Đồ án thiết kế phanh xe HINO (Link CAD: https://bit.ly/phanhxehino)

Phanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng nên luôn được các nhà thiết kế ôtô quan tâm, không ngừng nghiên cứu hoàn thiện và nâng cao hiệuPhanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng nên luôn được các nhà thiết kế ôtô quan tâm, không ngừng nghiên cứu hoàn thiện và nâng cao hiệuPhanh là hệ thống an toàn chủ động hết sức quan trọng nên luôn được các nhà thiết kế ôtô quan tâm, không ngừng nghiên cứu hoàn thiện và nâng cao hiệu

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH 4

1.1 Công dụng của hệ thống phanh 4

1.2 Yêu cầu hệ thống phanh .4

1.3 Phân loại hệ thống phanh 4

1.3.1 Theo công dụng : 5

1.3.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh : 5

1.3.3 Theo phương thức dẫn động phanh : 5

1.3.4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh : 5

1.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh 5

1.4.1 Cơ cấu phanh 5

1.4.2 Dẫn động phanh 13

1.4.3 Trợ lực phanh 19

CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU VỀ XE HINO 27

2.1 Giới thiệu về xe Hino 27

2.2.Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh 28

2.2.1.Xi lanh chính: 31

2.2.2.Cơ cấu phanh 31

2.2.3.Bộ trợ lực chân không 35

2.2.4.Xy lanh an toàn: 38

2.2.5.Phanh khí xả: 39

2.2.6.Bơm chân không 40

Chương 3:Tính toán xác định các thông số cơ bản 41

3.1 Xác định mômen phanh yêu cầu sinh ra ở các cơ cấu phanh 42

3.2.Cơ cấu phanh trước 44

3.2.1.Xác định góc đặt lực và bán kính đặt lực 44

3.2.2 Xác định góc ϕ 45

3.2.3 Xác định lực cần thiết tác dụng lên guốc phanh bằng phương pháp hoạ đồ 46

3.2.4 Xây dựng hoạ đồ lực phanh cơ cấu phanh trước 47

3.3 Cơ cấu phanh sau 51

3.3.1.Xác định kích thước cơ bản: 51

3.3.2.Xác định lực tác dụng vào guốc phanh: 51

Chương 4:Kiểm nghiệm bền 54

4.1.Kiểm bền guốc phanh 54

4.1.1.Xác định các kích thước cơ bản cơ cấu phanh trước 54

4.1.2.Kiểm tra bền guốc phanh 56

4.2 Kiểm tra hiện tượng tự xiết 64

4.3 Kiểm tra kích thước má phanh theo điều kiện áp suất 65

4.4 Kiểm nghiệm bền má phanh theo công ma sát riêng L 66

4.5 Tính toán nhiệt phát ra trong quá trình phanh 66

4.6 Tính bền trống phanh 67

Chương 5:Thiết kế tính toán dẫn động phanh 69

5.1.Sơ đồ dẫn động phanh: 69

5.2.Xác định đặc tính của bộ trợ lực: 69

5.3.Xác định kích thước màng trợ lực: 71

5.4.Xác định đường kính xi lanh công tác 72

5.5.Hành trình làm việc của pittong trong các xilanh ở các cơ cấu phanh sau và trước: 73

Chương 6:Quy trình bảo dưỡng sửa chữa 76

6.1.Quy trình tháo-lắp: 76

6.2.Kiểm tra sự mài mòn của má phanh: 77

6.3.Quy trình xả air trong hệ thống phanh: 77

Chương 7.Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 83

7.1.Chọn chi tiết gia công,điều kiện làm việc của chi tiết 83

7.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 84

7.3.Xác định phương pháp chế tạo phôi 84

7.4.Xác định thứ tự các nguyên công: 85

7.5.Xác định chế độ cắt cho các nguyên công: 86

7.5.1.Nguyên công 1: Tiện mặt trụ φ 14 và φ 20 86

7.5.2.Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu, tiện lỗ φ 8, tiện rãnh φ 10 86

7.5.3.Nguyên công 3: Khỏa mặt đầu, khoan lỗ tâm 88

7.5.4.Nguyên công 4: Tiện tinh mặt trụ φ 16 và φ 20 89

7.5.5.Nguyên công 5: Mài tròn mặt ngoài theo chiều dài của piston 90

7.5.6.Nguyên công 6: Kiểm tra 91

KẾT LUẬN 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

LỜI NÓI ĐẦU

Công cuộc đổi mới đất nước của nhân dân ta đã thu được thành tựu to lớn có ý nghĩa quan trọng, những tiền đề cho công nghiệp hóa, hiện đại hóa đã được hoàn thành về

cơ bản, nước ta chuyển sang thời kỳ mới, thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa

Để có được những tiền đề trên ngành công nghệ chế tạo nước ta trong những năm gần đây đã có những tiến bộ nhanh chóng, trong đó không thể không nói đến sự tiến bộ nhảy vọt của nền công nghiệp ô tô Chỉ trong khoảng 10 năm trở lại đây, trên thị trường Việt Nam đã xuất hiện ngày càng nhiều các loại xe lắp ráp trong nước và nhập từ nước ngoài, với kiểu dáng thẩm mỹ, tiện nghi sang trọng, tốc độ cao, độ an toàn lớn, hiệu quả

về kinh tế Đặc biệt các loại xe này phần lớn được lắp ráp tại Việt Nam và trong đó tỷ lệ nội hóa ngày càng nhiều

