Không có hiện tượng tự phanh khi các bánh xe dịch chuyển thẳng đứng và khi quay vòng

- Hệ số ma sát giữa má phanh với trống phanh cao và ổn dịnh trong mọi điều kiện sử dụng

- Có khả năng thoát nhiệt tốt

- Điều khiển nhẹ nhàng, thuận tiện, lực tác dụng lên bàn đạp hay đòn điều khiển nhỏ

Để có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn chuyển động trong mọi trường hợp,

hệ thống phanh của ô tô máy kéo bao giờ cũng phải có tối thiểu ba loại phanh:

- Phanh làm việc: phanh này là phanh chính, được sử dụng thường xuyên ở mọi chế độ chuyển động, thường được điều khiển bằng bàn đạp nên còn được gọi là phanh chân

- Phanh dự trữ: dùng phanh ô tô máy kéo khi phanh chính hỏng

- Phanh dừng: Còn gọi là phanh phụ Dùng để giữ cho ô tô máy kéo đứng yên tại chỗ khi dừng xe hoặc khi không làm việc Phanh này thường được điều khiển bằng tay đòn nên còn được gọi là phanh tay

- Phanh chậm dần: trên các ô tô máy kéo tải trọng lớn (như: xe tải, trọng lượng toàn bộ lớn hơn 12 tấn; xe khách, trọng lượng lớn hơn 5 tấn) hoặc làm việc ở vùng đồi núi, thường xuyên phải chuyển động xuống các dốc dài, còn phải có loại phanh thứ tư là phanh chậm dần, dùng để:

+ Phanh liên tục, giữ cho tốc độ ô tô máy kéo không tăng quá giới hạn cho phép khi xuống dốc

+ Để giảm dần tốc độ ô tô máy kéo trước khi dừng hẳn

Các loại phanh trên có thể có các bộ phận chung và kiêm nhiệm chức năng của nhau nhưng chúng phải có ít nhất là hai bộ phận là điều khiển và dẫn động độc lập Ngoài ra còn để tăng thêm độ tin cậy, hệ thống phanh chính còn được phân thành các dòng độc lập để nếu một dòng nào đó bị hỏng thì các dòng còn lại vẫn làm việc bình thường

Để có hiệu quả phanh cao:

- Dẫn động phanh phải có độ nhạy lớn

- Phân phối mômen phanh trên các bánh xe phải đảm bảo tận dụng được toàn

bộ trọng lượng bám để tạo lực phanh Muốn vậy lực phanh trên các bánh xe phải tỷ lệ thuận với phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên chúng

- Trong trường hợp cần thiết, có thể sử dụng các bộ trợ lực hay dùng dẫn động khí nén hoặc bơm thủy lực để tăng hiệu quả phanh đối với các xe có trọng lượng lớn

Để đánh giá hiệu quả phanh người ta sử dụng hai chỉ tiêu chính: gia tốc chậm dần và quãng đường phanh Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chỉ tiêu khác, như: lực phanh hay thời gian phanh

Các chỉ tiêu quy định về hiệu quả phanh cho phép do từng quốc gia hay từng hiệp hội qui định riêng dựa vào nhiều yếu tố, như: nguồn gốc và chủng loại các ô tô đang lưu hành, điều kiện đường xá, trình độ tổ chức kiểm tra kỹ thuật, các trang thiết bị kiểm tra…

Khi phanh bằng phanh dữ trữ hoặc bằng các hệ thống khác thực hiện chức năng của nó, gia tốc chậm dần cần phải đạt 3m/s2 đối với ô tô khách và 2,8m/s2

đối với ô tô tải

Đối với hệ thống phanh dừng, hiệu quả phanh được đánh giá bằng tổng lực phanh thực tế mà các cơ cấu phanh của nó tạo ra Khi thử (theo cả hai chiều: đầu xe hướng xuống dốc và ngược lại) phanh dừng phải giữ được ô tô máy kéo chở đầy tải và động cơ tách khỏi hệ thống truyền lực, đứng yên trên mặt dốc có

độ nghiêng không nhỏ hơn 25 %

Hệ thống phanh chậm dần phải đảm bảo cho ô tô máy kéo khi chuyển động xuống các dốc dài 6km, độ dốc 7 %, tốc độ không vượt quá 30±2 km/h,

mà không cần sử dụng các hệ thống phanh khác Khi phanh bằng phanh này, gia tốc chậm dần của ô tô máy kéo thường đạt khoảng 0,6÷2,0 m/s2

Để quá trình phanh được êm dịu và để người lái được cảm giác, điều khiển được đúng cường độ phanh, dẫn động phanh cần phải có cơ cấu đảm bảo quan

hệ tỷ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp hoặc đòn điều khiển với lực phanh tạo ra ở bánh xe Đồng thời không có hiện tượng tự siết khi phanh

Để đảm bảo tính ổn định và điều khiển của ô tô máy kéo khi phanh, sự phân bố lực phanh giữa các bánh xe phải hợp lý, cụ thể phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Lực phanh trên các bánh xe phải và trái của cùng một cầu phải bằng nhau Sai lệch cho phép không được vượt quá 15 % lực phanh lớn nhất

- Không xảy ra hiện tượng khóa cứng, trượt các bánh xe khi phanh vì: các bánh xe trước trượt sẽ làm cho ô tô máy kéo bị trượt ngang; các bánh xe sau trượt có thể làm ô tô máy kéo mất tính điều khiển, quay đầu xe Ngoài ra các bánh xe bị trượt còn gây mòn lốp, giảm hiệu quả phanh do giảm hệ số bám

Để đảm bảo yêu cầu này, trên ô tô máy kéo hiện đại người ta sử dụng các

bộ điều chỉnh lực phanh hay hệ thống chống hãm cứng bánh xe (Antilock Braking System-ABS)

1.1.3 Phân loại

Hệ thống phanh được phân chia theo tính chất hình thành hệ thống phanh:

• Theo đặc điểm điều khiển được chia thành:

-Phanh chính (phanh chân), dùng để giảm tốc độ khi xe chuyển động -Phanh phụ (phanh tay), dùng để đỗ xe khi người lái rời khỏi buồng lái và dùng làm phanh dự phòng

-Phanh bổ trợ(phanh bằng động cơ, thủy lực hoặc điện từ) dùng để tiêu hao bớt một phần động năng của ô tô khi cần tiến hành pahnh lâu dài (phanh trên dốc dài)

• Theo kết cấu của cơ cấu phanh được chia ra: cơ cấu phanh tang trống, cơ cấu phanh đĩa, cơ cấu phanh dài

• Theo dẫn động phanh:

- Hệ thống phanh dẫn động bằng cơ khí

- Hệ thống dẫn động bằng thủy lực

- Hệ thống dẫn động bằng khí nén

- Hệ thống phanh dẫn động liên hợp: cơ khí, thủy lực, khí nén,

- Hệ thống phanh dẫn động có trợ lực

• Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh:

Hệ thống phanh được hoàn thiện theo hướng nâng cao chất lượng điều khiển ô

tô khi phanh, do vậy trang bị thêm các bộ điều chỉnh lực phanh:

- Bộ điều chỉnh lực phanh (bộ điều hòa lực phanh)

- Bộ chống hãm cứng bánh xe (hệ thống phanh có ABS)

Trên hệ thống phanh có ABS còn có thể bố trí các liên hợp điều chỉnh: hạn chế trượt quay, ổn định động học ô tô nhằm hoàn thiện khả năng cơ động,

ổn định của ô tô khi không điều khiển phanh

1.2 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh

1.2.1 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh thủy lực

Hình 1.1.Kết cấu hệ thống phanh dẫn động thủy lực

1.Bàn phanh tay 5.Phanh đĩa

2.Bộ trợ lực phanh 6.Phanh tay

3.Xi lanh phanh chính 7.Phanh đĩa

4.Van điều hòa lực phanh

Cấu tạo hệ thống phanh dẫn động thủy lực gồm có các bộ phận chính:

• Bàn đạp phanh:Để giảm tốc độ hoặc dừng chuyển động của xe, người lái

sẽ tác dụng lực lên bàn đạp Thành phần này mà người lái nhấn bằng chân

được gọi là bàn đạp phanh Nó được kết nối với xi lanh chủ thông qua một dây cơ hoặc thanh liên kết

Hình1.2 Bàn đạp phanh

• Xylanh phanh chính

lên bàn đạp thành áp suất thủy lực Các chức năng cơ bản của xi lanh chủ bao gồm áp suất phát triển Cân bằng áp suất cần thiết để phanh, ngăn ngừa các chất gây ô nhiễm như không khí và nước, … Các thành phần xi lanh Master Master là vỏ, bình chứa, pít-tông, cốc cao su, van kiểm tra áp suất, …

• Đường ống dẫn dầu phanh:

Đường phanh hoặc ống được sử dụng để truyền chất lỏng áp suất cao giữa các thành phần khác nhau Trong hai, đường phanh là cứng nhắc và được xây dựng bằng cách sử dụng ống thép hai bức tường Trong khi đó các ống phanh là linh hoạt có thể được di chuyển

• Dầu phanh:

Dầu phanh là phương tiện truyền áp lực đến xi lanh bánh xe Điểm đóng băng thấp, dung sai nước, bôi trơn Không ăn mòn, độ nhớt thích hợp và điểm sôi cao là những đặc tính cần thiết cho dầu phanh thủy lực

Hình1.3 Phanh đĩa

Nguyên lí hoạt động cơ bản của hệ thống phanh dẫn động thủy lực:

Khi đạp phanh:

Hình1.4 Sơ đồ khi đạp phanh dẫn động thủy lực

Khi cần giảm tốc độ xe hoặc dừng hẳn xe lại, người lái tác dụng vào bàn đạp phanh (1), thông qua cơ cầu dẫn động tác động lên piston (2) di chuyển trong xy lanh phanh chính (3) đẩy dầu vào hệ thống các đường ống dẫn (6) và

đi đến các xy lanh bánh xe (7), dưới tác dụng của lực sinh ra do áp suất dầu phanh trong hệ thống tác động lên các piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe sẽ đẩy ra ngoài theo chiều mũi tên để tác dụng lên cơ cấu phanh (phanh tang trống hoặc phanh đĩa) thực hiện việc giảm tốc độ hoặc dừng hẳn xe Thời gian

và quãng đường xe bị giảm hoặc dừng hẳn phụ thuộc vào lực tác dụng lên bàn đạp phanh

Khi nhả phanh:

Hình 1.5 Sơ đồ khi nhả phanh dẫn động thủy lực

Khi người lái thôi tác dụng vào bàn đạp phanh, dưới tác dụng của cơ cấu

lò xo hồi vị tại các bánh xe hoặc cần điều khiển xy lanh phanh chính sẽ ép piston (4,5,9) xy lanh phanh bánh xe lại và đẩy dầu ngược trở về xy lanh chính (3) như lúc đầu, lúc này phanh sẽ được nhả ra không còn tác dụng hãm hoặc dừng xe lại nữa

Khi giữ phanh:

Các trạng thái được giữ nguyên trạng thái các piston

1.2.2 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh khí nén

Hình 1.6 Hệ thống phanh dẫn động khí nén 1-Máy nén 2-Bình chứa dầu3-Air master 4-Cơ cấu phanh 5-Tổng van phanh

hai tầng 6-Bình chứa khí

Hệ thống phanh khí nén bao gồm: cơ cấu phanh và dẫn động phanh, hoạt động nhờ áp lực của khí nén, để điều khiển hệ thống phanh ô tô theo yêu cầu của người lái và đảm bảo an toàn giao thông khi vận hành trên đường