Sau 5 năm học tại trường em được giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống phanh xe tải HINO series 300 Hệ thống phanh là hệ thống quan trọng và khá phức tạp, đặc biệt với những xe hiện đại Vận tốc chuyển động ô tô ngày càng cao cho nên việc đi sâu nghiên cứu để hoàn thiện sự làm việc của hệ thống phanh nhằm đảm bảo tính an toàn cao cho sự chuyển động của ô tô ngày càng cấp thiết

Trong phần tính toán thiết kế này em dựa chủ yếu vào số liệu của xe tải HINO series 300, các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tính toán.Tuy vậy do trình độ còn hạn chế

về khả năng thiết kế nên đồ án này vẫn còn nhũng hạn chế nhất định mặc dù đã được sự hướng dẫn tận tình của cán bộ hướng dẫn Em mong rằng với sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các Thầy, Cô giáo trong bộ môn sẽ giúp em vững vàng hơn trong bước đường công tác của mình sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viênNguyễn Mạnh Phú

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHANH

1.1 Công dụng của hệ thống phanh

Hệ thống phanh dùng để giảm tốc độ của ô tô cho đến khi dừng hẳn hoặc đến một tốc

độ nào đó theo yêu cầu của người lái Giữ cho ô tô máy kéo dừng ở ngang dốc trong thời gian lâu dài hoặc cố định xe trong thời gian dừng xe Đối với ô tô máy kéo hệ thống phanh rất quan trọng vì nó đảm bảo cho ô tô chuyển động an toàn ở tốc độ cao hoặc dừng

xe trong tình huống nguy hiểm nhờ vậy mà nâng cao được năng suất vận chuyển, tăng được tính động lực

1.2 Yêu cầu hệ thống phanh

Hệ thống phanh là một bộ phận quan trọng của xe ô tô đảm nhận chức năng an toàn chủ động, cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:

- Có hiệu quả phanh cao nhất ở tất cả các bánh xe trong mọi trường hợp

- Hoạt động êm dịu nhẹ nhàng để giảm cường độ lao động của người lái

- Có độ nhậy cao để thích ứng nhanh với các trường hợp nguy hiểm

- Đảm bảo việc phân bố mômen phanh trên các bánh xe phải theo nguyên tắc sử dụng hoàn toàn trọng lượng bám khi phanh với mọi cường độ

- Không có hiện tượng tự xiết

- Thoát nhiệt tốt

- Có hệ số ma sát µ cao và ổn định

- Giữ được tỉ lệ thuận giữa lực tác dụng lên bàn đạp phanh và lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh

- Có độ tin cậy, độ bền và tuổi thọ cao

1.3 Phân loại hệ thống phanh

Hệ thống phanh có thể được phân loại theo các cách sau đây :

1.3.2 Theo kết cấu của cơ cấu phanh :

- Cơ cấu phanh guốc

- Cơ cấu phanh đĩa

- Cơ cấu phanh đai

1.3.3 Theo phương thức dẫn động phanh :

1.3.4 Theo mức độ hoàn thiện hệ thống phanh :

- Hệ thống phanh có hệ thống điều hoà

- Hệ thống phanh có hệ thống ABS, BA…

1.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống phanh.

1.4.1 Cơ cấu phanh

1.4.1.1 Cơ cấu phanh guốc( tang trống ) :

a) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

Cấu tạo chung của cơ cấu phanh này là hai chốt cố định có bố trí chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh ở phía dưới, khe hở phía trên điều chỉnh bằng trục cam ép( hình a ) hoặc bằng cam lệch tâm ( hình b )

Hình 1.1 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua trục

b) Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm được thể hiện trên hình 1.2 Sự đối xứng qua tâm ở đây được thể hiện trên mâm phanh cùng bố trí hai chốt guốc phanh, hai xi lanh bánh xe, hai guốc phanh hoàn toàn giống nhau và chúng đối xứng với nhau qua tâm Mỗi guốc phanh được lắp trên một chốt cố định ở mâm phanh và cũng có chốt lệch tâm để điều chỉnh khe hở phía dưới của má phanh với trống phanh Một phía của pittông luôn tì vào xi lanh bánh xe nhờ lò xo guốc phanh Khe hở phía trên giữa má phanh và trống phanh được điều chỉnh bằng cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở lắp trong pittông của xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại đối xứng qua tâm thường có dẫn động bằng thuỷ lực và được bố trí ở cầu trước của ôtô du lịch hoặc ôtô tải nhỏ

Hình 1.2 Cơ cấu phanh guốc đối xứng qua tâm

Trong đó :

1 Ống nối; 2 Vít xả khí; 3 Xilanh bánh xe; 4 Má phanh;

5 Phớt làm kín; 6 Piston; 7 Lò xo guốc phanh; 8 Tấm chặn.

c) Cơ cấu phanh guốc loại bơi

Guốc phanh không tựa trên một chốt quay cố định mà cả hai đều tựa trên mặt tựa di trượt Có hai kiểu cơ cấu phanh loại bơi : loại mặt tựa tác dụng đơn( hình 1.3.a); loại hai mặt tựa tác dụng kép (hình 1.3.b)

- Loại mặt tựa tác dụng đơn: Ở loại này một đầu của guốc phanh được tựa trên mặt tựa di trượt trên phần vỏ xi lanh, đầu còn lại tựa vào mặt tựa di trượt của piston

Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

- Loại hai mặt tựa tác dụng kép: Ở loại này trong mỗi xi lanh bánh xe có hai piston

và cả hai đầu của mỗi guốc đều tựa trên hai mặt tựa di trượt của hai piston Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ

Hình 1.3 Cơ cấu phanh guốc loại bơi

d) Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá

Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá có nghĩa là khi phanh bánh xe thì guốc phanh thứ nhất sẽ tăng cường lực tác dụng lên guốc phanh thứ hai Có hai loại cơ cấu phanh tự cường hoá: cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn( hình 1.4.a ); cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép( hình 1.4.b )

- Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng đơn có hai đầu của hai guốc phanh được liên kết với nhau qua hai mặt tựa di trượt của một cơ cấu điều chỉnh tự động Hai đầu còn lại của hai guốc phanh thì một được tựa vào mặt tựa di trượt trên vỏ xi lanh bánh xe còn một thì tựa vào mặt di trượt của piston xi lanh bánh xe Cơ cấu điều chỉnh dùng để điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống phanh của cả hai guốc phanh Cơ cấu phanh loại này thường được bố trí ở các bánh xe trước của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình

- Cơ cấu phanh tự cường tác dụng kép: Cơ cấu phanh tự cường hoá tác dụng kép có

một xi lanh bánh xe Cơ cấu phanh loại này được sử dụng ở các bánh xe sau của ôtô du lịch và ôtô tải nhỏ đến trung bình.

Hình 1.4 Cơ cấu phanh guốc tự cường hoá

1.4.1.2 Cơ cấu phanh đĩa

a) Các bộ phận của cơ cấu phanh đĩa bao gồm:

- Một đĩa phanh được lắp với moayơ của bánh xe và quay cùng bánh xe

- Một giá đỡ cố định trên dầm cầu trong đó có đặt các xi lanh bánh xe

- Hai má phanh dạng phẳng được đặt ở hai bên của đĩa phanh và được dẫn động bởi các piston của các xi lanh bánh xe

b) Có hai loại cơ cấu phanh đĩa: loại giá đỡ cố định và loại giá đỡ di động

- Loại giá đỡ cố định( hình 1.5.a ): Trên giá đỡ bố trí hai xi lanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh Trong các xi lanh có piston, mà một đầu của nó luôn tì vào các má phanh Một đường dầu từ xi lanh chính được dẫn đến cả hai xi lanh bánh xe

- Loại giá đỡ di động( hình 1.5.b): Loại này giá đỡ không bắt cố định mà có thể di trượt ngang trên một số chốt bắt cố định trên dầm cầu Trong giá đỡ di động người

ta chỉ bố trí một xi lanh bánh xe với một piston tì vào một má phanh Má phanh ở phía đối diện được gá trực tiếp trên giá đỡ.

Hình 1.5 Kết cấu cơ cấu phanh dạng đĩa

1.4.1.2 Cơ cấu phanh dừng

a) Công dụng :

Phanh dừng được dùng để dừng xe ( đỗ xe ) trên dốc hoặc trên đường bằng Hệ thống phanh này được sử dụng trong trường hợp ôtô đứng yên, khi người lái dời khỏi xe

c) Phân loại phanh dừng

- Theo kết cấu của cơ cấu phanh: Loại phanh trống, loại phanh đĩa

- Theo cách bố trí : Bố trí ở bánh xe, bố trí ở hệ thống truyền lực

Hình 1.7 Các kiểu bố trí phanh dừng

1.4.2 Dẫn động phanh

1.4.2.1 Dẫn động cơ khí

Hình 1.8 Các loại điều khiển phanh dừng

1.4.2.2 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực( Hệ thống phanh dầu ):

8- Má phanh guốc.

Hình 1.9 Hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

Cấu tạo gồm 3 phần chính: dẫn động phanh, cơ cấu phanh và trợ lực phanh Dẫn động bố trí trên khung xe gồm: bàn đạp phanh, xylanh chính, đường dầu phanh Cơ cấu phanh đặt ở bánh xe gồm: xylanh phanh, guốc phanh, lò xo hồi vị, trống phanh( hoặc đĩa phanh) Bộ trợ lực có tác dụng làm giảm nhẹ lực tác dụng của người lái lên bàn đạp phanh

b) Nguyên lý làm việc :

Khi phanh, người lái đạp lên bàn đạp phanh 1 qua hệ thống đòn bẩy đẩy piston của xylanh phanh chính dịch chuyển đẩy dầu trong buồng xylanh và được dẫn động qua đường ống Dầu áp suất cao được đưa tới buồng của xylanh phanh của cơ cấu phanh, dầu đẩy piston chuyển động đẩy hai guốc phanh có má phanh áp sát vào tang trống( ép má phanh vào đĩa phanh ) thực hiện quá trình phanh bánh xe do trống phanh( đĩa phanh ) gắn liền với moayơ bánh xe Khi thôi phanh, lò xo kéo hai má phanh về vị trí ban đầu, dưới tác dụng của lò xo các piston sẽ về vị trí ban đầu ép dầu trở lại buồng dầu của xylanh

kính xylanh phanh Muốn có lực phanh ở các bánh xe khác nhau chỉ cần thay đổi kết cấu xylanh phanh.