• Bình chứa

Hình 1.8 Bình chứa

Bình chứa khí nén dùng để chứa khí nén (đủ cho 10 lần đạp phanh, khi máynén khí hỏng)

+ Phân phối khí nén cho 4 mạch phanh

+ Đảm bảo áp suất trong các mạch còn hoạt động khi áp suất giảm một hay nhiều mạch phanh

+ Có thể ưu tiên nạp khí cho các mạch phanh chính

• Van phanh chính với van điều chỉnh áp suất:

Hình 1.11 Van phanh chính với van điều chỉnh áp suất

- Nhiệm vụ:

+ Nạp và xả khí nén với định lượng nhỏ trong hệ thống phanh chính 2 mạch

ởô tô tải kéo

+ Điều khiển van điều khiển rơ móoc

+ Có thể cùng với van điều chỉnh tỷ lệ áp suất điều khiển áp suất phanh ở cầu trước tùy theo tải

• Van phanh tay và phanh phụ:

Hình 1.12 Van phanh tay và van phanh phụ

• Bộ điều chỉnh lực phanh tự động tùy theo tải với van rơle:

Hình 1.13 Bộ điều chỉnh lực phanh tay

- Nhiệm vụ:

+ Điều chỉnh tự động lực phanh phụ thuộc vào trọng tải

+ Điều khiển bằng áp suất trong ống khí lò xo ở ô tô có hệ thống đàn hồi bằng không khí hay bằng khoảng hành trình lò xo ở ô tô có hệ thống đàn hồi cơ học

+ Van rơle để nạp và xả khí phanh

• Xi lanh phanh

Hình 1.14 Xi lanh phanh

- Nhiệm vụ:

+ Xi lanh màng cung cấp lực căng ở phanh chính

+ Xi lanh trữ lực lò xo cung cấp lực căng cho phanh tay và phanh phụ Đây

là cơ cấu an toàn đặc biệt khi toàn bộ hệ thống khí nén bị hỏng hoặc rò rỉ

Điều mà người ta làm lý do để khuyên dùng dùng hệ thống phanh dẫn động khí nén với điều kiện đổ đèo núi

+ Điều kiện làm việc của hệ thống phanh liên tục chịu áp lực khí nén và nhiệt độ cao của các bề mặt ma sát nên các chi tiết dễ bị hư hỏng cần được tiến hành kiểm tra, điều chỉnh thường xuyên và bảo dưỡng, sửa chữa kịp thời đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và

an toàn tính mạng con người nhằm nâng cao tuổi thọ của hệ thống phanh

- Nguyên lí làm việc:

+ Trạng thái phanh xe

Khi người lái đạp bàn đạp phanh, thông qua ty đẩy làm cho pít tông điều khiển chuyển động nén lò xo và đẩy van khí nén mở cho khí nén từ bình chứa phân phối đến các bầu phanh bánh xe, nén lò xo đẩy cần đẩy và xoay cam tác động đẩy hai guốc phanh ép chặt má phanh vào tang trống tạo nên áp lực ma sát, làm cho tang trống và moayơ bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc đứng lại theo yêu cầu của người lái

+ Trạng thái thôi phanh:

Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh, lò xo của pít tông điều khiển

và van khi nén sẽ hồi vị các van và pít tông điều khiển về vị trí ban đầu làm cho van khí nén đóng kín đường dẫn khí nén từ bình chứa và xả khí nén của bầu phanh bánh xe ra ngoài không khí Lò xo của bầu phanh hồi vị, đẩy cần đẩy và trục cam tác động về vị trí không phanh và lò xo guốc phanh kéo hai guốc phanh rời khỏi tang trống

1.2.3 Cấu tạo và nguyên lí làm việc của hệ thống phanh ABS

ABS thực ra là công nghệ điện tử thay thế cho phương pháp phanh hiệu quả nhất (đặc biệt trên mặt đường trơn trượt) là đạp-nhả pê-đan liên tục, cảm nhận dấu hiệu rê bánh để xử lý Do việc thực hiện kỹ thuật này không đơn giản

mà các chuyên gia ôtô ở hãng Bosch, Đức, đã nghiên cứu, chế tạo cơ cấu ABS bao gồm các cảm biến lắp trên bánh xe (ghi nhận tình trạng hoạt động); bộ xử

lý điện tử CPU và thiết bị điều áp (đảm nhiệm thay đổi áp suất trong piston phanh)

Trong trường hợp phanh gấp, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe không bị hãm cứng (hay còn gọi là "bó")

Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh, máy tính cũng tự động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm Để thực hiện được điều này, hệ thống sẽ thực hiện động tác ép - nhả má phanh trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị "chết" như trên các xe không có ABS

Các bộ điều chỉnh lực phanh, bằng cách điều chỉnh sự phân phối áp suất trong dẫn động phanh các bánh xe trước và sau, có thể đảm bảo:Hoặc hãm cứng đồng thời các bánh xe (để sử dụng triệt để trọng lượng bám và tránh quay xe khi phanh)

• Cấu tạo của hệ thống ABS gồm các phần tử sau:

- Cảm biến tốc độ bánh xe: đo tốc độ bánh xe của mỗi bánh trong 4 bánh

xe, có cảm biến tốc độ bánh xe

- Bộ điều khiển ABS: điều khiển hoạt động của bộ chấp hành ABS theo các tín hiệu nhận từ cảm biến tốc độ bánh xe và các công tác áp suất

- Bộ chấp hành ABS: bộ chấp hành ABS cấp hay ngắt áp suất dầu từ xi lanh phanh bánh xe theo tín hiệu điều khiển từ ABS-ECU để điều khiển tốc độ bánh xe

• Nguyên lí làm việc:

- Khi không phanh

- Khi không phanh, không có lực tác dụng lên bàn đạp phanh nhưng cảm biến tốc độ luôn đo tốc độ bánh xe và gửi về khối điều khiển ECU khi xe hoạt động

- Khi phanh phanh thường (ABS không hoạt động)

Hình1.15 Khi phanh xe bình thường

Khi người lái đạp phanh, rà phanh mà lực phanh chưa đủ lớn để xảy ra hiện tượng trượt bánh xe quá giới hạn cho phép, dầu phanh với áp suất cao sẽđi

từ tổng phanh đến lỗ nạp thường mở cửa van nạp để đi vào và sau đó đi ra mà không hề bị cản trở bởi bất kỳ một chi tiết nào trong bộ chấp hành ABS Dầu phanh sẽ được đi đến các xilanh bánh xe sẽ ép các má phanh vào đĩa phanh tạo

ra lực ma sát phanh làm giảm tốc độ của bánh xe và của xe Ở chế độ này bộ điều khiển ECU không gửi tín hiệu đến bộ chấp hành ABS, mặc dù cảm biến tốc độ vẫn luôn hoạt động và gửi tín hiêu đến ECU

Khi phanh khẩn cấp (ABS làm việc)

Khi ngườ lái tác dụng lên bàn đạp phanh đủ lớn sẽ gây nên hiện tượng trượt Khi hệ số trượt vượt quá giới hạn quy định ( 10 30%) thì ABS sẽ bắt đầu hoạt động và chế độ làm việc của ABS gồm các giai đoạn sau:

• Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất:

Khi phát hiện thấy sự giảm tốc nhanh tốc độ của bánh xe từ tín hiệu của cảm biến tốc độ gửi đến, bộ điều khiển ECU sẽ xác định bánh xe nào bị trượt quá giới hạn quy định

Sau đó, bộ điều khiển ECU sẽ gửi tín hiệu đến bộ chấp hành hay là cụm thủy lực, kích hoạt các rơle điện từ của van nạp hoạt động để đóng van nạp (13) lại, cắt đường thông giữa xilanh chính và xilanh bánh xe Như vậy áp suất trong

xilanh bánh xe sẽ không đổi ngay cả khi người lái tiếp tục tăng lực đạp Sơ đồ làm việc của hệ thống trong giai đoạn này như trên hình:

Hình 1.16 Giai đoạn duy trì (giữ) áp suất

8 - Bình chứa dầu Nếu đã cho đóng van nạp mà bộ điều hành nhận thấy bánh xe có khả năng bị hãm cứng (gia tốc chậm dần quá lớn), thì nó tiếp tục truyền tín hiệu điều khiển đến rơle van điện từ của van xả (14) để mở van này ra, để cho chấtlỏng từ xilanh bánh xe đi vào bộ tích năng (8) và thoát về vùng có áp suất thấp của hệ thống, nhờ đó áp suất trong hệ thống được giảm bớt

• Giai đoạn tăng áp suất:

Khi tốc độ bánh xe tăng lên (do áp suất dòng phanh giảm), khi đó cần tăng áp trong xilanh để tạo lực phanh lớn, khối điều khiển điện tử ECU ngắt dòng điện cung cấp cho cuộn dây của các van điện từ, làm cho van nạp mở ra

và đóng van xả lại, bánh xe lại giảm tốc độ

Hình 1.17.Giai đoạn tăng áp suất

3– Van điện 8 – Bình chứa dầu 13 – Van nạp

4 – Cuộn dây 9 – Cơ cấu phanh 14 – Van xả

5 – Van điện 10 – Cảm biến tốc độ 15 - Khối ECU

Chu trình giữ áp, giảm áp, và tăng áp cứ thế được lặp đi lặp lại, cho đến khi, giữ cho xe được ở giới hạn trượt cục bộ tối ưu mà không bị hãm cứng hoàn toàn

CHƯƠNG II SƠ ĐỒ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG PHANH TRÊN XE KIΛCAREN 2.1 Giới thiệu chung về xe Kia Caren

Hình2.1 Giới thiệu về xe KiΛ Caren

Kia Carens là dòng xe MPV của hãng Kia nổi tiếng, tuy không phổ biến bằng những dòng xe KiΛ Morning nhưng Carens vẫn là một trong những sự lựa chọn hàng đầu của các gia đình Việt Xe được biết với tên gọi khác là KiΛ Rondo và tính đến nay đang là thế hệ thứ 4 với nhiều thay đổi và cải tiến mới hứa hẹn mang đến cho khách hàng nhiều trải nghiệm thú vị hơn

Khi nhắc đến Kia chúng ta sẽ nghĩ ngay đến dòng xe KiΛ Morning, một trong những chiếc xe bán chạy và phổ biến nhất Việt Nam Còn KiΛ Carens lại

là dòng xe đánh dấu sự trưởng thành của hãng. Lịch sử hình thành:

Kia Carens thuộc thương hiệu Kia Hàn Quốc, đây là hãng sản xuất ô tô hàng đầu trên thế giới Xe được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1999 và đến nay đang ở thế hệ thứ 4 Và mãi đến năm 2007 dòng xe này mới chính thức có mặt tại thị trường Việt Nam Ngay từ khi mới ra mắt Carens là dành được nhiều

sự quan tâm và yêu thích của người Việt Tuy nhiên, năm 2016 mẫu xe này được đổi tên thành KiΛ Ronda với kiểu dáng, thiết kế hiện đại và lớn hơn Do

đó để mua được những chiếc KiΛ Carens tại thời điểm này các bạn có thể tìm mua tại những thị trường ô tô cũ với giá thành rẻ

Phân khúc khách hàng, đối thủ cạnh tranh:

Kia Carens thuộc phân khúc xe MPV gầm cao, đây là phân khúc khá sôi động với sự tham gia của nhiều đối thủ cạnh tranh đó là: Toyota Innova, Mitsubishi Xpander hay Suzuki Ertiga