Hình 1.10 Xylanh phanh chính

c) Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực

- Phanh đồng thời các bánh xe với sự phân bố lực phanh theo yêu cầu

- Hiệu suất cao, độ nhạy tốt

- Kết cấu đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên các loại ôtô

- Không thể cho tỷ số truyền lớn vì tỷ lệ với lực bàn đạp

- Có hư hỏng thì hệ thống làm việc kém hiệu quả

- Hiệu suất có thể thấp khi ở nhiệt độ môi trường thấp

- Phanh dầu đa số bố trí trên xe con, xe tải nhỏ và trung bình

3 qua van phân phối 4 đến các bầu phanh 5,6 Màng của bầu phanh bị ép qua cơ cấu dẫn

phanh dầu lực tác dụng lên bàn đạp phanh sẽ lớn hơn so với phanh khí vì lực này sinh ra

để tạo ra áp suất trong bầu chứa dầu của hệ thống phanh còn phanh khí nén, tác dụng của người lái chỉ mở đường khí nén của van phân phối

c) Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của hệ thống phanh khí

- Lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ

- Có ưu điểm đặc biệt khi bố trí trên đoàn xe

- Dễ dàng cơ khí hoá trong khiển và dễ dàng cung cấp cho các bộ phận khác có sử dụng khí nén

- Độ nhạy thấp

- Khối lượng các chi tiết nhiều, kích thước lớn, giá thành cao

- Phanh khí được dùng trên xe tải trung bình, lớn, chuyên dùng

Dẫn động một dòng tuy kết cấu đơn giản nhưng độ tin cậy không cao Vì một lý do nào đó, bất kì một đường ống dẫn khí hoặc dẫn dầu nào đến các van phanh và xi lanh bánh

xe Bị rò rỉ khí ,dầu trong hệ thống bị mất áp suất khi đó hiệu quả phanh ở tất cả các bánh

xe bằng không

Hình 1.13 Sơ đồ dẫn động phanh hai dòng

Trong đó:

1 Máy nén khí ; 2 Van điều khiển ; 3 Xilanh khí ;

4 Bình dầu ; 5 Bình khí nén ; 6 Cơ cấu phanh ; 7 Xi lanh thuỷ lực.

b) Nguyên lý hoạt động:

Máy nén khí cung cấp khí nén đến bình chứa khí Khi có tác dụng từ bàn đạp của ng ười lái, van phân phối sẽ mở đường khí nén từ bình chứa tới van điều khiển Tại đây khi van điều khiển nhận được dòng khí nén điều khiển này sẽ mở thông cửa để một dòng khí nén lớn từ bình chứa khí nén tới sẽ sinh lực ép lên piston của xi lanh chính Dầu dưới áp lực cao sẽ truyền qua các ống dẫn dầu tới ép các piston xi lanh phanh do đó sẽ dẫn động các guốc phanh và thực hiện các quá trình phanh Ngoài ra, cũng nhằm mục đích giảm tổn thất và tăng độ nhậy cho hệ thống khí nén- thuỷ lực kết hợp thì các cụm của hệ thống đ -

-điều khiển nhằm mục đích giảm tổn thất và giảm thời gian chậm tác dụng của khí nén, còn từ xi lanh chính đến các xi lanh bánh xe có thể bố trí xa vì dầu không chịu nén nên ít ảnh hưởng tới thời gian chậm tác dụng.

c) Ưu, nhược điểm, phạm vi ứng dụng

- Hệ thống phanh dẫn động kết hợp khí nén – thuỷ lực phối hợp cả ưu điểm của phanh khí và phanh dầu cụ thể là lực tác dụng lên bàn đạp bé, độ nhậy cao, hiệu suất lớn và có thể sử dụng cơ cấu phanh nhiều loại khác nhau

- Phanh khí nén – thuỷ lực có những nhược điểm ở phần truyền động thủy lực là: ở nhiệt độ thấp hiệu suất giảm, chăm sóc kĩ thuật phức tạp như khi kiểm tra mức dầu và thoát không khí khỏi truyền động…

- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng cho xe có trọng tải trung bình và lớn

3 1

2

11

5

6 Lò xo xilanh khí nén ; 7 Piston xilanh chính ; 8 Bình chứa khí nén

9 Van ; 10 Piston ; 11 Thanh dạng ống.

b) Nguyên lý làm việc :

Khi tác dụng một lực lên bàn đạp phanh, qua các đòn dẫn động, ống 11 đẩy van 9

mở ra, khí nén từ bình chứa 8 qua van 9 vào khoang A và B tạo lực đẩy piston 5 của xilanh lực Piston 5 dịch chuyển tác động piston 7 của xilanh chính làm piston này di chuyển về phía phải ép dầu trong xilanh chính, dầu có áp suất cao sẽ đi tới các xilanh làm việc của bánh xe Trong khi đó ở khoang A nếu người lái đạp phanh giữ nguyên ở một vị trí thì áp suất khí nén tăng lên tác dụng lên piston 10, đến một giá trị nào đó thì cân bằng với lực đẩy của cánh tay đòn 3 Lúc đó piston 10 sẽ dịch chuyển sang trái làm cho van 9 đóng lại trong khi đó đường nối với khí trời trong ống 10 chưa mở, mômen phanh lúc này

có giá trị không đổi Khi người lái tiếp tục đạp phanh thì ống 11 lại di chuyển về phía phải làm van 9 lại được mở ra , khí nén lại tác dụng lên piston 5, khí nén lại tác dụng lên piston

5 để piston xilanh chính ép dầu tới các xilanh bánh xe

Khi nhả bàn đạp phanh, nhờ lò xo hồi vị, piston 10 và ống 11 được kéo trở về vị trí ban đầu làm van 9 đóng lại Khi ống 11 không tì vào van 9 sẽ mở đường thông với khí trời, khí nén còn lại trong khoang A và B sẽ đi qua ống ra ngoài

c) Ưu, nhược điểm :

- Lực cường hoá lớn, vì áp suất khí nén có thể đạt 5I7 KG/cm2 Bảo đảm được quan hệ

tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

- Số lượng các cụm trong hệ thống phanh nhiều, kết cấu phức tạp, cồng kềnh, động cơ phải kèm theo máy nén khí, giá thành cao

1.4.3.2 Trợ lực chân không.

a) Cấu tạo :

Bộ cường hoá chân không sử dụng ngay độ chân không ở đường ống nạp của động

cơ, đưa độ chân không này vào khoang A của bộ cường hóa, còn khoang B khi phanh được thông với khí trời

Hình 1.15 Sơ đồ bộ trợ lực chân không

Trong đó :

1 Piston xilanh chính; 2 Vòi chân không; 3 Màng chân không;

4 Van chân không; 5 Van khí ; 6 Van điều khiển; 7 Lọc khí;

8 Thanh đẩy; 9 Bàn đạp

b) Nguyên lý làm việc :

Khi không phanh cần đẩy 8 dịch chuyển sang phải kéo van khí 5 và van điều khiển 6 sang phải, van khí tì sát van điều khiển đóng đường thông với khí trời, lúc này buồng A thông với buồng B qua hai cửa E và F và thông với đường ống nạp Không có sự chênh lệch áp suất ở 2 buồng A, B, bầu cường hoá không làm việc

Khi phanh dưới tác dụng của lực bàn đạp, cần đẩy 8 dịch chuyển sang trái đẩy các van khí 5 và van điều khiển 6 sang trái Van điều khiển tì sát van chân không thì dừng lại còn van khí tiếp tục di chuyển tách rời van khí Lúc đó đường thông giữa cửa E và F được đóng lại và mở đường khí trời thông với lỗ F, khi đó áp suất của buồng B bằng áp suất khí trời, còn áp suất buồng A bằng áp suất đường ống nạp ( = 0,5 KG/cm2) Do đó giữa buồng

A và buồng B có sự chênh áp suất (= 0,5 KG/cm2) Do sự chênh lệch áp suất này mà màng cường hoá dịch chuyển sang trái tác dụng lên piston 1 một lực cùng chiều với lực bàn đạp của người lái và ép dầu tới các xi lanh bánh xe để thực hiện quá trình phanh Nếu giữ chân phanh thì cần đẩy 8 và van khí 5 sẽ dừng lại còn piston 1 tiếp tục di chuyển sang trái do chênh áp Van điều khiển 6 vẫn tiếp xúc với van chân không 4 nhờ lò xo nhưng di chuyển cùng piston 1, đường thông giữa lỗ E, F vẫn bị bịt kín Do van điều khiển 6 tiếp xúc với van khí 5 nên không khí bị ngăn không cho vào buồng B Vì thế piston không dịch 1 chuyển nữa và giữ nguyên lực phanh hiện tại

Khi nhả bàn đạp phanh, lò xo kéo đòn bàn đạp phanh về vị trí ban đầu, lúc đó van

5 bên phải được mở ra thông giữa buồng A và buồng B qua cửa E và F, khi đó hệ thống phanh ở trạng thái không làm việc

c) Ưu, nhược điểm :

- Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp khi động cơ làm việc

mà không ảnh hưởng đến công suất của động cơ, vẫn đảm bảo được trọng tải chuyên chở và tốc độ khi ôtô chuyển động Ngược lại khi phanh có tác dụng làm cho công suất của động cơ có giảm vì hệ số nạp giảm, tốc độ của ôtô lúc đó sẽ chậm lại một ít làm cho hiệu quả phanh cao Bảo đảm được quan hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh So với phương án dùng trợ lực phanh bằng khí nén, thì kết cấu bộ cường hoá chân không đơn giản hơn nhiều, kích thước gọn nhẹ, dễ chế tạo, giá thành rẻ, dễ bố trí trên xe

- Độ chân không khi thiết kế lấy là 0,5 KG/cm2, áp suất khí trời là 1 KG/cm2 , do đó

độ chênh áp giữa hai buồng của bộ cường hoá không lớn Muốn có lực cường hoá lớn thì phải tăng tiết diện của màng, do đó kích thước của bộ cường hoá tăng lên

- Phương án này chỉ thích hợp với phanh dầu loại loại xe du lịch, xe vận tảI, xe khách có tảo trọng nhỏ và trung bình

1.4.3.3 Trợ lực chân không kết hợp với thuỷ lực.

a) Cấu tạo :

Hình 1.15 Sơ đồ bộ trợ lực chân không kết hợp với thủy lực

Trong đó :

1.Xi lanh chính; 2.Cổ hút động cơ ; 3 Van một chiều; 4.Màng cường hoá;

5 Vỏ cường hoá; 6.Lọc khí; 7.Van không khí; 8.Van điều khiển ;

8’.Lò xo côn ; 9.Van màng; 10.Piston phản hồi; 11.Piston xilanh cường hoá;

12.Van bi; 13.Vỏ xi lanh cường hoá; 14.Xi lanh bánh xe;15 Đường ống nối

b) Nguyên lý làm việc :

Khi chưa phanh van không khí 7 được đóng lại, van điều khiển 8 mở ra nhờ lò xo côn 8' đẩy màng 9 mang theo piston phản hồi 10 đi xuống Buồng III thông với buồng II và buồng IIa qua ống 15 Như vậy áp suất buồng IIa, IIb bằng nhau và bằng áp suất chân không ở họng hút của đường ống nạp