2.1.2 Đặc tính kỹ thuật của xe KiΛ Carens

Kia Carens được trang bị động cơ xăng 2.0L I4 DOHC tích hợp công nghệ phun xăng điện tử EFI (Electronic Fuel Injection), với công suất cực đại 143

mã lực, mô-men xoắn cực đại 19,2 kg.m Hai loại hộp số được trang bị là hộp

số tự động 4 cấp và hộp số sàn 5 cấp

2.1.3 Giới thiệu các hệ thống của xe KiΛ Carens

2.1.3.1 Hệ thống truyền lực

Hình 2.2 Hệ thống truyền lực cơ bản

Ly hợp: Loại 1 đĩa ma sát khô, thường đóng, có lò xo ép hình đĩa, dẫn động cơ khí khiểu cáp Ở loại ly hợp này sử dụng lò xo dạng hình côn từ đó có thẻ tận dụng kết cấu này để đóng mở ly hợp mà không cần phải dụng đòn mở riêng Mặt đáy của lò xo được tì trược tiếp vào đĩa ép, phần giữa của lò xo được liên kết với nó Mặt đỉnh của lò xo được sử dụng mở ly hợp khi bạc mở ép lên

lý sử dụng áp suất dầu làm nguồn lực cung cấp cho cơ cấu truyền

Hình 2.3.Bơm trợ lực lái trên xe KiΛ Caren

2.1.3.3 Hệ thống treo

Hệ thống treo trước độc lập, cơ cấu thanh chống MacPherson và thanh cân bằng

Hệ thống treo sau độc lập, cơ cấu liên kết đa điểm (multi-link) và thanh cân bằng

Giảm chấn trước loại thuỷ lực

Lò xo trước loại trụ xoắn (coil springs)

Giảm chấn sau loại thuỷ lực

Lò xo sau loại trụ xoắn (coil springs)

2.1.3.4 Hệ thống phanh

Cơ cấu phanh bánh trước ô tô Kia Carens là cơ cấu phanh đĩa có giá di động có khả năng điều chỉnh khe hở bằng sự biến dạng của vành khăn làm kín Trong kiểu này, xilanh công tác được lắp đặt di động trên một hoặc hai chốt dẫn hướng có bạc lótbằng cao su, nhờ vậy cơ cấu xilanh còn có thể dịch chuyển sang hai bên Giá đỡ xilanh chạy trên bulong qua bạc, ống trượt Bạc và ống trượt được bôi trơn bằng một lớp mỡ mỏng và được bảo vệ bằng các chụp cao

su che bụi Trên giá sử dụng hai bulong giá trượt đảm bảo khả năng dẫn hướng của giá đỡ xilanh Piston lắp trong giá đỡ xilanh và có một lỗ dẫn dầu, một lỗ

xả không khí Vòng khóa có tác dụng hạn chế dịch chuyển của piston và giữ vòng che chắn bụi cho xilanh và piston Vòng làm kín vừa làm chức năng bao kín và biến dạng để tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh Giá

đỡ má phanh ôm ngoài giá đỡ xilanh và được giữ bằng các ốc bắt giá Các tấm

má phanh bắt trên giá nhờ rãnh, tấm định vị, các vòng khóa và lò xo khóa Chiều dày tấm má phanh 9-12mm Má phanh có rãnh hướng tâm làm mát bề mặt ma sát khi phanh Trên má phanh có vòng lò xo báo chiều dày má phanh Khi má phanh mòn, đầu vòng lò xo chạm vào đĩa phanh làm xuất hiện ma sát báo cho người sử dụng biết để thay thế kịp thời Đĩa phanh bắt với moay ơ nhờ bulong bánh xe Giá đỡ không cố định mà có thể trượt ngang được trên mộ số chốt bắt cố định với dầm cầu Trong giá đỡ di động người ta chỉ bố trí một xilanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ

Phanh sau là cơ cấu phanh đĩa điều khiển bằng thủy lực trọ lực chân không,

có sử dụng hệ thống chống bó cứng ABS

Phanh dừng (phanh tay) là phanh cơ khí tác dụng lên bánh sau

2.1.3.5 Hệ thống chiếu sang

Xe có cụm đèn hậu thiết kế đứng và bên cạnh là đường vuốt ngang

Đèn pha Halogen dạng thấu

Gương chiếu hậu tích hợp đèn

- Hệ thống chống bó cứng phanh ABS Hiện tượng thường xuyên xảy ra khi phanh gấp đó là các bánh xe sẽ bị bó cứng và có trượt trên mặt đường, đặc biệt trên các địa hình trơn trượt khiến người lái không thể tập tiếp tục điều khiển xe

để đánh tránh trướng ngại vật Hệ thống chống bó cứng phanh ABS trên xe Kia Carens giúp điều khiển phanh bằng máy tính có thể kiểm soát được tốc độ của

xe khi phanh nhờ vào cảm biến đặt tại các bánh xe Khi xảy ra hiện tượng bó

cứng tại một bánh xe, hệ thống sẽ nhấp nhả phanh giúp bánh xe không bị bó cứng, quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần trong một giây, phát huy tối

đa hiệu quả phanh, cho phép người điều khiển đang lái tránh chướng ngại vậy

và đảm bảo sự ổn định của xe

- Phanh đĩa trước/sau:

+ Hệ thống phân phối lực phanh điện tử EBD

+ Dây đai an toàn các hàng ghế

+ Túi khi trước cho người lái và hành khách

+ Khóa cửa trung tâm

+ Camera lùi

+ Túi cứu hộ

2.2 Sơ đồ cấu tạo và nguyên làm việc của hệ thống phanh trên xe

KiΛCaren

2.2.1 Sơ đồ cấu tạo

Hình 2.4 Hệ thống phanh trên xe KiΛ Caren

Về cơ bản thì phanh đĩa gồm các bộ phận cơ bản sau:

− Ngàm phanh (Caliper)

− Đĩa phanh (Roto): Đĩa phanh được gắn trực tiếp lên cụm may-ơ bánh xe Đĩa phanh được đục lỗ hoặc xẻ rãnh để gia tăng khả năng tản nhiệt (giúp làm giảm thiểu tối đa khả năng mài mòn của đĩa phanh) Đĩa phanh thường được làm bằng vật liệu chịu lực rất tốt, có độ bền cao, thường ít

bị hư hỏng Đĩa phanh sẽ bị cào xước trong trường hợp má phanh đã quá mòn hoặc má phanh không đạt tiêu chuẩn Đĩa phanh cũng có thể bị cong, vênh, nứt vỡ nếu chịu tác động của 1 lực lớn như tai nạn xe cộ, …

− Má phanh (Brake pads): Hệ thống má phanh là 1 khối thống nhất, gồm 2

má phanh kẹp 2 bên mặt của đĩa phanh và kẹp chặt lấy đĩa phanh khi sử dụng Trên má phanh được xẻ rãnh nhằm thoát nhiệt, thoát bụi trong quá trình làm việc Má phanh có thể chế tạo từ gốm, hợp kim, kevlar, …

− Piston: Phanh đĩa sử dụng piston (dầu) để truyền lực cho má phanh Dầu phanh đĩa thường là loại chuyên dụng Khi piston hoạt động sẽ ép má phanh vào đĩa phanh và do đó, tác động trực tiếp giúp xe dừng lại Ngoài ra còn có các bộ phận khác như lò xo (spring), bộ lọc khí (air filter),

…

2.2.2 Nguyên lý làm việc

− Người lái khi đạp và bàn đạp phanh sẽ làm tăng áp suất dầu trong các đường ống dầu và xi lanh của bánh xe, đẩy piston và tấm má phanh ép vào đĩa phanh, tạo nên lực ma sát làm cho đĩa phanh và moayer bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái

− Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh, áp suất trong hệ thống dầu phanh giảm nhanh, nhờ sự biến dạng của vòng đệm kín dầu của piston làm cho piston và má phanh rời khỏi đĩa phanh