Khi phanh người lái tác dụng lên bàn đạp phanh một lực cần thiết qua hệ thống đòn, đẩy piston ở xi lanh chính đi, áp suất phía sau piston xilanh 1 tăng lên qua ống dẫn dầu lên xilanh của bộ cường hoá , qua van bi 12 mở dầu đi đến xilanh bánh xe khắc phục khe hở giữa trống phanh và má phanh Đồng thời áp suất này tác dụng piston 11 và tác dụng lên piston phản hồi 10 Khi áp suất dầu đạt khoảng 1,3 Mpa sẽ đẩy piston phản hồi 10 thắng được lực lò xo côn 8' và đi lên, nó mở van không khí 7 ra và đóng van điều khiển 8 lại Lúc này áp suất khí trời là 1 KG/cm2 đi vào ống 15 để vào buồng IIa, còn buồng IIb vẫn

là buồng chân không Do sự chênh áp ở buồng IIa và buồng IIb, piston màng 4 dịch chuyển sang phải qua thanh đẩy, đẩy piston 11 của bộ cường hóa đi sang phải, áp suất sau piston này được tăng lên và dẫn đến các xi lanh bánh xe để tiến hành đẩy các má phanh ra tiếp xúc với trống phanh để hãm bánh xe lại

Khi dừng chân phanh ở vị trí nào đó, piston 11 sẽ tiếp tục dịch chuyển một chút sang phải

vì màng cường hoá 4 còn tiếp tục bị uốn Do vậy mà ở khoang dưới piston phản hồi 10,

áp suất sẽ giảm bớt và màng van 9 sẽ hạ xuống cùng pison phản hồi 10 cho đến khi van không khí đóng lại trong khi van điều khiển vẫn đóng Độ chênh áp giữa 2 khoang IIa và

IIb không đổi, màng 4 piston 11 không dịch chuyển nữa, áp suất dầu trong đường ống giữ giá trị không đổi, mômen phanh ở các bánh xe giữ nguyên giá trị

Khi nhả bàn đạp phanh lò xo ở bàn đạp kéo bàn đạp về vị trí ban đầu, lò xo hồi vị màng cường hoá đẩy piston 11 của xi lanh chính về vị trí cũ, lò xo côn 8' đẩy piston của bộ cường hoá về vị trí cũ, van 8 mở ra, van không khí 7 đóng lại, áp suất buồng IIa, IIb lại bằng nhau và bằng áp suất chân không ( 0,5 KG/cm2) Ở các bánh xe thì các lò xo kéo má phanh về vị ban đầu để nhả má phanh tách ra khỏi trống phanh

c) Ưu, nhược điểm:

- Tận dụng được độ chênh áp giữa khí trời và đường ống nạp Bảo đảm được quan

hệ tỷ giữa lực bàn đạp và với lực phanh

- Kết cấu phức tạp, phải cần thêm xilanh thuỷ lực

1.4.3.4 Trợ lực bằng năng lượng điện từ

a) Cấu tạo :

Hình 1.16 Sơ đồ bộ trợ lực bằng năng lượng điện từ

Trong đó:

1.Bộ cường hoá điện; 2 Lõi thép; 3 Cuộn dây; 4 Cần đẩy;

5 Xilanh phanh chính; 6 Bộ điều khiển; 7 Xilanh phanh bánh xe.

b) Nguyên lý làm việc :

Phần cường hoá điện gồm lõi thép 2 được đặt trong ống thép Phía trên ống thép là cuộn dây từ hoá 3 Khi cuộn dây được cấp những chuỗi xung điện từ khác nhau từ bộ điều khiển thì dòng điện trung bình trong cuộn dây cũng thay đổi, nó từ hoá ống thép làm cho ống thép trở thánh một nam châm điện hút lõi thép tiến về phía phải, thông qua cần đẩy 4 đẩy các piston di chuyển tạo áp lực dầu trong hệ thống phanh Khi chân phanh dừng lại ở một vị trí nào đó thì cảm biến sẽ xác định vị trí của lõi thép, đồng thời một cảm biến thứ 2 trên đường áp suất dầu gửi tín hiệu về hộp điều khiển để hộp điều khiển xác định mức chuỗi xung đã được xác lập giữ nguyên lực phanh hiện thời Nếu tiếp tục đạp phanh thêm nữa thì 2 cảm biến trên thay đổi tín hiệu và hộp điều khiển sẽ tạo ra một chuỗi xung khác

để tăng thêm dòng điện vào cuộn dây

b) Ưu, nhược điểm:

- Có thể thiết kế đồng hoá cho nhiều loại xe chỉ cần thay đổi phần lập trình.

- Giá thành cao

CHƯƠNG 2:TÌM HIỂU VỀ XE HINO

2.1 Giới thiệu về xe Hino

HINO là một hãng xe lớn có uy tín của Nhật Bản, chuyên sản xuất các loại xe vận tải Công nghệ hiện đại kết hợp với thiết kế tiên tiến đã mang lại cho HINO 300 series tính năng mạnh mẽ cùng sự thoải mái và dễ dàng khi điều khiển

Hình 2.1:Xe Hino series 300

Các đặc điểm cơ bản:

 Trọng lượng toàn bộ 5,5 tấn

 Động cơ: Xe Hino 300 series sử dụng loại động cơ Diesel, 4xilanh ,bốn kì thẳng hàng,tuabin tăng nạp và két làm mát khí nạp.Phun nhiên liệu trực tiếp,làm mát bằng nước Công suất cực đại đạt 86 kW (ở số vòng quay 2500 v/ph)

 Ly hợp: là loại 1 đĩa ma sát khô,lò xo ,dẫn động thủy lực ,điều chỉnh tự động

 Hộp số chính: Kiểu cơ khí,5 số tiến,1 số lùi,dẫn động cơ khí

 Các đăng: là loại các đăng khác tốc kép

 Bánh xe: sử dụng loại lốp có săm Radial.7.00R16-12PR

 Hệ thống lái: Trục vít ecu bi tuần hoàn

 Hệ thống phanh: Tang trống,dẫn động thủy lực trợ lực chân không

2.2.Sơ đồ dẫn động hệ thống phanh

Sơ đồ:

Xe Hino series 300 trọng lượng toàn bộ khi đầy tải là 55000 N,do đó là loại xe tải nhỏ.Hệ thống phanh của xe là hệ thống thủy lực trợ lực chân không,xe chạy bằng dầu ,nguồn chân không được lấy từ bơm chân không đặt ở đuôi máy phát.Cơ cấu phanh là loại tang trống.Cơ cấu phanh trước là loại đối xứng qua tâm,khi đi theo chiều tiến thì cả 2 đều

là má xiết,cơ cấu phanh sau là cơ cấu phanh loại bơi.Ngoài ra hệ thống phanh còn trang bị thêm phanh khí xả

Sau đây là sơ đồ tổng quan hệ thống phanh:

8 7

6

5

4 3 2 1

Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống phanh xe Hino seris 300

1.Bình chứa dầu phanh

2.Công tắc đèn dừng

3.Xi lanh chính

4.Bàn đạp phanh

5.Van kiểm tra

6.Bơm chân không

Nguyên lý hoạt động như sau:

Khi cần phanh người lái đạp bàn đạp số 4,đèn dừng gắn với cơ cấu phanh bật sang,đồng thời qua cơ cấu đòn dẫn dộng đẩy pittong của xi lanh chính chuyển động Dầu theo đường ống dẫn tới bộ trợ lực phanh chân không 12.Tại đây khi áp suất thủy lực trong đường ống tăng,bộ trợ lực chân không làm việc làm tăng lực ép thủy lực.Dầu phanh lại tiếp tục theo đường ống phanh tới xi lanh an toàn 14.Van an toàn số 14 có tác dụng phân chia 1 dòng dầu đến thành 2 dòng dầu đi.Hơn nữa trong quá trình hoạt động ,nếu 1 đường ống dẫn dầu

bị rò thì không ảnh hưởng tới dòng dầu còn lại do đó đảm bảo an toàn Ngoài ra hệ thống phanh còn trang bị phanh khí xả Trên cabin nếu cần dừng động cơ trong 1 giới hạn nào

đó ta có thể bấm nút khởi động hệ thống này.Cơ cấu phanh khí xả dùng chân không 10 dịch chuyển để đóng đường ống xả,làm giảm sự thoát khí từ xi lanh dẫn tới giảm động cơ

2.2.1.Xi lanh chính:

Hình vẽ:

Hình 2.3.Xi lanh chính Công dụng :Chuyển từ lực bàn đạp phanh thành áp lực dầu đến bộ phụ trợ.

Nguyên lý hoạt động:

Khi phanh:Lực bàn đạp phanh sẽ có tác dụng đẩy chạc nôi (1) ,qua pittong đẩy dầu đến

bộ phụ trợ,trên xi lanh chính có lỗ A nối với bình chưa có tác dụng bù dầu khi đường ống thủy lực thiếu dầu

Khi thôi phanh :Dưới tác dụng của lò xo phản hồi 11 sẽ đẩy pittong về vị trí ban đầu.Ngoài ra xi lanh chính còn có vít xả khí (15) ,có tác dụng xả khí ra khỏi đường ống tránh dầu lẫn khí,làm giảm hiệu quả phanh

2.2.2.Cơ cấu phanh

a.Cơ cấu phanh trước:

Hình vẽ:

1 2 3

4

6

7 5

Hình 2.4.Cơ cấu phanh trước 1.Vít điều chỉnh má phanh

Cấu tạo: Đây là cơ cấu phanh dạng tang trống đối xứng nhau qua tâm bánh xe Xi

lanh điều khiển guốc phanh là loại thuỷ lực Đầu tựa dưới của guốc phanh có hình dạng

cong, do đó có khả năng tự lựa, đảm bảo cho các má phanh tiếp xúc và mòn đều trong quá

trình sử dụng Guốc phanh được các lò xo hồi vị kẹp chặt giữ cho 2 má phanh ở kích

thước nhỏ nhất Má phanh được tán trên bề mặt guốc phanh bằng đinh tán Guốc phanh

được định vị trên mâm phanh bằng các đệm và đai ốc Cơ cấu định vị này chạy trên một

phanh, bán kính bằng khoảng cách từ đầu tựa đến đai ốc Các đầu của guốc phanh được tì lên các rãnh trên xi lanh công tác đảm bảo cho guốc phanh không bị xê dịch theo phương trục của bánh xe Vít 1 điều chỉnh má phanh, có hình dạng hoa khế, trên rãnh có tì lên bởi một lẫy chống tự xoay Khe hở giữa má phanh và tang trống được điều chỉnh bằng cách xoay vít 1cho má phanh ép sát vào tang trống cho đến khi không xoay được nữa thì xoay ngược lại khoảng 2 rãnh, nhận biết nhờ tiếng động của lẫy tì trên vít 1.

+ Khi thôi phanh: lò xo 5 kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, đường dầu trở về xi lanh chính, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc

- Ưu điểm: Do cơ cấu phanh bố trí đối xứng qua tâm nên khi xe chuyển động tiến,

cả 2 má phanh đều là má xiết, đạt hiệu quả phanh cao Guốc phanh trước và guốc phanh sau làm việc như nhau nên 2 má phanh mòn đều trong quá trình sử dụng

- Nhược điểm: Khi xe lùi các guốc phanh làm việc giống guốc sau của cơ cấu phanh

1 xi lanh bố trí đối xứng trục, vì vậy mà hiệu quả phanh khi xe lùi sẽ giảm đi đáng kể, thấp hơn 2 lần khi xe tiến Tuy nhiên khi xe lùi vận tốc thường nhỏ, do đó vẫn đảm bảo

mô men phanh cần thiết

b Cơ cấu phanh sau:

Do yêu cầu về momen phanh trên cầu sau lớn hơn cầu trước nên cấu tạo phanh sau là cơ cấu phanh dạng bơi.

Quá trình điều khiển của xy lanh bánh xe gắn liền với sự tăng áp suất của dầu trong xylanh bánh xe.

Nguyên lý làm việc của cơ cấu phanh sau mô tả như sau:

+Khi không phanh:Dưới tác dụng của các lò xo hồi vị má phanh giải phóng cho tang trống quay trơn

Giai đoạn sau:Bàn đạp tiếp tục di chuyển ,áp suất dầu tiếp tục tăng cao ,đẩy cả 4 pittong nằm trong 2 xylanh với áp lực tăng dần.Các pittong dịch chuyển đồng thời tác dụng lên guốc phanh ,tăng áp lực đặt lên tang trống Lực ma sát cũng tăng cao giữ bánh xe lại(phần quay).Thực hiện phanh với hiệu quả cao

Do lực tác dụng phanh lên cả 2 đầu guốc phanh nên áp lực giữa má phanh và tang trống tăng lên lớn hơn so với trường hợp chỉ với 1 đầu guốc phanh.Sự dịch chuyển nhỏ của guốc phanh trong quá trình phanh ở giai đoạn đầu về 2 phía mang lại hình tượng guốc phanh bị dịch chuyển 2 chiều do vậy gắn liền với khái niệm guốc phanh bị bơi

+Khi thôi phanh cơ cấu hoạt động như các phanh khác

+Tác dụng lực điều khiển ở 2 đầu do đó phanh mòn đều ,lò xo hồi vị cần có độ cứng lớn

để đảm bảo trở về vị trí ban đầu khi thôi phanh

+Tuy nhiên hiệu quả phanh cao nhưng khả năng ổn định lực ma sát lại kém hơn

2.2.3.Bộ trợ lực chân không

Cấu tạo của bộ trợ lực chân không như hình vẽ:

9.Ống dẫn không khí

10.Thân van đĩa

11.Van đĩa chân không

a)Khi không đạp phanh :

Ống D luôn được nối với bình chân không Ở trạng thái không đạp phanh.Van chân không mở ,van đĩa (17) đóng ngăn cản không khí từ ngoài lọt vào bầu phanh.Do van chân không mở do đó theo ống (13) độ chân không trước và sau pittong trợ lực như nhau do đó không có trợ lực

b)Khi đạp phanh:

Dầu từ xi lanh chính đến cửa C áp suất dầu tăng ,làm pittong thủy lực dịch chuyển sang phải đẩy dầu qua cửa B đến xilanh an toàn.Dầu vào từ cửa C 1 phần làm pittong van điều khiển (7) dịch chuyển sang phải ,đóng van đĩa (11) ngăn cách khoang E Đồng thời van đĩa không khí (11) mở ra thông giữa khí trời với khoang F (qua ống dẫn(9)).Do đó lúc này khoang e là chân không còn khoang F là khí trời do đó pittong lực 2 bị đẩy sang phải thông qua cần đẩy (5) tác dụng lên pittong 23

c)Ở trạng thái duy trì:

Van đĩa chân không đóng và van không khí cũng đóng Áp suất tại mỗi phía của bơm

chân không không đôi,sự chênh lệch áp suất không đổi này khiến trợ lực không đổi,giữ

nguyên momen phanh

2.2.4.Xy lanh an toàn:

Là loại pittong kép có tác dụng phân chia 1 dòng dầu đến thành 2 dòng dầu đi tới các cơ

cấu phanh,một dòng tới các cơ cấu phanh bánh trước,một dòng tơi các cơ cấu phanh bánh

sau

Ngoài ra xylanh an toàn còn có tásc dụng đảm bảo an toàn khi 1 dòng dầu tới các cơ cấu

phanh bánh trước hoặc bánh sau bị rò,hỏng thì dòng dầu còn lại vẫn hoạt động,đảm bảo

an toàn

Sơ đồ:

6.Bu long kiểm tra (xả không khí)

7,Bu long kiểm tra (ngắt)

+Khi thôi phanh:Dưới tác dụng của lò xo ép 4 sẽ đẩy pittong về vị trí ban đầu

Khi 1 trong 2 đường ống A tới các cơ cấu phanh bị rò rỉ thì do chenh lệch ap suất giữa 2 mặt pittong lò xo ép 4 sẽ bị nén 1 đoạn đến khi áp lực lên mặt pittong và lực đàn hồi cân bằng nhau thì pittong sẽ dừng lại.Dầu từ bình chứa sẽ phải bù vào 1 khoảng bằng với sự dịch chuyển của pittong trong xylanh an toàn

Khi có dầu hiệu phanh giảm hiểu quả do bị rò rỉ ở một đường.Ta có thể vặn bulong kiểm tra 7 để đống hẳn 1 đường vào xilanh an toàn

Khi trong đường ống dầu có khí ta có thể xả khí bằng bulong 6

2.2.5.Phanh khí xả:

Cấu tạo :Khi ta cần giảm tốc độ của xe trong 1 giới hạn nhỏ mà không cần dùng đến cơ cấu phanh ta có thể bật công tắc phanh khí xả

2.2.6.Bơm chân không.

Khi động cơ xăng hoạt động ở tốc độ thấp ,cánh tiết lưu đóng sẽ tạo ra 1 chân không trong cụm ống nạp Từ đây đối với động cơ xăng có thể tận dụng độ chân không này.Với động cơ Diesel không dùng chánh tiết lưu vì chân không trong đường ống nạp nhỏ vì